KR101461714B1

KR101461714B1 - 신선성이 우수한 고연성 선재 및 강선 및 이들의 제조방법

Info

Publication number: KR101461714B1
Application number: KR1020120091411A
Authority: KR
Inventors: 양요셉; 이충열; 석병설
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2012-08-21
Filing date: 2012-08-21
Publication date: 2014-11-14
Also published as: KR20140025137A

Abstract

본 발명의 일측면은, 성분계, 각 성분들의 관계 및 미세조직을 제어하여 신선성이 우수한 선재 및 강선 및 이들의 제조방법을 제공한다.

Description

신선성이 우수한 고연성 선재 및 강선 및 이들의 제조방법{STEEL WIRE ROD AND STEEL WIRE HAVING EXCELLENT DRAWABILITY AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 신선성이 우수한 고연성 선재 및 강선 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.

앵커로프 및 교량용 강선은 내진 및 구조물의 안정성을 위한 보강재임으로 앵커로프 및 교량용 강선은 우수한 강도 및 상기 강도를 확보하기 위한 신선성을 요구하고 있다.

우수한 강도를 얻기 위한 방법의 하나로서, 강의 강도를 높이는 강화원소를 다량 첨가하여 소재 자체의 강도를 증가시키는 방법을 들 수 있다. 이러한 강화 원소의 대표적인 예로서, C, Si, Mn, Cr 등 이들의 적절한 함량에 따라, 강도 향상뿐만 아니라, 신선가공량 증가 및 펄라이트 미세화를 통한 충분한 신선가공량이 확보되게 된다.

그 중에서도 Cr은 변태 온도 영역에서 세멘타이트의 계면주위에 존재하여 그 성장을 억제하여 세멘타이트 두께를 미세화시키고 전체적으로 펄라이트 층간 간격을 미세화시키기 때문에 신선 제조시 가공이 잘 되도록 하는 역할을 한다. 따라서, 앵커로프 및 교량용 강선의 경우 Cr첨가는 신선한 재료에 있어서 필수적으로 포함되는 원소이며, 종래부터 Cr을 다량으로 첨가되고 있었다. 그러나, 가격이 비싸며, 과하게 첨가될 경우, Cr탄화물을 형성시켜 변태 시간을 길게 하여 생산성을 악화시키고, 일부 영역에서 조대 펄라이트를 형성시키는 문제가 있다.

또 다른 우수한 강도를 얻기 위한 방법으로서, 가공경화율을 증가시키는 방법이 있다.

앵커로프 및 교량용 강선 등은 압연된 선재를 신선 및 열처리하여 제조한다. 상기 선재의 신선가공시 가공경화율을 증가시킴으로써 강도가 대폭 향상될 수 있다. 즉, 신선가공시 가공경화율을 증가시키면 라멜라 간격이 미세화되고 가공경화지수가 증가하며, 전위의 집적도가 증가하게 되어 강선의 강도는 증가하게 된다.

상기와 같은 방법은 강도를 효과적으로 증가시키지만, 선재 연성이 낮고, 신선한계가 낮아 신선제조사가 원하는 만큼 신선 가공량을 부여할 수 없다는 문제점이 있다.

즉, 신선 가공의 한계는 가공경화에 의해 강도를 증가시킬 수 있는 양을 결정짓는 중요한 특성인데, 단순히 파단시까지 부여할 수 있는 신선 가공량이 아니라 강선의 비틀림 특성이 고려되어야 한다. 강선의 비틀림 특성은 강선이 여러 가닥으로 꼬여진 다발이 사용되기 때문에 요구되는 특성으로 파단시까지 비틀림 횟수와 파단면의 형태에 따라 구분된다. 일반적으로 가공량이 많아지게 되면 소재의 연성이 급격히 저하되어 비틀림 특성이 나빠진다. 따라서, 신선 가공 이전에 최대한 강도를 확보하고 신선 가공량을 최소한으로 하여 목표 강도를 달성하는 것이 비틀림 측면에서 우수하다고 알려져 있다.

따라서, 강도를 크게 증가시키기 위해서 신선 가공량을 증가시키는 방법이 좋으나, 현재 가공 기술상 인가할 수 있는 신선 가공량의 한계가 거의 정해져 있는 문제점이 있다.

본 발명의 일측면은, 성분계, 각 성분들의 관계 및 미세조직을 제어하여 신선성이 우수한 고연성 선재 및 강선 및 이들의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일측면인 신선성이 우수한 고연성 선재는 중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.3~0.9%, Mn: 0.2~0.8%, Cr: 0.3~0.9%, Co: 0.8~1.2%, Ni: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 성분계 중 Co 및 Ni은 Co+Ni: 1.3~1.5%, Co/Ni: 4~12를 만족하고, 미세조직은 면적분율로, 95% 이상의 펄라이트를 포함한다.

본 발명의 다른 일측면인 신선성이 우수한 고연성 선재의 제조방법은 중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.3~0.9%, Mn: 0.2~0.8%, Cr: 0.3~0.9%, Co: 0.8~1.2%, Ni: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 성분계 중 Co 및 Ni은 Co+Ni: 1.3~1.5%, Co/Ni: 4~12를 만족하는 강편을 1000~1100℃의 온도범위에서 가열하는 단계, 상기 가열된 강편을 900~1000℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계 및 상기 열간압연된 선재를 8~15℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 일측면인 신선성이 우수한 고연성 강선은 중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.3~0.9%, Mn: 0.2~0.8%, Cr: 0.3~0.9%, Co: 0.8~1.2%, Ni: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 성분계 중 Co 및 Ni은 Co+Ni: 1.3~1.5%, Co/Ni: 4~12를 만족하고, 신선가공에 의하여 펄라이트내 세멘타이트가 분해되어 형성된 판상세멘타이트와 침상세멘타이트를 포함하며, 상기 침상세멘타이트 내의 탄소함량이 16.5원자% 이상으로 제조된다.

본 발명의 다른 일측면인 신선성이 우수한 고연성 강선의 제조방법은 중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.3~0.9%, Mn: 0.2~0.8%, Cr: 0.3~0.9%, Co: 0.8~1.2%, Ni: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 성분계 중 Co 및 Ni은 Co+Ni: 1.3~1.5%, Co/Ni: 4~12를 만족하는 강편을 1000~1100℃의 온도범위에서 가열하는 단계, 상기 가열된 강편을 900~1000℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계, 상기 열간압연된 선재를 8~15℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계 및 상기 냉각된 선재를 LP열처리 후 80~90%의 총 감면율로 신선하여 강선을 제조하는 단계를 포함한다.

덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 선재의 합금성분 및 미세조직을 조절함으로써, 선재 및 강선의 강도와 신선성을 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 패스 당 감면량을 감소시키거나, 선속을 감속시키지 않음으로 생산성이 우수한 선재 및 강선을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1의 (a)는 판상세멘타이트를 나타낸 모식도 이고, (b)는 침상세멘타이트를 나타낸 모식도 이다.

본 발명자들은 환경에 대한 규제 강화로 인하여 고강도화를 통한 소재 경량화를 추구하고 있는 시대에 흐름에 맞추어 고강도를 확보하는 동시에, 연성 확보가 가능한 선재 및 강선을 도출해내기 위하여 연구를 행하였다. 그 결과, 강재의 성분계, 각 성분들의 관계 및 미세조직을 제어함으로써, 신선성이 우수한 선재 및 강선을 생산할 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.

이하, 본 발명의 일측면인 신선성이 우수한 선재에 대하여 상세히 설명한다.

탄소(C): 0.90~1.10중량%

C는 고탄소강 선재에서 대부분 세멘타이트로 존재함으로써, 상기 선재의 강도를 확보하는 것이 가능하다. 상기 탄소의 함량이 증가할수록 상기 세멘타이트의 분율이 증가하고 층상간격이 미세해져 상기 선재의 강도를 증가시킬 수 있다. 상기 탄소의 함량이 0.9중량% 미만인 경우에는 본 발명에서 의도하고자 하는 목표강도를 구현하기 어렵다. 반면에, 상기 탄소의 함량이 1.1중량%를 초과하는 경우에는 초석 세멘타이트의 입계 형성 및 중심 편석이 심해지는 문제가 있다. 따라서, 상기 탄소의 함량은 0.9~1.1중량%로 포함하는 것이 바람직하다.

실리콘(Si): 0.3~0.9중량%

Si는 페라이트 기지 내 고용되어 고용강화의 효과를 발휘하여 강도를 증가시키기 위하여 첨가되는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.3중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 실리콘의 함량이 0.9중량%를 초과하는 경우에는 저온충격인성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 실리콘은 0.3~0.9중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

망간(Mn): 0.2~0.8중량%

Mn은 기지 조직내에 고용체를 형성하여 고용 강화하는 원소로 매우 효과적인 원소이다. 그러나, 펄라이트 변태를 지연시키기 때문에 느린 냉각속도에서도 미세 펄라이트를 형성시킬 수 있도록 Mn양을 결정하는 것이 중요하다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.2중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 0.8중량%를 초과하는 경우에는 Mn 편석이 발생하여 저온조직이 발생하며 이는 신선 시 파단이 발생한다. 따라서, 상기 Mn은 0.2~0.8중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

크롬(Cr): 0.3~0.9중량%

Cr는 C, V 다음으로 강도를 크게 증가시키는 원소로, 세멘타이트 두께를 감소시키고, 펄라이트 조직을 미세화시킨다. 상기 크롬이 0.3중량% 미만인 경우에는 본 발명이 의도하고자 하는 목표강도를 구현하기 어렵다. 반면에, 크롬의 함량이 0.9중량%를 초과하는 경우에는 펄라이트 변태가 종료되기까지의 시간이 길어지기 때문에 열간 압연 후 선재의 중심부에 마르텐사이트 또는 베이나이트 등의 저온조직이 생성되기 때문에 신선 가공 중 단선 발생 빈도가 증가하는 문제가 있다. 따라서, 상기 크롬은 0.3~0.9중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

코발트(Co): 0.8~1.2중량%

Co는 오스테나이트 안정화 원소로 알려져 있으며, 고탄소강에서 초석 세멘타이트의 입계 형성을 억제시킴으로써, 소재의 연성을 향상시켜 높은 신선 가공량 조건에서도 신선이 가능하게 하는 역할을 한다. 또한, 강한 탄화물 형성 원소이기 때문에 세멘타이트 내에 존재하는 탄소가 페라이트의 확산을 억제하는 역할을 한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.8중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 코발트의 함량이 1.2중량%를 초과하는 경우에는 LP열처리시 펄라이트 변태 종료 시간이 길어진다. 따라서, 상기 코발트는 0.8~1.2중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

니켈(Ni): 0.1~0.3중량%

Ni은 오스테나이트 안정화 원소로 알려져 있으며, 세멘타이트의 슬립계를 늘이기 때문에 세멘타이트의 소성 변형을 가능하게 하며, 소재 연성을 증가시켜 신선성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, Cu 첨가강에서 Cu 첨가량과 동등 수준 또는 미량 첨가될 경우 열간 크랙을 억제하며, 세멘타이트 소성 변형을 도와주기 때문에 세멘타이트 내에 존재하는 탄소의 페라이트로의 확산을 억제하는 역할을 한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.1중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. Ni은 첨가량이 증대할수록 강도와 인성이 향상되나, 고가이며 첨가량 증대에 따라 강도와 인성이 비례적으로 증가하지는 않으므로 그 상한은 0.3중량%로 한정하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 니켈은 0.1~0.3중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 잇는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.

상기 조성에 있어서, Co와 Ni은 Co+Ni: 1.3~1.5중량%, Co/Ni비는 4~12를 만족하는 것이 바람직하다. 상기 관계식은 우수한 강도를 확보하는 동시에 연성을 확보하기 위한 것이다. 상기 Co+Ni의 값이 1.3중량% 미만이고, Co/Ni비가 4 미만인 경우에는 세멘타이트 분해가 억제되지 못하여 균일한 조직이 형성되지 않는다. 반면에, Co+Ni의 값이 1.5중량%를 초과하고, Co/Ni비가 12를 초과하는 경우에는 세멘타이트가 취약해져 신선한계가 감소한다.

또한, 상기 선재의 미세조직은 펄라이트 인 것이 바람직하다. 본 발명에서 펄라이트 미세조직을 포함함으로써, 강선의 높은 강도를 확보할 수 있다. 더불어, 면적분율%로 95%이상의 펄라이트를 포함하는 것이 보다 더 바람직하다. 펄라이트가 95%미만으로 포함되어 있는 경우, 신선 중 파단이 발생하는 문제가 있다.

또한, 상기 선재의 인장강도는 1420MPa 이상인 것이 바람직하다. 상기 선재의 인장강도가 상기 제안한 범위를 만족하지 못하는 경우에는 신선 후 강선의 강도가 확보되지 않는다.

이하, 본 발명의 다른 일측면인 신선성이 우수한 고연성 선재의 제조방법에 관하여 상세히 설명한다.

가열단계

상기 성분계를 만족하는 강편을 1000~1100℃로 가열한다. 상기 온도 범위에서 강편의 가열을 행함으로써 오스테나이트 단상을 유지하고, 오스테나이트 결정립의 조대화를 방지할 수 있으며, 잔존하는 편석, 탄화물 및 개재물을 효과적으로 용해할 수 있다. 상기 강편의 가열온도가 1100℃를 초과하는 경우에는 오스테나이트 결정립이 매우 조대하게 되어 고강도 및 고인성 선재를 획득하기 어렵다. 반면, 1000℃ 미만인 경우에는 가열에 의한 상기 효과를 얻기 곤란할 수 있다. 더불어, 상기 가열은 2시간 이하로 행하는 것이 보다 바람직하다. 2시간을 초과하여 가열을 행할 경우에는 오스테나이트 결정립의 조대화, 스케일 형성으로 인한 로스(loss)발생 및 탈탄 형성 등의 문제가 있다. 반면, 1시간 미만으로 가열을 행할 경우 가열에 의한 상기 효과를 얻기 곤란할 수 있다. 여기서, 강편이란 선재로 제조될 수 있는 블룸이나 빌렛과 같은 반제품을 모두 의미한다.

열간압연단계

상기와 같이 가열된 강편을 열간압연을 실시할 수 있다. 이때, 압연은 900~1000℃에서 행하는 것이 바람직하다. 상기 압연온도가 900℃미만일 경우에는 본 발명이 의도하는 미세조직을 획득하기 어려우며, 연질의 페라이트가 확보될 가능성이 있다. 반면, 압연온도가 1000℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립의 크기가 증가하여 강도 및 연성이 저하될 수 있다.

냉각단계

상기 열간압연단계 후에 냉각하는 단계를 후속할 수 있다. 이때 냉각은 8~15℃/초의 속도로 행하는 것이 바람직하다. 8℃/초 미만인 경우에는 초석 세멘타이트의 형성이 활발하게 이루어져 본 발명이 의도하고자 하는 미세조직을 얻기 어렵다. 반면에, 15℃/초를 초과하는 경우에는 경질의 조직이 형성되어 연성을 확보하기 어려운 문제가 발생한다. 따라서, 상기 냉각속도는 8~15℃/초를 만족하는 범위에서 행하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 다른 일측면인 신선성이 우수한 강선에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 다른 일측면인 신선성이 우수한 고연성 강선은 중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.3~0.9%, Mn: 0.2~0.8%, Cr: 0.3~0.9%, Co: 0.8~1.2%, Ni: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 조성물 중 Co 및 Ni은 Co+Ni: 1.3~1.5%, Co/Ni: 4~12를 만족하고, 신선가공에 의하여 펄라이트내 세멘타이트가 분해되어 형성된 판상세멘타이트와 침상세멘타이트를 포함하며, 상기 침상세멘타이트 내의 탄소함량이 16.5원자% 이상으로 제조된다.

상기 전술한 성분계를 만족하는 선재를 신선 가공하여 강선을 제조한다.

또한, 강선은 신선가공에 의하여 펄라이트내 세멘타이트가 판상세멘타이트 및 침상세멘타이트로 분해되는 것이 바람직하다. 상기와 같이 강선이 판상세멘타이트 및 침상세멘타이트로 분해됨으로써 신선 한계가 감소되는 문제가 있다. 침상세멘타이트는 가공 중 판상세멘타이트의 분해로 인하여 발생되는 것으로서, 신선 가공량이 증가함에 따라 침상세멘타이트의 양이 증가하게 된다. 침상 세멘타이트는 불균일한 조직으로써 신선 중 파단이 발생하도록 유도하며, 신선한계를 가져옴으로, 적절히 제어하는 것이 중요하다.

이와 같이 분해된 판상세멘타이트와 침상세멘타이트는 강선의 연성에 크게 영향을 주는데, 보다 우수한 연성을 확보하기 위해서는 침상세멘타이트 내의 탄소함량은 16.5원자% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 상기 조직에 탄소함량이 일정 분율로 제어함으로써, 상기 침상세멘타이트로 인한 파단 및 신선한계를 억제하는 효과가 있다. 상기와 같은 분율이 만족되도록 판상세멘타이트와 침상세멘타이트를 포함하는 것이 바람직하나, 판상세멘타이트와 침상세멘타이트의 탄소함량의 차이가 2.4원자% 이하인 경우 보다 바람직하다.

이때, 탄소의 함량은 강선의 표면에서 중심방향으로 1/4t의 위치의 탄소함량을 측정하는 것이 바람직하다. (단, t는 반경, ㎜)

또한, 강선의 인장강도는 2200MPa 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 일측면인 신선성이 우수한 고연성 강선의 제조방법은 중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.3~0.9%, Mn: 0.2~0.8%, Cr: 0.3~0.9%, Co: 0.8~1.2%, Ni: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 조성물 중 Co 및 Ni은 Co+Ni: 1.3~1.5%, Co/Ni: 4~12를 만족하는 강편을 1000~1100℃에서 가열하는 단계, 상기 가열된 강편을 900~1000℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계, 상기 열간압연된 선재를 8~15℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계 및 상기 냉각된 선재를 LP열처리 후 80~90%의 총 감면율로 신선하여 강선을 제조하는 단계를 포함한다.

상기 전술한 방법으로 선재를 제조한 뒤, 냉각된 선재를 LP 열처리를 행한 후, 80~90%의 총 감면율로 신선함으로써, 강선을 제조한다. 상기 신선가공을 통해 강선 내에는 세멘타이트의 분해가 일어난다. 일반적으로, 세멘타이트는 3개의 Fe원자와 1개의 C원자로 구성되어 있기 때문에, 신선가공전의 강선을 펄라이트 내의 세멘타이트(Fe₃C)의 탄소함량은 최대 25원자%인데, 상기 신선공정을 통해, 세멘타이트의 탄소함량이 감소하게 된다. 이를 통해, 강선의 연성 및 인장강도가 보다 향상하게 된다. 상기 세멘타이트의 분해는 세멘타이트에서 탄소가 빠져나와 페라이트 기지내로 이동하여 존재하는 것이 에너지적으로 안정하기 때문에 발생하는 현상이다. 상기 총 감면율이 80% 미만인 경우에는 본 발명에서 의도하고자 하는 목표강도를 확보하기 어려우며, 90%를 초과하는 경우에는 딜라미네이션이 발생하여 제품의 결함이 발생할 가능성이 높아지게 된다. 상기 선재의 총 감면율이 89.1% 이상인 것이 보다 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.

(실시예)

하기 표 1에 기재된 성분계를 만족하는 강들을 주조하였다. 그 후, 1050℃에서 1시간 30분 동안 가열하고, 1000℃에서 열간압연을 행하고, 950℃의 온도에서 권취를 행하였다. 그 후, 10℃/초의 냉각속도로 냉각하여 13㎜의 선재를 제조하였다. 더불어, 하기 표 1에 선재의 인장강도를 측정하여 나타내었다.

상기와 같은 조건으로 제조된 선재를 산세공정에 의해 스케일을 제거한 후, LP열처리를 행한 후 하기 표 1에 기재된 감면율로 신선가공하여 강선을 제조하였다. 상기 강선의 인장강도 및 도 1의 (a) 및 (b)에 나타난 바와 같은 모습을 갖는 판상세멘타이트와 침상세멘타이트의 탄소함량을 측정하여 하기 표 1 및 2에 기재하였다.

구분	합금성분 (중량%)								선재	강선
구분	C	Si	Mn	Cr	Co	Ni	Co/Ni	Co+Ni	TS (Mpa)	TS (Mpa)	총 감면율(%)
발명예1	0.98	0.6	0.5	0.6	1.2	0.3	4	1.5	1427	2251	89.2
발명예2	0.98	0.6	0.5	0.6	1.2	0.2	6	1.4	1421	2242	89.4
발명예3	0.98	0.6	0.5	0.6	1.2	0.1	12	1.3	1423	2249	89.1
비교예1	0.98	0.6	0.5	0.6	1.2	0.5	2	1.7	1425	2151	84.2
비교예2	0.98	0.6	0.5	0.6	1.2	0.4	3	1.6	1424	2139	84.3
비교예3	0.98	0.6	0.5	0.6	1	0.3	3	1.3	1427	2151	83.1
비교예4	0.98	0.6	0.5	0.6	0.8	0.3	3	1.1	1417	2161	84.2
비교예5	0.98	0.6	0.5	0.6	0.6	0.3	2	0.9	1418	2155	84.4
비교예6	0.98	0.6	0.5	0.6	0.4	0.3	1	0.7	1420	2154	84.9
비교예7	0.98	0.6	0.5	0.6	0.3	0.3	1	0.6	1421	2149	85
비교예8	0.98	0.6	0.5	0.6	1	0.2	5	1.2	1419	2204	88.3
비교예9	0.98	0.6	0.5	0.6	0.8	0.2	4	1.0	1418	2201	88
비교예10	0.98	0.6	0.5	0.6	0.6	0.2	3	0.8	1420	2155	84.3
비교예11	0.98	0.6	0.5	0.6	0.4	0.2	2	0.6	1425	2148	84.7
비교예12	0.98	0.6	0.5	0.6	0.3	0.2	2	0.5	1428	2140	84.4
비교예13	0.98	0.6	0.5	0.6	1	0.1	10	1.1	1429	2185	86.1
비교예14	0.98	0.6	0.5	0.6	0.8	0.1	8	0.9	1428	2160	84.1
비교예15	0.98	0.6	0.5	0.6	0.6	0.1	6	0.7	1420	2157	84.4
비교예16	0.98	0.6	0.5	0.6	0.4	0.1	4	0.5	1425	2149	84.3
비교예17	0.98	0.6	0.5	0.6	0.3	0.1	3	0.4	1427	2152	84.5
비교예18	0.98	0.6	0.5	0.6	0	0	0	0.0	1420	2150	84.5

구분	분해된 세멘타이트의 탄소함량 (원자%)
구분	판상 세멘타이트 (a)	침상 세멘타이트 (b)	(a)- (b)
발명예1	19.2	17	2.2
발명예2	19.4	17	2.4
발명예3	19.2	16.9	2.3
비교예1	19.4	13.3	6.1
비교예2	19.1	13.1	6
비교예3	19	13.2	5.8
비교예4	19.4	13.4	6
비교예5	19.5	13.5	6
비교예6	19	14	5
비교예7	19.1	14.1	5
비교예8	19.1	16.3	2.8
비교예9	18.8	16.0	2.8
비교예10	18.8	13.9	4.9
비교예11	18.1	13.8	4.3
비교예12	18.7	13.5	5.2
비교예13	18.9	15.9	3
비교예14	18.8	13.4	5.4
비교예15	19	13	6
비교예16	19.1	12.9	6.2
비교예17	18.9	13.4	5.5
비교예18	19.2	13.2	6

상기 표 1 및 2에 나타난 바와 같이, 발명예 1 내지 3은 본 발명이 제안한 성분 범위, Co와 Ni의 관계 및 미세조직을 만족함으로써, 인장강도가 우수하면서도 연성이 우수한 선재 및 강선을 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.

반면에, 비교예 1 및 2은 본 발명이 제안한 Ni의 함량 범위를 벗어난 경우로써, 본 발명이 제안한 성분범위를 만족시키지 못했을 뿐만 아니라, 더불어, 본 발명이 제안한 Co와 Ni 성분간의 관계가 만족되지 않은 경우이다. 더불어, 분해된 세멘타이트 내의 탄소함량이 본 발명이 제안한 범위를 만족하지 않아, 강선의 인장강도가 본 발명이 제안한 범위를 벗어난 것을 확인할 수 있다.

또한, 비교예 3, 4, 8 및 9는 본 발명이 제안한 성분 범위를 만족하지만, 본 발명이 제안한 Co와 Ni의 성분간의 관계 및 분해된 세멘타이트 내의 탄소함량이 만족되지 않는 경우로서, 본 발명이 제안한 범위의 선재 및 강선의 인장강도를 확보하지 못한 것을 확인할 수 있다.

비교예 5 내지 7, 10 내지 12 및 15 내지 17은 본 발명이 제안한 Co의 함량범위를 벗어난 경우로써, 본 발명이 제안한 성분범위를 만족시키지 못했을 뿐만 아니라, 더불어, 본 발명이 제안한 Co와 Ni 성분간의 관계가 만족되지 않은 경우이다. 더불어, 분해된 세멘타이트 내의 탄소함량이 본 발명이 제안한 범위를 만족하지 않아, 선재 및 강선의 인장강도가 본 발명이 제안한 범위를 벗어난 것을 확인할 수 있다. 더불어, 강선의 총 감면율은 본 발명의 감면율 보다 낮은 것을 확인할 수 있다.

더불어, 비교예 18은 Co 및 Ni을 미첨가한 경우로써, 발명예 1 내지 3과 같이 Co와 Ni을 첨가하였을 때의 인장강도 보다 낮은 값을 갖는 것을 확인할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.3~0.9%, Mn: 0.2~0.8%, Cr: 0.3~0.9%, Co: 0.8~1.2%, Ni: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 성분계 중 Co 및 Ni은 Co+Ni: 1.3~1.5%, Co/Ni: 4~12를 만족하고,
미세조직은 면적분율%로, 95% 이상의 펄라이트를 포함하며, LP 열처리 후 신선시 총 감면율이 89.1~90%인 신선성이 우수한 고연성 선재.
제 1항에 있어서,
상기 선재의 인장강도는 1420MPa 이상인 신선성이 우수한 고연성 선재.
중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.3~0.9%, Mn: 0.2~0.8%, Cr: 0.3~0.9%, Co: 0.8~1.2%, Ni: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 성분계 중 Co 및 Ni은 Co+Ni: 1.3~1.5%, Co/Ni: 4~12를 만족하는 강편을 1000~1100℃에서 가열하는 단계;
상기 가열된 강편을 900~1000℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계; 및
상기 열간압연된 선재를 8~15℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함하며, LP 열처리 후 신선시 총 감면율이 89.1~90%인 신선성이 우수한 고연성 선재의 제조방법.
중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.3~0.9%, Mn: 0.2~0.8%, Cr: 0.3~0.9%, Co: 0.8~1.2%, Ni: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 성분계 중 Co 및 Ni은 Co+Ni: 1.3~1.5%, Co/Ni: 4~12를 만족하고, 신선가공에 의하여 펄라이트내 세멘타이트가 분해되어 형성된 판상세멘타이트와 침상세멘타이트를 포함하며, 상기 침상세멘타이트 내의 탄소함량이 16.5원자% 이상인 신선성이 우수한 고연성 강선.
제 4항에 있어서,
상기 판상세멘타이트 내의 탄소함량과 침상 세멘타이트 내의 탄소함량의 차이가 2.4원자% 이하인 신선성이 우수한 고연성 강선.
제 4항에 있어서,
상기 강선의 인장강도는 2200MPa이상인 신선성이 우수한 고연성 강선.
중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.3~0.9%, Mn: 0.2~0.8%, Cr: 0.3~0.9%, Co: 0.8~1.2%, Ni: 0.1~0.3%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 상기 성분계 중 Co 및 Ni은 Co+Ni: 1.3~1.5%, Co/Ni: 4~12를 만족하는 강편을 1000~1100℃에서 가열하는 단계;
상기 가열된 강편을 900~1000℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계;
상기 열간압연된 선재를 8~15℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계; 및
상기 냉각된 선재를 LP열처리 후 80~90%의 총 감면율로 신선하여 강선을 제조하는 단계를 포함하는 신선성이 우수한 고연성 강선의 제조방법.
제 7항에 있어서,
상기 선재의 총 감면율은 89.1% 이상인 신선성이 우수한 고연성 강선의 제조방법.