KR101543853B1 - 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강 및 그 제조방법 - Google Patents

구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 탄소 및 크롬이 다량 첨가되어도 우수한 구상화율을 갖는 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강을 제공하고자 한다. 또한, 빌렛 재가열시 미용해 시멘타이트 잔류를 유도하고, 시드의 효율적 성장을 위해 빌렛의 표면부와 중심부의 온도편차를 유도함으로써, 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강의 제조방법을 제공하고자 한다.

Description

구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강 및 그 제조방법{HIGH CARBON AND CHROMIUM BEARING STEEL WITHOUT SPHEROIDIZING HEAT TREATMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 구상화 열처리 생락형 고탄소 고크롬 베어링강 및 그 제조방법에 관한 것이다.
통상 상업적으로 많이 사용되는 철강재의 탄소 함유량은 0.8 중량% 이하이다. 그리고, 특히 탄소 함유량이 0.2~0.4중량%인 아공석강에 집중되어 있다. 상업용 철강재의 탄소함유량이 한정된 주된 이유는 탄소 함유량을 높인 경우 소재의 강도가 급격히 증가하기 때문에, 연화 열처리 없이 직접적인 성형 및 가공이 어렵고, 냉각시 구오스테나이트 결정립계를 따라 석출되는 초석 시멘타이트로 인해 소재의 연성 또는 인성이 급격히 저하되기 때문이었다. 이러한 원인으로, 제품화되어 있는 과공석강은 구상화 등의 추가적 열처리 공정을 통해 소재의 강도를 낮추고, 입계 초석시멘타이트를 구상화하여 사용하여 왔다.
이러한 구상화 열처리는 크게 2가지로 분류되는데, 첫째는 공석온도 이하에서 장시간 가열하여 구상화를 실시하는 방법(Sub-critical Annealing)과, 둘째로 공석온도와 오스테나이트화 온도 사이의 2상 온도 구간에서 가열 후 극서냉하여 구상화 조직을 얻는 방법(Inter-critical Annealing) 이 있다.
각 과정별 구상화 진행을 살펴보면 다음과 같다. 구상화 과정은 높은 온도에서 확산에 의하여 주로 이루어지며, 라멜라(lamellar)내 시멘타이트의 결함부 또는 끝부분에서 주로 시작되며, 끝부분과 옆의 평평한 계면과의 곡률 차에 의한 탄소 농도 구배에 의해 라멜라(lamellar)내 시멘타이트가 분절된 형태를 갖게 되며, 이후 표면 에너지를 줄이기 위해 구상화된다고 알려져 있다.
이와 같이 형성된 구형 입자는, 오스왈드 라이프닝(Ostwald ripening)이론과 유사한 과정을 거쳐 성장하게 되며, 이를 통하여 구상화 조직을 형성한다. 이러한 구상화 과정은 공석변태 온도 직하에서 주로 관찰되며, 초기 조직에서 페라이트로 존재하던 부분은 그대로 페라이트 형상으로 잔존하나, 펄라이트로 존재하던 부분은 페라이트와 구형 시멘타이트로 변화하여 존재하게 되므로, 전체 미세조직은 페라이트와 구형 시멘타이트로 구성된다.
그러나 고탄소 크롬 베어링강의 구상화열처리는 보통 20시간 이상이 소요되어 제조원가 측면에서 상당한 부분을 차지하기 때문에 이의 생략에 대한 요구가 대단히 크다. 이에 고탄소 크롬 베어링강의 구상화열처리 생략에 관한 기술은 크게 두 가지 형태로 나눌 수 있다. 첫번째로는 오스테나이트 단상역 이상으로 빌렛을 재가열한 뒤, Acm부터 A1 변태점 이하까지 연속적으로 압연을 실시하여 구상화 탄화물 시드(seed)를 생성시키고, 이후 극서냉 패턴을 적용하여 이 시드를 성장시키는 방법이다. 또한 이러한 압연패턴을 반복적으로 적용하여 그 탄화물 시드의 개수를 늘리기도 한다. 두 번째로는 보론(B) 등 고온 탄화물 형성 원소들을 적극적으로 첨가하여 냉각 중 이를 구상화 탄화물 시드로 하여 성장시키는 방법이다. 이러한 방법들은 충분한 구상화 탄화물 시드를 확보하기 위해 저온역 압연을 실시해야 함으로 롤 파손 및 높은 압연부하 등이 발생할 수 있다.
그 구체적인 예로서, 특허문헌 1에서는 빌렛을 850℃로 가열한 후 압하율 20%로 압연하였다가 40초간 방치한 후 다시 800℃에서 압하율 20%로 압연함으로써 구상화열처리를 생략 및 단축할 수 있는 미세조직을 얻을 수 있다고 하였다. 그러나, 이러한 방법은 40초간의 방치로 생산성이 저하됨은 물론 구상화열처리를 완전히 생략할 수 있을 정도의 미세조직이 얻어지지 않는다.
특허문헌 2에서는 열간압연 후 800~500℃ 구간을 0.5~5℃/s의 냉각속도로 냉각하고 500~250℃까지 1차 냉각한 다음 다시 소재를 780~880℃로 단시간 재가열하여 이후 600℃까지 0.1~3℃/s가 되도록 2차 냉각함으로써 구상화열처리를 생략할 수 있다고 하였으나, 이 방법은 냉각 중 다시 재가열함으로써 생산성 저하뿐만 아니라 제조원가 상승의 문제가 있다.
또한, 특허문헌 3에서는 열간압연을 (Ar1-50℃)~(Ar1+50℃)의 온도 영역에서 감면율 20% 이상이 되도록 한 다음 0.5℃/s 이하의 냉각속도로 냉각하여 구상화율 70% 이상을 달성할 수 있다고 하였으나, 구상화율의 하한이 70%이면 일반 구상화열처리에 의해 얻어지는 수준의 낮은 경도 값을 구현할 수가 없는 문제가 있다.
일본공개특허공보 특개평11-286724 일본공개특허공보 특개2001-123221 일본공개특허공보 특개2004-190127
본 발명에 따르면, 탄소 및 크롬이 다량 첨가되어도 우수한 구상화율을 갖는 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강을 제공하고자 한다. 또한, 빌렛 재가열시 미용해 시멘타이트 잔류를 유도하고, 시멘타이트 시드(seed)의 효율적 성장을 위해 빌렛의 표면부와 중심부의 온도편차를 유도함으로써, 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면인 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강은 중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.15~0.35%, Mn: 0.01~0.5%, P: 0.025% 이하, S: 0.025% 이하, Cr: 1.3~1.6%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 구상탄화물 개수는 2.528x105개/㎟ 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일측면인 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강의 제조방법은 중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.15~0.35%, Mn: 0.01~0.5%, P: 0.025% 이하, S: 0.025% 이하, Cr: 1.3~1.6%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 재가열하는 단계, 상기 재가열된 빌렛은 770~830℃의 온도범위에서 열간마무리 압연을 실시하여 선재를 제조하는 단계 및 상기 선재를 0.2℃/초 이하의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함하며, 상기 재가열은 빌렛의 표면부와 중심부의 온도편차가 -10~10℃이며, 상기 빌렛의 중심부의 온도는 850~950℃인 것을 특징으로 한다.
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 발명은 구상화율이 80% 이상이고 평균 경도 값이 210Hv 이하인 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강을 제공하는 효과가 있다. 또한, 열간압연 전 빌렛을 재가열 조건을 적정화하여 빌렛 내부에 일정 수준 이상의 시멘타이트 시드를 존재하게 함으로써, 냉각 과정에서 시멘타이트의 시드가 안정한 구상 시멘타이트로 성장하도록 하여 구상화 열처리를 완전히 생략하는 것이 가능하여 생산성이 우수한 고탄소 고크롬 베어링강의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 재가열 온도에 따른 시멘타이트 시드의 단위 면적 당 개수를 나타낸 그래프이다.
도 2는 온도에 따른 탄소 원자의 활동도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 재가열온도에 따라, 열간마무리압연온도 x 탄소원자의 활동도에 따른 구상화율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 비교예 6번의 미세조직 사진이다.
도 5는 발명예 7번의 미세조직 사진이다.
본 발명의 발명자들은 빌렛 재가열시 빌렛의 표면부와 중심부의 온도차이를 가능한 적게 유도함으로써, 잔류 시멘타이트 시드가 균일하게 분포하게 한 후, 그 효율적 성장을 위해 압연 및 냉각조건을 제어하여 그 미세조직이 완전 펄라이트 조직이 아닌 구상화 시멘타이트와 페라이트 조직으로 존재할 수 있도록 하여, 구상화 열처리를 생략할 수 있는 방안을 고안한 것이다.
이하, 본 발명의 일측면인 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일측면인 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강은 중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.15~0.35%, Mn: 0.01~0.5%, P: 0.025% 이하, S: 0.025% 이하, Cr: 1.3~1.6%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 구상탄화물 개수는 2.528x105개/㎟ 이상인 것을 특징으로 한다.
탄소(C): 0.9~1.1중량%
탄소는 베어링의 강도를 확보하는 매우 중요한 원소이다. 만일 탄소의 함량이 낮은 경우에는 베어링의 강도와 피로강도가 낮아 베어링 부품으로 적합하지 않게 되므로, 탄소 함량의 하한은 0.9중량%인 것이 바람직하다. 반면, 탄소의 함량이 너무 많이 첨가되는 경우에는 미용해된 거대 탄화물이 잔존하여 피로강도를 저하시킬 뿐만 아니라 담금질하기 전의 가공성이 떨어지므로 상기 탄소 함량의 상한은 1.1중량%로 한정한다.
실리콘(Si): 0.15~0.35중량%
상기 실리콘의 함량이 낮은 경우 경화능의 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 실리콘 함량의 하한은 0.15중량%인 것이 바람직하다. 반면, 상기 실리콘의 함량이 너무 많이 첨가되는 경우에는 탄소와의 자리경쟁 반응에 따라 탈탄이 일어날 우려가 있고, 탄소와 마찬가지로 담금질하기 전의 가공성이 떨어질 뿐만 아니라 중심편석이 증가하기 때문에 상기 실리콘 함량의 상한은 0.35중량%로 한정한다.
망간(Mn): 0.01~0.5중량%
상기 망간은 강의 소입성을 개선하여 강도를 확보하는데 중요한 원소이다. 상기와 같은 효과를 발현하기 위해서는 0.01중량% 이상의 망간을 포함하는 것이 바람직하다. 다만, 망간의 함량이 너무 높은 경우에는 담금질하기 전의 가공성이 저하될 뿐만 아니라 중심편석 및 피로수명에 악영향을 미치는 MnS의 석출이 증가하기 때문에 상기 망간 함량의 상한은 0.5중량%로 한정한다.
인(P): 0.025중량% 이하
P은 결정립계에 편석되어 강재의 인성을 저하시키는 원소이다. 따라서, 그 함량을 적극적으로 제한하는 것이 보다 바람직하다. 따라서, 제강과정 등의 부하를 고려할 때 그 함량을 0.025 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
황(S): 0.025중량% 이하
S은 강의 피삭성을 높이는 작용을 하지만, 인과 마찬가지로 입계에 편석되어 인성을 저하시킬 뿐만 아니라 Mn과 결합하여 유화물을 형성함으로써 피로수명을 저하시키는 악영향을 미치므로 그 함량을 제한하는 것이 바람직하다. 따라서 제강과정 등의 부하를 고려할 때에는 그 함량을 0.025 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
크롬(Cr): 1.3~1.6중량%
크롬은 강의 소입성을 개선하여 경화능을 부여하며, 강의 조직을 미세화하는데 효과적인 원소이다. 이와 같은 효과를 확보하기 위해서는 1.3중량% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 크롬의 함량이 과다하게 포함되는 경우에는 그 효과가 포화되기 때문에 생산성을 고려하여 상기 크롬 함량의 상한을 1.6중량%로 제한한다.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
본 발명에서 제안하는 베어링강의 구상탄화물 개수는 2.528x105개/㎟ 이상인 것이 바람직하다. 상기 구상탄화물 개수가 2.528x105개/㎟ 미만인 경우에는 구상화열처리에 의해 얻어지는 수준의 낮은 경도 값을 구현할 수 없다.
또한, 베어링강은 페라이트 및 구상화 시멘타이트 2상 조직을 갖는 것이 바람직하다. 상기 베어링강이 페라이트 및 구상화 시멘타이트 2상을 가짐으로써, 구상화 열처리 생략을 가능하게 할 수 있다.
본 발명에서 확보하는 베어링강의 구상화율을 80% 이상이며, 평균 경도 값은 210Hv 이하이다.
이하, 본 발명의 다른 일측면인 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 다른 일측면인 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강의 제조방법은 중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.15~0.35%, Mn: 0.01~0.5%, P: 0.025% 이하, S: 0.025% 이하, Cr: 1.3~1.6%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 재가열하는 단계, 상기 재가열된 빌렛은 770~830℃의 온도범위에서 열간마무리 압연을 실시하여 선재를 제조하는 단계 및 상기 선재를 0.2℃/초 이하의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함하며, 상기 재가열은 빌렛의 표면부와 중심부의 온도편차가 -10~10℃이며, 상기 빌렛의 중심부의 온도는 850~950℃인 것을 특징으로 한다.
재가열하는 단계
상술한 성분계를 만족하는 빌렛을 재가열한다. 재가열시 빌렛 내에 미용해 시멘타이트 입자의 균일한 잔류를 유도한다. 재가열 온도가 너무 높은 경우에는 오스테나이트 결정립이 조대화되어 물성이 열화되는 문제가 있다. 또한, 시멘타이트 시드(Cementite seed)가 남아 있지 않거나 남아 있더라도 시멘타이트 시드의 개수가 현저히 적어 후속되는 열간압연 후 극서냉을 행하여도 본 발명이 제안하는 수준의 구상 탄화물을 확보하는 데 어려움이 있다. 다시 말해, 시멘타이트 시드가 남아 있지 않으면 냉각시 탄소 원자가 확산해 들어가 성장할 입자들이 없기 때문에 탄소 원자들은 펄라이트 조직의 판상 시멘타이트를 형성하게 되어, 구상화 시멘타이트를 확보하는데 어려움이 있다. 또한, 시멘타이트 시드의 개수가 현저히 적은 경우에는 극서냉시 일부의 탄소 원자들만이 시멘타이트 시드로 확산하고 대부분의 탄소 원자들은 펄라이트 조직의 판상 시멘타이트를 형성한다. 반면에, 재가열 온도가 너무 낮은 경우에는 시멘타이트 시드의 개수가 일정 수준 이상으로 너무 많이 형성되어 구상 탄화물의 개수가 많아져 소재의 강도가 상승하기 때문에 후속되는 공정에서 가공이 어려울 뿐만 아니라 높은 압연부하로 인해 롤파손 등의 문제가 발생한다. 이에, 본 발명에서는 빌렛의 표면부와 중심부의 온도차이가 -10~+10℃로 하며, 빌렛 중심부의 온도가 850~950℃가 되는 온도로 빌렛을 재가열하는 것이 바람직하다.
또한, 시멘타이트의 용해속도 즉, 잔류 조건을 가열온도 이외에 유지시간에 의해서도 결정되므로, 상기 온도 범위에서 30분 이하로 가열을 유지하는 것이 바람직하다.
이와 같은 조건으로 빌렛을 재가열하는 경우 빌렛 내부에 존재하는 미용해 시멘타이트 시드의 개수는 0.6개/㎛2 이상으로 확보할 수 있다.
도 1을 참고하여 보면, 1000~1050℃사이로 재가열하는 경우 시멘타이트 시드가 존재하지 않으며, 975℃ 미만으로 재가열하는 경우 시멘타이트 시드가 존재하는 것을 확인할 수 있으나, 975℃에서는 시멘타이트 시드의 개수가 상당히 적은 것을 확인 할 수 있다. 본 발명에서 의미하는 표층부는 강의 표면에서 중심방향으로 0.5~1.5㎜ 깊이까지를 의미한다.
열간압연 단계
상기 재가열된 빌렛은 770~830℃의 온도범위에서 열간마무리압연을 실시하여, 선재를 제조한다. 상기 열간마무리압연을 실시할 때, 상기 열간마무리압연온도를 낮춰 결정립계에서 생성할 수 있는 초석 시멘타이트의 형성을 최대한 억제하는 것이 바람직하다. 상기 초석 시멘타이트는 오스테나이트 결정립게에서 생성하는데, 생성된 양만큼 확보된 시멘타이트 시드에 확산해 들어갈 탄소 원자가 줄어들게 되어 완전한 구상화 조직을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 후속되는 냉각 공정에서 초석 시멘타이트를 핵생성 사이트로 하여 펄라이트 조직의 판상 시멘타이트가 형성될 수 있기 때문에 초석 시멘타이트의 석출을 최대한 억제하여야 한다. 상기 열간마무리압연 온도가 770℃미만인 경우에는 본 발명에서 확보하고자 하는 수준의 구상화 시멘타이트를 확보하지 못하고, 830℃를 초과하는 경우에는 초석 시멘타이트가 형성되는 문제가 있다.
냉각하는 단계
전술된 조건으로 열간압연된 선재를 0.2℃/초 이하의 냉각속도로 냉각을 실시한다. 상기 냉각속도가 0.2℃/초를 초과하는 경우에는 냉각 시 탄소 원자들이 확보된 시멘타이트 시드로 확산하여 들어갈 시간이 부족하여 페라이트와 구상 탄화물 조직이 아닌, 판상의 펄라이트 조직을 생성할 수 있다.
또한, 상기 열간압연된 선재에서 확보된 시멘타이트 시드가 형성하기 위해서는 탄소 원자들이 시멘타이트 시드로 확산해 들어갈 시간이 필요하다. 여기서 확산이라 함은 계면(interface)를 경계로 두 지역에서 화학적 포텐셜(Chemical Potential)이 같아지도록 원자들이 이동하는 현상을 의미한다. 이 때, 화학적 포텐셜은 온도와 활동도에 의한 함수로 정의된다. 도 2에서는 온도(보다 구체적으로는 열간마무리압연종료 온도 즉, 냉각이 시작되는 온도)에 따라 계산된 탄소 원자의 활동도를 나타내었다. 상기 도 2에 나타난 바와 같이 880℃에서부터 840까지는 일정한 기울기로 증가하다가 840℃ 미만에서는 탄소 원자의 활동도가 0.14이상으로 증가율이 커지는 현상을 확인할 수 있다. 즉, 일반적으로 원자의 확산은 온도와 시간의 함수로서 온도가 높고 시간이 길어질수록 확산 량을 증가하게 된다. 이에, 본 발명에서 확보하고자 하는 수준의 구상화 시멘타이트를 확보하기 위해서는 탄소원자가 시멘타이트 시드로 확산할 시간을 주는 것이 바람직함에 따라, 열간마무리압연온도 x 탄소원자의 활동도가 118이상을 만족하는 시간 동안 냉각을 실시한다. 이와 같이 열간마무리압연온도 x 탄소원자의 활동도가 118이상을 만족하는 경우 도 3에 나타난 바와 같이, 베어링강의 구상화율을 80% 이상으로 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.
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)
중량%로, C: 1.0%, Si: 0.25%, Mn: 0.35%, Cr: 1.45% 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 하기 표 1에 나타난 조건으로 재가열, 열간압연 및 냉각을 실시하여 베어링강을 제조하였다.
상기 제조된 베어링강의 구상탄화물 개수, 구상화율 및 경도에 대해서 하기 표 2에 나타내었다.
구분 재가열 열간압연 냉각
중심부의 온도(℃) 유지시간(분) 표면부와 중심부의 온도편차(℃) 열간마무리압연종료온도(℃) 압하율(%) 냉각속도
(℃/초)
발명예1 948 10 10 800 99.9 0.1
발명예2 950 30 8 800 99.7 0.1
발명예3 947 10 10 825 98.8 0.1
발명예4 949 10 9 775 94.6 0.1
발명예5 950 10 7 800 98.8 0.2
발명예6 908 10 10 800 94.6 0.1
발명예7 903 30 7 800 99.7 0.1
발명예8 901 30 8 825 94.6 0.1
발명예9 900 30 5 775 94.6 0.1
발명예10 899 30 5 800 98.8 0.2
발명예11 850 10 9 750 98.8 0.1
발명예12 852 30 4 750 99.9 0.1
발명예13 851 60 3 750 99.7 0.1
발명예14 849 30 5 800 98.8 0.1
발명예15 849 30 5 775 94.6 0.1
발명예16 852 30 4 725 99.9 0.1
발명예17 848 30 6 750 99.7 0.2
비교예1 1047 10 21 825 98.8 0.1
비교예2 998 10 17 825 94.6 0.1
비교예3 954 60 8 800 99.7 0.1
비교예4 946 10 15 850 94.6 0.1
비교예5 948 10 16 800 94.6 0.5
비교예6 951 10 15 800 98.8 1
비교예7 950 10 14 800 94.6 2
비교예8 947 10 18 800 94.6 5
비교예9 896 60 12 800 98.8 0.1
비교예10 901 30 12 850 98.8 0.1
비교예11 900 30 10 800 99.9 0.5
비교예12 899 30 14 800 99.7 1
비교예13 900 30 15 800 98.8 2
비교예14 897 30 8 800 94.6 5
비교예15 849 30 9 750 99.9 0.5
비교예16 852 30 7 750 99.7 1
비교예17 848 30 15 750 98.8 2
비교예18 851 30 16 750 94.6 5
구분 재가열 후 빌렛 중심부의 시멘타이트 시드 개수(개/㎛2) 열간마무리압연온도 X 탄소원자의 활동도 구상 탄화물 개수(개/㎟) 구상화율(%) 경도(HV)
발명예1 1.04 121.6 3.526 x 105 87 195
발명예2 0.60 121.6 2.528 x 105 82 209
발명예3 0.86 118.8 2.900 x 105 84 205
발명예4 1.13 124.8 4.175 x 105 92 188
발명예5 0.89 121.6 3.109 x 105 85 203
발명예6 1.15 121.6 5.103 x 105 96 181
발명예7 1.10 121.6 4.059 x 105 91 190
발명예8 0.79 118.8 2.830 x 105 84 207
발명예9 1.21 124.8 5.448 x 105 98 178
발명예10 0.98 121.6 3.433 x 105 87 193
발명예11 1.26 128.3 5.683 x 105 100 172
발명예12 1.14 128.3 4.639 x 105 95 181
발명예13 1.01 128.3 3.340 x 105 86 198
발명예14 0.68 121.6 2.575 x 105 82 210
발명예15 0.93 124.8 3.132 x 105 85 205
발명예16 1.12 144.3 4.129 x 105 92 190
발명예17 1.09 128.3 3.990 x 105 90 193
비교예1 0 118.8 0 0 346
비교예2 0 118.8 0 0 338
비교예3 0.02 121.6 0.070 x 105 2 359
비교예4 0.16 116.5 0.928 x 105 54 274
비교예5 0.55 121.6 2.157 x 105 77 225
비교예6 0.25 121.6 1.369 x 105 63 253
비교예7 0.10 121.6 0.650 x 105 31 301
비교예8 0.03 121.6 0.162 x 105 4 341
비교예9 0.05 121.6 0.232 x 105 7 339
비교예10 0.51 116.5 2.088 x 105 76 229
비교예11 0.58 121.6 2.296 x 105 79 219
비교예12 0.32 121.6 1.508 x 105 65 249
비교예13 0.09 121.6 0.789 x 105 43 284
비교예14 0.04 121.6 0.278 x 105 11 331
비교예15 0.40 128.3 1.856 x 105 74 237
비교예16 0.18 128.3 1.206 x 105 61 260
비교예17 0.11 128.3 0.858 x 105 53 271
비교예18 0.08 128.3 0.510 x 105 19 315
상기 나타난 바와 같이, 본 발명이 제안한 범위를 모두 만족하는 발명예 1 내지 17의 경우 구상화율이 80% 이상이고 평균 경도 값이 210Hv 이하인 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강을 제공할 수 있음을 확인할 수 있다.
반면에, 본 발명이 제안한 범위를 벗어나는 경우 비교예 1 내지 비교예 18은구상화율이 매우 낮고 평균 경도 값이 210Hv 초과한 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 (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 중량%로, C: 0.9~1.1%, Si: 0.15~0.35%, Mn: 0.01~0.5%, P: 0.025% 이하, S: 0.025% 이하, Cr: 1.3~1.6%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 재가열하는 단계;
    상기 재가열된 빌렛을 770~830℃의 온도범위에서 열간마무리 압연을 실시하여 선재를 제조하는 단계; 및
    상기 선재를 0.2℃/초 이하의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함하며,
    상기 재가열은 빌렛의 표면부와 중심부의 온도편차가 -10~10℃이고, 상기 중심부의 온도는 850~950℃가 되도록 행하여, 상기 재가열 후 빌렛의 중심부에 0.6~1.26개/㎛2 의 시멘타이트 시드가 존재하도록 하는 것을 특징으로 하는 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 재가열은 30분 이하 동안 유지하는 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 냉각은 열간마무리압연온도 x 탄소원자의 활동도가 118이상이 되도록 냉각을 유지하는 구상화 열처리 생략형 고탄소 고크롬 베어링강의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003129176A (ja) 2001-10-16 2003-05-08 Kobe Steel Ltd 伸線前の熱処理が省略可能な伸線加工性に優れた線状または棒状鋼、および軸受部品
JP2003193199A (ja) 2001-12-27 2003-07-09 Jfe Steel Kk 熱間加工ままで冷間加工性に優れる軸受け用鋼材およびその製造方法
JP2004100016A (ja) 2002-09-12 2004-04-02 Kobe Steel Ltd 軸受用圧延線材および伸線材

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