KR101287772B1 - Duplex stainless steel wire material, steel wire, bolt, and method for production of the bolt - Google Patents

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Abstract

이 냉간 단조성이 우수한 고강도ㆍ고내식 볼트용 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재는 질량%로, C ; 0.005 내지 0.05%, Si ; 0.1 내지 1.0%, Mn ; 0.1 내지 10.0%, Ni ; 1.0 내지 6.0%, Cr ; 19.0 내지 30.0%, Cu ; 0.05 내지 3.0%, N ; 0.005 내지 0.20%를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 실질적으로 불가피적 불순물로 구성되고, C+N ; 0.20% 이하, (a)식의 M값이 60 이하, (b)식의 F값이 45 내지 85이고, 인장 강도가 550 내지 750N/㎟이다.

Figure 112012099617852-pat00021

Figure 112012099617852-pat00022
The austenite-ferritic two-phase steel wire for high strength and high corrosion resistance bolts excellent in cold forging is in mass%, C; 0.005 to 0.05%, Si; 0.1 to 1.0%, Mn; 0.1 to 10.0%, Ni; 1.0 to 6.0%, Cr; 19.0 to 30.0%, Cu; 0.05 to 3.0%, N; 0.005 to 0.20%, and the remainder is composed of Fe and substantially inevitable impurities, and C + N; 0.20% or less, M value of (a) formula is 60 or less, F value of (b) formula is 45-85, and tensile strength is 550-750 N / mm <2>.
Figure 112012099617852-pat00021

Figure 112012099617852-pat00022

Description

2상 스테인리스 강선재, 강선 및 볼트 및 그 제조 방법 {DUPLEX STAINLESS STEEL WIRE MATERIAL, STEEL WIRE, BOLT, AND METHOD FOR PRODUCTION OF THE BOLT}2-phase stainless steel wire, steel wire and bolt and manufacturing method thereof {DUPLEX STAINLESS STEEL WIRE MATERIAL, STEEL WIRE, BOLT, AND METHOD FOR PRODUCTION OF THE BOLT}

본 발명은 냉간 단조성이 우수한 2상 스테인리스 강선재에 관한 것으로, 예를 들어 SUS304 정도의 내식성을 갖는 고강도 볼트를 저렴하게 제공한다.The present invention relates to a two-phase stainless steel wire material having excellent cold forging, and provides, for example, a high-strength bolt having corrosion resistance on the order of SUS304 at low cost.

본 발명은 냉간 가공성이 우수한 착자성을 갖는 연질의 2상 스테인리스 강선재에 관한 것으로, 예를 들어 SUS304, SUS316 정도의 내식성을 갖는 나사, 핀, 철망, 와이어, 로프, 스프링 등의 강냉간 가공 부품을 저렴하게 제공할 수 있는 동시에 착자성을 부여한 냉간 가공성이 우수한 연질 2상 스테인리스 강선재에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a soft two-phase stainless steel wire rod having magnetic properties with excellent cold workability. For example, cold-worked parts such as screws, pins, wire mesh, wires, ropes, and springs having corrosion resistance of about SUS304 and SUS316. The present invention relates to a soft two-phase stainless steel wire rod having excellent cold workability that can be provided at a low cost and which has been magnetized.

본원은 2007년 10월 10일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2007-264992호, 2007년 10월 10일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2007-264993호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2007-264992 for which it applied to Japan on October 10, 2007, and Japanese Patent Application No. 2007-264993 for which it applied to Japan on October 10, 2007, and , Use the content here.

지금까지, 강도 700N/㎟ 레벨의 고강도ㆍ고내식 볼트에 대해서는, SUS304 선재가 범용적으로 사용되어 왔다. 그러나, 최근, 자동차, 가전 등의 분야를 중심으로 볼트의 고강도화(경량화)가 더욱 요구되어 왔다. 또한, SUS304 볼트는 고가의 Ni 원료를 많이 함유하여 가격이 높기 때문에, 저비용화도 강하게 요구되어 왔다.Up to now, SUS304 wire rods have been used universally for high strength and high corrosion resistant bolts having a strength of 700 N / mm 2. However, in recent years, higher strength (lighter weight) of bolts has been demanded in the fields of automobiles and home appliances. In addition, since SUS304 bolts contain many expensive Ni raw materials and have a high price, low cost has also been strongly demanded.

지금까지, 볼트의 고강도화는, 예를 들어 마르텐사이트계 스테인리스강의 SUS630 볼트로 대응되어 왔다(예를 들어, 특허 문헌 1).Up to now, the high strength of the bolt has been supported by, for example, SUS630 bolt of martensitic stainless steel (for example, Patent Document 1).

그러나, SUS630 볼트는 강도가 우수하지만, 내식성이 충분하지 않을 뿐만 아니라, 냉간 단조성이 현저하게 떨어지므로 제조 비용이 대폭으로 높아, 사용은 매우 한정적이었다.However, SUS630 bolts are excellent in strength, but not only have insufficient corrosion resistance, but also have a significantly low cold forging, so the manufacturing cost is significantly high, and their use has been very limited.

또한, 제조성이 우수한 저렴한 약 13% Cr계의 마르텐사이트계 스테인리스강제의 고력 볼트도 제안되어 있다(특허 문헌 2). 그러나, 내식성이 불충분하여, 사용이 한정되어 있다.In addition, high-strength bolts made of inexpensive martensitic stainless steel of about 13% Cr having excellent manufacturability have been proposed (Patent Document 2). However, its corrosion resistance is insufficient and its use is limited.

또한, 고(C+N)량의 오스테나이트계 스테인리스강제의 고력 볼트가 제안되어 있다(특허 문헌 3). 그러나, 냉간 단조성이 떨어지므로 제조 비용이 대폭으로 높아, 시장에 받아들여져 있지 않다.In addition, high-strength bolts made of high (C + N) austenitic stainless steel have been proposed (Patent Document 3). However, since cold forging is inferior, manufacturing cost is significantly high and it is not accepted by the market.

한편, 최근, 고가의 Ni의 사용을 억제한 저Ni계의 저렴한 2상 스테인리스강(특허 문헌 4 내지 6)이 제안되어 있다.On the other hand, in recent years, the low-Ni low-cost two-phase stainless steel (patent documents 4-6) which suppressed use of expensive Ni is proposed.

그러나, 종래의 2상 스테인리스강에서는, 냉간 단조성이 나쁘고, 또한 제조 비용이 높아, 2상 스테인리스강제의 볼트는 시장에 존재하고 있지 않았다.However, in the conventional two-phase stainless steel, cold forging property is bad and manufacturing cost is high, and the bolt of two-phase stainless steel did not exist in the market.

이상, 지금까지의 스테인리스강 볼트 및 볼트용 스테인리스 강선재에 있어서, 고내식성, 고강도, 고냉간 단조성, 저비용을 겸비하는 제품이 없었다.As described above, there have been no products having high corrosion resistance, high strength, high cold forging, and low cost in the stainless steel bolt and the stainless steel wire for bolt.

내식성을 필요로 하는 나사, 핀, 철망, 와이어 등의 제품에 대해서는, SUS304, SUSXM7 등의 오스테나이트계 스테인리스 강선재를 사용하여, 신선이나 냉간 단조, 굽힘 가공 등의 강냉간 가공에 의해 제조되어 왔다. 선재의 냉간 가공에 있어서는, 재료의 고연신 특성이 요구되는 강판의 프레스 성형성과 달리, 연질이고 고인장 파단 드로잉 특성이 요구된다(고연신 특성은 요구되지 않음). 연질이라 함은, 선재의 인장 강도로, 700N/㎟ 이하, 바람직하게는 650N/㎟ 이하가 요구된다.Products such as screws, pins, wire mesh, and wires that require corrosion resistance have been manufactured by using austenitic stainless steel wires such as SUS304 and SUSXM7 by cold working such as drawing, cold forging, and bending. . In the cold working of wire rods, unlike the press formability of steel sheets which require high drawing properties of materials, soft and high tensile breaking drawing properties are required (high drawing properties are not required). Soft is the tensile strength of the wire rod, 700 N / mm 2 or less, preferably 650 N / mm 2 or less is required.

그러나, 오스테나이트계 스테인리스강의 제품은 고가의 Ni가 다량으로 첨가되어 있으므로, 저렴한 제조 프로세스임에도 불구하고, 제품 가격이 높다고 하는 결점이 있었다.However, since a large amount of expensive Ni is added to the product of the austenitic stainless steel, there is a drawback that the product price is high despite being an inexpensive manufacturing process.

또한, 오스테나이트계 스테인리스강은 자성이 없으므로, 파스너의 체결 작업 시에 공구에 붙지 않으므로 작업성이 나쁘고, 철망ㆍ메쉬(특히 식품용 컨베이어 등)에서 재료가 결락되어 식품에 혼입된 경우에 자기 센서에 의해 혼입을 체크할 수 없는 등, 자성이 없으므로 더욱 불편함이 발생하고 있었다.In addition, the austenitic stainless steel is not magnetic, and thus it does not adhere to the tool during fastening of the fastener, so the workability is poor. There was no magnetic force, such as the mixing could not be checked, causing further inconvenience.

자성, 내식성을 필요로 하는 제품에 대해서는, 페라이트계 스테인리스 강선재로 제조되어, 저C, N에서 Nb가 첨가된 페라이트계 스테인리스 강선재가 제안되어 왔다(특허 문헌 7 내지 9).For products requiring magnetic and corrosion resistance, ferritic stainless steel wires made of ferritic stainless steel wires and containing Nb at low C and N have been proposed (Patent Documents 7 to 9).

그러나, 냉간 가공 제품의 내식성이 부족할 뿐만 아니라, 고Cr계에서는 선재 압연 시의 표면 손상으로 인해 제조 비용이 높게 되어 있었다.However, not only the corrosion resistance of the cold worked product was insufficient, but the manufacturing cost was high in the high Cr system due to surface damage during wire rod rolling.

한편, 최근, Ni를 저감시킨 저렴한 2상 스테인리스강이 많이 제안되어 있다(특허 문헌 10 내지 12).On the other hand, a lot of inexpensive two-phase stainless steel which reduced Ni recently is proposed (patent document 10-12).

특허 문헌 10에는 저Ni계에서 강도를 높이는 질소를 0.04% 이상 함유하는 영률이 우수한 고강도 2상 스테인리스강이 기재되어 있다. 그러나, 강도를 높이기 위해 Si를 1% 초과, 질소를 0.04% 이상 첨가하고 있고, 실시예에는 80㎏/㎟를 초과하는 고강도강이 기재되어 있고, 연질이고 고인장 파단 드로잉 특성이라고 하는 사고 방식은 없어, 실질적으로 선재의 냉간 가공성은 곤란하다.Patent document 10 describes a high strength two-phase stainless steel having excellent Young's modulus containing 0.04% or more of nitrogen which increases strength in a low Ni system. However, in order to increase the strength, more than 1% of Si and 0.04% or more of nitrogen are added, and high-strength steels exceeding 80 kg / mm 2 are described in the examples, and a thinking method of soft and high tensile fracture drawing characteristics is described. There is no substantially cold workability of the wire rod.

특허 문헌 11에는 저Ni계에서 0.05% 이상의 질소를 함유하는 내식성 및 양호한 용접성을 갖는 2상 스테인리스강이 기재되어 있다. 그러나, 냉간 가공성에 대해서는 기재되어 있지 않고, 강도를 높이는 질소의 바람직한 범위는 0.06 내지 0.12%, 실시예에는 질소가 0.13% 이상 함유되는 강(저Si강)이 기재되어 있고, 연질이고 고인장 파단 드로잉 특성이라고 하는 사고 방식은 없어, 실질적으로 선재의 냉간 가공성은 곤란하다.Patent Document 11 describes a two-phase stainless steel having corrosion resistance and good weldability containing 0.05% or more of nitrogen in a low Ni system. However, the cold workability is not described, and the preferred range of nitrogen for increasing the strength is 0.06 to 0.12%, and the examples include steel (low Si steel) containing 0.13% or more of nitrogen, and soft and high tensile fracture. There is no way of thinking called drawing characteristics, and the cold workability of the wire rod is practically difficult.

특허 문헌 12에는 저Ni계에서 0.05% 이상의 질소를 함유하는 완화(relaxation)가 우수한 고강도 2상 스테인리스강이 기재되어 있다. 그러나, 실시예에는 강도를 높이는 질소가 0.13% 이상 함유되는 강이 기재되어 있고, 연질이고 고인장 파단 드로잉 특성이라고 하는 사고 방식은 없어, 실질적으로 선재의 냉간 가공성은 곤란하다.Patent document 12 describes a high strength two-phase stainless steel having excellent relaxation in a low Ni system containing 0.05% or more of nitrogen. However, in Examples, steels containing 0.13% or more of nitrogen to increase the strength are described, and there is no thought of soft and high tensile fracture drawing characteristics, and the cold workability of the wire rod is practically difficult.

특허 문헌 13에는 저Ni계에서 0.05% 이상의 질소를 함유하는 연성 및 딥드로잉성이 우수한 2상 스테인리스강이 기재되어 있다. 그러나, 실시예에는 연신을 개선하여 강판의 딥드로잉성을 개선하기 위해 강도를 높이는 질소가 0.08% 이상 함유되는 강이 기재되어 있고, 연질이고 고인장 파단 드로잉 특성이라고 하는 사고 방식은 없어, 실질적으로 선재의 냉간 가공성은 곤란하다.Patent document 13 describes a two-phase stainless steel having excellent ductility and deep drawing properties containing nitrogen of 0.05% or more in a low Ni system. However, the examples describe steel containing 0.08% or more of nitrogen, which increases the strength in order to improve the drawing and improve the deep drawing property of the steel sheet, and there is no way of thinking that it is soft and has high tensile fracture drawing characteristics. Cold workability of wire rod is difficult.

이상, 지금까지의 스테인리스강에 있어서, 선재의 냉간 가공성에 필요한 연질이고 고파단 드로잉 특성을 갖고, 또한 저렴하고 고내식성, 착자성을 나타내는 것은 없었다.Thus far, stainless steel has not been soft and has high breaking drawing characteristics necessary for cold workability of wire rods, and is inexpensive and exhibits high corrosion resistance and magnetization.

(특허문헌 1) 특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 평9-314276호 공보(Patent Document 1) Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 9-314276

(특허문헌 2) 특허 문헌 2 : 일본 특허 출원 공개 제2005-179718호 공보(Patent Document 2) Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-179718

(특허문헌 3) 특허 문헌 3 : 일본 특허 출원 공개 제2006-274295호 공보(Patent Document 3) Patent Document 3: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-274295

(특허문헌 4) 특허 문헌 4 : 국제 공개 WO2005/073422호 공보(Patent Document 4) Patent Document 4: International Publication WO2005 / 073422

(특허문헌 5) 특허 문헌 5 : 일본 특허 제3271262호 공보(Patent Document 5) Patent Document 5: Japanese Patent No. 3327262

(특허문헌 6) 특허 문헌 6 : EP0337846호 명세서(Patent Document 6) Patent Document 6: EP0337846

(특허문헌 7) 특허 문헌 7 : 일본 특허 제2906445호 공보Patent Document 7: Patent Document 7: Japanese Patent No. 2906445

(특허문헌 8) 특허 문헌 8 : 일본 특허 제2817266호 공보(Patent Document 8) Patent Document 8: Japanese Patent No. 2817266

(특허문헌 9) 특허 문헌 9 : 일본 특허 출원 공개 제2006-16665호 공보Patent Document 9: Patent Document 9: Japanese Patent Application Laid-open No. 2006-16665

(특허문헌 10) 특허 문헌 10 : 일본 특허 출원 공개 소62-47461호 공보(Patent Document 10) Patent Document 10: Japanese Patent Application Laid-open No. 62-47461

(특허문헌 11) 특허 문헌 11 : 일본 특허 출원 공개 소61-56267호 공보(Patent Document 11) Patent Document 11: Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-56267

(특허문헌 12) 특허 문헌 12 : 일본 특허 출원 공개 평2-305940호 공보(Patent Document 12) Patent Document 12: Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 2-305940

(특허문헌 13) 특허 문헌 13 : 일본 특허 출원 공개 제2006-169622호 공보(Patent Document 13) Patent Document 13: Japanese Patent Application Laid-open No. 2006-169622

본 발명의 목적은, 저렴한 고강도ㆍ고내식 볼트용 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재, 강선 및 볼트 및 그 제조 방법을 제공하는 것으로, 저렴한 고내식 2상 스테인리스강선의 조직ㆍ성분ㆍ재질을 제어함으로써 냉간 단조성과 볼트 제품의 고강도화를 부여하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inexpensive high-strength, high corrosion resistant bolt of austenitic and ferritic two-phase steel wire, steel wire and bolt, and a method of manufacturing the same. This provides cold forging and high strength of bolt products.

본 발명의 목적은 냉간 가공성과 내식성이 우수하고, 자성을 갖는 저렴한 2상 스테인리스 강선재를 제공하여, 종래의 오스테나이트계 스테인리스 강선재의 냉간 가공 제품의 제조 비용을 대폭으로 내리고, 또한 착자성을 부여하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inexpensive two-phase stainless steel wire having excellent cold workability and corrosion resistance, and having magnetic properties, thereby significantly reducing the manufacturing cost of a cold-worked product of a conventional austenitic stainless steel wire and providing magnetism. To give.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 다양하게 검토한 결과, 고내식의 2상 스테인리스강에서 고가인 Ni 함유량을 저감시키는 동시에, 성분 조정으로 조직을 안정화시켜(저M값), 페라이트상의 체적분율을 높게 제어하고, 또한 열처리와 신선 가공으로 선재, 강선의 인장 강도를 적정화함으로써, 냉간 단조성과 볼트 제품의 고강도화를 저렴하게 양립할 수 있는 것을 발견하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM As a result of various examinations in order to solve the said subject, as a result of reducing the expensive Ni content in highly corrosion-resistant two-phase stainless steel, the structure was stabilized by component adjustment (low M value), and the volume fraction of a ferrite phase was improved. It was found that by controlling the height and optimizing the tensile strengths of wire rods and steel wires by heat treatment and drawing, it is possible to achieve both low cold forging and high strength of bolt products.

또한, 본 발명자들은 자성을 갖는 페라이트상 + 오스테나이트상의 고내식성 2상 스테인리스강을 기초로, 고가의 Ni를 저감시키는 동시에 성분 조정으로 조직을 제어하고(M값 제어), 또한 저(C+N)화로 가공 경화를 억제함으로써, 저렴한 고내식성의 2상 스테인리스 강선재에서 비약적으로 우수한 냉간 가공성을 부여할 수 있는 것을 발견하였다.In addition, the inventors of the present invention, based on the ferritic + austenite phase of high corrosion resistance two-phase stainless steel, reduce the cost of Ni and control the structure by controlling the components (M value control), and further reduce the (C + N) By suppressing work hardening, it has been found that it is possible to impart a remarkably excellent cold workability in an inexpensive high corrosion resistant two-phase stainless steel wire.

본 발명은 상기 지식에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지로 하는 바는 이하와 같다.This invention is made | formed based on the said knowledge, The summary is as follows.

즉, 본 발명의 제1 형태는,That is, the first aspect of the present invention,

질량%로,In terms of% by mass,

C ; 0.005 내지 0.05%,C; 0.005 to 0.05%,

Si ; 0.1 내지 1.0%,Si; 0.1 to 1.0%,

Mn ; 0.1 내지 10.0%,Mn; 0.1 to 10.0%,

Ni ; 3.0% 초과 6.0% 이하,Ni; 3.0% or more but 6.0% or less,

Cr ; 19.0 내지 30.0%,Cr; 19.0 to 30.0%,

Cu ; 0.05 내지 3.0%,Cu; 0.05 to 3.0%,

N ; 0.005 내지 0.20%를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 실질적으로 불가피적 불순물로 구성되고, C+N ; 0.20% 이하, (a)식의 M값이 60 이하, (b)식의 F값이 45 내지 85이고, 인장 강도가 550 내지 750N/㎟인 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재이다.N; 0.005 to 0.20%, and the remainder is composed of Fe and substantially inevitable impurities, and C + N; It is an austenite-ferritic two-phase steel wire of 0.20% or less, M value of formula (a) is 60 or less, F value of formula (b) is 45 to 85, and tensile strength is 550 to 750 N / mm 2.

Figure 112012099617852-pat00001
Figure 112012099617852-pat00001

Figure 112012099617852-pat00002
Figure 112012099617852-pat00002

본 발명의 제2 형태는, 제1 형태에 추가하여,The second aspect of the present invention, in addition to the first aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Mo ; 1.0% 이하,Mo; 1.0% or less,

B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유해도 좋다.B; You may contain one or both in 0.01% or less.

본 발명의 제3 형태는, 제1 형태에 추가하여,The third aspect of the present invention is in addition to the first aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Al ; 0.1% 이하,Al; 0.1% or less,

Mg ; 0.01% 이하,Mg; 0.01% or less,

Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 함유해도 좋다.Ca; You may contain 1 or more types in 0.01% or less.

본 발명의 제4 형태는, 제1 형태에 추가하여,The fourth aspect of the present invention is in addition to the first aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Mo ; 1.0% 이하,Mo; 1.0% or less,

B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하고,B; It contains one or both in 0.01% or less,

Al ; 0.1% 이하,Al; 0.1% or less,

Mg ; 0.01% 이하,Mg; 0.01% or less,

Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 더 함유해도 좋다.Ca; In 0.01% or less, you may contain 1 or more types.

본 발명의 제5 형태는, 제1 형태에 추가하여,The fifth aspect of the present invention is in addition to the first aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Nb ; 1.0% 이하,Nb; 1.0% or less,

Ti ; 0.5% 이하,Ti; 0.5% or less,

V ; 1.0% 이하,V; 1.0% or less,

Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 함유해도 좋다.Zr; You may contain 1 or more types in 1.0% or less.

본 발명의 제6 형태는, 제1 형태에 추가하여,The sixth aspect of the present invention is in addition to the first aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Mo ; 1.0% 이하,Mo; 1.0% or less,

B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하고,B; It contains one or both in 0.01% or less,

Nb ; 1.0% 이하,Nb; 1.0% or less,

Ti ; 0.5% 이하,Ti; 0.5% or less,

V ; 1.0% 이하,V; 1.0% or less,

Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 더 함유해도 좋다.Zr; You may further contain 1 or more types in 1.0% or less.

본 발명의 제7 형태는, 제1 형태에 추가하여,7th aspect of this invention is in addition to a 1st aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Al ; 0.1% 이하,Al; 0.1% or less,

Mg ; 0.01% 이하,Mg; 0.01% or less,

Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 함유하고,Ca; It contains 1 or more types in 0.01% or less,

Nb ; 1.0% 이하,Nb; 1.0% or less,

Ti ; 0.5% 이하,Ti; 0.5% or less,

V ; 1.0% 이하,V; 1.0% or less,

Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 더 함유해도 좋다.Zr; You may further contain 1 or more types in 1.0% or less.

본 발명의 제8 형태는, 제1 형태에 추가하여,The eighth aspect of the present invention is in addition to the first aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Mo ; 1.0% 이하,Mo; 1.0% or less,

B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하고,B; It contains one or both in 0.01% or less,

Al ; 0.1% 이하,Al; 0.1% or less,

Mg ; 0.01% 이하,Mg; 0.01% or less,

Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 더 함유하고,Ca; In 0.01% or less, 1 or more types are further contained,

Nb ; 1.0% 이하,Nb; 1.0% or less,

Ti ; 0.5% 이하,Ti; 0.5% or less,

V ; 1.0% 이하,V; 1.0% or less,

Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 더 함유해도 좋다.Zr; You may further contain 1 or more types in 1.0% or less.

본 발명의 제9 형태는, 상기 제1 내지 제8 형태 중 어느 한 형태에 기재된 화학 조성을 갖고, 인장 강도가 700 내지 1000N/㎟인 냉간 단조성이 우수한 고강도ㆍ고내식 볼트용 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재이다.The ninth aspect of the present invention has the chemical composition according to any one of the first to eighth aspects, and has a high-strength, high corrosion-resistant austenitic-ferritic bolt for cold forging with a tensile strength of 700 to 1000 N / mm 2. It is a 2-phase steel wire.

본 발명의 제10 형태는, 상기 제1 내지 제8 형태 중 어느 한 형태에 기재된 화학 조성을 갖고, 인장 강도가 700 내지 1200N/㎟인, 고강도ㆍ고내식 볼트이다.A tenth aspect of the present invention is a high strength, high corrosion resistant bolt having a chemical composition according to any one of the first to eighth aspects and having a tensile strength of 700 to 1200 N / mm 2.

본 발명의 제11 형태는, 상기 제1 내지 제8 형태 중 어느 한 형태에 기재된 화학 조성을 갖고, 인장 강도가 700 내지 1000N/㎟인 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선을, 냉간 볼트 성형 후에 300 내지 600℃에서 1 내지 100분의 시효 열처리를 실시하는 고강도ㆍ고내식 볼트의 제조 방법이다.The eleventh aspect of the present invention has the chemical composition according to any one of the first to eighth aspects, and the austenitic ferritic two-phase steel wire having a tensile strength of 700 to 1000 N / mm 2 is 300 to 300 after cold bolt forming. It is a manufacturing method of high strength and high corrosion resistance bolt which performs the aging heat treatment for 1 to 100 minutes at 600 degreeC.

본 발명의 제12 형태는, According to a twelfth aspect of the present invention,

질량%로,In terms of% by mass,

C ; 0.005 내지 0.05%,C; 0.005 to 0.05%,

Si ; 0.1 내지 1.0%,Si; 0.1 to 1.0%,

Mn ; 0.1 내지 10.0%,Mn; 0.1 to 10.0%,

Ni ; 3.5 내지 6.0%,Ni; 3.5 to 6.0%,

Cr ; 19.0 내지 30.0%,Cr; 19.0 to 30.0%,

Cu : 0.05 내지 3.0%,Cu: 0.05 to 3.0%,

N ; 0.005% 이상, 0.06% 미만을 함유하고, 잔량부가 Fe 및 실질적으로 불가피적 불순물로 구성되고, C+N ; 0.09% 이하, (a)식의 M값이 60 이하이고, 인장 강도가 700N/㎟ 이하이고, 인장 파단 드로잉이 70% 이상인, 냉간 가공성이 우수한 착자성을 갖는 연질 2상 스테인리스 강선재이다.N; 0.005% or more and less than 0.06%, the remainder being composed of Fe and substantially unavoidable impurities, and C + N; It is a soft two-phase stainless steel wire material which has magnetization excellent in cold workability which is 0.09% or less, M value of (a) formula is 60 or less, tensile strength is 700 N / mm <2> or less, and tensile fracture drawing is 70% or more.

Figure 112012099617852-pat00003
Figure 112012099617852-pat00003

본 발명의 제13 형태는, 제12 형태에 추가하여,The thirteenth aspect of the present invention is in addition to the twelfth aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Mo ; 3.0% 이하,Mo; 3.0% or less,

B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유해도 좋다.B; You may contain one or both in 0.01% or less.

본 발명의 제14 형태는, 제12 형태에 추가하여,A fourteenth aspect of the present invention is in addition to the twelfth aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Al ; 0.1% 이하,Al; 0.1% or less,

Mg ; 0.01% 이하,Mg; 0.01% or less,

Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 함유해도 좋다.Ca; You may contain 1 or more types in 0.01% or less.

본 발명의 제15 형태는, 제12 형태에 추가하여,A fifteenth aspect of the present invention is in addition to the twelfth aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Mo ; 3.0% 이하,Mo; 3.0% or less,

B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하고,B; It contains one or both in 0.01% or less,

Al ; 0.1% 이하,Al; 0.1% or less,

Mg ; 0.01% 이하,Mg; 0.01% or less,

Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 더 함유해도 좋다.Ca; In 0.01% or less, you may contain 1 or more types.

본 발명의 제16 형태는, 제12 형태에 추가하여,A sixteenth aspect of the present invention is in addition to the twelfth aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Nb ; 1.0% 이하,Nb; 1.0% or less,

Ti ; 0.5% 이하,Ti; 0.5% or less,

V ; 1.0% 이하,V; 1.0% or less,

Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 함유해도 좋다.Zr; You may contain 1 or more types in 1.0% or less.

본 발명의 제17 형태는, 제12 형태에 추가하여,A seventeenth aspect of the present invention is in addition to the twelfth aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Mo ; 3.0% 이하,Mo; 3.0% or less,

B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하고,B; It contains one or both in 0.01% or less,

Nb ; 1.0% 이하,Nb; 1.0% or less,

Ti ; 0.5% 이하,Ti; 0.5% or less,

V ; 1.0% 이하,V; 1.0% or less,

Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 더 함유해도 좋다.Zr; You may further contain 1 or more types in 1.0% or less.

본 발명의 제18 형태는, 제12 형태에 추가하여,An eighteenth aspect of the present invention is in addition to the twelfth aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Al ; 0.1% 이하,Al; 0.1% or less,

Mg ; 0.01% 이하,Mg; 0.01% or less,

Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 함유하고,Ca; It contains 1 or more types in 0.01% or less,

Nb ; 1.0% 이하,Nb; 1.0% or less,

Ti ; 0.5% 이하,Ti; 0.5% or less,

V ; 1.0% 이하,V; 1.0% or less,

Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 더 함유해도 좋다.Zr; You may further contain 1 or more types in 1.0% or less.

본 발명의 제19 형태는, 제12 형태에 추가하여,A nineteenth aspect of the present invention is in addition to the twelfth aspect,

질량%로,In terms of% by mass,

Mo ; 3.0% 이하,Mo; 3.0% or less,

B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하고,B; It contains one or both in 0.01% or less,

Al ; 0.1% 이하,Al; 0.1% or less,

Mg ; 0.01% 이하,Mg; 0.01% or less,

Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 더 함유하고,Ca; In 0.01% or less, 1 or more types are further contained,

Nb ; 1.0% 이하,Nb; 1.0% or less,

Ti ; 0.5% 이하,Ti; 0.5% or less,

V ; 1.0% 이하,V; 1.0% or less,

Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 더 함유해도 좋다.
Zr; You may further contain 1 or more types in 1.0% or less.

본 발명에 의한 냉간 단조성이 우수한 고강도ㆍ고내식 볼트용 2상 스테인리스 강선재는 고가의 Ni를 그다지 함유하고 있지 않음에도 불구하고, 우수한 냉간 단조성을 확보하는 동시에 SUS304 정도 이상의 고내식성과 고강도를 부여할 수 있어, 고강도ㆍ고내식 볼트를 저렴하게 제공하는 효과를 발휘한다.Although the two-phase stainless steel wire for high strength and high corrosion resistance bolts having excellent cold forging property according to the present invention does not contain expensive Ni much, it is possible to secure excellent cold forging properties and to provide high corrosion resistance and high strength of about SUS304 or more. It is possible to provide high strength and high corrosion resistance bolts at low cost.

본 발명에 의한 냉간 가공성이 우수한 연질의 2상 스테인리스 강선재는 고가의 Ni를 그다지 함유하고 있지 않음에도 불구하고, 비약적으로 우수한 냉간 가공성, 착자성과 SUS304, SUS316 등의 오스테나이트계 스테인리스강 정도의 내식성을 부여할 수 있어, 착자성을 갖는 고내식성 제품을 저렴하게 제공할 수 있다고 하는 현저한 효과를 발휘한다.Although the soft two-phase stainless steel wire rod having excellent cold workability according to the present invention does not contain much expensive Ni, it has a remarkably excellent cold workability, magnetization and corrosion resistance as much as austenitic stainless steel such as SUS304 and SUS316. It is possible to impart, and exhibits a remarkable effect that it is possible to provide a highly corrosion-resistant product having magnetism at a low cost.

도 1은 F값과 선재 제품의 페라이트상의 체적분율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2는 F값에 따른 강선(15% 신선재)의 가공률(%)과 압축 변형 응력(N/㎟)의 관계를 나타내는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the relationship between the F value and the volume fraction of the ferrite phase of a wire rod product.
It is a figure which shows the relationship between the processing rate (%) of a steel wire (15% drawn material), and compressive strain stress (N / mm <2>) according to F value.

본 발명의 제1 내지 제8 형태의 한정 이유에 대해 설명한다.The reason for limitation of the 1st-8th aspect of this invention is demonstrated.

C는 볼트 제품의 강도를 확보하기 위해 0.005% 이상 함유시킨다. 그러나, 0.05%를 초과하여 함유시키면 Cr 탄질화물이 생성되어 내식성이 열화될 뿐만 아니라, 냉간 단조성이 열화되므로, 0.05% 이하로 한정한다. 바람직하게는 0.03% 이하이다.C is contained 0.005% or more in order to secure the strength of the bolt product. However, if it contains more than 0.05%, Cr carbonitride is produced and corrosion resistance is not only deteriorated, but cold forging property is deteriorated, and it is limited to 0.05% or less. Preferably it is 0.03% or less.

N은 고용 강화와 시효 경화에 의해 볼트 제품의 강도를 확보하기 위해 0.005% 이상 함유시킨다. 그러나, 0.20%를 초과하여 함유시키면 냉간 단조성이 현저하게 열화된다. 그로 인해, 상한을 0.20%로 한다. 바람직한 범위는 0.05% 미만이다.N is contained in an amount of 0.005% or more in order to secure the strength of the bolt product by solid solution strengthening and aging hardening. However, when it contains exceeding 0.20%, cold forging property will remarkably deteriorate. Therefore, an upper limit is made into 0.20%. The preferred range is less than 0.05%.

C+N은 상기한 냉간 단조성의 이유로부터 0.20% 이하로 한정한다. 바람직하게는 0.10% 이하이다.C + N is limited to 0.20% or less from the above-mentioned reasons of cold forging. Preferably it is 0.10% or less.

Si는 탈산을 위해 0.1% 이상을 함유시킨다. 그러나, 1.0%를 초과하여 함유시키면 냉간 단조성이 열화된다. 그로 인해, 상한을 1.0%로 한다. 바람직한 범위는 0.2 내지 0.6%이다.Si contains 0.1% or more for deoxidation. However, when it contains exceeding 1.0%, cold forging property will deteriorate. Therefore, an upper limit is made into 1.0%. The preferred range is 0.2 to 0.6%.

Mn은 탈산을 위한 및 안정된 오스테나이트 조직을 얻기 위한 조정으로서 0.1% 이상을 함유시킨다. 그러나, 10.0%를 초과하여 함유시키면 녹방지 및 페라이트 체적분율이 감소하고, 인장 강도가 상승하여, 냉간 단조성이 열화된다. 그로 인해, 상한을 10.0%로 한정한다. 바람직한 범위는 0.5 내지 5.0%이다.Mn contains at least 0.1% as an adjustment for deoxidation and to obtain a stable austenite structure. However, when it contains exceeding 10.0%, rust prevention and a ferrite volume fraction will decrease, tensile strength will rise, and cold forging property will deteriorate. Therefore, the upper limit is limited to 10.0%. The preferred range is 0.5 to 5.0%.

Ni는 오스테나이트 조직을 안정화시켜, 냉간 단조성을 확보하기 위해 3.0% 이상 함유시킨다. 그러나, 6.0%를 초과하여 함유시켜도 그 효과는 포화되고, 반대로 페라이트상의 체적분율이 45% 이하로 되어, 냉간 단조성(공구 수명)이 열화될 뿐만 아니라, Ni는 고가이므로 경제성이 떨어진다. 그로 인해, 상한을 6.0%로 한정한다. 바람직한 범위는 3.0 초과, 5.0% 이하이다.Ni is contained 3.0% or more in order to stabilize austenite structure and to secure cold forging property. However, even if it contains more than 6.0%, the effect will be saturated, conversely, the volume fraction of a ferrite phase will be 45% or less, cold forging property (tool life) will not only deteriorate, but Ni will be expensive and it will be inferior in economic efficiency. Therefore, an upper limit is limited to 6.0%. Preferable range is more than 3.0 and 5.0% or less.

Cr은 내식성을 확보하고, 페라이트상의 체적분율을 증가시키고, 또한 오스테나이트 조직을 안정화시켜 냉간 단조성을 확보하기 위해, 19.0% 이상 함유시킨다. 그러나, 30.0%를 초과하여 함유시켜도, 그 효과는 포화되고, 반대로 페라이트상의 체적분율이 85%를 초과하므로, 볼트 제품의 강도가 저하된다. 그로 인해, 상한을 30.0%로 한다. 바람직한 범위는 22.0 내지 26.0%이다.Cr is contained 19.0% or more in order to secure corrosion resistance, increase the volume fraction of the ferrite phase, stabilize the austenite structure and secure cold forging. However, even if it contains exceeding 30.0%, the effect is saturated, and since the volume fraction of a ferrite phase exceeds 85%, the strength of a bolt product falls. Therefore, an upper limit is made into 30.0%. The preferred range is 22.0 to 26.0%.

Cu는 오스테나이트 조직을 안정화하고, 가공 경화를 억제하여 냉간 단조성을 향상시키고, 또한 냉간 단조 후의 시효 처리 시에, 페라이트상의 시효 경화를 촉진시켜 볼트 제품을 고강도화하는 데 유효하다. 그로 인해, 0.05% 이상 함유시킨다. 그러나, 3.0%를 초과하여 함유시키면 Cu의 고용한도를 초과하여 소재의 열간 제조성이 현저하게 열화되므로, 상한을 3.0%로 한다. 바람직한 범위는 0.2% 이상 1.0% 미만이다.Cu is effective in stabilizing the austenite structure, suppressing work hardening to improve cold forging property, and promoting the hardening of ferrite phase by aging at the time of aging treatment after cold forging, thereby increasing the strength of bolt products. Therefore, it contains 0.05% or more. However, when it contains exceeding 3.0%, since the hot manufacturability of a raw material will remarkably deteriorate over the solid solution limit of Cu, an upper limit shall be 3.0%. Preferable ranges are 0.2% or more and less than 1.0%.

하기 (a)식의 M값은 오스테나이트상의 안정도에 기여하고, 철과 강, 63(1977), 772 페이지에 기재된 지표로, M값이 높아지면 경질의 가공 유기 마르텐사이트상이 생성된다. 2상 스테인리스강의 냉간 단조의 경우, M값이 60을 초과하면 냉간 단조 시에 경질의 가공 유기 마르텐사이트상이 생성되어, 냉간 단조성이 현저하게 열화된다[공구 수명 열위(劣位), 냉간 단조 균열 발생]. 그로 인해, M값을 60 이하로 한정한다. 바람직한 범위는 40 이하이다.The M value of the following formula (a) contributes to the stability of the austenite phase and is an index described in Iron and Steel, 63 (1977), page 772. When the M value is high, a hard processed organic martensite phase is produced. In the case of cold forging of two-phase stainless steel, when the M value exceeds 60, a hard processed organic martensite phase is generated during cold forging, and the cold forging property is significantly degraded. [Tool life inferiority, cold forging crack generation] ]. Therefore, M value is limited to 60 or less. The preferable range is 40 or less.

Figure 112012099617852-pat00004
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하기 (b)식의 F값은 페라이트상의 체적분율에 기여하고, 일본 특허 공고 평7-74416호 공보에 기재된 지표로, F값이 높아지면 페라이트상이 증가한다. 도 1은 F값과 2상 스테인리스 강선재 제품의 페라이트상의 체적분율을 조사한 것이다. F값이 45 이상으로 되면 페라이트상의 체적분율이 45vol.% 이상으로 되어, 고내력, 저가공 경화 특성을 나타내고(도 2), 제품의 강도(볼트축부의 인장 강도)를 700 내지 1200N/㎟로 고강도화할 수 있고, 또한 헤드부의 냉간 단조성을 확보할 수 있다. 그로 인해, F값을 45 이상으로 한정한다. 도 2의 F값에 따른 가공률(%)과 압축 변형 응력(N/㎟)의 관계에 나타낸 바와 같이, F값이 45 미만에서는, 가공 경화가 크고, 냉간 단조성(압조 균열, 공구 손상)이 크게 열화된다. 한편, F값이 85를 초과하면, 연질의 페라이트상이 85%를 초과하고, 강도가 높은 오스테나이트상이 줄기 때문에, 볼트 제품의 강도가 반대로 저하된다. 그로 인해, 상한을 85로 한다. 바람직한 범위는 50 내지 80이다.The F value of the following formula (b) contributes to the volume fraction of the ferrite phase, and is an index described in Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 7-74416. As the F value increases, the ferrite phase increases. FIG. 1 shows the F value and the volume fraction of the ferrite phase of the two-phase stainless steel product. When the F value is 45 or more, the volume fraction of the ferrite phase becomes 45 vol.% Or more, showing high yield strength and low-pore curing properties (Fig. 2), and the strength (tensile strength of the bolt shaft portion) of the product is 700 to 1200 N / mm 2. It is possible to increase the strength and ensure cold forging of the head portion. Therefore, F value is limited to 45 or more. As shown in the relationship between the machining rate (%) and the compressive strain stress (N / mm 2) according to the F value in FIG. 2, when the F value is less than 45, the work hardening is large and the cold forging property (pressure cracking, tool damage) This is greatly degraded. On the other hand, when the F value exceeds 85, the soft ferrite phase exceeds 85%, and the high austenite phase stems, so that the strength of the bolt product is reversed. Therefore, the upper limit is made into 85. The preferred range is 50 to 80.

Figure 112012099617852-pat00005
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선재의 인장 강도는 냉간 단조성에 크게 기여하고, 선재의 인장 강도가 550N/㎟ 미만인 경우, 볼트 등의 냉간 단조 부품의 강도가 낮아, 고강도 제품으로서의 가치가 낮아진다. 그로 인해, 하한을 550N/㎟로 한정한다. 한편, 선재의 인장 강도가 750N/㎟를 초과하면 냉간 단조성이 현저하게 열화된다(공구 수명 열화, 냉간 단조 균열 발생). 그로 인해, 상한을 750N/㎟로 한다. 바람직한 범위는 600 내지 700N/㎟이다.The tensile strength of the wire rod greatly contributes to cold forging. When the tensile strength of the wire rod is less than 550 N / mm 2, the strength of cold forged parts such as bolts is low, and the value as a high strength product is lowered. Therefore, the minimum is limited to 550 N / mm 2. On the other hand, when the tensile strength of the wire rod exceeds 750 N / mm 2, the cold forging property is remarkably deteriorated (deterioration of tool life and cold forging cracking). Therefore, an upper limit is made into 750 N / mm <2>. The preferred range is 600 to 700 N / mm 2.

Mo는 내식성을 향상시키는데 유효한 원소이고, 0.1% 이상의 첨가로 안정적으로 효과가 얻어진다. 그러나, 1.0%를 초과하여 함유시키면 재료의 비용이 상승할 뿐만 아니라, 재료가 경질화되어, 냉간 단조성이 열화된다. 그로 인해, 상한을 1.0%로 한정한다. 바람직한 범위는 0.2% 이상, 0.5% 미만이다.Mo is an effective element for improving corrosion resistance, and the effect is stably obtained by addition of 0.1% or more. However, when it contains exceeding 1.0%, not only will cost of a material rise, but a material will become hard and cold forging property will deteriorate. Therefore, an upper limit is limited to 1.0%. Preferable ranges are 0.2% or more and less than 0.5%.

B는 열간 가공성을 향상시키는데 유효한 원소이고, 0.001% 이상의 첨가로 안정적으로 효과가 얻어진다. 그러나, 0.01%를 초과하여 함유시켜도 보라이드(boride)가 생성되어, 내식성 및 냉간 단조성이 열화된다. 그로 인해, 상한을 0.01%로 한정한다. 바람직한 범위는 0.002 내지 0.006%이다.B is an element effective for improving hot workability, and the effect is stably obtained by addition of 0.001% or more. However, even if it contains exceeding 0.01%, boride will generate | occur | produce, and corrosion resistance and cold forging property will deteriorate. Therefore, an upper limit is limited to 0.01%. The preferred range is 0.002% to 0.006%.

Al, Mg, Ca는 탈산에 유효하므로, Al ; 0.005% 이상, Mg ; 0.001% 이상, Ca ; 0.001% 이상의 1종류 이상의 첨가로 안정적으로 효과가 얻어진다. 그러나, 각각 Al ; 0.1%, Mg ; 0.01%, Ca ; 0.01%를 초과하여 함유시켜도 그 효과는 포화되고, 반대로 조대 산화물(개재물)이 발생하고, 냉간 단조성 균열이 발생한다. 그로 인해, 각각 상한을 Al ; 0.1%, Mg ; 0.01%, Ca ; 0.01%로 한다. 바람직한 범위는 Al ; 0.01 내지 0.06%, Mg ; 0.002 내지 0.005%, Ca ; 0.002 내지 0.005%의 1종류 이상을 함유시키는 것이다.Al, Mg, Ca are effective for deoxidation, and therefore Al; 0.005% or more and Mg; 0.001% or more and Ca; The effect is stably obtained by adding one or more kinds of 0.001% or more. However, Al; 0.1%, Mg; 0.01%, Ca; Even if it contains exceeding 0.01%, the effect will be saturated, a coarse oxide (inclusion) will generate | occur | produce, and cold forging crack will generate | occur | produce. Therefore, an upper limit is Al; 0.1%, Mg; 0.01%, Ca; Let it be 0.01%. Preferred ranges are Al; 0.01 to 0.06%, Mg; 0.002 to 0.005%, Ca; It is made to contain one or more types of 0.002 to 0.005%.

Nb, Ti, V, Zr은 Cr 탄질화물의 생성을 억제하여 내식성을 확보하는데 유효하고, Nb ; 0.05% 이상, Ti ; 0.02% 이상, V ; 0.05% 이상, Zr ; 0.05% 이상의 1종류 이상의 첨가로 안정적으로 효과가 얻어진다. 그러나, Nb ; 1.0%, Ti ; 0.5%, V ; 1.0%, Zr ; 1.0%를 초과하여 함유시켜도, 그 효과는 포화되고, 반대로 조대 석출물이 발생하고, 냉간 단조성 균열이 발생한다. 그로 인해, 각 원소의 상한을 규정한다. 바람직한 범위는 Nb ; 0.1 내지 0.6%, Ti ; 0.05 내지 0.5%, V ; 0.1 내지 0.6%, Zr ; 0.1 내지 0.6% 중, 1종 이상을 함유시킨다.Nb, Ti, V, and Zr are effective for inhibiting the formation of Cr carbonitride and securing corrosion resistance, and Nb; 0.05% or more and Ti; 0.02% or more, V; 0.05% or more, Zr; The effect is stably obtained by addition of one or more kinds of 0.05% or more. However, Nb; 1.0%, Ti; 0.5%, V; 1.0%, Zr; Even if it contains exceeding 1.0%, the effect will be saturated, a coarse precipitate will generate | occur | produce, and cold forging crack will generate | occur | produce. Therefore, the upper limit of each element is prescribed | regulated. Preferred ranges are Nb; 0.1 to 0.6%, Ti; 0.05 to 0.5%, V; 0.1 to 0.6%, Zr; In 0.1 to 0.6%, 1 or more types are contained.

통상, 불가피적 불순물로서, 제조 공정상, 강은 산소를 함유하지만, 본 발명의 경우, 불가피적 불순물로서, 0.01% 이하의 산소로 하는 것이 바람직하다.Usually, as an unavoidable impurity, steel contains oxygen in a manufacturing process, but in this invention, it is preferable to set it as 0.01% or less of oxygen as an unavoidable impurity.

선재를 신선 가공하여, 인발 강선으로 하지만, 강선의 인장 강도는 냉간 단조성과 볼트 제품 강도에 크게 기여하고, 강선의 인장 강도가 700N/㎟ 미만인 경우, 볼트 제품의 강도가 낮아져, 고강도 제품으로서의 가치가 낮아진다. 그로 인해, 하한을 700N/㎟로 한정한다. 한편, 강선의 인장 강도가 1000N/㎟를 초과하면 냉간 단조성이 현저하게 열화된다(공구 수명 열화, 냉간 단조 균열 발생). 그로 인해, 상한을 1000N/㎟로 한다. 바람직한 범위는 750 내지 900N/㎟이다.Although the wire rod is drawn and drawn into a drawn steel wire, the tensile strength of the steel wire greatly contributes to cold forging and bolt product strength. When the tensile strength of the steel wire is less than 700 N / mm 2, the strength of the bolt product is lowered, and the value as a high strength product Lowers. Therefore, the lower limit is limited to 700 N / mm 2. On the other hand, when the tensile strength of the steel wire exceeds 1000 N / mm 2, the cold forging property is remarkably deteriorated (deterioration of tool life and cold forging cracking). Therefore, an upper limit shall be 1000 N / mm <2>. The preferred range is 750 to 900 N / mm 2.

본 발명의 고강도 볼트의 인장 강도는 신선 가공과 냉간 단조 후의 시효 열처리에 고강도화한다. 이때, 볼트 제품의 인장 강도가 700N/㎟ 미만에서는 고강도 볼트 제품으로서의 가치가 낮다. 한편, 볼트 제품의 인장 강도를 1200N/㎟ 이상으로 하면 냉간 단조 균열이나 공구 손상 등, 냉간 단조 비용이 현저하게 열화된다. 그로 인해, 볼트 제품의 인장 강도의 상한을 1200N/㎟로 한다. 경제적 효과를 발휘하는 바람직한 범위는 800 내지 1000N/㎟이다.The tensile strength of the high strength bolt of the present invention is increased in aging heat treatment after drawing and cold forging. At this time, when the tensile strength of the bolt product is less than 700 N / mm 2, the value as a high strength bolt product is low. On the other hand, when the tensile strength of a bolt product is 1200 N / mm <2> or more, cold forging costs, such as a cold forging crack and a tool damage, remarkably deteriorate. Therefore, the upper limit of the tensile strength of a bolt product shall be 1200 N / mm <2>. The range with preferable economic effect is 800-1000 N / mm <2>.

본 발명의 강선을 냉간 단조에 의해 볼트에 성형한 후, 볼트 제품의 인장 강도를 효과적으로 향상시키기 위해, 300℃ 이상, 1분 유지 이상의 시효 열처리를 실시하면 효과적이다. 한편, 600℃를 초과하면 과시효로 되므로, 볼트 제품의 인장 강도가 저하된다. 그로 인해, 상한을 600℃로 한다. 바람직한 온도 범위는 400 내지 550℃이다. 또한, 유지 시간이 100분을 초과하면 시효 경화의 효과가 포화될 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 과시효에 의해 볼트 제품의 인장 강도가 저하된다. 그로 인해, 유지 시간의 상한을 100분으로 한다. 바람직한 유지 시간의 범위는 5 내지 60분이다.After forming the steel wire of the present invention to the bolt by cold forging, in order to effectively improve the tensile strength of the bolt product, it is effective to perform an aging heat treatment of 300 ° C. or more for 1 minute or more. On the other hand, when it exceeds 600 degreeC, since it becomes overaging, the tensile strength of a bolt product falls. Therefore, an upper limit is made into 600 degreeC. The preferred temperature range is 400 to 550 ° C. In addition, when the holding time exceeds 100 minutes, not only the effect of aging hardening is saturated, but also the tensile strength of a bolt product falls by overaging in some cases. Therefore, the upper limit of the holding time is 100 minutes. Preferred retention times range from 5 to 60 minutes.

본 발명의 제9 내지 제13 형태의 한정 이유에 대해 설명한다.The reason for limitation of the 9th thru | or 13th aspect of this invention is demonstrated.

C는 강의 강도를 확보하기 위해, 0.005% 이상 첨가한다. 그러나, 0.05%를 초과하여 첨가하면 냉간 가공성이 열화될 뿐만 아니라 Cr탄화물이 생성되어 내식성도 열화된다. 그로 인해, 상한을 0.05% 이하로 한다. 바람직한 범위는 0.01 내지 0.03%이다.C is added 0.005% or more in order to secure the strength of the steel. However, when it exceeds 0.05%, not only cold workability deteriorates but Cr carbide produces | generates and corrosion resistance also deteriorates. Therefore, an upper limit is made into 0.05% or less. The preferred range is 0.01 to 0.03%.

N은 고용 강화에 의해 냉간 가공 부품의 강도를 확보하기 위해, 0.005% 이상 첨가한다. 그러나, 0.06% 이상을 첨가하면 인장 강도가 상승하여, 냉간 가공성이 열화된다. 그로 인해, 상한을 0.06% 미만으로 한다. 통상의 2상 스테인리스강에서는 고가의 합금 원소의 사용을 줄이기 위해 0.06% 이상의 N을 첨가하지만, 본 강의 경우, 조직이나 성분 밸런스의 제어와 함께 N 함유량을 낮게 억제하여 연질이고 선재의 냉간 가공성을 비약적으로 향상시키는 것이 특징이다. 바람직한 범위는 0.02 이상, 0.05% 미만이다.N is added in 0.005% or more in order to secure the strength of the cold worked part by solid solution strengthening. However, when 0.06% or more is added, tensile strength rises and cold workability deteriorates. Therefore, an upper limit is made into less than 0.06%. In ordinary two-phase stainless steels, N is added at least 0.06% in order to reduce the use of expensive alloying elements. However, in the case of this steel, the N content is kept low while controlling the structure and the balance of components, thereby making it soft and cold workability of wire rods is remarkable. It is characterized by the improvement. Preferable ranges are 0.02 or more and less than 0.05%.

C+N은 상기한 냉간 가공성의 이유로부터 0.09% 이하로 한정한다. 바람직하게는 0.07% 이하이다.C + N is limited to 0.09% or less for the reasons of the cold workability described above. Preferably it is 0.07% or less.

Si는 탈산을 위해 0.1% 이상 첨가한다. 그러나, 1.0%를 초과하여 첨가하면 경질화되어 냉간 가공성이 열화된다. 그로 인해, 상한을 1.0%로 한다. 바람직한 범위는 0.2 내지 0.6%이다.Si is added at least 0.1% for deoxidation. However, when it adds exceeding 1.0%, it will harden and deteriorate cold workability. Therefore, an upper limit is made into 1.0%. The preferred range is 0.2 to 0.6%.

Mn은 탈산을 위한 및 페라이트+오스테나이트의 2상 조직을 얻고, 또한 오스테나이트 조직을 안정화시키기 위한 조정으로서, 0.1% 이상 첨가한다. 그러나, 10.0%를 초과하여 첨가하면 내식성 및 강도 상승에 의해 냉간 가공성이 열화된다. 그로 인해, 상한을 10.0%로 한정한다. 바람직한 범위는 0.5 내지 5.0%이다.Mn is added in an amount of 0.1% or more for deoxidation and to obtain a two-phase structure of ferrite + austenite and to stabilize the austenite structure. However, when it adds exceeding 10.0%, cold workability will deteriorate by corrosion resistance and strength increase. Therefore, the upper limit is limited to 10.0%. The preferred range is 0.5 to 5.0%.

Ni는 M값을 낮게 하여 페라이트+오스테나이트의 2상 조직을 얻고, 또한 오스테나이트 조직을 안정화시켜, 냉간 가공성을 확보하기 위해 3.5% 첨가한다. 그러나, 6.0%를 초과하여 첨가해도 그 효과는 포화되고, Ni는 고가이므로 경제성이 떨어진다. 그로 인해, 상한을 6.0%로 한정한다. 바람직한 범위는 3.5 내지 5.0%이다.Ni lowers the M value to obtain a two-phase structure of ferrite + austenite, stabilizes the austenite structure, and adds 3.5% to secure cold workability. However, even if it adds exceeding 6.0%, the effect is saturated, and since Ni is expensive, it is inferior to economic efficiency. Therefore, an upper limit is limited to 6.0%. Preferred range is 3.5 to 5.0%.

Cr은 내식성을 확보하고, 또한 페라이트+오스테나이트의 2상 조직을 얻고, 또한 오스테나이트 조직을 안정화시켜 냉간 가공성을 확보하기 위해, 19.0% 이상 첨가한다. 그러나, 30.0%를 초과하여 첨가해도, 그 효과는 포화되고, 냉간 가공성이 반대로 열화된다. 그로 인해, 상한을 30.0%로 한다. 바람직한 범위는 20.0 내지 26.0%이다.Cr is added 19.0% or more in order to secure corrosion resistance, to obtain a two-phase structure of ferrite + austenite, to stabilize the austenite structure and to secure cold workability. However, even if it adds exceeding 30.0%, the effect is saturated and cold workability deteriorates on the contrary. Therefore, an upper limit is made into 30.0%. The preferred range is 20.0 to 26.0%.

Cu는 M값을 낮추어 페라이트+오스테나이트의 2상 조직을 얻고, 또한 오스테나이트 조직을 안정화하고, 가공 경화를 억제하여 냉간 가공성을 향상시키기 위해 0.05% 이상 함유시킨다. 그러나, 3.0%를 초과하여 함유시키면 Cu의 고용한도를 초과하여 소재의 열간 제조성이 현저하게 열화되므로, 상한을 3.0%로 한다. 바람직한 범위는 1.0% 미만이다.Cu is contained at 0.05% or more in order to lower M value to obtain a two-phase structure of ferrite + austenite, stabilize the austenite structure, suppress work hardening and improve cold workability. However, when it contains exceeding 3.0%, since the hot manufacturability of a raw material will remarkably deteriorate over the solid solution limit of Cu, an upper limit shall be 3.0%. The preferred range is less than 1.0%.

하기 (a)식의 M값은 오스테나이트상의 안정도에 기여하고, 철과 강, 63(1977), 772 페이지에 기재된 지표로, M값이 높아지면 경질의 가공 유기 마르텐사이트상이 생성된다. 2상 스테인리스강의 냉간 단조의 경우, M값이 60을 초과하면 냉간 가공 시에 경질의 가공 유기 마르텐사이트상이 생성되어, 냉간 가공성이 현저하게 열화된다. 그로 인해, M값을 60 이하로 한정한다. 바람직한 범위는 40 이하이다.The M value of the following formula (a) contributes to the stability of the austenite phase and is an index described in Iron and Steel, 63 (1977), page 772. When the M value is high, a hard processed organic martensite phase is produced. In the case of cold forging of two-phase stainless steel, when the M value exceeds 60, a hard processed organic martensite phase is produced at the time of cold working, and cold workability deteriorates remarkably. Therefore, M value is limited to 60 or less. The preferable range is 40 or less.

Figure 112012099617852-pat00006
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선재의 인장 강도는 선재의 냉간 가공성에 크게 기여하고, 선재의 인장 강도가 700N/㎟를 초과하면 냉간 가공성이 현저하게 열화된다. 그로 인해, 상한을 700N/㎟로 한다. 한편, 선재의 인장 강도가 500N/㎟ 미만인 경우, 냉간 가공 제품의 강도가 지나치게 낮아, 제품으로서의 가치가 낮아진다. 그로 인해, 바람직하게는 하한을 500N/㎟로 한정한다. 바람직한 범위는 500 내지 650N/㎟이다.The tensile strength of the wire rod greatly contributes to the cold workability of the wire rod, and when the tensile strength of the wire rod exceeds 700 N / mm 2, the cold workability is significantly degraded. Therefore, an upper limit is made into 700 N / mm <2>. On the other hand, when the tensile strength of the wire rod is less than 500 N / mm 2, the strength of the cold worked product is too low, resulting in low value as a product. Therefore, Preferably, a minimum is limited to 500 N / mm <2>. The preferable range is 500-650 N / mm <2>.

선재의 인장 파단 드로잉은 선재의 냉간 가공성에 크게 기여하고, 선재의 인장 파단 드로잉이 70% 미만인 경우, 냉간 신선 가공, 냉간 단조성 등의 냉간 가공성이 열화된다. 그로 인해, 70% 이상으로 한정한다. 바람직한 범위는 75% 이상이다.The tensile breaking drawing of the wire rod greatly contributes to the cold workability of the wire rod, and when the tensile breaking drawing of the wire rod is less than 70%, cold workability such as cold drawing and cold forging deteriorates. Therefore, it limits to 70% or more. The preferable range is 75% or more.

착자성은 오스테나이트계 스테인리스강에는 없는 기능이고, 파스너의 체결 작업 시에 자성 공구로의 착자성에 의한 작업성의 향상, 철망ㆍ메쉬(특히 식품용 컨베이어 등)에서 재료가 결락되어 식품에 혼입된 경우의 자기 센서에 의해 혼입 방지 등, 공업적으로 착자성은 큰 기능이다. 그로 인해, 본 발명에서 착자성을 한정한다. 바람직하게는 비유자율(比誘磁率)로 3.0 이상이다.Magnetism is a function not found in austenitic stainless steel, and it improves workability by magnetization to a magnetic tool when fastening fasteners, and materials are dropped into wires and meshes (especially food conveyors, etc.) and incorporated into food. In the case of the magnetic sensor in this case, the magnetization is industrially large, such as mixing prevention. Therefore, magnetism is limited in the present invention. Preferably it is 3.0 or more in specific induction rate.

Mo는 내식성을 향상시키는 데 유효한 원소로, 0.1% 이상의 첨가로 안정적으로 효과가 얻어진다. 그러나, 3%를 초과하여 첨가하면 재료가 경질화될 뿐만 아니라, 시그마상이 석출되어, 냉간 가공성이 현저하게 열화된다. 그로 인해, 상한을 3%로 한정한다. 바람직한 범위는 0.3 내지 1.0%이다.Mo is an effective element for improving the corrosion resistance, and the effect is stably obtained by addition of 0.1% or more. However, when the content exceeds 3%, not only the material is hardened, but also sigma phase is precipitated, and the cold workability is significantly degraded. Therefore, an upper limit is limited to 3%. The preferred range is 0.3 to 1.0%.

B는 열간 가공성을 향상시키는 데 유효한 원소로, 0.001% 이상의 첨가로 안정적으로 효과가 얻어진다. 그러나, 0.01%를 초과하여 첨가해도 보라이드가 생성되어, 내식성 및 냉간 가공성이 열화된다. 그로 인해, 상한을 0.01%로 한정한다. 바람직한 범위는 0.002 내지 0.006%이다.B is an effective element for improving hot workability, and the effect is stably obtained by addition of 0.001% or more. However, even if it adds exceeding 0.01%, boride will generate | occur | produce, and corrosion resistance and cold workability will deteriorate. Therefore, an upper limit is limited to 0.01%. The preferred range is 0.002% to 0.006%.

Al, Mg, Ca는 탈산에 유효하므로, Al ; 0.005% 이상, Mg ; 0.001% 이상, Ca ; 0.001% 이상의 1종류 이상의 첨가로 안정적으로 효과가 얻어진다. 그러나, 각각, Al ; 0.1%, Mg ; 0.01%, Ca ; 0.01%를 초과하여 함유시켜도 그 효과는 포화되고, 반대로 조대 산화물(개재물)이 발생하여, 냉간 가공성이 열화된다. 그로 인해, 각각 상한을 Al ; 0.1%, Mg ; 0.01%, Ca ; 0.01%로 한다. 바람직한 범위는 Al ; 0.008 내지 0.06%, Mg ; 0.001 내지 0.005%, Ca ; 0.001 내지 0.005%의 1종류 이상을 함유시키는 것이다.Al, Mg, Ca are effective for deoxidation, and therefore Al; 0.005% or more and Mg; 0.001% or more and Ca; The effect is stably obtained by adding one or more kinds of 0.001% or more. However, Al; 0.1%, Mg; 0.01%, Ca; Even if it contains exceeding 0.01%, the effect is saturated, a coarse oxide (inclusion) arises on the contrary, and cold workability deteriorates. Therefore, an upper limit is Al; 0.1%, Mg; 0.01%, Ca; Let it be 0.01%. Preferred ranges are Al; 0.008 to 0.06%, Mg; 0.001 to 0.005%, Ca; It is made to contain one or more types of 0.001 to 0.005%.

Nb, Ti, V, Zr은 Cr 탄질화물의 생성을 억제하여 내식성을 확보하는 데 유효하고, Nb ; 0.01% 이상, Ti ; 0.01% 이상, V ; 0.01% 이상, Zr ; 0.01% 이상의 1종류 이상의 첨가로 안정적으로 효과가 얻어진다. 그러나, Nb ; 1.0%, Ti ; 0.5%, V ; 1.0%, Zr ; 1.0%를 초과하여 함유시켜도 그 효과는 포화되고, 반대로 조대 석출물이 발생하여, 냉간 가공성이 열화된다. 그로 인해, 각 원소의 상한을 규정한다. 바람직한 범위는 Nb ; 0.05 내지 0.6%, Ti ; 0.05 내지 0.5%, V ; 0.1 내지 0.6%, Zr ; 0.05 내지 0.6% 중, 1종 이상을 함유시킨다.Nb, Ti, V, and Zr are effective for inhibiting the formation of Cr carbonitride and securing corrosion resistance, and Nb; 0.01% or more and Ti; 0.01% or more, V; 0.01% or more and Zr; The effect is stably obtained by addition of one or more types of 0.01% or more. However, Nb; 1.0%, Ti; 0.5%, V; 1.0%, Zr; Even if it contains exceeding 1.0%, the effect will be saturated, a coarse precipitate will arise on the contrary, and cold workability will deteriorate. Therefore, the upper limit of each element is prescribed | regulated. Preferred ranges are Nb; 0.05 to 0.6%, Ti; 0.05 to 0.5%, V; 0.1 to 0.6%, Zr; At least 1 type is contained in 0.05 to 0.6%.

통상, 불가피적 불순물로서, 제조 공정상, 강은 산소를 함유하지만, 본 발명의 경우, 불가피적 불순물로서, 0.01% 이하의 산소로 하는 것이 바람직하다.Usually, as an unavoidable impurity, steel contains oxygen in a manufacturing process, but in this invention, it is preferable to set it as 0.01% or less of oxygen as an unavoidable impurity.

(제1 실시예)(First embodiment)

이하에 본 발명의 제1 실시예에 대해 설명한다.The first embodiment of the present invention will be described below.

표 1 내지 표 4에 제1 실시예의 강의 화학 조성을 나타낸다.Tables 1 to 4 show the chemical composition of the steel of the first example.

Figure 112013015298418-pat00025
Figure 112013015298418-pat00025

Figure 112012099617852-pat00008
Figure 112012099617852-pat00008

Figure 112012099617852-pat00009
Figure 112012099617852-pat00009

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Figure 112012099617852-pat00010

이들 화학 조성의 강은 300㎏의 진공 용해로에서 용해하여, φ180㎜의 주조편으로 주조하고, 그 주조편을 φ5.5 내지 6.5㎜까지 열간의 선재 압연을 행하고, 1050℃에서 열간 압연을 종료하고, 계속해서 인라인 열처리로 1050℃에서 5분 유지, 수냉의 용체화 처리를 실시하고, 그 후, 산세를 행하여 선재 제품으로 하였다. 그 후, 옥살산 피막 처리를 실시하고, φ5.2㎜까지 냉간으로 경신선 가공을 실시하고, 냉간 단조용 강선으로 마무리하였다.Steels of these chemical compositions were melted in a 300 kg vacuum melting furnace, cast into φ180 mm cast pieces, hot rolled the cast pieces to φ5.5 to 6.5 mm, and finished hot rolling at 1050 ° C. Subsequently, an inline heat treatment was performed at 1050 ° C. for 5 minutes, followed by a solution treatment of water cooling, followed by pickling to obtain a wire rod product. Thereafter, an oxalic acid film treatment was performed, the drawing wire processing was performed by cold to φ5.2 mm, and finished with cold forging steel wire.

그 후, 냉간 단조 및 전조 가공에 의해 육각 볼트로 약 5000개 가공을 실시하였다. 그리고, 일부에서 300 내지 650℃, 3 내지 200분 유지의 시효 처리를 실시하였다. 그 후, 모든 볼트에서 배럴 연마ㆍ세정에 의해 육각 볼트 제품으로 마무리하였다.Then, about 5000 pieces were processed by the hexagon bolt by cold forging and rolling. And some ageed 300-650 degreeC and the aging process for 3 to 200 minutes hold | maintenance were performed. Thereafter, all bolts were finished with a hexagon bolt product by barrel polishing and washing.

평가는 강선의 인장 강도, 강선의 페라이트상의 체적분율, 냉간 단조성(균열 유무, 공구의 결손 유무), 볼트 제품의 인장 강도, 내식성을 평가하였다. 그 평가 결과를 표 5 내지 표 8에 나타낸다.The evaluation evaluated the tensile strength of the steel wire, the volume fraction of the ferrite phase of the steel wire, the cold forging property (with or without cracks and the absence of tools), the tensile strength of the bolt product, and the corrosion resistance. The evaluation results are shown in Tables 5 to 8.

Figure 112012099617852-pat00011
Figure 112012099617852-pat00011

Figure 112012099617852-pat00012
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Figure 112012099617852-pat00013
Figure 112012099617852-pat00013

Figure 112012099617852-pat00014
Figure 112012099617852-pat00014

기계적 성질은 JIS Z 2241의 인장 시험에서의 인장 강도와 파단 드로잉으로 평가하였다. 본 발명예의 강선에서는, 모두 650 내지 1000N/㎟의 범위이고, 본 발명예의 볼트 제품에서는, 모두 700 내지 1200N/㎟의 범위에 있고, 고강도가 우수했다.Mechanical properties were evaluated by tensile strength and fracture drawing in the tensile test of JIS Z 2241. In the steel wire of the example of this invention, all were in the range of 650-1000 N / mm <2>, In the bolt product of this invention, all were in the range of 700-1200 N / mm <2>, and were excellent in high strength.

강선의 페라이트상의 체적분율은 강선의 종단면을 경면 연마하고, 무라카미 시약으로 페라이트상을 착색하고, 화상 해석에 의해 면적률을 산출하여 체적분율을 구하였다. 본 발명예의 강선은, 페라이트 분율은 45 내지 85vol.%의 범위에 있었다.The volume fraction of the ferrite phase of the steel wire was mirror-polished on the longitudinal cross section of the steel wire, the ferrite phase was colored with Murakami reagent, and the area ratio was calculated by image analysis to obtain the volume fraction. The ferrite fraction of the steel wire of the example of this invention was in the range of 45-85 vol.%.

냉간 단조성은 3단 헤더에 의해 6각 헤드에 5000개 압조 가공을 실시하여, 압조 균열의 유무와 공구 손상에 대해 평가하였다. 공구 손상이 발생하지 않은 경우를 공구 수명 ○, 공구 손상이 발생하는 경우를 공구 수명 ×로 하여 평가하였다. 본 발명예의 선재는 냉간 균열 발생 없음, 공구 수명 ○로 냉간 단조성이 우수했다.Cold forging was carried out by 5000 pressure milling to a hexagonal head by a three-stage header, and evaluated for the presence or absence of a pressure crack and tool damage. The tool life (circle) and the case where tool damage generate | occur | produced the case where tool damage did not generate | occur | produced and evaluated it as tool life x. The wire rod of the example of this invention was excellent in cold forging property with the absence of a cold crack and tool life (circle).

볼트 제품의 내식성은 JIS Z 2371의 염수 분무 시험에 따라서, 각 볼트 제품 10개씩에 대해, 100시간의 분무 시험을 실시하여 녹이 발생하는지 여부로 평가하였다. 녹 발생 없음 및 약간의 점녹(spot rust) 레벨이면 내식성을 ○, 흐르는 녹(flowing rust), 전체면 녹 발생의 경우에는 내식성을 ×로 하여 평가하였다. 본 발명예의 볼트 제품의 녹방지성은 모두 ○였다.Corrosion resistance of the bolt product was evaluated according to the salt spray test of JIS Z 2371 by performing a spray test for 10 hours on each bolt product for 100 hours to determine whether rust occurred. In the case of no rust generation and a slight spot rust level, the corrosion resistance was evaluated as ○, in the case of flowing rust and total surface rust generation, the corrosion resistance was evaluated as x. The antirust property of the bolt product of the example of this invention was all (circle).

한편, 비교예 번호 38 내지 61은 본 발명의 범위 밖에 있고, 냉간 단조성, 볼트 제품의 강도, 내식성 등이 열화되어 있어, 본 발명의 우위성은 명백하다.On the other hand, Comparative Examples Nos. 38 to 61 are outside the scope of the present invention, and the cold forging property, the strength of the bolt product, the corrosion resistance, and the like are deteriorated, and the superiority of the present invention is obvious.

(제2 실시예)(Second Embodiment)

이하에 본 발명의 제2 실시예에 대해 설명한다.A second embodiment of the present invention will be described below.

표 9, 표 10에 제2 실시예에서 사용한 강(공시재)의 화학 조성(질량%)을 나타낸다.In Table 9 and Table 10, the chemical composition (mass%) of the steel (test material) used by the 2nd Example is shown.

Figure 112013015298418-pat00026
Figure 112013015298418-pat00026

Figure 112012099617852-pat00016
Figure 112012099617852-pat00016

이들 화학 조성의 강은 150㎏의 진공 용해로에서 용해하여, φ180㎜의 주조편으로 주조하고, 그 주조편을 φ5.5㎜까지 열간의 선재 압연을 행하여, 1050℃에서 열간 압연을 종료하고, 그대로, 1050℃에서 5분, 수냉의 연속 열처리를 실시하고, 산세를 행하여 선재로 하였다. 그 후, 통상의 프로세스로 φ2.0㎜까지 냉간 강신선 가공을 실시하여, 그 강선을 컨베이어용 메쉬 형상의 철망으로 굽힘 가공으로 냉간 가공하였다.Steels of these chemical compositions were melted in a 150 kg vacuum melting furnace, cast into φ180 mm cast pieces, hot rolled the cast pieces to φ5.5 mm, and finished hot rolling at 1050 ° C. , 1050 ° C. for 5 minutes, water-cooled continuous heat treatment was performed, and pickling was performed to obtain a wire rod. Thereafter, cold steel wire working was performed to a diameter of 2.0 mm by a normal process, and the steel wire was cold worked by bending with a mesh mesh for conveyors.

평가는 선재의 인장 강도, 인장 파단 드로잉, 냉간 가공성, 내식성, 착자성을 평가하였다. 그 평가 결과를 표 11, 표 12에 나타낸다.The evaluation evaluated the tensile strength of the wire rod, the tensile fracture drawing, the cold workability, the corrosion resistance, and the magnetization. The evaluation results are shown in Tables 11 and 12.

Figure 112012099617852-pat00017
Figure 112012099617852-pat00017

Figure 112012099617852-pat00018
Figure 112012099617852-pat00018

선재의 인장 강도와 인장 파단 드로잉은 JIS Z2241의 인장 시험에서의 인장 강도와 파단 드로잉으로 평가하였다. 본 발명예의 선재에서는, 모두 인장 강도 ; 500 내지 700N/㎟, 파단 드로잉 ≥ 70%의 범위였다.Tensile strength and tensile breaking drawing of the wire rod were evaluated by tensile strength and breaking drawing in the tensile test of JIS Z2241. In the wire rod of the example of the present invention, all have tensile strength; 500-700 N / mm <2> and breaking drawing more than 70% of range.

냉간 가공성은 냉간 신선 가공과 그 후의 철망 가공성으로 평가하였다. 단선, 절손 없이 철망으로 성형할 수 있었던 경우의 냉간 성형성을 ○, 단선이나 절손에 의해 철망으로 성형할 수 없었던 경우를 ×로 하여 평가하였다. 본 발명예의 선재에서는 단선, 절손이 없고, 냉간 가공성이 우수했다.Cold workability was evaluated by cold drawing and subsequent wire mesh workability. The cold formability in the case where it could be formed into a wire mesh without disconnection or breakage was evaluated as (circle), and the case where it could not be formed into the wire mesh by disconnection or breakage was evaluated as x. In the wire rod of the example of the present invention, there was no disconnection or breakage and excellent cold workability.

내식성은 산세된 선재의 표층을 #500으로 연마한 후, JIS Z 2371의 염수 분무 시험에 따라서, 100시간 분무 시험을 실시하여, 녹이 발생하는지 여부로 평가하였다. 녹 발생 없음 및 점녹 레벨이면 내식성을 ○, 흐르는 녹, 전체면 녹 발생의 경우에는 내식성을 ×로 하여 평가하였다. 본 발명 강의 내식성의 평가는 모두 ○였다.After the surface layer of the pickled wire rod was polished to # 500, corrosion resistance was tested by a salt spray test of JIS Z 2371 for 100 hours to evaluate whether or not rust occurred. In the case of no rust generation and the point rust level, corrosion resistance was evaluated as ○, and in the case of flowing rust and whole surface rust generation, corrosion resistance was evaluated as x. The evaluation of the corrosion resistance of the steel of this invention was all (circle).

착자성은, 철망에서 페라이트미터(간이 유자율계)에 의해 비유자율을 측정하였다. 비유자율이 착자성을 명확하게 확인할 수 있는 3.0 이상이면, 착자성 있음, 3.0 미만의 경우를 착자성 없음으로 하여 평가하였다.Magnetism was measured in specific wire by ferrite meter (simple rheometer) in wire mesh. When the specific inertia rate was 3.0 or more in which magnetism was clearly confirmed, the case with magnetism and less than 3.0 was evaluated as no magnetization.

한편, 비교예 번호 86 내지 107은 본 발명의 범위 밖에 있고, 냉간 가공성, 내식성, 비용, 착자성 등에서 열화되어 있어, 본 발명의 우위성은 명백하다.On the other hand, Comparative Examples Nos. 86 to 107 are outside the scope of the present invention and deteriorate in cold workability, corrosion resistance, cost, magnetism, and the like, and the superiority of the present invention is obvious.

이상의 각 실시예로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명의 고가의 Ni를 그다지 함유하지 않은 고내식성의 2상 스테인리스 강선재는 우수한 냉간 단조성을 갖는 동시에 볼트 제품의 고강도화가 가능하고, 고강도ㆍ고내식 볼트를 저렴하게 제공할 수 있고, 또한 너트에도 적용이 가능해, 산업상 극히 유용하다.As is clear from each of the above examples, the highly corrosion-resistant two-phase stainless steel wire which does not contain much expensive Ni of the present invention has excellent cold forging ability and high strength of bolt products, and high strength and high corrosion resistance bolts are inexpensive. It is also possible to provide a nut, and also can be applied to nuts, which is extremely useful industrially.

이상의 각 실시예로부터 명백해진 바와 같이, 본 발명에 의해 연질이고 착자성을 갖는 저렴한 2상 스테인리스 강선재를 제조할 수 있고, 비약적으로 우수한 냉간 가공성과 함께 SUS304, SUS316 등 오스테나이트계 스테인리스강 정도의 내식성을 부여할 수 있고, 나사, 핀, 철망, 와이어, 로프, 스프링 등, 착자성을 갖는 고내식의 냉간 가공 제품을 저렴하게 제공할 수 있어, 산업상 극히 유용하다.As is clear from each of the above examples, the present invention makes it possible to produce inexpensive two-phase stainless steel wire which is soft and has magnetism, and has excellent cold workability, which is equivalent to that of austenitic stainless steels such as SUS304 and SUS316. Corrosion resistance can be imparted, and highly corrosion-resistant cold work products having magnetism such as screws, pins, wire mesh, wires, ropes, and springs can be provided at low cost, and are extremely useful industrially.

Claims (19)

질량%로、
C ; 0.005 내지 0.05%,
Si ; 0.1 내지 1.0%,
Mn ; 0.1 내지 10.0%,
Ni ; 3.0% 초과 6.0% 이하,
Cr ; 19.0 내지 30.0%,
Cu : 0.05 내지 3.0%,
N ; 0.005 내지 0.20%
를 함유하고,
잔량부가 Fe 및 실질적으로 불가피적 불순물로 구성되고, C+N ; 0.20% 이하, (a)식의 M값이 60 이하, (b)식의 F값이 45 내지 85이고, 인장 강도가 550 내지 750N/㎟인, 냉간 단조성이 우수한 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재.
Figure 112013015298418-pat00019

Figure 112013015298418-pat00020
In mass%
C; 0.005 to 0.05%,
Si; 0.1 to 1.0%,
Mn; 0.1 to 10.0%,
Ni; 3.0% or more but 6.0% or less,
Cr; 19.0 to 30.0%,
Cu: 0.05-3.0%,
N; 0.005 to 0.20%
&Lt; / RTI &gt;
The remainder is composed of Fe and substantially inevitable impurities, and C + N; Austenite-ferritic two-phase excellent in cold forging property of 0.20% or less, M value of formula (a) is 60 or less, F value of formula (b) is 45 to 85, and tensile strength is 550 to 750 N / mm 2 Steel wire.
Figure 112013015298418-pat00019

Figure 112013015298418-pat00020
제1항에 있어서, 질량%로,
Mo ; 1.0% 이하,
B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하는, 냉간 단조성이 우수한 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재.
3. The composition according to claim 1, wherein, in mass%
Mo; 1.0% or less,
B; An austenite-ferritic two-phase steel wire which is excellent in cold forging property containing one or both in 0.01% or less.
제1항에 있어서, 질량%로,
Al ; 0.1% 이하,
Mg ; 0.01% 이하,
Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 함유하는, 냉간 단조성이 우수한 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재.
3. The composition according to claim 1, wherein, in mass%
Al; 0.1% or less,
Mg; 0.01% or less,
Ca; An austenite-ferritic two-phase steel wire which is excellent in cold forging property containing 1 or more types in 0.01% or less.
제1항에 있어서, 질량%로,
Mo ; 1.0% 이하,
B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하고,
Al ; 0.1% 이하,
Mg ; 0.01% 이하,
Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 더 함유하는, 냉간 단조성이 우수한 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재.
3. The composition according to claim 1, wherein, in mass%
Mo; 1.0% or less,
B; It contains one or both in 0.01% or less,
Al; 0.1% or less,
Mg; 0.01% or less,
Ca; An austenite-ferritic two-phase steel wire which is excellent in cold forging property which further contains 1 or more types in 0.01% or less.
제1항에 있어서, 질량%로,
Nb ; 1.0% 이하,
Ti ; 0.5% 이하,
V ; 1.0% 이하,
Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 함유하는, 냉간 단조성이 우수한 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재.
3. The composition according to claim 1, wherein, in mass%
Nb; 1.0% or less,
Ti; 0.5% or less,
V; 1.0% or less,
Zr; An austenite-ferritic two-phase steel wire which is excellent in cold forging property containing 1 or more types in 1.0% or less.
제1항에 있어서, 질량%로,
Mo ; 1.0% 이하,
B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하고,
Nb ; 1.0% 이하,
Ti ; 0.5% 이하,
V ; 1.0% 이하,
Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 더 함유하는, 냉간 단조성이 우수한 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재.
3. The composition according to claim 1, wherein, in mass%
Mo; 1.0% or less,
B; It contains one or both in 0.01% or less,
Nb; 1.0% or less,
Ti; 0.5% or less,
V; 1.0% or less,
Zr; An austenite-ferritic two-phase steel wire which is excellent in cold forging property which further contains 1 or more types in 1.0% or less.
제1항에 있어서, 질량%로,
Al ; 0.1% 이하,
Mg ; 0.01% 이하,
Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 함유하고,
Nb ; 1.0% 이하,
Ti ; 0.5% 이하,
V ; 1.0% 이하,
Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 더 함유하는, 냉간 단조성이 우수한 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재.
3. The composition according to claim 1, wherein, in mass%
Al; 0.1% or less,
Mg; 0.01% or less,
Ca; It contains 1 or more types in 0.01% or less,
Nb; 1.0% or less,
Ti; 0.5% or less,
V; 1.0% or less,
Zr; An austenite-ferritic two-phase steel wire which is excellent in cold forging property which further contains 1 or more types in 1.0% or less.
제1항에 있어서, 질량%로,
Mo ; 1.0% 이하,
B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하고,
Al ; 0.1% 이하,
Mg ; 0.01% 이하,
Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 더 함유하고,
Nb ; 1.0% 이하,
Ti ; 0.5% 이하,
V ; 1.0% 이하,
Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 더 함유하는, 냉간 단조성이 우수한 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재.
3. The composition according to claim 1, wherein, in mass%
Mo; 1.0% or less,
B; It contains one or both in 0.01% or less,
Al; 0.1% or less,
Mg; 0.01% or less,
Ca; In 0.01% or less, 1 or more types are further contained,
Nb; 1.0% or less,
Ti; 0.5% or less,
V; 1.0% or less,
Zr; An austenite-ferritic two-phase steel wire which is excellent in cold forging property which further contains 1 or more types in 1.0% or less.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 화학 조성을 갖고, 인장 강도가 700 내지 1000N/㎟인, 냉간 단조성이 우수한 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선재.An austenite-ferritic two-phase steel wire having the chemical composition according to any one of claims 1 to 8 and having excellent cold forging property, having a tensile strength of 700 to 1000 N / mm 2. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 화학 조성을 갖고, 인장 강도가 700 내지 1200N/㎟인, 고강도ㆍ고내식 볼트.The high strength, high corrosion resistance bolt which has a chemical composition as described in any one of Claims 1-8, and whose tensile strength is 700-1200 N / mm <2>. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 화학 조성을 갖고, 인장 강도가 700 내지 1000N/㎟인 오스테나이트ㆍ페라이트계 2상 강선을, 냉간 볼트 성형 후에 300 내지 600℃에서 1 내지 100분의 시효 열처리를 실시하는 고강도ㆍ고내식 볼트의 제조 방법.An austenitic ferritic two-phase steel wire having the chemical composition according to any one of claims 1 to 8 and having a tensile strength of 700 to 1000 N / mm 2 at 300 to 600 ° C. after cold bolt forming for 1 to 100 minutes. A method for producing a high strength, high corrosion resistant bolt that undergoes aging heat treatment. 질량%로,
C ; 0.005 내지 0.05%,
Si ; 0.1 내지 1.0%,
Mn ; 0.1 내지 10.0%,
Ni ; 3.5 내지 6.0%,
Cr ; 19.0 내지 30.0%,
Cu : 0.05 내지 3.0%,
N ; 0.005% 이상, 0.06% 미만을 함유하고, 잔량부가 Fe 및 실질적으로 불가피적 불순물로 구성되고, C+N ; 0.09% 이하, (a)식의 M값이 60 이하이고, 인장 강도가 700N/㎟ 이하이고, 인장 파단 드로잉이 70% 이상인, 냉간 가공성이 우수한 착자성을 갖는 연질 2상 스테인리스 강선재.

M=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-29(Ni+Cu)-13.7Cr-18.5Mo … (a)
In mass%,
C; 0.005 to 0.05%,
Si; 0.1 to 1.0%,
Mn; 0.1 to 10.0%,
Ni; 3.5 to 6.0%,
Cr; 19.0 to 30.0%,
Cu: 0.05 to 3.0%,
N; 0.005% or more and less than 0.06%, the remainder being composed of Fe and substantially unavoidable impurities, and C + N; The soft two-phase stainless steel wire material which has the magnetism excellent in cold workability which is 0.09% or less, M value of (a) formula is 60 or less, tensile strength is 700 N / mm <2> or less, and tensile fracture drawing is 70% or more.

M = 551-462 (C + N) -9.2Si-8.1Mn-29 (Ni + Cu) -13.7Cr-18.5Mo... (a)
제12항에 있어서, 질량%로,
Mo ; 3.0% 이하,
B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하는, 냉간 가공성이 우수한 착자성을 갖는 연질 2상 스테인리스 강선재.
The method according to claim 12, in mass%,
Mo; 3.0% or less,
B; The soft 2-phase stainless steel wire material which has the magnetism excellent in cold workability containing one or both in 0.01% or less.
제12항에 있어서, 질량%로,
Al ; 0.1% 이하,
Mg ; 0.01% 이하,
Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 함유하는, 냉간 가공성이 우수한 착자성을 갖는 연질 2상 스테인리스 강선재.
The method according to claim 12, in mass%,
Al; 0.1% or less,
Mg; 0.01% or less,
Ca; The soft 2-phase stainless steel wire material which has the magnetism excellent in cold workability containing one or more types in 0.01% or less.
제12항에 있어서, 질량%로,
Mo ; 3.0% 이하,
B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하고,
Al ; 0.1% 이하,
Mg ; 0.01% 이하,
Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 더 함유하는, 냉간 가공성이 우수한 착자성을 갖는 연질 2상 스테인리스 강선재.
The method according to claim 12, in mass%,
Mo; 3.0% or less,
B; It contains one or both in 0.01% or less,
Al; 0.1% or less,
Mg; 0.01% or less,
Ca; The soft 2-phase stainless steel wire material which has the magnetism excellent in cold workability further containing 1 or more types in 0.01% or less.
제12항에 있어서, 질량%로,
Nb ; 1.0% 이하,
Ti ; 0.5% 이하,
V ; 1.0% 이하,
Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 함유하는, 냉간 가공성이 우수한 착자성을 갖는 연질 2상 스테인리스 강선재.
The method according to claim 12, in mass%,
Nb; 1.0% or less,
Ti; 0.5% or less,
V; 1.0% or less,
Zr; The soft 2-phase stainless steel wire material which has the magnetism excellent in cold workability containing 1 or more types in 1.0% or less.
제12항에 있어서, 질량%로,
Mo ; 3.0% 이하,
B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하고,
Nb ; 1.0% 이하,
Ti ; 0.5% 이하,
V ; 1.0% 이하,
Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 더 함유하는, 냉간 가공성이 우수한 착자성을 갖는 연질 2상 스테인리스 강선재.
The method according to claim 12, in mass%,
Mo; 3.0% or less,
B; It contains one or both in 0.01% or less,
Nb; 1.0% or less,
Ti; 0.5% or less,
V; 1.0% or less,
Zr; The soft 2-phase stainless steel wire material which has the magnetism excellent in cold workability further containing 1 or more types in 1.0% or less.
제12항에 있어서, 질량%로,
Al ; 0.1% 이하,
Mg ; 0.01% 이하,
Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 함유하고,
Nb ; 1.0% 이하,
Ti ; 0.5% 이하,
V ; 1.0% 이하,
Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 더 함유하는, 냉간 가공성이 우수한 착자성을 갖는 연질 2상 스테인리스 강선재.
The method according to claim 12, in mass%,
Al; 0.1% or less,
Mg; 0.01% or less,
Ca; It contains 1 or more types in 0.01% or less,
Nb; 1.0% or less,
Ti; 0.5% or less,
V; 1.0% or less,
Zr; The soft 2-phase stainless steel wire material which has the magnetism excellent in cold workability further containing 1 or more types in 1.0% or less.
제12항에 있어서, 질량%로,
Mo ; 3.0% 이하,
B ; 0.01% 이하 중, 한쪽 또는 양쪽을 함유하고,
Al ; 0.1% 이하,
Mg ; 0.01% 이하,
Ca ; 0.01% 이하 중, 1종 이상을 더 함유하고,
Nb ; 1.0% 이하,
Ti ; 0.5% 이하,
V ; 1.0% 이하,
Zr ; 1.0% 이하 중, 1종 이상을 더 함유하는, 냉간 가공성이 우수한 착자성을 갖는 연질 2상 스테인리스 강선재.
The method according to claim 12, in mass%,
Mo; 3.0% or less,
B; It contains one or both in 0.01% or less,
Al; 0.1% or less,
Mg; 0.01% or less,
Ca; In 0.01% or less, 1 or more types are further contained,
Nb; 1.0% or less,
Ti; 0.5% or less,
V; 1.0% or less,
Zr; The soft 2-phase stainless steel wire material which has the magnetism excellent in cold workability further containing 1 or more types in 1.0% or less.
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