KR101560882B1 - A high-carbon steel wire having excellent drawability and twist property, and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재 및 그 제조방법이 제공된다.
본 발명은, 중량%로, C: 0.5 ~ 0.7%, Si: 1.5 ~ 2.5%, Mn: 0.2 ~ 0.7%, Sol.Al: 0.003 ~ 0.05%, P: 0.02% 이하, S: 0.02% 이하, N: 0.002 ~ 0.008%, O: 0.002% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 선재로서, 그 미세조직은 면적 분율로 95% 이상이 펄라이트이고, 5% 미만은 초석 페라이트, 마르텐사이트를 포함한 비 펄라이트 조직으로 구성되며, 그리고 그 표면에 페라이트 탈탄층이 형성되고, 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 평행한 방향인 <100> 결정이 면적 분율로 48% 이상 차지하는 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재와, 이의 제조방법에 관한 것이다.
There is provided a high carbon wire material excellent in freshness and torsion characteristics and a method of manufacturing the same.
The present invention relates to a steel sheet comprising, by weight, 0.5 to 0.7% of C, 1.5 to 2.5% of Si, 0.2 to 0.7% of Mn, 0.003 to 0.05% of Sol.Al, 0.02% or less of P, 0.002 to 0.008% of N, 0.002% or less of O, and the balance of Fe and other unavoidable impurities. The microstructure has a pearlite content of 95% or more in an area fraction and less than 5% A ferrite decarburized layer is formed on the surface of the ferrite decarburized layer, and the ferrite constituting the ferrite decarburized layer is composed of a non-pearlite structure in which the <100> crystal in a direction parallel to the rolling direction of the wire rod occupies 48% And a high carbon wire material excellent in twist characteristics, and a method of manufacturing the same.

Description

신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재 및 그 제조방법{A high-carbon steel wire having excellent drawability and twist property, and its manufacturing method}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high carbon steel wire having excellent drawability and torsion characteristics,

본 발명은 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재의 제조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선재의 제조 과정에서 냉각속도를 제어함으로써 신선성 및 비틀림 특성을 향상시킨 고 탄소 선재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a high-carbon wire rod having improved freshness and torsional characteristics by controlling the cooling rate in the course of manufacturing a wire rod, and a manufacturing method thereof will be.

비드 와이어 등에 사용되는 강선은 0.6 중량% 이상의 고 탄소강이 사용되며, 최종 강선에서 인장강도 1,600MPa 이상, 직경 0.8mm 이상인 제품 규격을 가진다. 비드 와이어 등은 타이어 코드와 함께 타이어에 사용되는 보강재이다. 비드 와이어 등의 강선의 제조방법은 일반적으로 제철소에서 생산된 5.5 mm이상의 직경을 갖는 선재를 산세 및 피막처리한 후 이를 신선하여 타이어 종류(PCR 또는 TBR)에 따라 0.8mm 이상의 강선으로 만들며, 최종 황동 도금처리하여 마무리한다.The steel wire used for the bead wire is 0.6 wt% or more of high carbon steel, and has a product standard having a tensile strength of 1,600 MPa or more and a diameter of 0.8 mm or more in the final steel wire. Bead wire and the like are reinforcement materials used in tires together with tire cords. The manufacturing method of the steel wire such as the bead wire is generally performed by pickling and coating a wire rod having a diameter of 5.5 mm or more produced in a steel mill and then making it into a steel wire of 0.8 mm or more according to the tire type (PCR or TBR) Plating finishes.

비드 와이어 등 고탄소 강선이 가져야 할 특징으로, 강도, 비틀림 특성 등이 있다. 이는 고강도화에 따른 타이어 안정성 향상, 타이어의 중량을 감소시킬 수 있으며, 비틀림 특성이 요구되는 이유로, 한 개의 단선이 사용되는 게 아니라, 여러 개의 강선이 꼬여서 실 제품이 만들어지기 때문이다.It is a characteristic that a high carbon steel wire such as a bead wire should possess, and has a strength and a torsional characteristic. This is because it is possible to improve the stability of the tire due to the high strength, to reduce the weight of the tire, and because the torsion characteristic is required, not one single wire is used but a plurality of steel wires are twisted to produce a thread product.

강선 고강도화는 조직 미세화 및 신선 가공량 증가를 통해 이루어졌다. 이는 1960년대 제안된 E-F식에 의거하여, 조직이 펄라이트일 때 그리고 신선이 인가될 때 강도가 크게 증가되기 때문이다. 즉, 신선 전의 초기 펄라이트 조직이 미세할 때 신선을 충분히 인가할 수 있는 조건이 되기 때문이며, 초기 강도 증가에 따른 최종 강선의 강도도 증가된다. 또 다른 방법인 신선 가공량 증가는 강도를 효과적으로 증가시킬 수 있는 방법이다.The strengthening of the steel wire was achieved through microfabrication and increased throughput. This is because, according to the E-F formula proposed in the 1960s, the strength is greatly increased when the structure is pearlite and when the drawing is applied. That is, since the initial pearlite structure before the drawing is fine, it is a condition that the drawing can be sufficiently applied, and the strength of the final steel wire according to the initial strength increase is also increased. Another way to increase the throughput is to increase the strength effectively.

펄라이트 층간간격을 감소시킬 수 있는 방법 중 하나는 합금 원소을 이용하는 것이다. 대표적인 합금 원소는 C이다. C는 0.1 중량% 첨가 시 80Mpa 의 인장강도를 향상시킬 수 있다. 그 외, Cr은 40Mpa 정도 향상시키는 것으로 알려져 있다. 그러나 합금 원소의 첨가는 초석 세멘타이트의 입계 형성, Cr계 탄화물 형성 및 변태 완료 시간의 증가 등의 문제가 발생하여, 조업 조건에 대한 최적화가 재설정되어야 한다.One of the ways to reduce pearlite interlayer spacing is to use alloying elements. A representative alloying element is C. When 0.1 wt% of C is added, the tensile strength of 80 MPa can be improved. In addition, it is known that Cr improves by about 40 MPa. However, the addition of the alloying element causes problems such as grain boundary formation of crushed stone cementite, formation of Cr-based carbide and increase of completion time, and the optimization for the operating condition should be reset.

그 외, 신선 가공량에 따른 강도 증가는 가장 효과적인 방법이다. 이는 신선이 인가됨에 따라 random하게 형성된 펄라이트가 길이 방향으로 정렬(신선 가공량(e): 0.5 수준)이 완료되고, 이때부터 지수적인 강도 증가 경향을 보이기 때문이다. 그러나 신선을 통해 강도를 크게 올리는 데는 한계가 있는데, 이는 신선됨에 따라 단면감소율의 감소가 발생하기 때문이다. 즉, 연성이 크게 감소하는 시점이 존재하고, 이때에는 딜라미네이션이 발생(다른 말로 신선한계라고 함)하는 열위한 상태에 놓인다. 따라서 현재 상용화되는 강선 또는 로프 들은 신선한계 그 이전 단계에서 신선이 종료되어 제품으로 생산된다고 말할 수 있다. 따라서 강선의 고강도화는 주요 한 인자의 제어를 통해 이루어지는 것이 아니라, 여러 인자의 복합적인 작용을 통해 이루어져야 할 것이다.In addition, it is the most effective method to increase the strength according to the drawing amount. This is because the randomly formed pearlite is aligned in the longitudinal direction (drawing amount (e): 0.5 level) as the drawing is applied, and the index tends to increase exponentially from this point. However, there is a limitation in increasing the strength through the drawing, because the reduction of the cross-sectional reduction rate occurs due to the freshness. That is, there is a time point at which the ductility greatly decreases, and at this time, delamination occurs (in other words, referred to as the freshness limit) for the heat. Therefore, it can be said that the steel wire or rope which is currently commercialized is produced as a product after the drawing is finished at the stage before the drawing limit. Therefore, the strengthening of the steel wire should not be achieved through the control of the main factors but through the combined action of various factors.

이 외 신선성에 영향을 미치는 인자는 집합조직에 있다. 펄라이트는 기본적으로 면적 분율로 80% 이상의 페라이트와 10 ~ 15% 정도의 세멘타이트로 구성되어 있다. 그러므로 전체적인 방향성은 페라이트에 의존하게 된다. 일반적인 선재는 "가열 - 압연 - 냉각"의 제조 프로세스를 거치게 되는데, 이때 형성되는 펄라이트는 압연 방향 즉 RD 방향으로 어느 정도 방향성을 갖는다. 그러나 신선 또는 인발 시 변형 집합조직이 형성되지는 않는다. 따라서, 가장 이상적인 것은 RD//<001>이 100%인 펄라이트 집합조직을 형성시키는 것이며, 이런 집합조직이 나타날 때 후속 열처리 등이 인가되지 않는 제품의 경우 신선성을 향상시킬 수 있게 된다.Factors affecting other freshness are in the tissue. Perlite basically consists of 80% or more of ferrite and 10 to 15% of cementite in an area fraction. Therefore, the overall directionality depends on ferrite. A conventional wire rod is subjected to a manufacturing process of "heating-rolling-cooling", in which the pearlite formed has a certain direction in the rolling direction, that is, the RD direction. However, no deformed texture is formed when drawing or drawing. Therefore, most ideal is to form pearlite aggregate structure with RD // <001> of 100%, and when such aggregate structure appears, the product which is not subjected to the subsequent heat treatment can improve the freshness.

신선성에 영향을 미칠 수 있는 다른 인자는 다이스와 소재와의 마찰로 인해 형성되는 마찰 변형이다. 만약 마찰 변형을 억제시킬 수 있다면, 소재가 받는 변형 응력값이 낮게 되고 이로 인해 신선성 또는 신선한계는 크게 증가한다. 이는 동일한 응력을 인가하더라도 표면에 연성이 많은 조직이 존재할 경우, 마찰 변형이 상대적으로 작을 수 있음을 의미하기도 한다. Another factor that can affect the freshness is the frictional deformation formed by friction between the die and the workpiece. If friction deformation can be suppressed, the deformation stress value received by the material is lowered, which greatly increases the drawability or draft limit. This means that even if the same stress is applied, friction deformation may be relatively small when a soft tissue exists on the surface.

선재 표면의 조직을 제어하여 선재의 물성을 향상시키고자 했던 선행기술 중 하나가 대한민국 공개특허공보 제2013-0109182호(발명의 명칭: 이리듐 함유 합금으로 이루어지는 금속 선재)(특허문헌 1)에 개시되어 있다. 이 제조방법은 금속 선재의 단면에 있어서, 이리듐 합금 잉곳을 2축 가압 공정을 통해 결정방위가 <100> 방향으로 우선방위를 갖는 집합조직의 존재 비율이 50% 이상인 2축 배향성을 갖는 선재로 제조함으로써, 고온에서의 내산화성이 우수하여 점화플러그 전극용으로 사용 가능한 이리듐 금속 선재를 제공해 준다.
One of the prior arts which attempted to improve the physical properties of the wire rod by controlling the structure of the wire rod surface is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0109182 entitled "Metal wire made of an iridium-containing alloy" (Patent Document 1) have. This manufacturing method is characterized in that the iridium alloy ingot is formed into a biaxially oriented wire rod in which the existence ratio of the irregular metal ingot is 50% or more through the biaxial pressing process in the presence of a texture having a crystal orientation with a preferred orientation in the <100> direction Thereby providing an iridium metal wire which is excellent in oxidation resistance at high temperatures and usable for spark plug electrodes.

대한민국 공개특허공보 제2013-0109182호: 이리듐 함유 합금으로 이루어지는 금속 선재(출원인: 다나카 기킨조쿠 고교 가부시키가이샤), 2013. 10. 07. 공개Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0109182: Metal wire made of an iridium-containing alloy (Applicant: Tanaka Kikinzoku Kogyo Kogyo Co., Ltd.)

본 발명은 선재 표면의 조직 제어를 통하여 그 물성을 향상시키고자 하는 연구 방향의 결과물로 개발된 것으로서, 선재압연 후 냉각속도를 제어함으로써 선재의 표면에 등축정의 페라이트 층을 형성시키는 한편, 이 페라이트 층의 결정 방향성을 일정하게 제어함으로써 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재 및 그 제조방법을 제공하는데 그 주된 목적이 있다.
The present invention has been developed as a result of a study to improve the physical properties through the control of the texture of the surface of the wire rod. The steel wire rod is formed by forming an equiaxed crystal ferrite layer on the surface of the wire rod by controlling the cooling rate after the wire rod rolling, The present invention provides a high carbon wire having excellent curvature and torsional properties by controlling the crystal orientation of the carbon nanofibers.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,

중량%로, C: 0.5 ~ 0.7%, Si: 1.5 ~ 2.5%, Mn: 0.2 ~ 0.7%, Sol.Al: 0.003 ~ 0.05%, P: 0.02% 이하, S: 0.02% 이하, N: 0.002 ~ 0.008%, O: 0.002% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 선재로서, The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel sheet comprises, by weight, 0.5 to 0.7% of C, 1.5 to 2.5% of Si, 0.2 to 0.7% of Mn, 0.003 to 0.05% of Sol.Al, 0.008%, O: 0.002% or less, the balance Fe and other unavoidable impurities,

그 미세조직은 면적 분율로 95% 이상이 펄라이트이고, 5% 미만은 초석 페라이트, 마르텐사이트를 포함한 비 펄라이트 조직으로 구성되며, 그리고The microstructure is composed of not less than 95% of pearlite in an area fraction, less than 5% of non-pearlite structure including protonic ferrite and martensite, and

그 표면에 페라이트 탈탄층이 형성되고, 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 평행한 방향인 <100> 결정이 면적 분율로 48% 이상 차지하는 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재에 관한 것이다. A ferrite decarburized layer is formed on the surface of the ferrite decarburized layer, and the ferrite constituting the ferrite decarburized layer is a high carbon wire rod having excellent freshness and torsion characteristics in which the <100> crystal in a direction parallel to the rolling direction of the wire rod occupies 48% .

또한 상기 페라이트 탈탄층은 70㎛ 이상의 깊이로 형성되는 것이 바람직하다.The ferrite decarburized layer is preferably formed at a depth of 70 mu m or more.

또한 상기 페라이트 탈탄층은 면적 분율로 2.7% 이상인 것이 바람직하다.The ferrite decarburized layer preferably has an area fraction of 2.7% or more.

또한 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 비틀어진 방향인 <110>결정이 면적 분율로 9% 이상인 것이 바람직하다.In addition, the ferrite constituting the ferrite decarburized layer preferably has an area fraction of 9% or more in the <110> crystal in the direction of twisting the rolling direction of the wire.

또한 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 비틀어진 방향인 <120> 결정이 면적 분율로 3% 이상인 것이 바람직하다.
It is preferable that the ferrite constituting the ferrite decarburized layer has an area fraction of 3% or more in terms of crystal in the direction of twisting the rolling direction of the wire.

또한 본 발명은, Further, according to the present invention,

중량%로, C: 0.5 ~ 0.7%, Si: 1.5 ~ 2.5%, Mn: 0.2 ~ 0.7%, Sol.Al: 0.003 ~ 0.05%, P: 0.02% 이하, S: 0.02% 이하, N: 0.002 ~ 0.008%, O: 0.002% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강으로 주조된 잉곳을 가열 및 선재 압연하는 공정; The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel sheet comprises, by weight, 0.5 to 0.7% of C, 1.5 to 2.5% of Si, 0.2 to 0.7% of Mn, 0.003 to 0.05% of Sol.Al, 0.008%, O: 0.002% or less, the balance Fe and other unavoidable impurities;

상기 압연된 선재를 오스테나이트 단상 영역에서 25℃/s 이상의 냉각속도로 냉각한 후, 페라이트-오스테나이트 이상 영역에서 그 표면에 페라이트 탈탄층이 형성되도록 등온 열처리하는 공정; 및A step of cooling the rolled wire rod in austenite single phase region at a cooling rate of 25 DEG C / s or more, followed by isothermal heat treatment so as to form a ferrite decarburized layer on its surface in a ferrite-austenite abnormal region; And

상기 등온 열처리된 선재를 20℃/s 이상의 냉각속도로 최종 냉각시키는 공정;을 포함하는 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재의 제조방법에 관한 것이다. And finally cooling the isothermal heat-treated wire rod at a cooling rate of 20 ° C / s or more. The present invention also relates to a method of manufacturing a high-carbon wire rod having excellent drawability and torsional characteristics.

또한 상기 등온 열처리는 715~744℃ 사이의 온도범위에서 행함이 바람직하다.The isothermal heat treatment is preferably carried out in a temperature range of 715 to 744 占 폚.

또한 상기 형성된 페라이트 탈탄층의 두께는 70㎛ 이상인 것이 바람직하다.The thickness of the formed ferrite decarburized layer is preferably 70 mu m or more.

또한 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 평행한 방향인 <100> 결정이 면적 분율로 48% 이상인 것이 바람직하다. The ferrite constituting the ferrite decarburized layer preferably has an area fraction of 48% or more in the <100> crystal direction parallel to the rolling direction of the wire rod.

또한 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 비틀어진 방향인 <110>결정이 면적 분율로 9% 이상인 것이 바람직하다.In addition, the ferrite constituting the ferrite decarburized layer preferably has an area fraction of 9% or more in the <110> crystal in the direction of twisting the rolling direction of the wire.

또한 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 비틀어진 방향인 <120> 결정이 면적 분율로 3% 이상인 것이 바람직하다.
It is preferable that the ferrite constituting the ferrite decarburized layer has an area fraction of 3% or more in terms of crystal in the direction of twisting the rolling direction of the wire.

상기와 같이 구성된 본 발명의 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고탄소 선재의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 고탄소 선재에 따르면, Cr, V 등의 고가 합금원소를 첨가하지 않고도 신선한계를 높일 수 있기 때문에 신합금 설계 없이도 고강도 고탄소 선재를 생산할 수 있다.According to the method of manufacturing a high-carbon wire rod having excellent freshness and torsional characteristics of the present invention and the high-carbon wire rod manufactured by the method of the present invention, the freshness limit can be increased without adding expensive alloying elements such as Cr and V High-strength, high-carbon wire can be produced without a new alloy design.

특히, 본 발명에 따른 선재의 표면에 형성되는 페라이트 탈탄층은 선재의 압연방향에 대해 일정한 집합조직을 형성함으로써 비틀림 시에 선재의 길이방향으로의 균열이 전파되는 것을 방지하여 딜라미네이션이 발생하지 않는 신선한계를 크게 향상시켜 준다.
Particularly, the ferrite decarburized layer formed on the surface of the wire according to the present invention forms a uniform texture with respect to the rolling direction of the wire, thereby preventing propagation of cracks in the longitudinal direction of the wire at the time of twisting and preventing delamination It greatly improves the freshness limit.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 페라이트 탈탄층을 형성시키는 선재의 냉각 조건을 나타낸 모식도이다.
도 2는 페라이트 탈탄층의 결정방향의 일 예를 나타낸 모식도이다.
1 is a schematic view showing a cooling condition of a wire rod forming a ferrite decarburized layer according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a schematic diagram showing an example of crystal orientation of the ferrite decarburized layer. Fig.

이하, 다양한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기술구성을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the technical construction according to the present invention will be described in more detail with reference to various embodiments and the accompanying drawings.

먼저, 본 발명에 따른 고 탄소 선재는, 중량%로, C: 0.5 ~ 0.7%, Si: 1.5 ~ 2.5%, Mn: 0.2 ~ 0.7%, Sol.Al: 0.003 ~ 0.05%, P: 0.02% 이하, S: 0.02% 이하, N: 0.002 ~ 0.008%, O: 0.002% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다. 이하에서 각 합금원소의 특성 및 조성범위의 임계적 의의에 대해 간단히 설명한다.
First, the high carbon wire according to the present invention comprises, by weight, 0.5 to 0.7% of C, 1.5 to 2.5% of Si, 0.2 to 0.7% of Mn, 0.003 to 0.05% of Sol.Al, 0.02% , S: not more than 0.02%, N: 0.002 to 0.008%, O: not more than 0.002%, and the balance Fe and other unavoidable impurities. Hereinafter, the critical significance of the characteristics and the composition range of each alloy element will be briefly described.

C (탄소) : 0.5 ~ 0.7 중량%C (carbon): 0.5 to 0.7 wt%

C는 강도를 확보하기 위한 주요 원소로 C가 첨가될 때 대부분 세멘타이트의 형태로 존재한다. 탄소 함량의 증가는 세멘타이트의 분율 증가 및 펄라이트 층간 간격을 감소시키고 이는 강도를 증가시키는 효과를 가져온다. 탄소 함량 0.1 중량% 증가할 때 80MPa의 강도 증가 효과가 있는 것으로 보고된다. 탄소 함량 0.5 중량% 미만에서는 본 발명에서의 강도를 확보하기 어렵고, 0.70 중량%를 초과하면 본 발명에서 목표로 하는 이상 영역(페라이트+오스테나이트)에서 페라이트 탈탄층을 강제로 형성시키기 못하게 된다. 따라서, C의 함량은 0.50 ~ 0.70 중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
C is a main element for securing strength, and when C is added, it mostly exists in the form of cementite. Increasing the carbon content has the effect of increasing the fraction of cementite and decreasing the pearlite interlayer spacing, which increases the strength. It is reported that when the carbon content is increased by 0.1 wt%, the strength increase effect of 80 MPa is reported. When the carbon content is less than 0.5% by weight, it is difficult to secure the strength in the present invention. When the carbon content is more than 0.70% by weight, the ferrite decarburized layer can not be forcibly formed in an ideal region (ferrite + austenite) of the present invention. Therefore, the content of C is preferably limited to 0.50 to 0.70% by weight.

Si (규소) : 1.5 ~ 2.5 중량% Si (silicon): 1.5 to 2.5 wt%

Si는 페라이트 기지 내 고용되어 고용강화 효과로 강도를 상승시키며, 페라이트 입내, 페라이트/세멘타이트 입계에 존재하며, 세멘타이트 내에 고용도가 매우 낮은 원소로 알려져 있다. 또한, 탄소의 활성도를 높이기 때문에, 고온에서 탄소가 빠르게 확산할 수 있게 하는 역할을 하며, 이로 인해 이상 영역에서 두꺼운 페라이트 탈탄층을 형성하는데 기여하게 된다. Si 함량이 1.5 중량% 미만에서는 목표로 하는 탈탄층을 형성시키기 못하고, 2.5 중량%를 초과하면 신선성 열화 및 표면 스케일 발생이 증가하기 때문에 그 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Si is dissolved in a ferrite matrix to increase the strength by solid solution strengthening effect. It is known as an element having a very low solubility in cementite, in ferrite grain, ferrite / cementite grain boundary. In addition, since it enhances the activity of carbon, it plays a role of enabling rapid diffusion of carbon at a high temperature, thereby contributing to formation of a thick ferrite decarburized layer in an abnormal region. If the Si content is less than 1.5% by weight, the target decarburized layer can not be formed. If the Si content exceeds 2.5% by weight, the freshness deterioration and surface scale generation are increased.

Mn (망간) : 0.2 ~ 0.8 중량%Mn (manganese): 0.2 to 0.8 wt%

Mn은 오스테나이트 안정화 원소로, 소입성 확보를 위해 첨가한다. Mn 첨가 시 S와 결합하여 MnS 개재물이 형성되며, 이는 연성개재물이기는 하나 신선 중 단선을 유발시키기도 한다. 0.2 중량% 미만에서는 소입성 확보가 어려워서 초석 세멘타이트가 입계에 형성되며, 0.8 중량%를 초과하면 중심부 편석이 심하기 때문에 그 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
Mn is an austenite stabilizing element and added for securing entrapmentability. When Mn is added, it is combined with S to form an MnS inclusion, which is a soft inclusion but may cause a break in drawing. When the amount is less than 0.2% by weight, it is difficult to secure the entrapment property, so that the hardened cementite is formed in the grain boundaries. When the amount exceeds 0.8% by weight, the center segregation is significant.

Sol. Al (알루미늄) : 0.003 ~ 0.05 중량%Sol. Al (aluminum): 0.003 to 0.05 wt%

Al은 경질 비변형의 알루미나계 비금속 개재물을 생성하여 연성 열화와 신선성을 열화시키는 원인이 되나, 반대로 질소와 결합하여 AlN이 형성되면 오스테나이트 결정립 크기를 미세화 시킬 수 있기 때문에 신선성을 향상시킬 수 있다. Al이 과다 첨가되면 강중 O와 반응하여 경질 개재물을 형성시키기 때문에, AlN을 안정적으로 형성시킬 수 있도록 0.05 중량%을 초과하지 않는 것 바람직하다. 한편, AlN 효과를 얻기 위해서는 최소 0.003 중량% 이상 포함시키는 것이 바람직하다.
Al generates hard unstrained alumina-based nonmetallic inclusions and deteriorates ductility deterioration and freshness. Conversely, when AlN is formed by bonding with nitrogen, the austenite grain size can be miniaturized, have. If Al is added in excess, it reacts with O in the steel to form a hard inclusion. Therefore, it is preferable that Al does not exceed 0.05% by weight so as to stably form AlN. On the other hand, in order to obtain an AlN effect, it is preferable to include at least 0.003 wt% or more.

P (인), S (황) : 0.02 중량% 이하P (phosphorus), S (sulfur): 0.02 wt% or less

P 및 S는 불순물로 그 함량이 작을수록 좋으나, 너무 극한으로 제한할 경우 제강 공정에서 불순물 제거에 대한 비용이 증가한다. 본 발명에서는 종래의 강선과 마찬가지로 연성을 확보하는 관점에서 P, S를 각각 0.02 % 이하로 제어한다.
The lower the content of P and S is, the better the impurity content is. However, if the content is too restrictive, the cost of removing impurities in the steelmaking process increases. In the present invention, P and S are respectively controlled to 0.02% or less from the viewpoint of securing ductility as in the conventional steel wire.

N (질소) : 0.002 ~ 0.008 중량%N (nitrogen): 0.002 to 0.008 wt%

N은 신선 중 페라이트 기지에 형성된 전위에 고착되어 시효경화를 유발시키는 원소이다. 이 외 B 등과 질화물을 생성하여 오스테나이트 결정립을 미세화시키는 효과가 있다. 또한 강 중 N는 Al과 결합하여, AlN이 형성되며, 이는 가열 및 압연 중 오스테나이트 결정립계에 pinning 되어 오스테나이트 결정립을 미세화시키는 효과가 있다. 강 내 0.002 % 미만 첨과 시 큰 효과가 없고, 0.008 % 초과로는 포함시키지 못하므로, 그 함량을 0.002 ~ 0.008 중량%로 제어하는 것이 바람직하다.
N is an element which is adhered to a potential formed on a ferrite base during drawing to cause age hardening. And B and other nitrides are produced, and the effect of making the austenite grains finer is obtained. Also, N in the steel is combined with Al to form AlN, which is pinned to the austenitic grain boundary during heating and rolling, and has the effect of refining austenite grains. There is no great effect when it is added at less than 0.002% in the steel, and it is not included at more than 0.008%, so it is preferable to control the content to 0.002 to 0.008% by weight.

O (산소) : 0.001 ~ 0.002 중량%O (oxygen): 0.001 to 0.002 wt%

O는 Si 등과 복합개재물을 형성함으로써, 신선 특성에의 악영향을 미치지 않는 연질 개재물을 형성시키는 것이 가능해진다. 0.001 중량% 미만으로는 관리에 어려움이 있고, 0.002 중량% 초과시에는 경질 개재물이 형성되어 신선 특성이 열화되므로, 그 함량을 0.001 ~ 0.002 중량%로 제어하는 것이 바람직하다.
O can form a composite inclusion with Si or the like, thereby forming a soft inclusion that does not adversely affect the drawing characteristics. If the content is less than 0.001% by weight, it is difficult to control. When the content is more than 0.002% by weight, hard inclusions are formed to deteriorate the freshness characteristics. Therefore, the content thereof is preferably controlled to 0.001 to 0.002% by weight.

또한 본 발명에 따른 고탄소 선재는 선재압연 후 미세조직이 면적 분율로 95% 이상이 펄라이트이고, 5% 미만은 초석 페라이트, 초석 세멘타이트, 베이나이트를 포함한 비 펄라이트 조직으로 되는 것이 바람직하다. 선재의 미세 조직이 면적 분율 95% 이상의 펄라이트 조직이 되도록 제어하는 이유는 페라이트나 기타 다른 이상 조직(dual phase)과 다르게 펄라이트 조직은 신선 가공 시에 층간 간격의 미세화를 통해 강도가 지수적인 증가 현상을 보이기 때문이다. The high carbon wire according to the present invention preferably has a non-pearlite structure including a pro-eutectoid ferrite, a cobalt cementite and a bainite in an area fraction of 95% or more of pearlite and 5% or less of a microstructure after rolling. The microstructure of the wire is controlled to have a pearlite structure with an area fraction of 95% or more. Unlike ferrites and other dual phases, the pearlite structure exhibits an exponential increase in strength It is because it is visible.

또한 본 발명의 고 탄소 선재는, 그 표면에 페라이트 탈탄층이 형성되고, 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 평행한 방향인 <100> 결정이 면적 분율로 48% 이상 차지할 것이 요구된다.In the high carbon wire of the present invention, the ferrite decarburized layer is formed on the surface thereof, and the ferrite constituting the ferrite decarburized layer occupies 48% or more of the area fraction of the <100> crystal in the direction parallel to the rolling direction of the wire rod Is required.

본 발명에 따른 고 탄소 선재는 그 표면에 형성된 페라이트 탈탄층의 결정방향이 일정한 방향으로 배열되는 집합조직을 형성한다. 보다 상세하게는, 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 평행한 방향인 <100> 결정이 면적 분율로 48% 이상을 차지한다. 이와 같이, 페라이트 탈탄층은 그 결정방향이 선재의 압연방향과 평행한 결정이 높은 면적 분율을 차지하게 됨에 따라 비틀림 외력이 가해질 때 선재의 길이방향으로 균열이 발생, 전파되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다The high carbon wire according to the present invention forms an aggregate structure in which crystal directions of the ferrite decarburized layer formed on the surface thereof are arranged in a predetermined direction. More specifically, the ferrite constituting the ferrite decarburized layer occupies 48% or more of the area fraction of the <100> crystal in a direction parallel to the rolling direction of the wire rod. Thus, the ferrite decarburized layer can effectively prevent cracks from being generated and propagated in the longitudinal direction of the wire when the torsional external force is applied, because the crystal orientation of the ferrite decarburized layer occupies a high area fraction of crystals parallel to the rolling direction of the wire rods

바람직하게는, 상기 선재의 압연방향과 비틀어진 방향인 <110> 결정이 면적 분율로 9% 이상을 차지하고, 상기 선재의 압연방향과 비틀어진 방향인 <120>결정이 면적 분율로 3% 이상을 차지하는 것이다. Preferably, the <110> crystal in a direction twisted with the rolling direction of the wire material occupies 9% or more in an area fraction, and the crystal in a direction twisted with the rolling direction of the wire material is not less than 3% It is.

이 때, 충분한 균열 전파 방지 효과를 얻기 위해서는 상기 페라이트 탈탄층은 전체 선재 중에서 면적 분율로 2.7% 이상을 차지하고, 그 깊이는 70㎛ 이상이 되도록 제어하는 것이 바람직하다.
At this time, in order to obtain a sufficient crack propagation preventing effect, it is preferable that the ferrite decarburized layer occupies 2.7% or more of an area fraction of the entire wire rods, and the depth is controlled to be 70 탆 or more.

다음으로 본 발명의 고 탄소 선재의 제조방법을 설명한다.Next, a method for producing the high carbon wire material of the present invention will be described.

본 발명은 먼저, 중량%로, C: 0.5 ~ 0.7%, Si: 1.5 ~ 2.5%, Mn: 0.2 ~ 0.7%, Sol.Al: 0.003 ~ 0.05%, P: 0.02% 이하, S: 0.02% 이하, N: 0.002 ~ 0.008%, O: 0.002% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강으로 잉곳을 주조하고 빌렛-잉곳 용접을 한 후에 가열 및 선재압연을 한다. 상기 선재압연 조건은 통상적인 것이며, 예컨대 선재압연의 조건으로, 1000 ~ 1100℃의 가열로에서 가열한 후, 950 ~ 1050℃ 온도 범위에서 열간 선재압연을 실시할 수 있다.
The present invention relates to a ferritic stainless steel comprising, by weight, 0.5 to 0.7% of C, 1.5 to 2.5% of Si, 0.2 to 0.7% of Mn, 0.003 to 0.05% of Sol.Al, 0.02% , N: 0.002 to 0.008%, O: 0.002% or less, the balance Fe and other unavoidable impurities, and then subjected to billet-ingot welding, followed by heating and wire rolling. The wire rod rolling conditions are conventional, and for example, under the conditions of wire rod rolling, hot wire rolling can be carried out in a temperature range of 950 to 1050 ° C after heating in a heating furnace at 1000 to 1100 ° C.

이어, 본 발명에서는 상기 압연된 선재를 오스테나이트 단상 영역에서 25℃/s 이상의 냉각속도로 냉각한 후, 페라이트-오스테나이트 이상 영역에서 그 표면에 페라이트 탈탄층이 형성되도록 등온 열처리한다.Next, in the present invention, the rolled wire is cooled in austenite single phase region at a cooling rate of 25 DEG C / s or more, and isothermalized so as to form a ferrite decarburized layer on its surface in a ferrite-austenite abnormal region.

도 1은 본 발명에 따라 페라이트 탈탄층을 형성시키는 선재의 냉각 조건의 일예를 나타낸 모식도로서, 이는 탄소 함량이 0.62 중량% 함유된 선재를 대상으로 실시된 예이다. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a cooling condition of a wire rod for forming a ferrite decarburized layer according to the present invention, which is an example of a wire rod containing carbon content of 0.62 wt%.

먼저, L/H 온도(Laying Head Temp)가 750 ~ 850℃의 범위에서 최종 선재압연을 완료한 후에 L/H 온도에서부터 오스테나이트 단상영역인 온도 범위까지는 25℃/s 이상의 냉각속도로 냉각을 실시한다. 상기 L/H 온도가 750℃ 미만이 되면 펄라이트 입계에 초석 페라이트가 형성되어 원하는 조직을 얻을 수 없으며, 850℃를 초과하면 생산성이 떨어지고 원하는 강도를 얻을 수 없게 된다. 이러한 L/H 온도 범위를 감안할 때, 이 오스테나이트 단상 영역에서의 냉각 구간은 850℃ ~ Ar 변태온도 까지일 수가 있다. First, cooling is performed at a cooling rate of 25 ° C / s or higher from the L / H temperature to the austenite single phase region after the final wire rolling is completed within the range of 750 to 850 ° C in the range of the L / H temperature (Laying Head Temp) do. If the L / H temperature is lower than 750 ° C, pro-eutectoid ferrite is formed in the pearlite grain boundaries, and a desired structure can not be obtained. If the L / H temperature is higher than 850 ° C, productivity is lowered and desired strength can not be obtained. Given this L / H temperature range, the cooling section in this austenite single phase region can range from 850 ° C to the Ar transformation temperature.

또한 상기 오스테나이트 단상영역(δ 영역)에서의 냉각속도를 25℃/s 이상으로 제어하는 것은 탄소의 확산속도를 저하시켜 후속 공정인 이상 영역에서의 등온 열처리 과정에서 페라이트 탈탄층의 형성을 용이하게 해주기 위함이다. 이 오스테나이트 단상영역에서의 냉각속도의 최대값은 급냉으로 생성되는 마르텐사이트 조직으로 인해 본 발명에 따른 펄라이트 면적 분율을 얻기 어렵게 되는 온도 범위까지 제어될 수 있다.
Further, controlling the cooling rate in the austenite single phase region (delta region) to 25 DEG C / s or more lowers the carbon diffusion rate and facilitates the formation of the ferrite decarburized layer in a subsequent isothermal heat treatment process For example. The maximum value of the cooling rate in this austenite single phase region can be controlled to a temperature range where it is difficult to obtain the pearlite area fraction according to the present invention due to the martensite structure produced by quenching.

상기 냉각 조건으로 오스테나이트 단상 영역을 통과한 선재는 페라이트-오스테나이트 이상영역(α- δ 영역)에서 예컨대 10분 이상 등온 열처리된다. 상기 등온 열처리는 페라이트-오스테나이트 이상영역이 시작되는 Ar 변태온도 직하에서 펄라이트 변태가 시작되는 A1 변태온도 직상의 온도 범위에서 실시될 수 있다. 이 동온 열처리 동안에 도 2에 도시된 바와 같이 선재의 표면에 페라이트 탈탄층이 일정한 결정방향으로 형성된다. 그 결정방향에 대한 설명은 상술한 바와 같다.The wire passed through the austenite single phase region under the above cooling conditions is isothermalized in the ferrite-austenite anomaly region (? -? Region) for 10 minutes or more, for example. The isothermal heat treatment may be carried out at a temperature range immediately above the A1 transformation temperature at which the pearlite transformation starts just below the Ar transformation temperature at which the ferrite-austenite anomaly starts. During this annealing process, a ferrite decarburized layer is formed in a predetermined crystal orientation on the surface of the wire as shown in Fig. The direction of the determination is as described above.

페라이트-오스테나이트 이상영역에서의 등온 열처리 동안에 선재의 표면이 가장 먼저 이상영역 구간 내에 냉각되기 때문에 페라이트 층이 형성된다. 그러나, 선재의 중심 부분은 아직 오스테나이트 단상영역에 머물러 있기 때문에 대부분의 초석 페라이트 탈탄층은 선재의 표면에 형성되는 것이다. 이와 같이 선재의 표면에 일정한 결정방향으로 형성된 페라이트 탈탄층은 선재에 비틀림 외력이 가해질 때 표면에 형성되는 균열의 전파를 방지하여 선재의 신선한계를 향상시켜준다.During the isothermal heat treatment in the ferrite-austenite abnormal region, the ferrite layer is formed because the surface of the wire is first cooled in the ideal region region. However, most of the pro-eutectoid ferrite decarburized layer is formed on the surface of the wire because the center portion of the wire still remains in the austenite single-phase region. Thus, the ferrite decarburized layer formed on the surface of the wire in a certain crystal orientation prevents propagation of cracks formed on the surface when a torsional external force is applied to the wire, thereby improving the drawing limit of the wire rod.

바람직하게는, 상기 페라이트-오스테나이트 이상영역에서의 등온 열처리는 715 ~ 744℃ 사이의 온도에서 실시된다. 만일 등온 열처리 온도가 715℃ 미만이 되면 원하는 표면 선재 조직을 얻을 수 없는 반면, 744℃를 초과하면 표면에 얻어진 조직이 random하게 형성되고 방향성을 갖지 않는다. Preferably, the isothermal heat treatment in the ferritic-austenitic region is carried out at a temperature between 715 and 744 ° C. If the isothermal annealing temperature is less than 715 ° C, the desired surface wire structure can not be obtained, whereas if the isothermal annealing temperature exceeds 744 ° C, the obtained structure is randomly formed on the surface and has no directionality.

이때, 본 발명에서는 상기 페라이트 탈탄층은 선재의 표면부에 70㎛ 이상의 깊이로 형성되는 것이 바람직하다. 페라이트 탈탄층의 깊이가 70㎛ 미만이 되면 상술한 표면 균열의 전파 방지 효과가 미미하여 선재의 비틀림 특성을 향상시켜주지 못하기 때문이다. 이를 위해서 상기 페라이트-오스테나이트 이상영역에서의 등온 열처리는 10분 이상 지속되도록 제어하는 것이 바람직하다.
At this time, in the present invention, it is preferable that the ferrite decarburized layer is formed at a depth of 70 μm or more on the surface portion of the wire rod. If the depth of the ferrite decarburized layer is less than 70 mu m, the above-mentioned surface crack propagation preventing effect is insufficient and the twist characteristics of the wire rod can not be improved. To this end, the isothermal annealing in the ferritic-austenitic region is preferably controlled to be continued for at least 10 minutes.

마지막으로, 본 발명에서는 상기 등온 열처리된 선재를 20℃/s 이상의 냉각속도로 최종 냉각시킨다. 상기 냉각을 통하여 펄라이트 조직이 형성되는데, 이때, 냉각속도가 20℃ 미만이 되면 펄라이트 층간 간격이 너무 커져서 요구되는 고강도를 얻을 수 없다. 상기 냉각속도는 빠를수록 유익하나, 실 제조공정상 한계가 있을 것으로 여겨진다.
Finally, in the present invention, the isothermal annealed wire rod is finally cooled at a cooling rate of 20 DEG C / s or more. The pearlite structure is formed through the cooling. When the cooling rate is less than 20 ° C, the spacing between the pearlite layers becomes too large to obtain the required high strength. The faster the cooling rate is, the better it is, but it is believed that there is a normal limit of the manufacturing process.

상술한 공정 조건으로 제조된 본 발명의 고탄소 선재는 그 미세조직이 면적 분율로 95% 이상이 펄라이트이고, 5% 미만은 초석 페라이트, 마르텐사이트를 포함한 비 펄라이트 조직으로 구성된다.The high carbon wire material of the present invention produced under the above-mentioned process conditions is composed of non-pearlite structure including a pro-eutectoid ferrite and martensite with a pearlite content of 95% or more in an area fraction thereof and less than 5%.

또한 그 표면에 페라이트 탈탄층이 형성되어 있고, 상기 페라이트 탈탄층은 압연방향에 대하여 소정의 방향으로 배열된 집합조직을 갖는다. 보다 상세하게는, 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 평행한 방향인 <100> 결정이 면적 분율로 48% 이상을 차지한다. 또한 상기 선재의 압연방향과 비틀어진 방향인 <110>결정이 면적 분율로 9% 이상을 차지하고, 상기 선재의 압연방향과 비틀어진 방향인 <120>결정이 면적 분율로 3% 이상을 바람직하게 차지할 수 있다. Further, a ferrite decarburized layer is formed on the surface of the ferrite decarburized layer, and the ferrite decarburized layer has an aggregate structure arranged in a predetermined direction with respect to the rolling direction. More specifically, the ferrite constituting the ferrite decarburized layer occupies 48% or more of the area fraction of the <100> crystal in a direction parallel to the rolling direction of the wire rod. Further, the <110> crystal in a direction twisted with the rolling direction of the wire material occupies more than 9% in an area fraction, and the crystal in a direction twisted with the rolling direction of the wire material preferably occupies not less than 3% .

이와 같이, 페라이트 탈탄층은 그 결정방향이 선재의 압연방향과 평행한 결정이 높은 면적 분율을 차지하게 됨에 따라 비틀림 외력이 가해질 때 선재의 길이방향으로 균열이 발생, 전파되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. Thus, the ferrite decarburized layer can effectively prevent cracks from being generated and propagated in the longitudinal direction of the wire when the torsional external force is applied, because the crystal orientation of the ferrite decarburized layer occupies a high area fraction of crystals parallel to the rolling direction of the wire rods .

이 때, 충분한 균열 전파 방지 효과를 얻기 위해서는 상기 페라이트 탈탄층은 전체 선재 중에서 면적 분율로 2.7% 이상을 차지하고, 그 깊이는 70㎛ 이상이 되도록 제어하는 것이 바람직하다.
At this time, in order to obtain a sufficient crack propagation preventing effect, it is preferable that the ferrite decarburized layer occupies 2.7% or more of an area fraction of the entire wire rods, and the depth is controlled to be 70 탆 or more.

이하 도 1 및 도 2를 참조로 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 설명한다. 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.
Hereinafter, a specific embodiment according to the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig. It should be noted, however, that the following examples are intended to illustrate the invention in more detail and not to limit the scope of the invention. The scope of the present invention is determined by the matters set forth in the claims and the matters reasonably inferred from them.

(실시예) (Example)

본 발명에서는 중량%로, C: 0.62%, Si: 2.0%, Mn: 0.5%, Sol.Al: 0.04%, N: 0.0060%, O: 0.0018%, P: 0.015%, S: 0.012% 조성을 갖는 잉곳을 주조하여 빌렛-잉곳 용접한 후 가열로: 1050℃, 열간 압연온도: 1000℃의 공정 조건에서 선재압연을 하였다. 표면에 페라이트 탈탄층을 형성시키기 위한 냉각 조건은 도 1과 같다. 먼저 L/H 온도: 800℃ 이상으로 하고, 800 ~ 725℃ 냉각 구간에서는 25 ℃/s의 냉각속도로 냉각을 하였고, 페라이트 탈탄층이 형성되는 이상영역 구간(715 ~ 744℃)에서는 펄라이트가 형성되지 않는 715℃ 직상 구간, 보다 상세하게는 725℃에서 10 분 이상 등온 열처리를 하였다. 이 등온 열처리에 의해 선재의 표면에 70㎛ 이상의 표면 페라이트 탈탄층이 형성된 후 20℃의 냉각속도로 펄라이트 층간간격: 100 ~ 200㎛인 선재를 제조하였다. 이 때의 인장강도(T/S)는 1015 MPa, 단면감소율(RA)은 40% 이상, 보다 상세하게는 RA: 48%, 보다 상세하게는 최소 RA: 38%, 최대 RA: 52%이다. 95% 이상이 펄라이트 조직이며, 나머지 5% 이하의 비 펄라이트 조직(초석 페라이트, 마르텐사이트 등의 저온조직)이다.In the present invention, the steel sheet has a composition of 0.62% of C, 2.0% of Si, 0.5% of Mn, 0.04% of Sol.Al, 0.0060% of N, 0.0018% of O, 0.015% of P and 0.012% of S Ingot was cast and billet-ingot welded, followed by wire rolling at a heating furnace temperature of 1050 ° C and a hot rolling temperature of 1000 ° C. The cooling conditions for forming the ferrite decarburized layer on the surface are the same as in Fig. First, the L / H temperature was set to 800 ° C or higher, the cooling was performed at a cooling rate of 25 ° C / s in the cooling period of 800 ° C to 725 ° C, and the pearlite was formed in the abnormal region (715 ° C to 744 ° C) Isothermal heat treatment at 715 DEG C for 10 minutes or longer, more specifically at 725 DEG C for 10 minutes or more. A surface ferrite decarburization layer of 70 mu m or more was formed on the surface of the wire by this isothermal heat treatment, and then a wire rod having an interval of pearlite layers of 100 to 200 mu m was produced at a cooling rate of 20 DEG C. At this time, the tensile strength (T / S) is 1015 MPa, the section reduction ratio (RA) is 40% or more, more specifically, 48%, more specifically, minimum RA is 38% and maximum RA is 52%. 95% or more is a pearlite structure, and the remaining 5% or less is a non-pearlite structure (low-temperature structure such as pro-eutectoid ferrite and martensite).

선재 상태에서 관찰된 표면부 페라이트 탈탄층 두께는 75㎛ , 면적 분율: 2.7%이다. 이 때 생성된 페라이트 탈탄층은 등축정으로 확인되었으며, 이의 방향성을 EBSD로부터 관찰하였다. EBSD 시편 준비 및 분석 조건으로는, 에미리 페이퍼: No. 2000 -> 다이아몬드 서스펜션으로 1㎛까지 시편 연마하였으며, 연마 시 발생한 데미지를 억제시키기 위해 알루미나 0.5㎛을 이용하여 30분 이상 연마하여 시편을 최종 연마하였다. EBSD 분석조건으로는 tolerance angle: 10°이상으로 설정하여 압연 방향인 RD와 평행한 방향을 확인하였다.The thickness of the surface portion ferrite decarburized layer observed in the wire rod state is 75 μm, and the area fraction is 2.7%. The ferrite decarburized layer was confirmed to be equiaxed, and its direction was observed from EBSD. EBSD specimen preparation and analysis conditions were as follows: 2000 -> The specimens were polished to 1 μm with a diamond suspension. The specimens were polished by 0.5 μm alumina for 30 minutes or more in order to suppress damage during polishing. The EBSD analysis condition was set to a tolerance angle of 10 ° or more and a direction parallel to the rolling direction RD was confirmed.

EBSD 분석 결과, 표면에 등축 구조를 갖게 형성된 페라이트는 압연방향과 평행한 방향인 <100> 결정이 48% 이상, 비틀어진 방향인 <110> 결정은 9%, 이외 <120>결정은 3% 차지한 것으로 확인되었다. 이에 대한 모식도는 도 2로부터 확인 가능하다. As a result of the EBSD analysis, ferrites formed to have an equiaxed structure on the surface were found to have a <100> crystal orientation of more than 48% in the direction parallel to the rolling direction, 9% of the <110> crystal in the twisted direction, and 3% Respectively. A schematic diagram thereof is shown in Fig.

이와 같이 제조된 선재를 산세한 후 단두식 신선기(draw bench)를 이용하여 건식 신선하였으며, 이때 신선 조건은 패스당 20% 감면량, 총 감면량 : 97.2%이며, 신선속도는 0.03m/s, 윤활제는 Mo계 스프레이를 사용하였다. 제조된 선재 및 강선의 기계적 특성 값을 아래 표 1에서 실시예 1로서 나타내었다. 비교예 1은 일반적으로 생산되는 조건, 즉 가열 - 선재압연까지의 공정 조건은 동일하며, 초기 냉각은 25℃/s로 하고, 등온 열처리 과정 없이 변태 종료시점부터 400℃ 까지는 20 ℃/s 이하의 낮은 냉각속도로 제조하였다. The wire rods were pickled and dry-drawn using a draw bench. At this time, the drawing conditions were 20% reduction per pass, total reduction amount: 97.2%, drawing speed 0.03 m / s, The Mo-based spray was used as the lubricant. The mechanical properties of the manufactured wire and wire are shown in Table 1 below. Comparative Example 1 is the same as that of Example 1 except that the initial cooling is at 25 ° C / s and the temperature from the end of the transformation to 400 ° C is not more than 20 ° C / s Low cooling rate.


선재Wire rod 최종강선Final liner 신선한계Freshness limit
T/S
(MPa)
T / S
(MPa)
RA
(%)
RA
(%)
총감면량
(%)
Total reduction amount
(%)
인장강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
비틀림
(회)
torsion
(time)
총감면량
(%)
Total reduction amount
(%)
인장강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
비틀림
(회)
torsion
(time)
실시예1Example 1 1,1751,175 4141 97.297.2 17641764 3636 97.797.7 18471847 2222 비교예1Comparative Example 1 1,1681,168 3939 97.297.2 17581758 2727 97.297.2 XX XX

97.2%는 비드 와이어에 사용되는 제품에 인가되는 대표적인 총감면량 중 하나이다. 실라인의 선속은 본 실험에 사용한 신선속도에 비해 크므로, 제품의 인장강도보다 100MPa 이상 낮으며, 본 값이 실 제품의 특정을 대변하는 것이 아니다. 실시예 1 및 비교예 1의 선재 TS 및 RA는 1170 MPa 수준, RA는 40% 수준이다. 각각의 최종강선의 인장강도는 1760MPa 수준으로 유사하나, 비틀림 실험(100D, 여기서 D는 최종강선 직경을 의미함)에서는 실시예 1의 경우는 36회이고 비교예 1의 경우는 27회로 측정되어 실시예 1이 비교예 1에 대비하여 25 % 수준의 비틀림 특성 또는 연성 향상을 가져온 것으로 확인되었다. 97.2% is one of the typical total amount of reduction applied to the product used for the bead wire. Since the line speed of the seal line is larger than the drawing speed used in this experiment, it is lower than the tensile strength of the product by 100 MPa or more, and this value does not represent the specification of the actual product. The wire rods TS and RA of Example 1 and Comparative Example 1 are at a level of 1170 MPa and the level of RA is 40%. The tensile strength of each final steel wire is similar to that of 1760 MPa, but in the torsion test (100D, where D is the final steel wire diameter), 36 tests were conducted in Example 1 and 27 tests were conducted in Comparative Example 1 Example 1 was confirmed to have a twist characteristic or ductility improvement of 25% level as compared with Comparative Example 1. [

또한 표 1에는 비틀림 시 길이방향으로 균열이 전파되어 초기에 파괴되는 현상인 딜라미네이션이 발생하지 않는 신선한계까지 실험한 결과가 나타나 있다. 실시예 1의 경우 97.7%로, 20% 감면을 더 인가할 수 있으나, 비교예 1의 경우에는 97.2%를 초과시 딜라미네이션이 발생하는 것으로 확인되었다. 이는 더 이상의 신선을 인가할 수 없음을 의미한다. 97.7%까지 신선했을 때 T/S는 1840MPa 이상, 비틀림 수는 22회로 관찰되었다.Table 1 also shows the results of experiments up to the limit of freshness in which delamination, which is a phenomenon that cracks propagate in the longitudinal direction at the time of twisting, is destroyed at the initial stage. In the case of Example 1, it was confirmed that delamination occurred in the case of Comparative Example 1 in which the addition amount of 97% was more than 97.2%. This means that no further drawing can be applied. When fresh to 97.7%, the T / S was 1840MPa or more and the number of twist was 22.

이를 통해 표면 탈탄층이 형성되어 RD 방향과 평행한 <100>, 이에 약간 벗어난 <110>, 그외 <120> 등이 존재함으로써 신선성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.It was confirmed that the surface decarburization layer was formed to improve the freshness by having <100> parallel to the RD direction, <110> slightly deviated therefrom, and the like.

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.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

Claims (9)

중량%로, C: 0.5 ~ 0.7%, Si: 1.5 ~ 2.5%, Mn: 0.2 ~ 0.7%, Sol.Al: 0.003 ~ 0.05%, P: 0.02% 이하, S: 0.02% 이하, N: 0.002 ~ 0.008%, O: 0.002% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 선재로서,
그 미세조직은 면적 분율로 95% 이상이 펄라이트이고, 5% 미만은 초석 페라이트, 마르텐사이트를 포함한 비 펄라이트 조직으로 구성되며, 그리고
그 표면에 페라이트 탈탄층이 형성되고, 상기 페라이트 탈탄층은 70㎛ 이상의 깊이로 형성되고, 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 평행한 방향인 <100> 결정이 면적 분율로 48% 이상 차지하는 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재.
The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel sheet comprises, by weight, 0.5 to 0.7% of C, 1.5 to 2.5% of Si, 0.2 to 0.7% of Mn, 0.003 to 0.05% of Sol.Al, 0.008%, O: 0.002% or less, the balance Fe and other unavoidable impurities,
The microstructure is composed of not less than 95% of pearlite in an area fraction, less than 5% of non-pearlite structure including protonic ferrite and martensite, and
A ferrite decarburized layer is formed on the surface of the ferrite decarburized layer, the ferrite decarburized layer is formed at a depth of 70 mu m or more, and the ferrite constituting the ferrite decarburized layer has an area fraction of 48 %, Which is excellent in the freshness and torsion characteristics.
제 1항에 있어서, 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 비틀어진 방향인 <110> 결정이 면적 분율로 9% 이상인 것을 특징으로 하는 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재.
The high carbon wire rod according to claim 1, wherein the ferrite constituting the ferrite decarburized layer has an area fraction of 9% or more of crystals in a direction twisted with the rolling direction of the wire rod.
제 1항에 있어서, 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 비틀어진 방향인 <120> 결정이 면적 분율로 3% 이상인 것을 특징으로 하는 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재.
The high-carbon wire rod according to claim 1, wherein the ferrite constituting the ferrite decarburized layer has an area fraction of 3% or more in the direction of twisting the rolled wire.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 페라이트 탈탄층은 상기 선재의 전체 단면 중 면적 분율로 2.7% 이상인 것을 특징으로 하는 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재.
The high-carbon wire rod according to claim 1, wherein the ferrite decarburized layer has an area fraction of 2.7% or more in the entire cross section of the wire rod.
중량%로, C: 0.5 ~ 0.7%, Si: 1.5 ~ 2.5%, Mn: 0.2 ~ 0.7%, Sol.Al: 0.003 ~ 0.05%, P: 0.02% 이하, S: 0.02% 이하, N: 0.002 ~ 0.008%, O: 0.002% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강으로 주조된 잉곳을 가열 및 선재 압연하는 공정;
상기 압연된 선재를 오스테나이트 단상 영역에서 25℃/s 이상의 냉각속도로 냉각한 후, 페라이트-오스테나이트 이상 영역에서 그 표면에 두께 70㎛ 이상의 페라이트 탈탄층이 형성되도록 등온 열처리하는 공정; 및
상기 등온 열처리된 선재를 20℃/s 이상의 냉각속도로 최종 냉각시키는 공정;을 포함하는 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재의 제조방법.
The steel sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the steel sheet comprises, by weight, 0.5 to 0.7% of C, 1.5 to 2.5% of Si, 0.2 to 0.7% of Mn, 0.003 to 0.05% of Sol.Al, 0.008%, O: 0.002% or less, the balance Fe and other unavoidable impurities;
Subjecting the rolled wire material to a isothermal heat treatment so as to form a ferrite decarburized layer having a thickness of 70 mu m or more on the surface thereof in a ferrite-austenite abnormal region after cooling at a cooling rate of 25 DEG C / s or more in austenite single phase region; And
And finally cooling the isothermal heat-treated wire rod at a cooling rate of 20 ° C / s or more to produce a high-carbon wire rod having excellent drawability and torsional characteristics.
제 6항에 있어서, 상기 등온 열처리는 715~744℃ 사이의 온도범위에서 행함을 특징으로 하는 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재의 제조방법.
The method of claim 6, wherein the isothermal heat treatment is performed at a temperature ranging from 715 to 744 占 폚.
삭제delete 제 6항에 있어서, 상기 페라이트 탈탄층을 이루는 페라이트는 상기 선재의 압연방향과 평행한 방향인 <100> 결정이 면적 분율로 48% 이상이고, 상기 선재의 압연방향과 비틀어진 방향인 <110>결정이 면적 분율로 9% 이상이며, 그리고 상기 선재의 압연방향과 비틀어진 방향인 <120> 결정이 면적 분율로 3% 이상인 것을 특징으로 하는 신선성 및 비틀림 특성이 우수한 고 탄소 선재의 제조방법.
The ferrite structure according to claim 6, wherein the ferrite constituting the ferrite decarburized layer has an area fraction of at least 48% in a direction parallel to the rolling direction of the wire, Characterized in that the crystal has an area fraction of 9% or more and an area fraction of crystals in a direction twisted with the rolling direction of the wire is 3% or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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