KR101600723B1 - Medium carbon steel sheet, quenched member, and method for manufacturing medium carbon steel sheet and quenched member - Google Patents

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Abstract

이 중탄소 강판은, 질량%이며, C : 0.10 내지 0.80%, Si : 0.01 내지 0.3%, Mn : 0.3 내지 2.0%, Al : 0.001 내지 0.10%, N : 0.001 내지 0.01%를 함유하고, 탄화물의 평균 직경이 0.4㎛ 이하이고, 상기 탄화물의 평균 직경의 1.5배 이상의 크기인 탄화물의 개수 비율이 상기 탄화물의 총 수에 대해서 30% 이하이고, 상기 탄화물의 구상화율이 90% 이상이고, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 이상이고, 인장 강도(TS)가, 550㎫ 이하이다.Wherein the carbon steel sheet contains, by mass%, 0.10 to 0.80% of C, 0.01 to 0.3% of Si, 0.3 to 2.0% of Mn, 0.001 to 0.10% of Al and 0.001 to 0.01% of N, The average diameter of the carbide is 0.4 占 퐉 or less and the ratio of the number of carbides having a size of 1.5 times or more of the average diameter of the carbides is 30% or less with respect to the total number of carbides, the carbide has a spheronization rate of 90% And a tensile strength (TS) of 550 MPa or less.

Description

중탄소 강판, 켄칭 부재 및 그들의 제조 방법{MEDIUM CARBON STEEL SHEET, QUENCHED MEMBER, AND METHOD FOR MANUFACTURING MEDIUM CARBON STEEL SHEET AND QUENCHED MEMBER}Technical Field [0001] The present invention relates to a carbon steel sheet, a medium carbon steel sheet, a quenching member, and a method of manufacturing the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 냉간 가공성, 특히 냉간 단조성이 우수한 중탄소 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 중탄소 강판을 성형 후 켄칭하여 얻어지는 부재(켄칭 부재) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a medium carbon steel sheet excellent in cold workability, particularly, in cold forging and a method for producing the same. The present invention also relates to a member (quenching member) obtained by molding and then quenching the carbon steel sheet, and a manufacturing method thereof.

본원은, 2011년 9월 9일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2011-197044호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2011-197044 filed on September 9, 2011, the contents of which are incorporated herein by reference.

체인, 기어, 클러치, 톱, 칼날 등의 부재에서는, 내마모성 및 내피로성이 요구되기 때문에, 켄칭에 의해 부재의 강도(특히, 표면의 강도)를 높이는 것이 필요해진다.Since members such as a chain, a gear, a clutch, a saw, and a blade require abrasion resistance and fatigue resistance, it is necessary to increase the strength (particularly, the strength of the surface) of the member by quenching.

종래, 상기 부재는, 0.2질량% 이하의 C를 포함하는 강(강판이나 강괴)을, 열간 단조에 의해 성형하고, 침탄과 고주파 켄칭에 의해 부재 표면의 강도를 높임으로써 제조되어 왔다. 이러한 부재의 제조 방법에서는, 열간 단조 시의 가공성을 확보하기 위해서, C양이 0.2질량%로 저감되어 있고, 저C에 의한 켄칭성의 부족을 보충하기 위해서, 침탄에 의해 부재 표면의 탄소 농도를 높이고 있다.Conventionally, the member has been manufactured by forming a steel (steel sheet or steel ingot) containing 0.2% by mass or less of C by hot forging and increasing the strength of the member surface by carburizing and high frequency quenching. In order to ensure workability in hot forging, the amount of C is reduced to 0.2 mass%. In order to compensate for the lack of quenching due to low C, the carbon concentration of the member surface is increased by carburizing have.

최근, CO2 삭감이나 비용 삭감을 목적으로 해서, 에너지 절약의 사회적 요구가 높아지고 있으며, 보다 저온에서 보다 단시간에 또한 보다 적은 공정수의 조건에서 충분한 강도를 갖는 부재를 제조 가능한 제조 방법이 요구되고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, there has been a demand for a manufacturing method capable of manufacturing a member having sufficient strength under a condition of a lower number of process water in a shorter period of time at a lower temperature, for the purpose of CO 2 reduction and cost reduction, .

이러한 요구에 대응하기 위해서, 예를 들어 열간 단조와 같은 열간 성형을, 냉간 단조와 같은 냉간 성형으로 변경하거나, 성형 전의 강판 중 탄소 농도(켄칭성)를 높여서 침탄을 생략하거나 하는 것이 생각된다. 이 경우에는, 강판의 C양을 높여도 충분한 냉간 가공성이 얻어지는 중탄소 강판이 필요하다. 특히, 최근 가공 기술이 발달하여, 강판에 대해 종래보다도 가공도가 높은 성형법이 채용될 수 있기 때문에, 강에는, 연질이며 변형되기 쉬운 것(낮은 변형 저항)에 더하여, 균열을 발생시키지 않고 엄격한 가공에 견딜 수 있는 것(높은 변형능)도 요구된다. 이러한 가공도가 높은 성형법으로서, 예를 들어 압축 하중을 다방향으로부터 동시에 가하는, 가공 정밀도의 향상과 가공 시간의 단축을 겨냥한 프레스 방식 등을 들 수 있다.In order to cope with such a demand, for example, hot forming such as hot forging may be changed to cold forming such as cold forging or carburization may be omitted by increasing the carbon concentration (quenching) in the steel sheet before molding. In this case, a medium carbon steel sheet is required in which sufficient cold workability can be obtained even if the C amount of the steel sheet is increased. Particularly, because recent processing technology has been developed and a molding method having a higher degree of processing than that of the prior art can be adopted for a steel sheet, a steel is required to have a soft and easy to deform (low deformation resistance) (High deformability) is also required. Examples of the molding method having a high degree of processing include a pressing method for increasing the machining accuracy and shortening the machining time by simultaneously applying the compressive load from multiple directions, and the like.

본 발명자들은, 냉간 가공 시에 상당 변형이 1을 초과하는 가공 영역이 발생한 경우에도, 균열이 발생하지 않는 강판이면, 상기 가공도가 높은 성형법에 적용할 수 있는 것을 발견했다.The inventors of the present invention have found that even when a machining area having a considerable deformation of more than 1 is generated during cold working, it can be applied to a forming method having a high degree of machining if a steel plate is free from cracking.

그러나, 종래 기술에서는, 상기 가공도가 높은 성형법(상당 변형이 1을 초과하는 가공 영역이 발생하는 성형법)에 대해서, C 농도가 높은 중탄소 강판을 사용하는 것은 곤란했다.However, in the prior art, it has been difficult to use a medium carbon steel sheet with a high C concentration for the above-described high-process molding method (a forming method in which a machining area with equivalent deformation exceeding 1 occurs).

예를 들어, 특허문헌 1 내지 8에는, 가공에 의해 성형품을 얻기 위한 중탄소 강판이 개시되어 있다.For example, Patent Documents 1 to 8 disclose a medium carbon steel sheet for obtaining a molded article by processing.

이들 중, 예를 들어 특허문헌 1에는, C : 0.1 내지 0.8질량%, S : 0.01질량% 이하의 아공석강을 포함하여, 탄화물 구상화율이 90% 이상이도록 탄화물이 페라이트 중에 분산되어 있고, 또한 평균 탄화물 입경은 0.4 내지 1.0㎛이며, 필요에 따라서 페라이트 결정립경이 20㎛ 이상으로 조정되어 있는 중·고탄소 강판이 개시되어 있다. 또한, 예를 들어 특허문헌 2에는, 신장 플랜지성이 우수한 중·고탄소 강판의 제조 방법이 개시되어 있다. 이들 특허문헌 1 및 2의 강판에서는, 어닐링에 의해 탄화물을 조대화시켜서 평균 탄화물 입경을 0.4 내지 1.0㎛로 제어하고 있기 때문에, 항복비가 크고, 또한 조대한 탄화물을 기점으로 한 균열이 발생하기 쉬워, 이들 강판을 상기 가공도가 높은 성형법에 적용하는 것은 곤란하다.Among them, Patent Document 1, for example, discloses that carbide is dispersed in ferrite so that the carbide spheroidization ratio is 90% or more including 0.1-0.8 mass% of C and 0.01 mass% or less of S: A carbide particle diameter of 0.4 to 1.0 占 퐉, and a ferrite grain diameter of 20 占 퐉 or more as the need arises. Further, for example, Patent Document 2 discloses a method for producing a medium- and high-carbon steel sheet excellent in stretch flangeability. In the steel sheets of Patent Documents 1 and 2, since the carbide is coarsened by annealing to control the average carbide particle diameter to 0.4 to 1.0 탆, the yield ratio is large and cracks starting from coarse carbides tend to occur, It is difficult to apply these steel sheets to a molding method having a high degree of processing.

또한, 특허문헌 3에는, 피로 특성이 우수한 펀칭 부품용 강판이 개시되어 있다. 이 특허문헌 3에서는, 탄화물을 0.3㎛ 이하로 제어하기 위해서, 50% 이상의 압하율로 냉간 압연한 강판을 Ac1℃ 이하의 온도에서 어닐링하고 있다. 그러나, 이 특허문헌 3에 개시된 강판의 제조 방법에서는, 높은 압하율에 의해 마이크로 조직이 미세화되기 때문에, 강판의 경도가 200 내지 400HV(항복 강도 600 내지 1400㎫ 정도)까지 상승하여, 충분한 냉간 가공성(낮은 변형 저항)을 얻을 수 없다.Patent Document 3 discloses a steel sheet for punching parts having excellent fatigue characteristics. In this patent document 3, a steel sheet cold-rolled at a reduction ratio of 50% or more is annealed at a temperature of Ac1 DEG C or lower in order to control the carbide to 0.3 mu m or less. However, in the method of manufacturing a steel sheet disclosed in Patent Document 3, since the microstructure becomes finer due to a high reduction rate, the hardness of the steel sheet is increased to 200 to 400 HV (yield strength 600 to 1400 MPa) Low deformation resistance) can not be obtained.

마찬가지로, 특허문헌 4 내지 8에는, 탄화물의 형태가 제어된 중탄소 강판이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 4 내지 6에서는, 저온상으로부터 탄화물을 석출시키고 있기 때문에, 탄화물의 입경 분포가 넓어지기 쉬워, 조대한 탄화물을 기점으로 한 균열이 발생하기 쉽다. 또한, 특허문헌 7에서는, 구상화 어닐링 전에 열처리가 실시되어 있지 않기 때문에, 충분히 구상화되어 있지 않은 조대한 탄화물이 발생하기 쉽고, 이 탄화물이 균열의 기점이 되기 쉽다. 특허문헌 8에서는, 구상화 어닐링과 가공을 동시에 행하고 있기 때문에, 탄화물의 입경 분포가 넓어지기 쉬워, 조대한 탄화물을 기점으로 한 균열이 발생하기 쉽다.Likewise, Patent Documents 4 to 8 disclose a medium carbon steel sheet whose carbide shape is controlled. However, in Patent Documents 4 to 6, since the carbide is precipitated from the low-temperature phase, the particle diameter distribution of the carbide tends to be widened, and cracks starting from the coarse carbide are likely to occur. In Patent Document 7, since no annealing is performed before spheroidizing annealing, coarse carbides that are not substantially spheroidized tend to be generated, and this carbide tends to become a starting point of cracking. In Patent Document 8, since the spheroidizing annealing and the machining are performed at the same time, the particle diameter distribution of the carbide tends to be widened, and cracks starting from the coarse carbide are likely to occur.

이와 같이, 상기 가공도가 높은 성형법에 적용 가능한 중탄소 강판이 발견되지 않은 것이 실정이다.In this way, a medium carbon steel sheet applicable to a molding method having a high degree of processing is not found.

또한, 기어와 같은 부재는, 켄칭에 의해 부재 표면의 경도를 높인 경우라도, 부재 내의 균일한 켄칭에 의해 우수한 형상 정밀도를 갖는 것이 요구되고 있다.Further, even when the hardness of the member surface is increased by quenching, members such as gears are required to have excellent shape accuracy by uniform quenching in the members.

그러나, 상기 특허문헌 1 및 2의 강판의 제조 방법에서는, 어닐링 시에 Ac1 내지 Ac1+100℃의 온도 범위가 포함되기 때문에, 탄화물이 조대화할뿐만 아니라, 이 온도 범위에서 오스테나이트였던 부분과 페라이트였던 부분 사이에서 탄화물의 크기에 차가 발생한다. 이 탄화물 크기의 차에 따라, 부재 제조에 있어서의 켄칭의 가열 시에 오스테나이트가 혼립 조직이 되어, 강판의 켄칭성 및 켄칭 후의 부재의 형상 정밀도가 저하된다.However, in the steel sheet manufacturing methods of Patent Documents 1 and 2, since the temperature range of Ac1 to Ac1 + 100 占 폚 is included at the time of annealing, not only the carbide is coarsened, but also the portion that was austenite and the ferrite A difference occurs in the size of the carbide. According to the difference in the size of the carbide, austenite becomes a seamless texture at the time of quenching in the production of the member, and the quenching of the steel sheet and the shape precision of the member after quenching are reduced.

이와 같이, 종래 기술에서는, 켄칭 후의 부재의 형상 정밀도가 작다고 하는 문제도 있었다.As described above, there is also a problem that the shape precision of the member after quenching is small in the prior art.

일본 특허 공개 평11-80884호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-80884 일본 특허 공개 평11-269552호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-269552 일본 특허 공개 제2001-59128호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-59128 일본 특허 공개 제2003-89846호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-89846 일본 특허 공개 평9-268344호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 9-268344 일본 특허 공개 제2004-137527호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-137527 일본 특허 공개 제2001-329333호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2001-329333 일본 특허 공개 제2001-355047호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-355047

본 발명은 상기 실정을 감안하여, 자동차 분야 등에 적용되는 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 우수한 중탄소 강판 및 형상 정밀도가 우수한 부재와 그들의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, it is an object of the present invention to provide a medium carbon steel plate excellent in cold workability and quenching stability, and members having excellent shape accuracy, and a method of manufacturing the same.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하는 방법에 대해서 예의 연구했다. 그 결과, 냉간 가공성의 향상에는 변형 전파의 균일성을 확보함으로써 미세한 균열의 대책을 취하는 것이 유효하고, 평균 페라이트 입경을 10㎛ 이상, 탄화물의 평균 직경을 0.4㎛ 이하, 탄화물의 구상화율을 90% 이상으로 제어하는 것이 중요한 것을 지견했다. 또한, 이 가공성을 향상시킨 강판에서는, 탄화물의 평균 직경이 매우 작은 것 외에, 조대한 탄화물 입자의 비율도 저감되어 있는 것도 큰 특징이며, 특히 어떤 켄칭 조건에서도 켄칭성을 안정시킬 수 있는 것도 지견했다.The inventors of the present invention have conducted intensive studies on a method for solving the above problems. As a result, it is effective to take measures against fine cracks by ensuring the uniformity of the deformation propagation to improve the cold workability. It is effective to set the mean ferrite grain size to 10 탆 or more, the average diameter of the carbide to 0.4 탆 or less, Or more in terms of temperature and humidity. In addition, in the steel sheet with improved workability, it is also known that the average diameter of carbide is extremely small, and the ratio of coarse carbide particles is also reduced. It is also known that the quenching can be stabilized even under any quenching condition .

또한, 상기 조건을 만족하는 강판은, 단순 압연 조건이나 어닐링 조건 등의 단일 제조 조건을 궁리하더라도 제조 곤란하며, 열연으로부터 냉연을 거쳐서 어닐링에 이르기까지의 공정 등 소위 일관 공정에 의해 복수의 조건을 최적화함으로써만 제조할 수 있는 것도, 다양한 연구를 거듭함으로써 발견하여, 본 발명을 완성했다.The steel sheet satisfying the above conditions is difficult to manufacture even when a single manufacturing condition such as a simple rolling condition or an annealing condition is devised and it is difficult to optimize a plurality of conditions by a so-called continuous process such as a process from hot rolling through cold rolling to annealing The present invention has been completed based on this discovery.

본 발명의 요지는, 다음과 같다.The gist of the present invention is as follows.

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 중탄소 강판은, 질량%이며, C : 0.10 내지 0.80%, Si : 0.01 내지 0.3%, Mn : 0.3 내지 2.0%, Al : 0.001 내지 0.10%, N : 0.001 내지 0.01% 및 Nb : 0.12 내지 0.5%를 함유하고, P : 0.03% 이하, S : 0.01% 이하, O : 0.0025% 이하, Cr : 1.5% 이하, B : 0.01% 이하, Mo : 0.5% 이하, V : 0.5% 이하, Ti : 0.3% 이하, Cu : 0.5% 이하, W : 0.5% 이하, Ta : 0.5% 이하, Ni : 0.5% 이하, Mg : 0.003% 이하, Ca : 0.003% 이하, Y : 0.03% 이하, Zr : 0.03% 이하, La : 0.03% 이하, Ce : 0.03% 이하, Sn : 0.03% 이하, Sb : 0.03% 이하 및 As : 0.03% 이하로 제한하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물을 포함하고, 탄화물의 평균 직경이 0.4㎛ 이하이고, 상기 탄화물의 평균 직경의 1.5배 이상의 크기인 탄화물의 개수 비율이 상기 탄화물의 총 수에 대해서 30% 이하이고, 상기 탄화물의 구상화율이 90% 이상이고, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 이상이고, 인장 강도(TS)가 550㎫ 이하이다.(1) A medium carbon steel sheet according to one aspect of the present invention is a steel sheet comprising, by mass%, 0.10 to 0.80% of C, 0.01 to 0.3% of Si, 0.3 to 2.0% of Mn, 0.001 to 0.10% 0.01% or less of S, 0.0025% or less of O, 1.5% or less of Cr, 0.01% or less of B, 0.5% or less of Mo, and 0.01% or less of Nb and 0.12 to 0.5% 0.5% or less of Ta, 0.5% or less of Ni, 0.003% or less of Mg, 0.003% or less of Ca, 0.003% or less of Ca, 0.5% or less of V, 0.5% or less of Ti, 0.03% or less of Zr, 0.03% or less of La, 0.03% or less of La, 0.03% or less of Ce, 0.03% or less of Sn, 0.03% or less of Sb and 0.03% or less of As and the balance of Fe and inevitable impurities Wherein a ratio of the number of carbides having a size of at least 1.5 times an average diameter of the carbides is 30% or less with respect to a total number of the carbides, and a percentage of spheroidizing of the carbides is at least 90% And an average ferrite grain size of 10 mu m , And is less than the tensile strength (TS) it is 550㎫.

(2) 상기 (1)에 기재된 중탄소 강판에서는, 항복비(YR)가, 60% 이하여도 된다.(2) In the medium carbon steel sheet according to (1), the yield ratio (YR) may be 60% or less.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 중탄소 강판에서는, 판 두께가, 1 내지 12.5㎜여도 된다.(3) In the medium carbon steel sheet according to (1) or (2), the thickness may be 1 to 12.5 mm.

(4) 본 발명의 일 형태에 관한 중탄소 강판의 제조 방법에서는, 질량%이며, C : 0.10 내지 0.80%, Si : 0.01 내지 0.3%, Mn : 0.3 내지 2.0%, Al : 0.001 내지 0.10%, N : 0.001 내지 0.01% 및 Nb : 0.12 내지 0.5%를 함유하고, P : 0.03% 이하, S : 0.01% 이하, O : 0.0025% 이하, Cr : 1.5% 이하, B : 0.01% 이하, Mo : 0.5% 이하, V : 0.5% 이하, Ti : 0.3% 이하, Cu : 0.5% 이하, W : 0.5% 이하, Ta : 0.5% 이하, Ni : 0.5% 이하, Mg : 0.003% 이하, Ca : 0.003% 이하, Y : 0.03% 이하, Zr : 0.03% 이하, La : 0.03% 이하, Ce : 0.03% 이하, Sn : 0.03% 이하, Sb : 0.03% 이하 및 As : 0.03% 이하로 제한하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물을 포함하는 화학 조성을 갖는 강을, 주조하고; 열간 압연하고; 상기 열간 압연의 종료 직후부터 2 내지 10초간 공냉하고; 상기 공냉 종료의 온도로부터 480 내지 600℃의 온도 범위까지 10 내지 80℃/s의 평균 냉각 속도로 냉각을 행하고; 400℃ 내지 580℃의 온도 영역 또한 상기 냉각의 종료 온도보다도 낮은 온도에서 권취하고; 5% 이상 또한 30% 미만인 냉연율로 냉연하고; 650 내지 720℃의 온도 범위에서 5 내지 40hr의 시간 어닐링한다.(4) In the method for producing a medium carbon steel sheet according to one aspect of the present invention, the steel sheet contains 0.10 to 0.80% of C, 0.01 to 0.3% of Si, 0.3 to 2.0% of Mn, 0.001 to 0.10% 0.001 to 0.01% of N, 0.12 to 0.5% of Nb, 0.03% or less of P, 0.01% or less of S, 0.0025% or less of O, Cu: not more than 0.5%, W: not more than 0.5%, Ta: not more than 0.5%, Ni: not more than 0.5%, Mg: not more than 0.003%, Ca: not more than 0.003% 0.03% or less of Y, 0.03% or less of Zr, 0.03% or less of La, 0.03% or less of Ce, 0.03% or less of Sn, 0.03% or less of Sb and 0.03% or less of As, Casting a steel having a chemical composition comprising inevitable impurities; Hot-rolled; Air cooling for 2 to 10 seconds immediately after the end of the hot rolling; Cooling from a temperature at the end of the air cooling to a temperature range of 480 to 600 캜 at an average cooling rate of 10 to 80 캜 / s; Winding at a temperature range of 400 to 580 占 폚 and at a temperature lower than the termination temperature of said cooling; Cold rolling at a cold rolling rate of 5% or more and less than 30%; Annealing is performed for 5 to 40 hours at a temperature range of 650 to 720 占 폚.

(5) 상기 (4)에 기재된 중탄소 강판의 제조 방법에서는, 상기 권취 후의 상기 강에 포함되는 펄라이트 중 시멘타이트의 평균 라멜라 두께가 0.02 내지 0.5㎛여도 된다.(5) In the method for producing a medium carbon steel sheet according to (4), the average lamellar thickness of cementite in the pearlite contained in the steel after the winding is 0.02 to 0.5 탆.

(6) 본 발명의 일 형태에 관한 켄칭 부재는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 중탄소 강판으로부터 얻어진 켄칭 부재이며, 질량%이며, C : 0.10 내지 0.80%, Si : 0.01 내지 0.3%, Mn : 0.3 내지 2.0%, Al : 0.001 내지 0.10%, N : 0.001 내지 0.01% 및 Nb : 0.12 내지 0.5%를 함유하고, P : 0.03% 이하, S : 0.01% 이하, O : 0.0025% 이하, Cr : 1.5% 이하, B : 0.01% 이하, Mo : 0.5% 이하, V : 0.5% 이하, Ti : 0.3% 이하, Cu : 0.5% 이하, W : 0.5% 이하, Ta : 0.5% 이하, Ni : 0.5% 이하, Mg : 0.003% 이하, Ca : 0.003% 이하, Y : 0.03% 이하, Zr : 0.03% 이하, La : 0.03% 이하, Ce : 0.03% 이하, Sn : 0.03% 이하, Sb : 0.03% 이하 및 As : 0.03% 이하로 제한하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물을 포함하고, 구오스테나이트 입자의 평균 입경의 0.5배 이하 또는 2배 이상의 입경을 갖는 구오스테나이트 입자가 차지하는 면적 비율이 30% 이하다.(6) A quenching member according to one aspect of the present invention is a quenching member obtained from the medium carbon steel sheet according to the above (1) or (2), and contains 0.10 to 0.80% of C, 0.01 to 0.3% 0.003 to 2.0% of Mn, 0.001 to 0.10% of Al, 0.001 to 0.01% of N and 0.12 to 0.5% of Nb, P: not more than 0.03%, S: not more than 0.01% 0.5% or less of Cu, 0.5% or less of W, 0.5% or less of W, 0.5% or less of Ta, 0.5% or less of Cr, 1.5% or less of B, 0.03% or less; La: 0.03% or less; Ce: 0.03% or less; Sn: 0.03% or less; Sb: 0.03% or less; Or less and 0.03% or less of As, the remaining amount of Fe and inevitable impurities, and the ratio of area occupied by old austenite grains having a grain size of not more than 0.5 times or not less than twice the average grain size of old austenite grains is 30 % Or less.

(7) 상기 (6)에 기재된 켄칭 부재에서는, 마르텐사이트의 면적률이 95% 이상이어도 된다.(7) In the quenching member according to (6), the area ratio of martensite may be 95% or more.

(8) 본 발명의 일 형태에 관한 켄칭 부재의 제조 방법에서는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 중탄소 강판을 부재로 냉간 가공하고; 상기 부재를 Ac3 변태점보다도 높은 온도로 가열하고; 상기 부재를 냉각한다.(8) In the method of manufacturing a quenching member according to one aspect of the present invention, the medium carbon steel sheet according to any one of (1) to (3) Heating the member to a temperature higher than the Ac3 transformation point; The member is cooled.

상기 각 형태에 의하면, 엄격한 냉간 가공에 대한 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 우수한 중탄소 강판 및 그 제조 방법과, 형상 정밀도가 우수한 켄칭 부재 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.According to each of the above-mentioned aspects, it is possible to provide a medium carbon steel sheet excellent in cold workability and quenching stability against strict cold working, a method for manufacturing the same, and a quenching member excellent in shape accuracy and a method for manufacturing the same.

여기서, 켄칭 안정성이란, 강판으로부터 켄칭 부재를 얻은 경우에서의 켄칭 후의 마이크로 조직의 균일성, 열처리 변형의 억제, 강재 내부의 잔류 응력의 균일성을 가리킨다. 또한, 엄격한 냉간 가공에 대한 냉간 가공성(이하에서는, 냉간 가공성이라 생략함)이란, 냉간 가공 시에 상당 변형이 1을 초과하는 가공 영역이 발생한 경우의 가공성을 가리킨다. 또한, 가공(냉간 가공)은, 굽힘, 두께 증가, 드로잉 등을 포함한다.Here, the quenching stability refers to uniformity of microstructure after quenching, suppression of heat treatment deformation, and uniformity of residual stress in the steel material when quenching members are obtained from the steel sheet. The cold workability (hereinafter, referred to as " cold workability ") for strict cold working refers to the workability in the case where a machining area having a considerable deformation of more than 1 occurs during cold working. Further, the processing (cold working) includes bending, thickness increase, drawing, and the like.

도 1은 냉간 가공성과, 평균 탄화물 직경 및 조대한 탄화물의 개수 비율의 관계를 도시하는 도면.
도 2a는 냉간 가공성을 평가하기 위한 냉간 가공 전의 시험재의 형상을 도시하는 사시도.
도 2b는 냉간 가공성을 평가하기 위한 냉간 가공 후의 시험재의 형상을 도시하는 사시도.
도 3은 조대한 탄화물의 개수 비율과, 이상 오스테나이트의 면적률%의 관계를 도시하는 도면.
도 4는 냉간 가공성과, 탄화물의 구상화율 및 평균 페라이트 입경의 관계를 도시하는 도면.
도 5는 혼립 지수와 변형량의 관계를 도시하는 도면이다.
도 6a는 고주파 켄칭 시험의 켄칭 전의 공시재의 일례를 나타내는 측면도.
도 6b는 고주파 켄칭 시험의 켄칭 전의 공시재의 일례를 나타내는 사시도.
도 6c는 고주파 켄칭 시험의 켄칭 후의 공시재의 일례를 나타내는 측면도.
도 6d는 고주파 켄칭 시험의 켄칭 후의 공시재의 일례를 나타내는 사시도.
도 7은 공냉 시간과, 조대한 탄화물의 개수 비율의 관계를 도시하는 도면.
도 8은 냉연율과 비커스 경도의 관계를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 중탄소 강판의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우차트.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 켄칭 부재의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우차트.
도 11은 수학식 1에 있어서의 상당 변형의 각 변수를 설명하기 위한 개략도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing the relationship between cold workability and the ratio of the average carbide diameter and the number of coarse carbides. Fig.
2A is a perspective view showing a shape of a test material before cold working for evaluating cold workability;
Fig. 2B is a perspective view showing the shape of the test material after cold working for evaluating the cold workability. Fig.
3 is a view showing the relationship between the ratio of the number of coarse carbides and the percent area percent of ideal austenite.
4 is a graph showing the relationship between the cold workability, the spheroidization ratio of carbide, and the average ferrite grain size.
5 is a diagram showing the relationship between the blend index and the deformation amount.
6A is a side view showing an example of a blank before quenching in the high frequency quenching test.
6B is a perspective view showing an example of a blank before quenching in the high frequency quenching test.
6C is a side view showing an example of a blank after quenching in the high frequency quenching test.
6D is a perspective view showing an example of a specimen after quenching in the high frequency quenching test.
7 is a view showing the relationship between the air cooling time and the number ratio of coarse carbides.
8 is a view showing the relationship between the cold rolling ratio and the Vickers hardness.
9 is a flowchart showing an example of a method for producing a medium carbon steel sheet according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart showing an example of a method of manufacturing a quenching member according to an embodiment of the present invention.
11 is a schematic view for explaining each variable of the equivalent variation in the equation (1).

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

또한, JISG4051(기계 구조용 탄소강), JISG4401(탄소 공구 강재) 또는 JISG4802(스프링용 냉간 압연 강대)에서 규정되는 성분계에 기초하여, 강판 및 그 제조 방법의 조사를 반복함으로써 이하의 각 실시 형태를 얻었다. 이 조사에 있어서, 본 발명자들은, 냉간 가공 시에 상당 변형이 1을 초과하는 가공 영역이 발생하는 냉간 가공(냉간 단조) 시험으로서, 컵 성형 시험을 행하여, 얻어진 강판을 평가했다. 상당 변형(εe)은, 도 11에 도시한 바와 같이 직육면체 소재의 3개의 변이 각각 데카르트 좌표계의 x, y, z축과 일치한다고 가정한 경우에 있어서, 변형 후의 각 좌표에서의 신장 변형[εx(도 11에서는, 팽창), εy(도 11에서는, 수축), εz(도 11에서는, 수축)]을 사용하여 하기 수학식 1에 의해 표현된다.Furthermore, each of the following embodiments was obtained by repeating irradiation of a steel sheet and its manufacturing method based on a component system specified in JIS G4051 (Carbon steel for machine structure), JIS G4401 (Carbon tool steel) or JIS G4802 (Cold rolled steel for spring). In this investigation, the present inventors conducted a cup forming test as a cold working (cold forging) test in which a machining area in which a considerable deformation exceeded 1 at the time of cold working was generated, and the obtained steel sheet was evaluated. As shown in Fig. 11, the equivalent strain (epsilon e ) is obtained by assuming that the three sides of the rectangular parallelepiped coincide with the x, y and z axes of the Cartesian coordinate system, respectively, (in FIG. 11, expansion) x, (in Fig. 11, shrinkage) ε y, (in Fig. 11, shrinkage) ε z to use a] is expressed by the equation (1).

Figure 112014021218766-pct00001
Figure 112014021218766-pct00001

또한, 각 신장 변형은, 각 축방향 소재의 치수 변화로부터 구해지고, 가공 전의 치수를 기준(즉, 1)으로 한 경우의 치수의 증가 비율이다. 예를 들어, 굽힘 각 90°의 굽힘 시험에서는, 상당 변형이 1 이하이고, 시험 방법에 의해 대상으로 되는 상당 변형이 변화한다.Further, each elongation strain is an increase ratio of the dimension when the dimension before machining is taken as a reference (that is, 1), which is obtained from the dimensional change of each axial direction material. For example, in a bending test at a bending angle of 90, the equivalent strain is 1 or less, and the equivalent strain to be the object is changed by the test method.

우선, 이하에, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 중탄소 강판에 대해서 설명한다.First, a medium carbon steel sheet according to one embodiment of the present invention will be described below.

화학 성분(화학 조성)에 관한 한정 이유에 대해서 설명한다. 여기서, 성분에 관한 「%」는, 질량%를 의미한다.The reason for limiting the chemical composition (chemical composition) will be described. Here, "% " with respect to the component means% by mass.

(C : 0.10 내지 0.80%) (C: 0.10 to 0.80%)

C는, 부재(성형 후의 강판)의 켄칭 후의 강도를 확보하는 데 있어 중요한 원소이며, C양이 0.10% 이상이면 필요한 강도가 확보된다. C양이 0.10% 미만에서는, 열연 및 권취 시에 페라이트 변태가 촉진되어, 강재 내에 시멘타이트 입자를 균일 분산시키는 것이 어려워진다. 그로 인해, C양의 하한을 0.10%로 한다. 한편, C양이 0.80%를 초과하면, 어닐링 전의 열연판의 펄라이트에 있어서의 시멘타이트의 라멜라 두께가 0.5㎛를 초과해 버린다. 그로 인해, 이 경우에는, 시멘타이트가 구상화되기 어려워짐과 함께 조대한 시멘타이트의 비율이 증가하여 켄칭 안정성이 저하한다. 그로 인해, C양의 상한을 0.80%로 한다. 강도나 켄칭성을 보다 높이는 경우에는, C양의 하한이, 0.15% 또는 0.20%인 것이 바람직하고, 0.24%, 0.28% 또는 0.32%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 보다 켄칭 안정성을 높이는 경우에는, C양의 상한이, 0.70% 또는 0.65%인 것이 바람직하고, 0.60% 또는 0.55%인 것이 보다 바람직하다.C is an important element in ensuring strength after quenching of a member (a steel sheet after molding). When the amount of C is 0.10% or more, required strength is secured. When the C content is less than 0.10%, ferrite transformation is promoted during hot rolling and coiling, and it becomes difficult to uniformly disperse the cementite particles in the steel material. Therefore, the lower limit of the amount of C is set to 0.10%. On the other hand, if the amount of C exceeds 0.80%, the lamellar thickness of the cementite in the pearlite of the hot-rolled sheet before annealing exceeds 0.5 탆. Therefore, in this case, the cementite becomes difficult to spheroidize, and the proportion of coarse cementite increases to lower the quenching stability. Therefore, the upper limit of the amount of C is set to 0.80%. When the strength or the quenching is further increased, the lower limit of the amount of C is preferably 0.15% or 0.20%, more preferably 0.24%, 0.28% or 0.32%. When the quenching stability is further improved, the upper limit of the amount of C is preferably 0.70% or 0.65%, more preferably 0.60% or 0.55%.

(Si : 0.01 내지 0.3%)(Si: 0.01 to 0.3%)

Si는, 탈산제로서 작용하고, 켄칭성의 향상이나 강도의 증가에 유효한 원소이다. Si양이 0.01% 미만에서는, 이러한 첨가 효과를 얻지 못하므로, Si양의 하한을 0.01%로 한다. 한편, Si양이 0.3%를 초과하면, 페라이트의 변형능이 저하하고, 가공 시에 입자 내에서 균열이 발생하기 쉽기 때문에, 냉간 가공성이 저하한다. 그로 인해, Si양의 상한을 0.3%로 한다. 강도나 켄칭성을 보다 높이는 경우에는, Si양의 하한이, 0.03% 또는 0.05%인 것이 바람직하고, 0.08% 또는 0.10%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 냉간 가공성을 보다 높이는 경우에는, Si양의 상한이, 0.28%인 것이 바람직하고, 0.25%인 것이 보다 바람직하다.Si acts as a deoxidizing agent and is an element effective for improving hardness and increasing strength. When the amount of Si is less than 0.01%, the effect of such addition can not be obtained, so the lower limit of the amount of Si is set to 0.01%. On the other hand, if the amount of Si exceeds 0.3%, the deformability of the ferrite decreases, and cracks tend to occur in the grain during processing, so that the cold workability decreases. Therefore, the upper limit of the amount of Si is set to 0.3%. When the strength or the quenching is further increased, the lower limit of the amount of Si is preferably 0.03% or 0.05%, more preferably 0.08% or 0.10%. When the cold workability is further enhanced, the upper limit of the amount of Si is preferably 0.28%, more preferably 0.25%.

(Mn : 0.3 내지 2.0%)(Mn: 0.3 to 2.0%)

Mn은, 시멘타이트의 열적 안정성의 제어에 중요한 원소이다. Mn양이 0.3% 미만에서는, 이러한 첨가 효과를 얻지 못하므로, Mn양의 하한을 0.3%로 한다. 한편, Mn양이 2.0%를 초과하면, MnS의 양이 많아져서 냉간 가공 시에 균열이 발생하기 쉬워진다. 게다가, 이 경우에는, 켄칭 시에 시멘타이트가 잔존하기 쉬워져 오스테나이트의 혼립도가 증가한다. 그로 인해, Mn양의 상한을 2.0%로 한다. 시멘타이트의 열적 안정성을 보다 높이고, 시멘타이트의 입경 제어를 보다 안정적으로 행하는 경우에는, Mn양의 하한이, 0.4% 또는 0.5%인 것이 바람직하고, 0.6% 또는 0.7%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 시멘타이트의 열적 안정성을 억제하고, 켄칭 안정성을 보다 높이는 경우에는, Mn양의 상한이, 1.7% 또는 1.6%인 것이 바람직하고, 1.5% 또는 1.4%인 것이 보다 바람직하다.Mn is an important element for controlling the thermal stability of cementite. When the amount of Mn is less than 0.3%, such addition effect can not be obtained, so the lower limit of the amount of Mn is set to 0.3%. On the other hand, if the amount of Mn exceeds 2.0%, the amount of MnS increases, and cracks tend to occur during cold working. In addition, in this case, cementite is liable to remain at the time of quenching, and the austenite grain size is increased. Therefore, the upper limit of the amount of Mn is set to 2.0%. When the thermal stability of the cementite is further increased and the grain size control of the cementite is more stably performed, the lower limit of the Mn content is preferably 0.4% or 0.5%, more preferably 0.6% or 0.7%. When the thermal stability of cementite is suppressed and the quenching stability is further enhanced, the upper limit of the amount of Mn is preferably 1.7% or 1.6%, more preferably 1.5% or 1.4%.

(Al : 0.001 내지 0.10%)(Al: 0.001 to 0.10%)

Al은, 탈산제로서 작용하고, N의 고정에 유효하여 고용 강화능이 큰 원소이다. Al양이 0.001% 미만에서는, 이러한 첨가 효과를 충분히 얻지 못하므로, Al양의 하한을 0.001%로 한다. 한편, Al양이 0.10%를 초과하면, 상기 첨가 효과가 포화하는 것에 더하여, 페라이트의 변형능이 저하하고, 가공 시에 입자 내에서 균열이 발생하기 쉽기 때문에, 냉간 가공성이 저하한다. 그로 인해, Al양의 상한을 0.10%로 한다. 또한, 가능한 한 많은 N을 고정하기 위해, Al양의 하한은, 0.003%, 0.005% 또는 0.010%여도 된다. Al양의 상한을, 0.09%, 0.08% 또는 0.07%로 제한해도 지장은 없다.Al is an element which acts as a deoxidizing agent and which is effective for fixing N and has a large solid solubility. When the amount of Al is less than 0.001%, the effect of this addition is not sufficiently obtained, so the lower limit of the amount of Al is set to 0.001%. On the other hand, if the Al content exceeds 0.10%, the addition effect saturates, and the deformability of the ferrite decreases, and cracking tends to occur in the grain during processing, so that the cold workability decreases. Therefore, the upper limit of the Al amount is set to 0.10%. Further, in order to fix as much N as possible, the lower limit of the amount of Al may be 0.003%, 0.005%, or 0.010%. The upper limit of the amount of Al may be limited to 0.09%, 0.08%, or 0.07%.

(N : 0.001 내지 0.01%) (N: 0.001 to 0.01%)

N은, 질화물을 형성하는 원소이다. 강 중에 과잉량의 N이 포함되면, 냉간 가공성을 저하시키는 것 외에, 켄칭 가열 시의 오스테나이트의 입자 성장을 억제하여 혼립도를 증가시키기 때문에, N양의 상한을 0.01%로 한다. N양은 적을수록 바람직하지만, N양을 0.001% 미만으로 저감하면, 정련 비용이 증가하므로, N양의 하한을 0.001%로 한다. 필요에 따라, N양의 상한을 0.009%, 0.008% 또는 0.007%로 제한해도 된다.N is an element that forms nitride. If an excessive amount of N is contained in the steel, not only the cold workability is lowered but also the grain growth of the austenite during quenching heating is suppressed to increase the degree of agglomeration, so the upper limit of the N amount is set to 0.01%. The smaller the amount of N is, the more preferable. However, if the amount of N is reduced to less than 0.001%, the refining cost increases, so the lower limit of the amount of N is set to 0.001%. If necessary, the upper limit of the amount of N may be limited to 0.009%, 0.008%, or 0.007%.

이상의 화학 원소는, 본 실시 형태에 있어서의 강의 기본 성분(기본 원소)이며, 이 기본 원소가 제어(함유 또는 제한)되어, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물을 포함하는 화학 조성이, 본 실시 형태의 기본 조성이다. 그러나, 이 기본 성분에 더하여(잔량부의 Fe의 일부 대신에), 본 실시 형태에서는, 필요에 따라서 이하의 화학 원소(선택 원소)를 강 중에 더 함유시켜도 된다. 또한, 이들 선택 원소가 강 중에 불가피하게(예를 들어, 각 선택 원소의 양이 바람직한 하한 미만의 양) 혼입하여도, 본 실시 형태에 있어서의 효과를 손상시키지 않는다.The above chemical element is a basic element (basic element) of steel in this embodiment, and the basic element is controlled (contained or limited) so that the chemical composition including the remaining amount of iron and inevitable impurities is equivalent to that of the present embodiment The basic composition. However, in the present embodiment, the following chemical elements (optional elements) may be further contained in the steel in addition to the basic components (instead of a part of Fe in the remainder portion). In addition, even if these selective elements are mixed in the steel inevitably (for example, the amount of each selected element is lower than the preferable lower limit), the effect of the present embodiment is not impaired.

즉, 본 실시 형태에 관한 중탄소 강판이, 선택 원소 또는 불가피적 불순물로서, P, S, O, Cr, B, Nb, Mo, V, Ti, Cu, W, Ta, Ni, Mg, Ca, Y, Zr, La, Ce, Sn, Sb 및 As 중 어느 한 종 이상을 함유해도 상관없다. 또한, 이들 원소를, 반드시 강 중에 첨가할 필요는 없기 때문에, 이들 22종의 원소의 하한은, 모두 0%이며 제한되지 않는다. 그로 인해, 이들 22종의 원소의 상한만이 제한된다.In other words, the carbon steel sheet according to the present embodiment contains P, S, O, Cr, B, Nb, Mo, V, Ti, Cu, W, Ta, Ni, Mg, Ca, Y, Zr, La, Ce, Sn, Sb and As. Further, since these elements do not necessarily have to be added to the steel, the lower limit of these 22 elements is 0% and is not limited. As a result, only the upper limit of these 22 elements is limited.

(P : 0 내지 0.03%) (P: 0 to 0.03%)

P는 강도의 상승에 작용하는 원소이다. 강 중에 과잉량의 P가 포함되면, 인장 강도(TS)를 증가시키는 것 외에, 인성도 저하시켜, 냉간 가공성을 악화시키기 때문에, P양의 상한을 0.03%로 한다. 인성이나 냉간 가공성의 가일층의 개선을 위해, P양의 상한을, 0.025%, 0.02% 또는 0.015%로 제한해도 된다. 그러나, P를 0.001% 미만으로 저감하면, 정련 비용이 대폭 상승하므로, P양의 하한을 0.001%로 해도 된다.P is an element that acts on the increase of the strength. If an excessive amount of P is contained in the steel, not only the tensile strength TS is increased but also the toughness is lowered to deteriorate the cold workability. Therefore, the upper limit of the P amount is set to 0.03%. The upper limit of the P amount may be limited to 0.025%, 0.02%, or 0.015% for improvement of toughness and cold workability. However, if the P is reduced to less than 0.001%, the refining cost greatly increases, so that the lower limit of the P amount may be set to 0.001%.

(S : 0 내지 0.01%) (S: 0 to 0.01%)

S는, MnS 등의 비금속 개재물을 형성하고, 냉간 가공성을 악화시킨다. 또한, S는, 가열 시의 오스테나이트 입자의 성장을 피닝하여 오스테나이트 입자의 혼립도를 증가시킨다. 그로 인해, S양의 상한을 0.01%로 한다. 냉간 가공성의 가일층의 향상을 위해서, S양의 상한을 0.008%, 0.007% 또는 0.005%로 제한해도 된다. 그러나, S를 0.0001% 미만으로 저감하면, 정련 비용이 대폭 상승하므로, S양의 하한을 0.0001%로 해도 된다.S forms nonmetallic inclusions such as MnS and deteriorates the cold workability. Also, S increases the agglomeration of austenite grains by pinning the growth of austenite grains during heating. Therefore, the upper limit of the amount of S is set to 0.01%. The upper limit of the amount of S may be limited to 0.008%, 0.007%, or 0.005% in order to further improve the cold workability. However, if the S is reduced to less than 0.0001%, the refining cost greatly increases, so that the lower limit of the S amount may be set to 0.0001%.

(O : 0 내지 0.0025%) (O: 0 to 0.0025%)

산화물이 응집하여 조대화하면, 냉간 가공성이 저하하므로, O양(산소량)은, 0.0025% 이하로 한다. 이 양은, 불가피적 불순물로서 판단될 수 있는 충분히 적은 양이다. O양은, 적은 쪽이 바람직하고, 0.002% 이하로 제한해도 되지만, O양을 0.0001% 미만으로 저감하는 것은, 기술적으로 곤란하므로, O양이 0.0001% 이상이어도 된다.When the oxides coagulate and coarsen, the cold workability decreases, so the O amount (oxygen amount) is 0.0025% or less. This amount is small enough to be judged as an inevitable impurity. The amount of O is preferably as small as possible, and may be limited to 0.002% or less. However, it is technically difficult to reduce the amount of O to less than 0.0001%, so the amount of O may be 0.0001% or more.

우선, 중탄소 강판의 기계 특성을 강화하기 위해서, 선택 원소로서 Cr, B, Nb, Mo, V, Ti, Cu, W 및 Ta로부터 선택되는 적어도 1종을 강 중에 첨가해도 된다.At least one selected from the group consisting of Cr, B, Nb, Mo, V, Ti, Cu, W and Ta may be added to the steel in order to strengthen the mechanical properties of the medium carbon steel sheet.

(Cr : 0 내지 1.5%) (Cr: 0 to 1.5%)

Cr은, 강판의 강도 상승과 시멘타이트의 열적 안정성의 제어에 유효한 원소이다. 강 중에 Cr을 첨가하는 경우, Cr양이 0.010% 미만에서는, 상기 첨가 효과가 적으므로, Cr양의 하한을 0.010%로 해도 된다. 그러나, Cr양이 1.5%를 초과하면, 시멘타이트의 성장 또는 용해 억제에 의해, 항복비(YR)가 상승하거나, 가열 시의 오스테나이트 조직이 혼립이 되거나 하기 때문에, Cr양의 상한을 1.5%로 한다. 합금 비용 저감을 위해, Cr양의 상한을, 1.2%, 1.0%, 0.8%, 0.6% 또는 0.4%로 해도 된다.Cr is an element effective for controlling the increase in the strength of the steel sheet and the thermal stability of the cementite. When Cr is added to steel, when the amount of Cr is less than 0.010%, the effect of the addition is small, so that the lower limit of the amount of Cr may be set to 0.010%. However, when the amount of Cr exceeds 1.5%, the yield ratio (YR) increases due to the growth or inhibition of dissolution of cementite, or the austenite structure during heating becomes coarse, so that the upper limit of the amount of Cr is set to 1.5% do. For lowering the alloy cost, the upper limit of the amount of Cr may be set at 1.2%, 1.0%, 0.8%, 0.6%, or 0.4%.

(B : 0 내지 0.01%) (B: 0 to 0.01%)

B는, 미량의 첨가로, 켄칭성을 높이는 데에 유효한 원소이다. 강 중에 B를 첨가하는 경우, B양이 0.001% 미만에서는, 상기 첨가 효과를 얻지 못하므로, B양의 하한을 0.001%로 해도 된다. 그러나, B양이 0.01%를 초과하면, 연속 주조 시에 편석이 조장되어 조대한 탄화물이 생성되고, 슬래브에 흠집이 발생하기 쉬워진다. 따라서, B양의 상한을 0.01%로 한다. 흠집 방지를 위해서, B양의 상한을, 0.008%, 0.006%, 0.004% 또는 0.002%로 제한해도 된다.B is an element effective for increasing the quenching property by the addition of a trace amount. When B is added to the steel, the addition effect is not obtained when the B content is less than 0.001%, so the lower limit of the B content may be 0.001%. However, when the amount of B exceeds 0.01%, segregation is promoted during continuous casting, and coarse carbides are produced, and scratches are likely to occur in the slab. Therefore, the upper limit of the amount of B is set to 0.01%. To prevent scratches, the upper limit of the amount of B may be limited to 0.008%, 0.006%, 0.004%, or 0.002%.

(Nb : 0 내지 0.5%) (Nb: 0 to 0.5%)

Nb는, 탄질화물을 형성하고, 오스테나이트 입자의 현저한 조대화를 방지하는 데에 유효한 원소이다. 강 중에 Nb를 첨가하는 경우, Nb양이 0.01% 미만에서는, 상기 첨가 효과가 충분히 발현되지 못하므로, Nb양의 하한을 0.01%로 해도 된다. 그러나, Nb양이 0.5%를 초과하면, 항복비(YR)를 상승시키는 것 외에, 미세한 오스테나이트 입자의 비율을 지나치게 증가시키기 때문에, Nb양의 상한을 0.5%로 한다. 또한, 미세한 오스테나이트의 비율을 보다 저감하여, 켄칭 안정성을 보다 높이는 경우에는, Nb양의 상한이, 0.3%, 0.2% 또는 0.15%인 것이 바람직하다.Nb is an element effective for forming carbonitride and preventing remarkable coarsening of austenite grains. When Nb is added to steel, if the amount of Nb is less than 0.01%, the effect of the addition is not sufficiently manifested, so that the lower limit of the amount of Nb may be set to 0.01%. However, when the amount of Nb exceeds 0.5%, in addition to raising the yield ratio (YR), the ratio of fine austenite grains is excessively increased, so the upper limit of the amount of Nb is 0.5%. When the ratio of fine austenite is further reduced and the quenching stability is further enhanced, the upper limit of the amount of Nb is preferably 0.3%, 0.2% or 0.15%.

(Mo : 0 내지 0.5%) (Mo: 0 to 0.5%)

Mo는, 탄화물을 형성하고, 오스테나이트 입자의 현저한 조대화를 방지하는 데에 유효한 원소이다. 강 중에 Mo를 첨가하는 경우, Mo양이 0.01% 미만에서는, 상기 첨가 효과를 발현하지 못하므로, Mo양의 하한을 0.01%로 해도 된다. 그러나, Mo양이 0.5%를 초과하면, 항복비(YR)를 상승시키는 것 외에, 미세한 오스테나이트 입자의 비율을 지나치게 증가시키기 때문에, Mo양의 상한을 0.5%로 한다. 필요에 따라, Mo양의 상한을, 0.4%, 0.3%, 0.2% 또는 0.1%로 제한해도 된다.Mo is an element effective for forming carbide and preventing remarkable coarsening of austenite grains. When Mo is added to the steel, the effect of addition is not exhibited when the amount of Mo is less than 0.01%. Therefore, the lower limit of the amount of Mo may be set to 0.01%. However, when the amount of Mo exceeds 0.5%, the upper limit of the amount of Mo is set to 0.5% in order to excessively increase the ratio of fine austenite particles in addition to raising the yield ratio (YR). If necessary, the upper limit of the amount of Mo may be limited to 0.4%, 0.3%, 0.2%, or 0.1%.

(V : 0 내지 0.5%) (V: 0 to 0.5%)

V도, Nb와 마찬가지로, 탄질화물을 형성하고, 오스테나이트 입자의 현저한 조대화를 방지하는 데에 유효한 원소이다. 강 중에 V를 첨가하는 경우, V양이 0.01% 미만에서는, 상기 첨가 효과를 충분히 발현하지 못하므로, V양의 하한을 0.01%로 해도 된다. 그러나, V양이 0.5%를 초과하면, 항복비(YR)를 상승시키는 것 외에, 미세한 오스테나이트 입자의 비율을 지나치게 증가시키기 때문에, V양의 상한을 0.5%로 한다. 미세한 오스테나이트의 비율을 보다 저감하여, 켄칭 안정성을 보다 높이는 경우에는, V양의 상한을, 0.4%, 0.3%, 0.2% 또는 0.1%로 제한해도 된다.V, like Nb, is an element effective for forming carbonitride and preventing remarkable coarsening of austenite grains. When V is added to the steel, when the V content is less than 0.01%, the effect of the addition is not fully manifested, so that the lower limit of the V content may be set to 0.01%. However, when the amount of V exceeds 0.5%, in addition to raising the yield ratio (YR), the ratio of fine austenite particles is excessively increased, so the upper limit of the amount of V is set to 0.5%. When the ratio of fine austenite is further reduced and the quenching stability is further enhanced, the upper limit of the amount of V may be limited to 0.4%, 0.3%, 0.2%, or 0.1%.

(Ti : 0 내지 0.3%) (Ti: 0 to 0.3%)

Ti도, V와 마찬가지로, 탄질화물을 형성하고, 오스테나이트 입자의 현저한 조대화를 방지하는 데에 유효한 원소이다. 강 중에 Ti를 첨가하는 경우, Ti양이 0.01% 미만에서는, 상기 첨가 효과를 충분히 발현하지 못하므로, Ti양의 하한을 0.01%로 해도 된다. 그러나, Ti양이 0.3%를 초과하면, 항복비(YR)를 상승시키는 것 외에, 미세한 오스테나이트 입자의 비율을 지나치게 증가시키기 때문에, Ti양의 상한을 0.3%로 한다. 합금 비용 저감을 위해, Ti양의 상한을, 0.2%, 0.1% 또는 0.05%로 제한해도 된다.Like Ti and V, Ti is an element effective for forming carbonitride and preventing remarkable coarsening of austenite grains. When Ti is added to the steel, when the amount of Ti is less than 0.01%, the effect of the addition is not fully manifested, so that the lower limit of the amount of Ti may be set to 0.01%. However, when the amount of Ti exceeds 0.3%, the upper limit of the amount of Ti is set to 0.3% in order to excessively increase the ratio of fine austenite particles in addition to raising the yield ratio (YR). For lowering the alloy cost, the upper limit of the amount of Ti may be limited to 0.2%, 0.1%, or 0.05%.

(Cu : 0 내지 0.5%) (Cu: 0 to 0.5%)

Cu는, 스크랩 등으로부터 혼입되는 원소이다. 강 중에 Cu가 포함되면, 가공성이 저하하거나, 열간에서의 취성이 높아지거나 하기 때문에, Cu양의 상한을 0.5%로 한다. 필요에 따라, Cu양의 상한을 0.4% 또는 0.3%로 제한해도 된다. Cu양은 적을수록 바람직하지만, Cu양을 0.01% 미만으로 저감하면, 정련 비용이 대폭 증가하기 때문에, Cu양의 하한을 0.01%로 해도 된다.Cu is an element incorporated from scrap or the like. If Cu is included in the steel, the workability is lowered or the brittleness in hot is increased. Therefore, the upper limit of the amount of Cu is set to 0.5%. If necessary, the upper limit of the amount of Cu may be limited to 0.4% or 0.3%. The smaller the amount of Cu is, the better, but if the amount of Cu is reduced to less than 0.01%, the refining cost is greatly increased. Therefore, the lower limit of the amount of Cu may be set to 0.01%.

(W : 0 내지 0.5%) (W: 0 to 0.5%)

W는, Mo와 마찬가지로, 탄화물을 형성하고, 오스테나이트 입자의 현저한 조대화를 방지하는 데에 유효한 원소이다. 강 중에 W를 첨가하는 경우, W양이 0.01% 미만에서는, 상기 첨가 효과를 충분히 발현하지 못하므로, W양의 하한을 0.01%로 해도 된다. 그러나, W양이 0.5%를 초과하면, 항복비(YR)를 상승시키는 것 외에, 미세한 오스테나이트 입자의 비율을 지나치게 증가시키기 때문에, W양의 상한을 0.5%로 한다. 필요에 따라, W양의 상한을, 0.4%, 0.2% 또는 0.1%로 제한해도 된다.W, like Mo, is an element effective for forming carbide and preventing remarkable coarsening of austenite grains. When W is added to the steel, when the W content is less than 0.01%, the effect of the addition is not fully manifested, so the lower limit of the W content may be set to 0.01%. However, when the amount of W exceeds 0.5%, in addition to raising the yield ratio (YR), the upper limit of the amount of W is set to 0.5% in order to excessively increase the ratio of the fine austenite particles. If necessary, the upper limit of the amount of W may be limited to 0.4%, 0.2%, or 0.1%.

(Ta : 0 내지 0.5%) (Ta: 0 to 0.5%)

Ta는, Ti와 마찬가지로, 탄질화물을 형성하고, 오스테나이트 입자의 현저한 조대화를 방지하는 데에 유효한 원소이다. 강 중에 Ta를 첨가하는 경우, Ta양이 0.01% 미만에서는, 상기 첨가 효과를 충분히 발현하지 못하므로, Ta양의 하한을 0.01%로 해도 된다. 그러나, Ta양이 0.5%를 초과하면, 항복비(YR)를 상승시키는 것 외에, 미세한 오스테나이트 입자의 비율을 지나치게 증가시키기 때문에, Ta양의 상한을 0.5%로 한다. 필요에 따라, Ta양의 상한을, 0.3%, 0.2% 또는 0.1%로 해도 된다.Like Ta, Ta is an element effective in forming carbonitride and preventing remarkable coarsening of austenite grains. In the case where Ta is added to the steel, when the amount of Ta is less than 0.01%, the effect of the addition is not fully manifested, so that the lower limit of the amount of Ta may be set to 0.01%. However, when the amount of Ta exceeds 0.5%, the upper limit of the amount of Ta is set to 0.5% in order to excessively increase the ratio of fine austenite particles in addition to raising the yield ratio (YR). If necessary, the upper limit of the amount of Ta may be set to 0.3%, 0.2%, or 0.1%.

이어서, 중탄소 강판의 기계 특성을, 더욱 강화하기 위해서, 선택 원소로서, Ni, Mg, Ca, Y, Zr, La 및 Ce로부터 선택되는 적어도 1종을 강 중에 첨가해도 된다.Next, at least one selected from Ni, Mg, Ca, Y, Zr, La and Ce may be added to the steel as a selective element to further strengthen the mechanical properties of the medium carbon steel sheet.

(Ni : 0 내지 0.5%) (Ni: 0 to 0.5%)

Ni는, 인성이나 켄칭성의 향상에 유효한 원소이다. 강 중에 Ni를 첨가하는 경우, Ni양이 0.01% 미만에서는, 상기 첨가 효과가 없으므로, Ni양의 하한을 0.01%로 해도 된다. 그러나, Ni양이 0.5%를 초과하면, 상기 첨가 효과가 포화하고, 비용이 증가하므로, Ni양의 상한을 0.5%로 한다. 합금 비용의 저감을 위해, Ni양의 상한을, 0.3%, 0.2% 또는 0.1%로 해도 된다.Ni is an element effective for improving toughness and hardness. When Ni is added to the steel, when the amount of Ni is less than 0.01%, there is no effect of the above addition, so the lower limit of the amount of Ni may be set to 0.01%. However, if the amount of Ni exceeds 0.5%, the effect of addition is saturated and the cost increases, so that the upper limit of the amount of Ni is set to 0.5%. In order to reduce the cost of the alloy, the upper limit of the amount of Ni may be set to 0.3%, 0.2%, or 0.1%.

(Mg : 0 내지 0.003%) (Mg: 0 to 0.003%)

Mg는, 미량 첨가에 의한 황화물의 형태 제어에 유효한 원소이며, 필요에 따라서 Mg을 강 중에 첨가할 수 있다. 강 중에 Mg을 첨가하는 경우, Mg양이 0.0005% 미만에서는, 그 효과를 얻지 못하기 때문에, Mg양의 하한을 0.0005%로 해도 된다. 또한, Mg는 산화물을 형성하기 쉬우며, 이들 산화물을 포함하는 화합물은 오스테나이트 입자의 성장을 억제한다. Mg양이 0.003%를 초과하면, 강 중에 Mg가 균일하게 분포되지 않아, 켄칭 가열 시의 오스테나이트 입자의 성장이 억제되는 곳과 억제되지 않는 곳이 편재되게 되기 때문에, 켄칭 시에 입도가 균일한 오스테나이트 조직을 얻기 어렵게 된다. 이로 인해, Mg양의 상한을 0.003%로 한다. 합금 비용 저감을 위해, Mg양의 상한을 0.002% 또는 0.001%로 해도 된다.Mg is an element effective for controlling the shape of a sulfide by adding a trace amount of Mg, and Mg can be added to the steel as needed. When Mg is added to the steel, when the amount of Mg is less than 0.0005%, the effect can not be obtained. Therefore, the lower limit of the amount of Mg may be set to 0.0005%. In addition, Mg is liable to form oxides, and compounds containing these oxides inhibit the growth of austenite grains. When the amount of Mg is more than 0.003%, Mg is not uniformly distributed in the steel, and a portion where the growth of the austenite grains is suppressed at the quenching heating and a portion where the growth of the austenite grains are not suppressed is unevenly distributed. It becomes difficult to obtain an austenite structure. Therefore, the upper limit of the amount of Mg is set to 0.003%. In order to reduce the cost of the alloy, the upper limit of the Mg amount may be set to 0.002% or 0.001%.

(Ca : 0 내지 0.003%) (Ca: 0 to 0.003%)

Ca는, Mg와 마찬가지로 미량 첨가에 의한 황화물의 형태 제어에 유효한 원소이며, 필요에 따라서 Ca를 강 중에 첨가할 수 있다. 강 중에 Ca를 첨가하는 경우, Ca양이 0.0005% 미만에서는, 그 효과를 얻지 못하기 때문에, Ca양의 하한을 0.0005%로 해도 된다. 또한, Ca는 산화물을 형성하기 쉬우며, 이들 산화물을 포함하는 화합물은 오스테나이트 입자의 성장을 억제한다. Ca양이 0.003%를 초과하면, 강 중에 Ca가 균일하게 분포되지 않아, 켄칭 가열 시의 오스테나이트 입자의 성장이 억제되는 곳과 억제되지 않는 곳이 편재되게 되기 때문에, 켄칭 시에 입도가 균일한 오스테나이트 조직을 얻기 어렵게 된다. 이로 인해, Ca양의 상한을 0.003%로 한다. 합금 비용 저감을 위해, Ca양의 상한을 0.002% 또는 0.001%로 해도 된다.Ca, like Mg, is an element effective for controlling the shape of a sulfide by adding a trace amount of Ca, and Ca can be added to the steel as needed. When Ca is added to the steel, since the effect is not obtained when the amount of Ca is less than 0.0005%, the lower limit of the amount of Ca may be set to 0.0005%. Further, Ca is liable to form oxides, and compounds containing these oxides inhibit the growth of austenite grains. When the amount of Ca exceeds 0.003%, Ca is not uniformly distributed in the steel, and a place where the growth of the austenite grains during the quenching heating is suppressed and a place where the austenite grains are not restrained is unevenly distributed. It becomes difficult to obtain an austenite structure. Therefore, the upper limit of the amount of Ca is set to 0.003%. In order to reduce the cost of the alloy, the upper limit of the amount of Ca may be set to 0.002% or 0.001%.

(Y : 0 내지 0.03%) (Y: 0 to 0.03%)

Y는, Ca, Mg와 마찬가지로 미량 첨가에 의한 황화물의 형태 제어에 유효한 원소이며, 필요에 따라서 Y를 강 중에 첨가할 수 있다. 강 중에 Y를 첨가하는 경우, Y양이 0.001% 미만에서는, 그 효과를 얻지 못하기 때문에, Y양의 하한을 0.001%로 해도 된다. 또한, Y는 산화물을 형성하기 쉬우며, 이들 산화물의 화합물은 오스테나이트 입자의 성장을 억제한다. Y양이 0.03%를 초과하면, 강 중에 Y가 균일하게 분포되지 않아, 켄칭 가열 시의 오스테나이트 입자의 성장이 억제되는 곳과 억제되지 않는 곳이 편재되게 되기 때문에, 켄칭 시에 입도가 균일한 오스테나이트 조직을 얻기 어렵게 된다. 이로 인해, Y양의 상한을 0.03%로 한다. 합금 비용 저감을 위해, Y양의 상한을 0.01% 또는 0.005%로 해도 된다.Y, like Ca and Mg, is an element effective for controlling the shape of a sulfide by adding a trace amount of Y. If necessary, Y can be added to the steel. When Y is added to the steel, since the effect is not obtained when the Y content is less than 0.001%, the lower limit of the Y content may be 0.001%. In addition, Y is prone to form oxides, and the compounds of these oxides inhibit the growth of austenite grains. When the amount of Y exceeds 0.03%, Y is not uniformly distributed in the steel, and a portion where the growth of the austenite grains during the quenching heating is suppressed and a portion where the growth is not suppressed are unevenly distributed. It becomes difficult to obtain an austenite structure. For this reason, the upper limit of the Y amount is set to 0.03%. For lowering the alloy cost, the upper limit of the Y amount may be set to 0.01% or 0.005%.

(Zr : 0 내지 0.03%) (Zr: 0 to 0.03%)

Zr은, Y, Ca, Mg와 마찬가지로 미량 첨가에 의한 황화물의 형태 제어에 유효한 원소이며, 필요에 따라서 Zr을 강 중에 첨가할 수 있다. 강 중에 Zr을 첨가하는 경우, Zr양이 0.001% 미만에서는, 그 효과를 얻지 못하기 때문에, Zr양의 하한을 0.001%로 해도 된다. 또한, Zr은 산화물이나 탄화물을 형성하기 쉬우며, 이들 산화물이나 탄화물의 화합물은 오스테나이트 입자의 성장을 억제한다. Zr양이 0.03%를 초과하면, 강 중에 Zr이 균일하게 분포되지 않아, 켄칭 가열 시의 오스테나이트 입자의 성장이 억제되는 곳과 억제되지 않는 곳이 편재되게 되기 때문에, 켄칭 시에 입도가 균일한 오스테나이트 조직을 얻기 어렵게 된다. 이로 인해, Zr양의 상한을 0.03%로 한다. 합금 비용 저감을 위해, Zr양의 상한을 0.01% 또는 0.005%로 해도 된다.Zr is an element effective for controlling the shape of a sulfide by the addition of a trace amount like Y, Ca and Mg, and Zr can be added in the steel as required. In the case of adding Zr in the steel, since the effect is not obtained when the Zr content is less than 0.001%, the lower limit of the Zr content may be set to 0.001%. Further, Zr is liable to form oxides and carbides, and these oxides and carbide compounds inhibit the growth of austenite grains. When the amount of Zr exceeds 0.03%, Zr is not uniformly distributed in the steel, and a portion where the growth of the austenite grains is suppressed and a portion where the growth of the austenite grains is not suppressed at the time of quenching heating are unevenly distributed. It becomes difficult to obtain an austenite structure. For this reason, the upper limit of the amount of Zr is set to 0.03%. For lowering the alloy cost, the upper limit of the amount of Zr may be set to 0.01% or 0.005%.

(La : 0 내지 0.03%) (La: 0 to 0.03%)

La는, Zr, Y, Ca, Mg와 마찬가지로 미량 첨가에 의한 황화물의 형태 제어에 유효한 원소이며, 필요에 따라서 La를 강 중에 첨가할 수 있다. 강 중에 La를 첨가하는 경우, La양이 0.001% 미만에서는, 그 효과를 얻지 못하기 때문에, La양의 하한을 0.001%로 해도 된다. 또한, La는 산화물을 형성하기 쉬우며, 이들 산화물의 화합물은 오스테나이트 입자의 성장을 억제한다. La양이 0.03%를 초과하면, 강 중에 La가 균일하게 분포되지 않아, 켄칭 가열 시의 오스테나이트 입자의 성장이 억제되는 곳과 억제되지 않는 곳이 편재되게 되기 때문에, 켄칭 시에 입도가 균일한 오스테나이트 조직을 얻기 어렵게 된다. 이로 인해, La양의 상한을 0.03%로 한다. 합금 비용 저감을 위해, La양의 상한을, 0.02%, 0.01% 또는 0.005%로 해도 된다.La, like Zr, Y, Ca and Mg, is an element effective for controlling the shape of a sulfide by adding a trace amount of La, and La can be added to the steel if necessary. When La is added to the steel, the effect can not be obtained when the amount of La is less than 0.001%. Therefore, the lower limit of the amount of La may be set to 0.001%. La is also liable to form oxides, and the compounds of these oxides inhibit the growth of austenite grains. When the amount of La exceeds 0.03%, La is not uniformly distributed in the steel, where the growth of the austenite grains during the quenching heating is suppressed and the portion where the growth is not suppressed is unevenly distributed. Therefore, It becomes difficult to obtain an austenite structure. For this reason, the upper limit of the amount of La is set to 0.03%. In order to reduce the cost of the alloy, the upper limit of the amount of La may be set to 0.02%, 0.01%, or 0.005%.

(Ce : 0 내지 0.03%) (Ce: 0 to 0.03%)

Ce는, La, Zr, Y, Ca, Mg와 마찬가지로 미량 첨가에 의한 황화물의 형태 제어에 유효한 원소이며, 필요에 따라서 Ce를 강 중에 첨가할 수 있다. 강 중에 Ce를 첨가하는 경우, Ce양이 0.001% 미만에서는, 그 효과를 얻지 못하기 때문에, Ce양의 하한을 0.001%로 해도 된다. 또한, Ce는 산화물을 형성하기 쉬우며, 이들 산화물의 화합물은 오스테나이트 입자의 성장을 억제한다. Ce양이 0.03%를 초과하면, 강 중에 Ce가 균일하게 분포되지 않아, 켄칭 가열 시의 오스테나이트 입자의 성장이 억제되는 곳과 억제되지 않는 곳이 편재되게 되기 때문에, 켄칭 시에 입도가 균일한 오스테나이트 조직을 얻기 어렵게 된다. 이로 인해, Ce양의 상한을 0.03%로 한다. 합금 비용 저감을 위해, Ce양의 상한을 0.02%, 0.01% 또는 0.005%로 해도 된다.As with La, Zr, Y, Ca and Mg, Ce is an element effective for controlling the shape of a sulfide by adding a trace amount of Ce. If necessary, Ce can be added to the steel. When Ce is added to the steel, the effect can not be obtained when the amount of Ce is less than 0.001%. Therefore, the lower limit of Ce amount may be set to 0.001%. Further, Ce is liable to form oxides, and the compounds of these oxides inhibit the growth of austenite grains. When the amount of Ce exceeds 0.03%, Ce is not uniformly distributed in the steel, and a portion where the growth of the austenite grains is suppressed and a portion where the growth of the austenite grains is not suppressed at the time of quenching is unevenly distributed. It becomes difficult to obtain an austenite structure. For this reason, the upper limit of Ce amount is set to 0.03%. In order to reduce the cost of the alloy, the upper limit of Ce amount may be 0.02%, 0.01%, or 0.005%.

(Sn : 0 내지 0.03%, Sb : 0 내지 0.03%, As : 0 내지 0.03%) (Sn: 0 to 0.03%, Sb: 0 to 0.03%, As: 0 to 0.03%),

또한, 중탄소 강판의 원료로서 스크랩을 사용한 경우, 불가피하게 Sn, Sb 및 As의 1종 이상이, 강 중에 0.003% 이상 혼입하는 경우가 있다. 이들 원소는, 모두, 0.03% 이하이면 중탄소 강판의 켄칭성을 저해하지 않는다. 그로 인해, 강 중에, 0.03% 이하의 Sn, 0.03% 이하의 Sb 및 0.03% 이하의 As의 1종 이상을 함유해도 된다. 또한, Sn, Sb, As의 양의 하한은, 특별히 제한되지 않지만, Sn, Sb, As를 많이 포함하는 스크랩을 사용한 경우의 정련 효율의 관점에서, 예를 들어 0.005% 또는 0.003%여도 된다.Further, when scrap is used as a raw material for medium carbon steel sheet, at least one of Sn, Sb and As is inevitably mixed in the steel in an amount of 0.003% or more. If all of these elements are 0.03% or less, the quenching of the medium carbon steel sheet is not hindered. Therefore, the steel may contain at most 0.03% of Sn, at most 0.03% of Sb, and at most 0.03% of As. The lower limit of the amounts of Sn, Sb and As is not particularly limited, but may be 0.005% or 0.003%, for example, from the viewpoint of refining efficiency when scrap containing a large amount of Sn, Sb and As is used.

이상과 같이, 본 실시 형태에 관한 중탄소 강판은, 상술한 기본 원소를 포함하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물을 포함하는 화학 조성 또는 상술한 기본 원소와, 상술한 선택 원소로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물을 포함하는 화학 조성을 갖는다.As described above, the medium carbon steel sheet according to the present embodiment includes the above-described basic elements, and the balance of the chemical composition including Fe and inevitable impurities or the above-described basic elements and at least one selected from the above- Species, and the remainder portion contains Fe and inevitable impurities.

본 실시 형태에서는, 중탄소 강판은, 전술한 화학 조성을 만족하여, 페라이트를 포함하는 마이크로 조직 중에 분산한 탄화물(시멘타이트)을 갖는다. 또한, Fe 원자와 C 원자의 결합상[예를 들어, Fe3C(시멘타이트)]이나, 이 결합상 중 Fe 원자를 선택 원소 M(Ti, Nb 등)으로 치환한 Fe 원자와 M 원자와 C 원자의 결합상(Fe를 포함하는 탄화물)을 일반적으로 탄화물이라 호칭한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 탄화물 중 주로 철 탄화물(주로, 시멘타이트)의 형태를 제어하고 있고, 탄화물을 철 탄화물 또는 시멘타이트로 간주할 수 있다.In the present embodiment, the medium carbon steel sheet has a carbide (cementite) which is dispersed in a microstructure containing ferrite satisfying the above-mentioned chemical composition. Further, Fe atoms and C atoms (for example, Fe 3 C (cementite)) bonded to Fe atoms and C atoms, and Fe atoms and M atoms substituted for Fe atoms in the bond phase by selective elements M The bonded phase of an atom (carbide containing Fe) is generally referred to as carbide. Further, in the present embodiment, mainly the shape of iron carbide (mainly cementite) is controlled in the carbide, and the carbide can be regarded as iron carbide or cementite.

즉, 본 실시 형태에 관한 중탄소 강판에서는, 탄화물의 평균 직경(평균 탄화물 직경)이 0.4㎛ 이하이며, 이 탄화물의 평균 직경의 1.5배 이상의 크기인 탄화물의 개수 비율(이하에서는, 「조대한 탄화물의 개수 비율」이라고 기재하는 경우도 있음)이 탄화물의 총 수의 30% 이하이고, 탄화물의 구상화율이 90% 이상이고, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 이상이다.That is, in the medium carbon steel sheet according to the present embodiment, the ratio of the number of carbides having an average diameter (average carbide diameter) of 0.4 μm or less and a size of 1.5 times or more of the average diameter of the carbides Of the total number of carbides is 30% or less of the total number of carbides, the sintering rate of the carbides is 90% or more, and the average ferrite grain size is 10 占 퐉 or more.

이러한 강판은, 냉간 가공성과, 제품 형상을 갖는 부재로 성형한 후, 켄칭한 경우의 켄칭 안정성이 우수하다.Such a steel sheet is excellent in cold workability and quenching stability when it is formed into a member having a product shape and then quenched.

도 1에, 냉간 가공성과 평균 탄화물 직경 및 조대한 탄화물의 개수 비율의 관계를 나타낸다. 이 도 1에 도시한 바와 같이, 평균 탄화물 직경이 0.4㎛ 이하이고, 또한 조대한 탄화물의 개수 비율이 30% 이하인 경우, 냉간 가공성을 확보할 수 있다(도 1 중 ○를 참조).Fig. 1 shows the relationship between the cold workability and the average carbide diameter and the ratio of the number of coarse carbides. As shown in Fig. 1, when the average carbide diameter is 0.4 mu m or less and the number ratio of coarse carbides is 30% or less, the cold workability can be ensured (see O in Fig. 1).

냉간 가공 시의 균열은 조대한 탄화물(시멘타이트)로부터 발생하기 쉽기 때문에, 평균 탄화물 직경이 0.4㎛를 초과하면 냉간 가공성을 확보할 수 없다. 탄화물의 평균 직경을, 0.4㎛ 이하로 하고, 바람직하게는 0.35㎛ 이하 또는 0.3㎛ 이하로 한다. 또한, 본 발명자들은, 균열의 발생 빈도가 탄화물의 입경 분포의 영향도 받고, 특히, 조대한 탄화물의 개수 비율이 30%를 초과하면 냉간 가공성을 확보할 수 없는(도 1 중 ×를 참조) 것을 발견했다.Cracks during cold working are liable to be generated from coarse carbides (cementites). When the average carbide diameter exceeds 0.4 μm, cold workability can not be ensured. The average diameter of the carbide is 0.4 mu m or less, preferably 0.35 mu m or less or 0.3 mu m or less. The present inventors have also found that the occurrence frequency of cracks is influenced by the particle size distribution of carbides, and in particular, when the number ratio of coarse carbides exceeds 30%, the cold workability can not be secured found.

이와 같이, 조대한 탄화물은, 변형 집중에 의해 냉간 가공 시의 균열 발생을 조장한다. 따라서, 탄화물을 상술한 바와 같이 강 중에 미세 분산시키고, 변형을 집중시키지 않는 것이 냉간 가공성의 개선에 유효하다. 그러나, 탄화물 입자에 의한 입자 분산 강화를 억제하여, 변형 저항의 저감에 의해 냉간 가공성을 보다 높이는 경우에는, 평균 탄화물 직경의 하한을 0.10㎛ 이상으로 해도 된다. 또한, 조대한 탄화물의 개수 비율이 적을수록 냉간 가공 시에 있어서의 균열 발생까지의 변형능이 향상되기 때문에, 조대한 탄화물의 개수 비율의 하한은, 특별히 제한되지 않고, 0%여도 된다. 한편, 조대한 탄화물의 개수 비율을 0%로 하기 위해서는, 제조 공정의 엄격화가 필요하다. 그로 인해, 제조 비용을 저감하기 위해서, 조대한 탄화물의 개수 비율의 하한을 5%로 해도 된다.As described above, the coarse carbides promote cracking during cold working due to deformation concentration. Therefore, it is effective to improve the cold workability by finely dispersing the carbide in the steel as described above and not concentrating the deformation. However, when the strengthening of the dispersion of particles by the carbide particles is suppressed and the cold workability is further enhanced by reducing the deformation resistance, the lower limit of the average carbide diameter may be 0.10 탆 or more. The lower the ratio of the number of coarse carbides, the better the deformability until cracking occurs in the cold working. Therefore, the lower limit of the number ratio of coarse carbides is not particularly limited and may be 0%. On the other hand, in order to make the ratio of the crude carbide to 0%, it is necessary to make the manufacturing process strict. Therefore, in order to reduce the manufacturing cost, the lower limit of the number ratio of coarse carbides may be set to 5%.

또한, 도 4에, 냉간 가공성과 탄화물의 구상화율 및 평균 페라이트 입경 사이의 관계를 나타낸다. 이 도 4에 도시한 바와 같이, 탄화물의 구상화율이 90% 이상이고, 또한 평균 페라이트 입경이 10㎛ 이상인 경우, 냉간 가공성을 확보할 수 있다(도 4 중 ○를 참조). 침상 탄화물의 주변에서는, 냉간 가공 시에 응력이 국소화하기 쉬워져, 균열의 발생 기점이 되기 쉽기 때문에, 냉간 가공성의 향상에는, 탄화물의 구상화율이 높은 쪽이 좋다고 생각된다.Fig. 4 shows the relationship between the cold workability, the spheroidization ratio of carbide, and the mean ferrite grain size. As shown in Fig. 4, when the spheroidization ratio of carbide is 90% or more and the mean ferrite grain size is 10 m or more, the cold workability can be ensured (see O in Fig. 4). In the vicinity of the needle-like carbide, the stress tends to become localized at the time of cold working and tends to be a starting point of cracking. Therefore, it is considered that the higher the spheroidizing rate of the carbide is, the better the improvement in the cold workability.

도 4에 도시한 바와 같이, 탄화물의 구상화율이 90% 미만이면 국소적인 응력 집중에 의해 탄화물이 균열의 기점으로 되어 냉간 가공성이 열화된다(도 4 중 ×를 참조). 따라서, 충분한 냉간 가공성을 얻기 위해서, 탄화물의 구상화율을 90% 이상으로 한다. 탄화물의 구상화율을 91% 이상 또는 92% 이상으로 해도 된다. 탄화물의 구상화율은 높을수록 냉간 가공성은 향상된다. 그로 인해, 탄화물의 구상화율의 상한은, 특별히 제한되지 않는다. 이러한 것에서, 이상적으로는 탄화물의 구상화율을 100%까지 높이는 것이 가장 바람직하다. 한편, 모든 탄화물을 구상으로 제어하기 위해서는 제조 공정의 엄격화가 필요하다. 따라서, 수율의 저하를 억제하기 위해서, 탄화물의 구상화율의 상한을 99.5% 이하로 해도 된다.As shown in Fig. 4, if the spheroidizing rate of the carbide is less than 90%, the locally stress concentration causes the carbide to become a starting point of the crack and degrade the cold workability (see X in Fig. 4). Therefore, in order to obtain sufficient cold workability, the spheroidization ratio of carbide is set to 90% or more. The spheroidizing rate of the carbide may be 91% or more or 92% or more. The higher the spheroidizing ratio of the carbide, the better the cold workability. Therefore, the upper limit of the spheroidizing rate of the carbide is not particularly limited. In this case, ideally, it is most preferable to increase the spheroidization ratio of the carbide to 100%. On the other hand, strict control of the manufacturing process is required to control all the carbides to spherical shape. Therefore, in order to suppress the decrease in the yield, the upper limit of the spheroidizing rate of the carbide may be set to 99.5% or less.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 페라이트의 평균 직경(평균 페라이트 입경)이 10㎛ 미만이면, 항복비(YR)의 증대에 의해, 가공 시에 변형이 일부에 집중하여 균열되기 때문에, 냉간 가공성을 확보할 수 없다. 그로 인해, 평균 페라이트 입경을 10㎛ 이상으로 한다. 평균 페라이트 입경을, 12㎛ 이상, 15㎛ 이상 또는 18㎛ 이상으로 해도 된다. 평균 페라이트 입경의 상한은, 특별히 제한되지 않지만, 강판의 페라이트 입경이 지나치게 조대해지면, 냉간 가공 시에 표면 거칠어짐이 발생하기 쉬워져 제품의 외관을 손상시키는 경우가 있다. 그로 인해, 제품의 외관을 보다 개선하기 위해서, 평균 페라이트 입경의 상한을 100㎛로 해도 된다. 이 평균 페라이트 입경의 상한은, 바람직하게는 80㎛ 또는 60㎛이다.Further, as shown in Fig. 4, when the average diameter (average ferrite grain size) of the ferrite is less than 10 mu m, the deformation is partially concentrated and cracked due to the increase in the yield ratio YR, Can not be ensured. Therefore, the average ferrite grain size is set to 10 탆 or more. The mean ferrite grain size may be 12 占 퐉 or more, 15 占 퐉 or more, or 18 占 퐉 or more. Although the upper limit of the average ferrite grain size is not particularly limited, if the ferrite grain size of the steel sheet becomes too large, surface roughness tends to occur during cold working, thereby deteriorating the appearance of the product. Therefore, in order to further improve the appearance of the product, the upper limit of the average ferrite grain size may be set to 100 탆. The upper limit of the average ferrite grain size is preferably 80 占 퐉 or 60 占 퐉.

도 3에는, 조대한 탄화물 입자의 개수 비율과, 켄칭 시의 오스테나이트 조직(즉, 켄칭 후의 구오스테나이트 입자)으로, 평균 입경에 대응하는 입도 번호로부터 2 이상 다른 입도 번호를 갖는 결정립(구오스테나이트 입자)의 면적률%(이상 오스테나이트의 면적률%)의 관계를 나타내고 있다. 여기서, 이상 오스테나이트는, 평균 구오스테나이트 입경의 0.5배 이하 또는 2배 이상의 입경을 갖는 구오스테나이트 입자이며, 이상 오스테나이트의 면적률은, 이상 오스테나이트의 면적의 합계가 구오스테나이트 입자의 전체 면적에 차지하는 비율이다.3 shows the relationship between the ratio of the number of coarse carbide particles and the number of grains having a grain size number different from the grain size number corresponding to the average grain size by the austenite structure at the time of quenching (that is, the old austenite grains after quenching) (% Area percent of the above austenite)). Here, the ideal austenite is spherical austenite particles having a particle size of not more than 0.5 times or not less than 0.5 times the average spherical austenite particle size, and the area ratio of the ideal austenite is such that the sum of areas of the ideal austenite It is the ratio of the total area.

이 도 3에 도시한 바와 같이, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 미만에서는, 켄칭 시의 가열 중에 조대한 오스테나이트의 비율이 증가한다. 또한, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 이상에서도, 조대한 탄화물의 개수 비율이 30%를 초과하는 경우에는, 켄칭 시의 가열 중에 조대한 오스테나이트의 비율이 증가한다. 켄칭 시의 가열 중의 오스테나이트 조직에 있어서 이상 오스테나이트 입자의 면적의 합계가 30%를 초과하여, 혼립도가 높아지면, 켄칭 시의 냉각에 있어서, 각각의 오스테나이트 입자의 입경에 따라 변태의 개시 시기와 종료 시기에 차가 발생한다. 그로 인해, 켄칭재의 마이크로 조직의 균일성이 저하하는 것 외에, 열처리 변형이 커져 형상 불량을 초래하는 등, 켄칭 안정성이 저하한다. 이와 같이, 켄칭 안정성의 확보에도 페라이트 및 탄화물의 제어는 중요하다.As shown in Fig. 3, when the average ferrite grain size is less than 10 mu m, the proportion of coarse austenite increases during heating during quenching. When the number ratio of coarse carbides exceeds 30% even when the average ferrite grain size is 10 占 퐉 or more, the proportion of coarse austenite increases during heating during quenching. When the total area of the ideal austenite grains in the austenite structure during heating at the time of quenching exceeds 30% and the degree of sintering becomes high, in the cooling at quenching, the initiation of transformation according to the grain sizes of the respective austenite grains There will be a difference between when and when. As a result, the uniformity of the microstructure of the quenched material is deteriorated, and the heat treatment deformation is increased, resulting in defective shape, and the quenching stability is lowered. Thus, the control of ferrite and carbide is also important for ensuring quenching stability.

또한, 중탄소 강판의 조직 관찰에서는, 주사형 전자 현미경을 사용하여, 3000 내지 10000배, 경우에 따라서는, 30000배 정도의 배율로 조직 관찰면 상에 탄화물(시멘타이트)이 500개 이상 포함되는 시야를 16개소 이상 선택하고, 그 영역 내에 포함되는 각 탄화물의 면적을 상세하게 측정한다. 그 후, 탄화물 1개당 평균 면적으로부터, 입형 형상을 원으로 근사했을 때의 직경을 평균 탄화물 입경으로서 구한다. 그로 인해, 측정 방법을 고려하여, 이 평균 탄화물 입경의 하한은, 0.03㎛여도 된다. 또한, 단축 길이에 대한 장축 길이의 비가 3 이상인 탄화물을 침상 탄화물이라 하고, 이 비가 3 미만인 탄화물을 구상 탄화물로 하여, 침상 탄화물의 개수와 구상 탄화물의 개수를 산출한다. 구상 탄화물의 개수를 전체 탄화물의 개수로 나눈 값을 탄화물(시멘타이트)의 구상화율이라 한다.Further, in the observation of the structure of the medium carbon steel sheet, a scanning electron microscope was used to measure the visibility of the specimen at a magnification of about 3000 to 10000, and in some cases about 30,000 times, a view including 500 or more carbides (cementite) At least 16 areas are selected, and the area of each carbide contained in the area is measured in detail. Thereafter, the average diameter of the carbide is calculated from the average area per one carbide as the average carbide particle diameter when the grain shape is approximated by a circle. Therefore, in consideration of the measurement method, the lower limit of the average carbide particle diameter may be 0.03 mu m. The carbide having a ratio of the major axis length to the minor axis length of 3 or more is referred to as acicular carbide and the carbide having a ratio of less than 3 is referred to as a spherical carbide to calculate the number of needle carbides and the number of spherical carbides. The value obtained by dividing the number of spherical carbides by the total number of carbides is called the spheroidization ratio of carbide (cementite).

강판의 페라이트 입경도 주사형 전자 현미경으로 측정하는 것이 바람직하다. 페라이트 입자가 200개 이상 포함되는 배율로 5개소 이상의 영역을 촬영하고, 촬영 사진 중에 포함되는 페라이트 입자수를 센다. 촬영 사진 내에 전체가 포함되는 페라이트 입자를 1개, 일부만이 포함되는 페라이트 입자를 0.5개라 한다. 촬영 면적을 상기에서 센 페라이트 입자수로 나눔으로써 페라이트 입자 1개당 면적을 구한다. 구한 면적의 평방근을 페라이트 입경이라 하고, 그 평균값(5개소 이상의 영역의 평균)을 평균 페라이트 입경이라 한다. 또한, 마이크로 조직에, 베이나이트 및 마르텐사이트는 혼입되지 않는 것이 바람직하다.The ferrite grain size of the steel sheet is preferably measured by a scanning electron microscope. Five or more areas are photographed at a magnification that includes 200 or more ferrite particles, and the number of ferrite particles included in the photographed photograph is counted. The photographed photograph is made up of one piece of ferrite particles including all of them and 0.5 piece of ferrite particles including only a part of them. The area per unit area of the ferrite particles is obtained by dividing the photographing area by the number of sent ferrite particles. The square root of the obtained area is referred to as ferrite grain size, and the average value (the average of five or more areas) is referred to as an average ferrite grain size. It is also preferable that bainite and martensite are not mixed in the microstructure.

강판의 판 두께를, 1㎜ 이상으로 해도 되고, 1.2㎜ 이상 또는 1.8㎜ 이상으로 해도 된다. 또한, 강판의 판 두께를, 12.5㎜ 이하로 해도 되고, 10㎜ 이하, 8㎜이하 또는 6㎜ 이하로 해도 된다. 인장 강도(TS)는 550㎫ 이하로 한다. 인장 강도(TS)를 550㎫ 이하로 저감하면, 연성이 증가하여, 가공 시의 성형량을 보다 충분히 확보할 수 있다. 이와 같이, 인장 강도(TS)가 낮아지면, 연성이 개선되어, 가공성이 양호해진다. 또한, 인장 강도(TS)를, 500㎫ 이하, 470㎫ 이하 또는 440㎫ 이하로 하면 바람직하다. 여기서, 펀칭 가공 시에서의 늘어짐을 저감할 필요가 있는 경우에는, 인장 강도(TS)를 증가하면 된다. 최근, 펀칭과, 굽힘과, 두께 증가를 일체화한 강판의 단조 기술도 보급되고 있기 때문에, 대상으로 되는 가공 방법에 따라서, 인장 강도(TS)의 하한을 360㎫ 이상 또는 400㎫ 이상으로 해도 된다.The plate thickness of the steel sheet may be 1 mm or more, or 1.2 mm or more or 1.8 mm or more. The thickness of the steel sheet may be 12.5 mm or less, or 10 mm or less, 8 mm or less, or 6 mm or less. The tensile strength (TS) is 550 MPa or less. When the tensile strength (TS) is reduced to 550 MPa or less, the ductility is increased, and the molding amount at the time of processing can be sufficiently secured. As described above, when the tensile strength TS is lowered, ductility is improved and workability is improved. The tensile strength TS is preferably 500 MPa or less, 470 MPa or less, or 440 MPa or less. Here, when it is necessary to reduce sagging during punching processing, the tensile strength TS may be increased. In recent years, forging techniques of punching, bending and increasing the thickness are integrated, and therefore, the lower limit of the tensile strength TS may be set to 360 MPa or more or 400 MPa or more depending on the processing method to be applied.

또한, 항복비(YR)(항복점 또는 항복 강도/인장 강도)를 60% 이하로 하면 바람직하다. 항복비(YR)를 60% 이하로 저감하면, 가공 시의 변형의 집중을 피할 수 있다. 특히 판의 가공을 실시하는 경우에는, 금형에 길들여지면서 재료가 변형되어 가기 때문에, 금형의 움직임에 동조하여 균일하게 재료가 변형될 수 있도록, 변형 시의 변형의 전파가 균일하거나, 혹은 재료 유동이 균일하거나 하면 된다. 그를 위해서는, 균일하게 가공 경화가 개시되기 쉽게 낮은 항복비(YR)로 제어하면 되는 것을 금회 또한 지견했다. 항복비(YR)가 60% 이하인 경우에는, 변형이 전파하기 쉽기 때문에, 냉간 가공 시에, 어느 한 곳에서의 응력 집중을 방지하고, 그 결과 유입 불량이나 균열을 더 억제할 수 있다. 항복비(YR)를 56% 이하 또는 52% 이하로 하면 보다 바람직하다. 또한, 항복비(YR)가 30% 이상인 경우에는, 충분한 항복점 또는 항복 강도 YP에 의해 냉간 가공 시에 공구와의 마찰 등에 의해 강판 표면에 흠집이 생기는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 강판으로부터 얻어진 부재 표면의 미관을 보다 개선할 수 있기 때문에, 중탄소 강판의 항복비(YR)의 하한을 30% 이상으로 해도 된다.It is also preferable that the yield ratio (YR) (yield point or yield strength / tensile strength) is 60% or less. If the yield ratio (YR) is reduced to 60% or less, concentration of deformation during processing can be avoided. Particularly, in the case of machining a plate, since the material is deformed while being tied to the metal mold, the propagation of the deformation at the time of deformation is uniform so that the material can be uniformly deformed in synchronization with the movement of the metal mold, Uniformity. For this purpose, it has been also found out that it is only necessary to control the work rate to a low yield ratio (YR) so that work hardening can be uniformly started. When the yield ratio (YR) is 60% or less, deformation is likely to propagate. Therefore, at the time of cold working, stress concentration at any one place can be prevented, and as a result, inflow failure and cracks can be further suppressed. It is more preferable to set the yield ratio (YR) to 56% or less or 52% or less. When the yield ratio (YR) is 30% or more, it is possible to prevent scratches on the surface of the steel sheet due to friction with the tool during cold working due to a sufficient yield point or yield strength YP. As described above, since the aesthetic appearance of the member surface obtained from the steel sheet can be further improved, the lower limit of the yield ratio (YR) of the medium carbon steel sheet may be set to 30% or more.

이어서, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 중탄소 강판의 제조 방법에 대해서 설명한다.Next, a method for manufacturing a medium carbon steel sheet according to one embodiment of the present invention will be described.

본 실시 형태에서는, 상술한 실시 형태에 기재한 화학 성분(화학 조성)의 범위의 재료를 사용하여, 열연에서의 마무리 압연 후의 냉각의 조건을 궁리함으로써 열연판의 펄라이트 조직을 최적화하여, 경냉연율의 냉간 압연 및 저온이면서 단시간의 어닐링(예를 들어, 1회 냉연 및 1회 어닐링)에 의해 탄화물(철 탄화물)의 하나인 시멘타이트의 형태를 제어한다. 이와 같이 해서, 특히 냉간 가공성이 우수하고, 켄칭 안정성이 우수한 중탄소 강판을 제조할 수 있다. 이하에, 본 실시 형태에 관한 제조 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.In this embodiment, the pearlite structure of the hot-rolled sheet is optimized by using the material having the chemical composition (chemical composition) range described in the above-described embodiment, and considering the conditions of cooling after finish rolling in hot rolling, (Iron carbide) by cold rolling of the cemented carbide and a short-time annealing at a low temperature (for example, one time cold rolling and one time annealing). Thus, a medium carbon steel sheet having excellent cold workability and excellent quenching stability can be produced. Hereinafter, the manufacturing method according to the present embodiment will be described in detail.

본 실시 형태에 관한 중탄소 강판의 제조 방법에서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 실시 형태에 기재한 화학 조성을 갖는 강을, 주조하고(S1), 열간 압연하고(S2), 공냉하고(S3), 강냉하고(S4), 권취하고(S5), 냉간 압연하고(S6), 어닐링한다(S7).9, the steel having the chemical composition described in the above embodiment is cast (S1), hot-rolled (S2), air-cooled (S3 , Cold rolling (S4), winding (S5), cold rolling (S6), and annealing (S7).

(열간 압연) (Hot rolling)

열간 압연(열연)에서는, 상기 실시 형태에 기재한 화학 성분의 범위를 만족하는 주조 후의 강(예를 들어, 연속 주조 주조편)을, 직접 열간 압연해도 되고, 가열한 후 열간 압연해도 된다. 또한, 열간 압연의 조건은, 특별히 제한되지 않고, 열간 압연의 조건으로서 일반적인 조압연 및 마무리 압연(예를 들어, 압연 종료 온도가 Ar3+50℃ 이상)의 조건을 적용할 수 있다.In hot rolling (hot rolling), the cast steel (for example, a continuous casting cast piece) satisfying the range of the chemical composition described in the above embodiment may be directly hot rolled, heated, and then hot rolled. The conditions of hot rolling are not particularly limited, and conditions of general rough rolling and finish rolling (for example, a rolling finish temperature of Ar3 + 50 deg. C or higher) can be applied as conditions of hot rolling.

(냉각 제어 및 권취) (Cooling control and winding)

열간 압연 후, 냉각 제어(냉각 패턴의 제어)를 행하여 펄라이트 변태에 의해 펄라이트를 생성시켜, 400℃ 내지 580℃의 온도 영역으로 권취하면, 펄라이트 중 시멘타이트의 평균 라멜라 두께가 적절하게 제어된 열연판을 얻을 수 있다. 라멜라 두께가 얇을수록 냉간 압연 후의 어닐링 시에 시멘타이트가 구상화하기 쉽기 때문에, 시멘타이트의 라멜라 두께는 얇을수록 바람직하다. 한편, 라멜라 두께가 지나치게 얇으면, 펄라이트가 지나치게 단단해져서, 냉간 압연 시에 펄라이트에 변형이 도입되기 어려워진다. 그로 인해, 그 후의 어닐링 시에 페라이트가 입자 성장하기 어려워진다. 이로 인해, 라멜라 두께의 하한이 0.02㎛여도 된다. 또한, 라멜라 두께가 지나치게 두꺼우면, 냉간 압연 후의 어닐링 시에 시멘타이트의 구상화가 촉진되지 않게 된다. 이로 인해, 라멜라 두께의 상한이 0.5㎛여도 된다.After the hot rolling, cooling control (control of the cooling pattern) is performed to produce pearlite by pearlite transformation, and the pearlite is rolled in a temperature range of 400 to 580 DEG C to obtain a hot rolled steel sheet having an average lamellar thickness of cementite in pearlite suitably controlled Can be obtained. The thinner the lamellar thickness, the more easily the lamellar thickness of the cementite becomes thinner, since the cementite is easily spheroidized at the time of annealing after cold rolling. On the other hand, if the thickness of the lamella is excessively thin, the pearlite becomes excessively hard, and it becomes difficult to introduce deformation into the pearlite during cold rolling. As a result, it is difficult for the ferrite to grow in the subsequent annealing. For this reason, the lower limit of the lamellar thickness may be 0.02 mu m. In addition, if the thickness of the lamella is too thick, spheroidization of the cementite is not promoted at the time of annealing after cold rolling. For this reason, the upper limit of the lamellar thickness may be 0.5 mu m.

상기와 같은 열연 후의 조직 형태를 얻기 위해서, 이하와 같이, 권취 온도의 제어와, 마무리 압연 후의 냉각 제어를 행한다. 즉, 강을, 마무리 압연(열간 압연) 직후에 2초 이상 또한 10초 이하 동안 공냉하고, 그 후 공냉의 종료 온도(강냉의 개시 온도)로부터 10 내지 80℃/s의 평균 냉각 속도로 480 내지 600℃의 펄라이트 영역(강냉의 종료 온도)까지 냉각하고, 그 후 400℃ 내지 580℃의 온도 영역에서 권취한다. 이러한 냉각 제어 및 권취 온도의 제어에 의해 상술한 열연 후의 조직 형태(예를 들어, 펄라이트 중 시멘타이트의 평균 라멜라 두께가 0.02 내지 0.5㎛)를 안정적으로 얻을 수 있다. 여기서, 공냉은, 평균 냉각 속도가 10℃/s 미만인 냉각이며, 공냉의 평균 냉각 속도의 하한은, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 공냉의 평균 냉각 속도가 0℃/s초여도 된다.In order to obtain such a post-hot-rolled texture, control of the coiling temperature and cooling control after finish rolling are carried out as follows. That is, the steel is air-cooled for 2 seconds to 10 seconds immediately after finish rolling (hot rolling), and then cooled at an average cooling rate of 1080 to 80 占 폚 / s from the end temperature (cold start temperature) Cooled to a pearlite region (finish temperature of arc cooling) at 600 ° C, and then wound in a temperature range of 400 ° C to 580 ° C. By such cooling control and control of the coiling temperature, it is possible to stably obtain the post-hot-rolled texture (for example, the average lamellar thickness of cementite in pearlite is 0.02 to 0.5 mu m). Here, air cooling is cooling with an average cooling rate of less than 10 ° C / s, and the lower limit of the average cooling rate of air cooling is not particularly limited. For example, the average cooling rate of air cooling may be 0 ° C / s.

열간에서의 마무리 압연 직후의 마이크로 조직에는, 통상, 오스테나이트의 재결정 조직과 미재결정 조직이 혼재되어 있어, 입도도 혼립이라고 평가되는 경우가 많다. 그로 인해, 마무리 압연 직후에, 10℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 480 내지 600℃의 펄라이트 변태의 온도 영역까지 강판을 냉각하면, 입경이 작은 재결정 오스테나이트 입자, 혹은 미재결정 오스테나이트 입자로부터 우선적으로 펄라이트 변태가 개시되어 버려, 시멘타이트의 라멜라 간격이 두꺼운 펄라이트가 생성된다. 이러한 열연판을, 산 세정한 후, 후술하는 바와 같이 5% 이상 또한 30% 미만인 냉연율로 냉간 압연하여, 650 내지 720℃의 온도 범위에서 5 내지 40hr 어닐링했다고 해도, 탄화물(시멘타이트)의 평균 직경이 0.4㎛를 초과하거나, 조대한 탄화물(시멘타이트)의 개수 비율이 30%를 초과하거나 한다. 따라서, 열간에서의 마무리 압연 직후의 2초 이상의 공냉에 의해, 열연판의 마이크로 조직을 입경이 균일한 재결정 오스테나이트로 할 수 있을 뿐만 아니라, 공냉 후의 변태의 타이밍을 강대(강판)의 폭 방향 및 판 두께 방향으로 정렬시킬 수 있다. 그로 인해, 펄라이트를 포함하는 균일한 마이크로 조직의 열연판을 얻어, 시멘타이트 및 페라이트를 적절하게 제어할 수 있다. 공냉 시간을 3초 이상으로 해도 된다. 단, 공냉 시간은 길수록 바람직하지만, 10초를 초과하면, 생산성이 저하하거나, 스케일의 성장에 의한 흠집의 발생 등의 문제가 발생하거나 하기 때문에, 공냉 시간의 상한을 10초 이하로 한다. 공냉 시간을 9초 이하 또는 8초 이하로 해도 된다.In the microstructure immediately after finish rolling in the hot state, usually, the recrystallized structure of austenite and the non-recrystallized structure are mixed, and the grain size is often evaluated as uneven. Therefore, if the steel sheet is cooled to a temperature region of pearlite transformation of 480 to 600 ° C at an average cooling rate of 10 ° C / s or more immediately after finish rolling, the recrystallized austenite particles having a small particle size or the non- Pearlite transformation is started, and pearlite having a thick lamellar spacing of cementite is produced. Even if these hot rolled sheets are annealed for 5 to 40 hours in the temperature range of 650 to 720 占 폚 and cold-rolled at a cold rolling rate of 5% or more and less than 30% as described later after acid pickling, the average diameter of the carbide (cementite) (Cementite) is more than 30% or more than 0.4 mu m, or the ratio of crude carbide (cementite) is more than 30%. Therefore, the microstructure of the hot-rolled steel sheet can be made into recrystallized austenite having a uniform grain size by air cooling for 2 seconds or more immediately after the finish rolling in the hot state, and the timing of the transformation after air- And can be aligned in the plate thickness direction. As a result, a hot rolled steel sheet having uniform microstructure including pearlite can be obtained, and cementite and ferrite can be appropriately controlled. The air cooling time may be 3 seconds or more. However, if the air cooling time is longer, it is preferable that the air cooling time is longer, but if it exceeds 10 seconds, the productivity may be lowered, or problems such as occurrence of scratches due to scale growth may occur. Therefore, the upper limit of the air cooling time is set to 10 seconds or less. The air cooling time may be 9 seconds or less or 8 seconds or less.

여기서, 열연판(강)의 마이크로 조직의 관찰을, 주사형 전자 현미경으로 행할 수 있다. 열연 후의 펄라이트 중 시멘타이트의 라멜라 두께는 0.02 내지 0.5㎛로 미세하기 때문에, 적어도 3000 내지 10000의 배율로 펄라이트를 관찰하여, 관찰면에 대해서 수직한 라멜라의 평균 두께를 측정한다. 라멜라 두께를 선분법에 의해 실측하고, 랜덤하게 추출한 30개 이상의 측정 개소로부터 얻어진 실측값을 평균하여 평균 시멘타이트 라멜라 두께를 산출한다.Here, the microstructure of the hot-rolled steel sheet (steel) can be observed by a scanning electron microscope. Since the lamellar thickness of cermetite in the pearlite after hot rolling is as small as 0.02 to 0.5 占 퐉, pearlite is observed at a magnification of at least 3000 to 10000 to measure the average thickness of the lamella perpendicular to the observation plane. The lamellar thickness is measured by the line segment method, and the measured values obtained from 30 or more measurement points randomly extracted are averaged to calculate the average cementitious lamellar thickness.

(냉간 압연) (Cold rolling)

상기 강냉 후의 열연판(강)을 산 세정 후에, 냉간 압연율(냉연율=(냉간 압연 전의 판 두께-냉간 압연 후의 판 두께)/냉간 압연 전의 판 두께) 5% 이상 또한 30% 미만인 경압하로 냉간 압연(냉연)한다. 냉간 압연의 횟수는 1회로 하는 것이 바람직하다.(Cold rolling ratio = (plate thickness before cold rolling) - (plate thickness after cold rolling) / (thickness before cold rolling)) of 5% or more and less than 30% after cold rolling the hot- Cold rolling (cold rolling). The number of times of cold rolling is preferably one.

이 냉간 압연에서는, 열연판의 마이크로 조직에 변형을 가함으로써, 각 조직간에 발생하는 변형차를 현저하게 하고, 이 변형차에 의해 어닐링 시의 입자 성장 및 재결정이 촉진된다. 이러한 변형 도입의 효과를 얻기 위해서, 냉연율을 5% 이상으로 한다. 게다가, 이 경우에는, 냉간 압연에 의해 중탄소 강판의 판 두께의 정밀도를 보다 높일 수 있다.In this cold rolling, deformation is applied to the microstructure of the hot-rolled steel sheet to make the deformation difference occurring between the respective structures remarkable, and the grain growth and recrystallization at the time of annealing are promoted by this deformation difference. In order to obtain the effects of such deformation introduction, the cold rolling rate is set to 5% or more. Further, in this case, the precision of the sheet thickness of the medium carbon steel sheet can be further increased by cold rolling.

또한, 냉연율을 높이면, 탄화물을 미세화할 수 있다. 냉연율이 5% 미만이면 열연에 의해 석출한 탄화물(예를 들어, 상기 펄라이트 중 라멜라 시멘타이트)이, 냉연 시에 충분히 파괴되지 않고, 어닐링 후 마이크로 조직 내에 잔존하여, 탄화물(시멘타이트)의 평균 입경이 커지거나, 조대한 탄화물(시멘타이트)의 비율이 증가하거나 한다. 또한, 냉연율이 30% 이상이면 어닐링에 의한 재결정 후의 페라이트가 미립화하여 강도가 높아지기 때문에, 높은 냉간 가공성을 달성할 수 없게 된다. 그로 인해, 냉연율의 상한을 30% 미만으로 설정한다.Further, if the cold rolling rate is increased, the carbide can be made finer. If the cold rolling ratio is less than 5%, the carbide precipitated by hot rolling (for example, lamellar cementite in the pearlite) does not sufficiently break at the time of cold rolling and remains in the microstructure after annealing, Or the ratio of coarse carbide (cementite) increases or increases. If the cold rolling ratio is 30% or more, the ferrite after recrystallization by annealing becomes fine and the strength becomes high, so that high cold workability can not be achieved. Therefore, the upper limit of the cold rolling ratio is set to less than 30%.

또한, 본 실시 형태에 관한 기술 분야에서는, 400℃ 내지 580℃에서 권취한 강판을, 산 세정 후, 그대로 냉연하는 것은 일반적이지 않다. 이 온도 영역에서 권취한 열연판은, 비커스 경도가 200HV 이상으로 단단하고, 또한 균열되기 쉽기 때문에, 냉연 시의 부하가 증대하거나, 생산성이 저하하거나 하는 경우가 있다. 그로 인해, 열연판을, 일단 어닐링하여 연질화시킬 필요가 있었다. 또한, C양이 적은 연질의 강을 사용하는 경우에는, 켄칭성을 확보하기 위해서, 침탄을 후속 공정(예를 들어, 켄칭 부재의 제조 시)으로 행할 필요가 있었다. 이러한 프로세스(예를 들어, 냉연 전의 어닐링, 냉연이나 침탄)의 수를 저감시켜서 비용을 삭감하기 위해서, 냉연을 생략하는 것이 일반적이다.Further, in the technical field of the present embodiment, it is not general that the steel sheet rolled at 400 ° C to 580 ° C is cold-rolled after acid cleaning. The hot-rolled sheet wound in this temperature region has a Vickers hardness of 200 HV or more and is liable to be cracked, so that the load during cold rolling may increase and the productivity may be lowered. Thereby, it was necessary to soften the hot-rolled sheet once by annealing. Further, in the case of using a soft steel having a small amount of C, it is necessary to carry out carburization in a subsequent step (for example, in the production of a quenching member) in order to secure the quenching property. In order to reduce the number of such processes (for example, annealing before cold rolling, cold rolling or carburizing) to reduce costs, it is common to omit cold rolling.

그러나, 본 발명자들은, 최근 냉연 기술의 발달에 의해, 상기 열연판을 그대로 5% 이상 또한 30% 미만인 냉연율로 냉연해도, 충분한 생산성을 확보하면서 압연기가 냉연 시의 부하에 견딜 수 있는 것을 발견했다. 또한, 냉연과 어닐링에 의해 시멘타이트의 입도 분포를 보다 적절하게 제어하는 기술은, 본 발명자들이, 켄칭 부재의 전체적인 형상 정밀도의 개선이라고 하는 새로운 과제를 해결하기 위해서 새롭게 발견한 방법이다. 게다가, 켄칭 부재의 제조 시의 공정수나 공정 시간의 증가에 의해 발생하는 총 비용을 고려하면, 보다 에너지를 삭감할 수 있다.However, the inventors of the present invention have found that even if the hot-rolled sheet is cold-rolled at a cold rolling rate of 5% or more and less than 30% as it is with the recent development of cold rolling technology, the rolling mill can withstand the load during cold rolling . Further, a technology for more appropriately controlling the particle size distribution of cementite by cold rolling and annealing is a newly discovered method for solving the new problem of improving the overall shape accuracy of the quenching member. Furthermore, considering the total cost incurred by the number of steps in the production of the quenching member and the increase in the processing time, the energy can be further reduced.

(어닐링) (Annealing)

이러한 열연과, 산 세정과, 냉연을 실시한 강판을 어닐링하고, 목표로 하는 탄화물을 포함하는 조직을 갖는 강판으로 한다. 어닐링 후의 강도를 적절한 레벨로 하기 위해서는, 냉간 압연과 어닐링은 각각 1회로 하는 것이 바람직하다.The steel sheet subjected to such hot rolling, pickling and cold rolling is annealed to obtain a steel sheet having a structure containing a target carbide. In order to set the strength after annealing to an appropriate level, cold rolling and annealing are preferably performed one cycle at a time.

어닐링에 의해, 각 조직에 집적한 변형량의 차를 이용하여, Ac1 이하의 어닐링 온도에서 초석 페라이트가 재결정하고, 입자 성장하여 조대한 입자로 됨으로써, 강판(강)이 연질화한다.By the annealing, the pro-eutectoid ferrite is recrystallized at the annealing temperature of Ac1 or less by using the difference in the amount of deformation integrated in each structure, and the grain grows into coarse particles to soften the steel sheet (steel).

또한, 어닐링 전의 탄화물(시멘타이트)은, 비교적 낮은 권취 온도에 의해 마이크로 조직 내에 균일하게 분산되고 있는 것에 더하여, 냉연에 의해 냉연 완료 시에 매우 미세해지고 있다. 그 결과, 어닐링을 개시하면, 바로 탄화물이 용해를 개시하여, 구상화가 추진된다. 단, 전술한 제조 조건의 결과, 작은 탄화물이 매우 균일하게 분산되고 있기 때문에, 단숨에 탄화물의 구상화가 진행되고, 매우 미세한 구상 탄화물이 일제히 다수 생성된다. 이 어닐링에 있어서는, 어닐링 조건이 단시간에 저온인 쪽이 바람직하다. 그로 인해, 650 내지 720℃의 온도 범위(어닐링 온도)에서 5 내지 40hr의 어닐링 시간의 어닐링을 행한다. 탄화물의 구상화의 속도를 보다 높이는 경우에는, 어닐링 온도(하한)가, 680℃ 이상인 것이 바람직하고, 탄화물의 조대화를 보다 억제하는 경우에는, 어닐링 온도(상한)가, 700℃ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 탄화물의 구상화율을 보다 높이는 경우에는, 어닐링 시간(하한)이, 20hr 이상인 것이 바람직하다. 최적의 어닐링 조건은, 690℃이면서 20 내지 40hr이다.In addition, the carbide (cementite) before annealing is uniformly dispersed in the microstructure at a relatively low coiling temperature, and is very fine at the completion of cold rolling by cold rolling. As a result, when the annealing is started, the carbide immediately begins to dissolve and spheroidization is promoted. However, as a result of the above-described production conditions, since a small amount of carbide is dispersed very uniformly, spheroidization of carbide proceeds at once, and very fine spherical carbides are simultaneously produced. In this annealing, it is preferable that the annealing condition is a low temperature in a short time. As a result, the annealing is performed at an annealing time of 5 to 40 hours at a temperature range of 650 to 720 DEG C (annealing temperature). The annealing temperature (lower limit) is preferably 680 DEG C or higher when the speed of spheroidizing the carbide is higher, and preferably 700 DEG C or lower when the coarsening of the carbide is further suppressed. When the spheroidization ratio of the carbide is further increased, the annealing time (lower limit) is preferably 20 hours or more. The optimum annealing conditions are 690 캜 and 20 to 40 hours.

또한, 어닐링을, 어닐링 분위기의 제어성의 관점에서 상자 어닐링으로 행하는 것이 바람직하다. 어닐링 분위기는, 특별히 제한되지 않지만, 95% 이상의 수소 농도로, 또한 400℃까지의 노점이 -20℃ 미만이고, 400℃초에서의 노점이 -40℃ 미만이면 된다. 이 경우, 강재의 폭 방향에서의 특성의 편차를 더 억제할 수 있다. 또한, 질소 분위기 하에서도, 목표로 하는 특성의 강재를 제조하는 것은 가능하다.Further, annealing is preferably performed by box annealing from the viewpoint of controllability of the annealing atmosphere. The annealing atmosphere is not particularly limited, but may be a hydrogen concentration of 95% or more, a dew point up to 400 캜 less than -20 캜, and a dew point less than -40 캜 at 400 캜. In this case, the deviation of the characteristic in the width direction of the steel material can be further suppressed. It is also possible to produce a steel material having a desired characteristic even in a nitrogen atmosphere.

또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 5% 이상 또한 30% 미만인 냉연율의 냉간 압연과 이 냉간 압연 후의 어닐링을 조합하고 있다. 이 조합은 1회로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 어닐링 후에 다시 냉연율 5%를 초과하는 냉간 압연을 행하지 않을 필요가 있다. 즉, 1회의 냉간 압연 중 압하 횟수(롤러에 의한 압연)는 특별히 제한되지 않는다. 이러한 냉간 압연과 냉간 압연 후의 어닐링의 조합에 의해, 탄화물의 형태를 제어하면서 높은 생산성을 확보할 수 있다.In the present embodiment, cold rolling with a cold rolling ratio of 5% or more and less than 30% and annealing after cold rolling are combined as described above. It is preferable that this combination is performed once. Here, after the annealing, it is necessary not to carry out the cold rolling more than 5% of the cold rolling rate again. That is, there is no particular limitation on the number of rolling times (rolling by rollers) during one cold rolling. By combining such cold rolling and annealing after cold rolling, high productivity can be ensured while controlling the shape of carbide.

상술한 바와 같이, 열연 후의 냉각 패턴, 권취 온도, 냉연 조건 및 어닐링 조건을 제어함으로써, 탄화물을 구상이면서 미세하게 균일 분산시킨 상태에서 페라이트를 10㎛ 이상으로 성장시키는 것이 가능하며, 얻어진 중탄소 강판의 가공성을 확보할 수 있게 된다. 동시에, 시멘타이트 입경(탄화물 입경)의 조대화의 비율도 제어하는 것이 가능하며, 얻어진 중탄소 강판의 켄칭 안정성도 높일 수 있게 된다.As described above, by controlling the cooling pattern after hot rolling, the coiling temperature, the cold rolling condition, and the annealing conditions, it is possible to grow ferrite in a state of 10 mu m or more in a state of finely uniformly dispersing the carbides while spherical, The workability can be ensured. At the same time, the ratio of coarsening of the cementite particle size (carbide particle size) can be controlled, and the quenching stability of the obtained medium carbon steel sheet can be enhanced.

또한, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 켄칭 부재에 대해서 설명한다.A quenching member according to an embodiment of the present invention will be described.

본 실시 형태에 관한 켄칭 부재(켄칭된 강 부재, 제품 형상을 갖는 켄칭하여 얻어진 강 부재)에서는, 구오스테나이트 입자의 평균 입경의 0.5배 이하 또는 2배 이상의 입경을 갖는 구오스테나이트 입자(이상 오스테나이트)의 면적의 합계가 구오스테나이트 입자 전체의 면적의 합계의 30% 이내이다. 또한, 이 이상 오스테나이트의 면적 비율의 하한은 특별히 제한되지 않고, 이 면적 비율이, 0% 이상이어도 되고, 1% 이상 또는 3% 이상이어도 된다. 또한, 상기 이상 오스테나이트(평균 입경의 0.5배 이하 또는 2배 이상의 입경)의 정의는, 상기 오스테나이트의 입도 번호(평균 입경에 대응하는 입도 번호로부터 2 이상 다른 입도 번호)에 의한 정의에 대응한다.In the quenching member (quenched steel member, steel member obtained by quenching with a product shape) according to the present embodiment, the old austenite particles having an average particle diameter of not more than 0.5 times or not less than twice the average particle diameter of old austenite particles Knit) is within 30% of the total area of the whole of the old austenite grains. The lower limit of the area ratio of the ideal austenite is not particularly limited, and the area ratio may be 0% or more, 1% or more, or 3% or more. The definition of the above-mentioned ideal austenite (grain size of not more than 0.5 times or not smaller than 0.5 times of the average grain size) corresponds to the definition of the grain size number of the austenite (grain size number not less than 2 from the grain size number corresponding to the average grain size) .

켄칭 전의 오스테나이트는, 켄칭 후, 각종 저온 조직에 변태하지만, 켄칭 후의 마이크로 조직에 있어서, 변태 전의 오스테나이트의 결정립계가 에칭 등에 의해 명확하게 현출된다. 이와 같이, 저온 조직을 포함하여, 오스테나이트의 결정립계에 둘러싸이는 입자가 1개의 구오스테나이트 입자로서 평가된다.The austenite before quenching transforms into various low-temperature structures after quenching, but in a microstructure after quenching, a grain boundary of austenite before transformation is clearly developed by etching or the like. Thus, the particles surrounded by the grain boundaries of austenite, including the low-temperature structure, are evaluated as one old austenite grains.

또한, 켄칭 부재의 마이크로 조직을 특히 규정할 필요는 없지만, 마르텐사이트의 면적률을 95% 이상 또는 98% 이상으로 해도 된다. 또한, 이 마르텐사이트의 면적률은, 100% 이하여도 된다.In addition, the microstructure of the quenching member need not be specified, but the area ratio of the martensite may be 95% or more or 98% or more. The area ratio of the martensite may be 100% or less.

또한, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 켄칭 부재의 제조 방법에 대해서 설명한다.A manufacturing method of a quenching member according to an embodiment of the present invention will be described.

본 실시 형태에서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 실시 형태에 관한 중탄소 강판을, 제품 형상에 냉간 가공하고(S11), Ac3 변태점보다도 높은 온도로 가열 후(S12), 냉각하고(S13), 켄칭 부재(켄칭된 강 부재, 제품 형상을 갖는 켄칭하여 얻어진 강 부재)를 얻는다. 그로 인해, 페라이트 및 시멘타이트를 오스테나이트로 변태시키기 위한 가열 온도를 제외한 조건(예를 들어, 제품 형상, 가공 방법, 가열 온도를 제외한 가열 조건, 유지 조건, 냉각 조건)은, 특별히 제한되지 않고, 일반적인 켄칭과 동일 조건을 적용할 수 있다. 예를 들어, 가열(S12)과 냉각(S13)을 일반적인 고주파 켄칭(고주파 가열 및 급냉)으로 행하면, 적합하다. 이러한 일반적인 켄칭의 조건으로서, 예를 들어 냉간 가공 후의 중탄소 강판(켄칭 전의 부재)을, 900 내지 1200℃의 온도 범위까지 가열한 후, 급냉해도 된다. 또한, 예를 들어 냉간 가공 후의 중탄소 강판(켄칭 전의 부재)을, 가열 후 0 내지 20초 유지하여, 60 내지 1000℃/s의 평균 냉각 속도로 200℃ 이하까지 급냉해도 된다. 또한, 최종적으로 얻어진 켄칭 부재의 마이크로 조직을 특별히 규정할 필요는 없지만, 마르텐사이트의 면적률을 95% 이상 또는 98% 이상으로 해도 된다.In this embodiment, as shown in Fig. 10, the carbon steel sheet according to the above embodiment is cold worked (S11), heated to a temperature higher than the Ac3 transformation point (S12), cooled (S13) , A quenching member (quenched steel member, steel member obtained by quenching with a product shape) is obtained. Therefore, there are no particular limitations on the conditions except for the heating temperature for transforming ferrite and cementite into austenite (for example, the heating temperature, the heating condition, and the heating condition) The same conditions as for quenching can be applied. For example, it is preferable that the heating (S12) and the cooling (S13) are performed by general high frequency quenching (high frequency heating and quenching). As such a general quenching condition, for example, a medium carbon steel plate (member before quenching) after cold working may be quenched after heating to a temperature range of 900 to 1200 ° C. Further, for example, a medium carbon steel plate (member before quenching) after cold working may be quenched to 200 占 폚 or less at an average cooling rate of 60 to 1000 占 폚 / s by keeping it for 0 to 20 seconds after heating. The microstructure of the finally obtained quenching member does not need to be specified, but the area ratio of the martensite may be 95% or more or 98% or more.

켄칭 안정성은, 켄칭을 위한 가열 시에 있어서의 오스테나이트의 혼립도의 영향을 받는다. 켄칭 부재를 제조할 때, 켄칭 시의 오스테나이트 입경은 균일할수록 바람직하다. 오스테나이트 입자가 혼립인 경우에는, 입경이 작은 오스테나이트 입자로부터 변태가 개시되기 때문에, 변태 변형이 강 내에서 불균일해져서, 열처리 변형이 커지는 등 켄칭 안정성이 손상된다. 특히, 켄칭 시의 오스테나이트 조직에 있어서 이상 오스테나이트의 면적의 합계가 30%를 초과하는 경우에, 켄칭 시의 변형이 커진다. 이로 인해, 켄칭 시의 변형을 충분히 저감할 수 있도록, 높은 켄칭 안정성을 갖는 상기 실시 형태에 관한 중탄소 강판을 사용한다.The quenching stability is affected by the degree of agglomeration of austenite during heating for quenching. When the quenching member is produced, the uniformity of the austenite particle size at the time of quenching is preferable. In the case where the austenite grains are mixed, the transformation starts from the austenite grains having a small grain diameter, so that the transformation deformation becomes uneven in the steel and the heat treatment deformation becomes large, such that the quenching stability is impaired. In particular, when the total area of the ideal austenite in the austenite structure at the time of quenching exceeds 30%, the deformation at the time of quenching becomes large. For this reason, a medium carbon steel sheet according to the above embodiment having high quenching stability is used so that deformation at the time of quenching can be sufficiently reduced.

실시예Example

이어서, 실시예에 대해서 설명한다.Next, an embodiment will be described.

실시예의 수준은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해서 채용한 실행 조건의 일례이며, 본 발명은 이 일 조건예에 한정되지 않는다. 본 발명은 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 도달하는 한에 있어서는, 다양한 조건을 채용 가능하다.The level of the embodiment is an example of the execution condition adopted to confirm the feasibility and effect of the present invention, and the present invention is not limited to this one condition example. The present invention can adopt various conditions as long as the object of the present invention is achieved without departing from the gist of the present invention.

표 1 내지 표 3에 나타내는 화학 조성(잔량부는, 철 및 불가피적 불순물)을 갖는 강괴(강)를, 열간 압연 후, 2.5초간 공냉하여, 30℃/s의 평균 냉각 속도로 540℃까지 강냉하고, 500℃에서 권취하고, 실온까지 냉각하여, 열연판을 얻었다. 또한, 얻어진 열연판을, 15%의 냉연율로 냉간 압연 후, 680℃에서 24hr 어닐링하여, 표 4의 마이크로 조직을 갖는 다양한 강판을 얻어, 각각 냉간 가공성을 평가했다. 표 4에 나타내는 결과 중, 성형성이 양호한 강종의 열연판(열간 압연 후, 냉각 제어하여 얻어진 강판)을 대상으로, 10%의 냉연율로 냉간 압연 후, 680℃에서 4hr 어닐링하여, 표 5의 마이크로 조직을 갖는 다양한 강판을 얻어, 각각 냉간 가공성을 평가했다. 또한, 동일한 열연판을 대상으로, 70%의 냉연율로 냉간 압연 후, 680℃에서 8hr 어닐링하여, 표 6의 마이크로 조직을 갖는 다양한 강판을 얻어, 각각 냉간 가공성을 평가했다. 또한, 표 1 내지 표 3에 나타내는 화학 조성을 갖는 강괴로부터, 표 7 및 표 10에 나타내는 조건에서 강판을 제작하여, 열연판의 펄라이트 내의 라멜라 시멘타이트의 두께 및 어닐링판(제품 강판)의 탄화물의 입도 분포, 어닐링판의 페라이트 입경을 측정하여, 인장 시험을 실시했다. 어닐링에 있어서의 유지가 완료된 후의 강판에 대해서는, 로냉에 의해 어닐링 온도로부터 400℃까지의 동안을 100℃/hr로 냉각했다.The steel ingots (steel) having the chemical compositions shown in Tables 1 to 3 (iron and inevitable impurities) were hot-rolled, air-cooled for 2.5 seconds, cooled to 540 占 폚 at an average cooling rate of 30 占 폚 / s Rolled at 500 DEG C, and cooled to room temperature to obtain a hot-rolled sheet. The obtained hot-rolled sheets were cold-rolled at a cold rolling ratio of 15% and then annealed at 680 캜 for 24 hours to obtain various steel sheets having microstructures shown in Table 4, and cold workability was evaluated. Among the results shown in Table 4, hot rolled steel sheets (steel sheets obtained by hot rolling and cooling control) having a good formability were subjected to cold rolling at a cold rolling ratio of 10% and annealing at 680 캜 for 4 hours, Various steel sheets having microstructures were obtained, and cold workability was evaluated. Further, the same hot-rolled sheet was cold-rolled at a cold rolling ratio of 70% and annealed at 680 캜 for 8 hours to obtain various steel sheets having microstructures shown in Table 6, and cold workability was evaluated. A steel sheet was produced from the steel ingot having the chemical composition shown in Tables 1 to 3 under the conditions shown in Tables 7 and 10, and the thickness of the lamellar cementite in the pearlite of the hot rolled steel sheet and the grain size distribution of the carbide of the annealing plate , The ferrite grain size of the annealing plate was measured, and a tensile test was conducted. With respect to the steel sheet after completion of the holding in the annealing, the annealing temperature was lowered to 100 deg. C / hr from the annealing temperature to 400 deg.

Figure 112014021218766-pct00002
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Figure 112014021218766-pct00003
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Figure 112014021218766-pct00004
Figure 112014021218766-pct00004

냉간 가공성의 시험에서는, 도 2a에 도시한 바와 같은 직경 100㎜의 원판을, 도 2b에 도시한 바와 같은 직경 60㎜, 높이 28㎜의 컵 모양으로 실온에서 성형하여 균열의 유무를 평가했다. 균열이 발생한 경우에는, 냉간 가공성이 열위인 "No Good"의 평점을 붙였다. 한편, 균열이 없는 경우에는, 냉간 가공성이 우위인 "Good"의 평점을 붙였다. 또한, 이 평가 방법은, 상기한 도 1의 시험 방법과도 동일하며, "○"는 "Good"과, "×"는 "No Good"과 동일하다.In the cold workability test, a disk having a diameter of 100 mm as shown in Fig. 2A was molded at a room temperature in a cup shape having a diameter of 60 mm and a height of 28 mm as shown in Fig. 2B to evaluate the presence or absence of cracks. In the case where cracks were generated, a rating of "No Good", in which the cold workability was inferior, was added. On the other hand, in the case where there is no crack, the cold workability is rated as "Good". This evaluation method is also the same as that of the test method of Fig. 1 described above. "Good" is " Good "

또한, 강판 No.C3, C4, E3, H3, H4, L3, L4, N3, N4, Z3, Z4, AA3, AA4, AB3, AB4, AC3, AC4, AD3, AD4, AE3, AE4, AF3, AF4, AG3, AG4, AH3, AH4, AI3, AI4, AJ3, AJ4, AK3, AK4, AL3, AL4, AM3, AM4에서 도 6a 및 도 6b에 나타내는 판 폭 15㎜, 판 길이 150㎜인 공시재의 판 길이 중심부를, 주파수 78㎑로 상온으로부터 100℃/s의 가열 속도로 승온한 후, 950℃에서 10초 유지하고, 즉시 100℃/s 이상의 냉각 속도로 상온까지 급냉하여, 고주파 켄칭 시험을 실시했다. 켄칭 후의 공시재의 변형량에 대해서, 도 6c 및 도 6d에 도시한 바와 같이, 판 길이 방향으로부터의 휨 θ를 측정함으로써 평가했다. 또한, 휨 θ가, 3° 미만이면 바람직하고, 1° 미만이면 더욱 바람직하다.A3, A3, A3, A3, A3, A3, AA4, AB3, AB4, AC3, AC4, AD3, AD4, AE3, AE4, AF3, AF4 6A and 6B in the plate width of 15 mm and the plate length of 150 mm in the case of the plate material having the plate length of 150 mm, AG3, AG4, AH3, AH4, AI3, AI4, AJ3, AJ4, AK3, AK4, AL3, AL4, AM3 and AM4 The core was heated at a frequency of 78 kHz from a room temperature to a heating rate of 100 占 폚 / s, held at 950 占 폚 for 10 seconds, and immediately quenched to room temperature at a cooling rate of 100 占 폚 / s or higher to conduct a high frequency quenching test. As shown in Figs. 6C and 6D, the amount of deformation of the specimen after quenching was evaluated by measuring the bending? From the plate longitudinal direction. Further, the warp? Is preferably less than 3 DEG, more preferably less than 1 DEG.

또한, 켄칭 후의 공시재의 구오스테나이트 입경의 분포를 측정했다. 이 구오스테나이트 입경의 분포의 측정으로는, 켄칭 후의 부재의 마이크로 조직을 하기 A액에서 현출하고, 그 현출한 마이크로 조직을 디지털 화상으로 촬영 후, 화상 해석에 의해 구오스테나이트의 평균 입경 및 혼립 지수를 구했다. 또한, A액에 대해서는, 증류수 1000㎖에 대해서 수산화나트륨 및 피크르산의 소정량을 혼합하여 제작했다. 화상 해석에서는, 각 구오스테나이트 입자의 면적을 측정한 후, 원상당 직경을 산출하고, 그 각 원상당 직경의 평균값을 평균 입경으로 했다. 또한, 이 평균 입경의 0.5배 이하 또는 2배 이상의 입경을 갖는 결정립이 차지하는 면적을 구하고, 이 면적을 관찰 시야의 면적으로 제산함으로써 얻어진 면적 비율을 혼립 지수로서 결정했다. 도 5에는, 얻어진 혼립 지수와 휨(변형량) θ의 관계를 나타내고 있다. 이 도 5에 도시한 바와 같이, 혼립 지수가 30%를 초과하면, 휨(변형량) θ가 3° 이상으로 되는 것을 알 수 있다. 그로 인해, 이 혼립 지수가 30%를 초과하는 경우에, 켄칭 후의 변형량이 커서, 켄칭 안정성이 뒤떨어진다고 판단했다. 또한, 마이크로 조직의 관찰에 의해, 켄칭 후의 공시재의 마르텐사이트의 면적률이 95% 이상인 것을 확인했다.Further, the distribution of the old austenite grain size of the blank after quenching was measured. In order to measure the distribution of the austenite grain size, the microstructure of the member after quenching was developed in the following solution A, and the microstructure thus obtained was photographed as a digital image. Thereafter, the average grain size of the old austenite The index was obtained. The solution A was prepared by mixing predetermined amounts of sodium hydroxide and picric acid with respect to 1000 ml of distilled water. In the image analysis, the area of each of the old austenite particles was measured, and the circle equivalent diameter was calculated. The average value of the circle equivalent diameters was taken as the average particle diameter. The area ratio obtained by dividing the area occupied by the crystal grains having a grain size not larger than 0.5 times or not smaller than 0.5 times the average grain size by the area of the observation field was determined as the blend index. Fig. 5 shows the relationship between the blended yarn index and the warpage (deformation amount)?. As shown in Fig. 5, when the blend index exceeds 30%, it can be seen that the warpage (deformation)? Is 3 or more. Therefore, when the blend index exceeds 30%, it is determined that the amount of deformation after quenching is large and the quenching stability is poor. Further, by observing the microstructure, it was confirmed that the area ratio of martensite of the quenched material after quenching was 95% or more.

표 4 중 강판 No.C0, E0, H0, L0, N0에서는, 탄화물의 평균 직경이 0.4㎛ 이하이며, 이 탄화물의 평균 직경의 1.5배 이상의 크기인 탄화물의 개수 비율이 30% 이하이고, 탄화물의 구상화율이 90% 이상이고, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 이상이었다. 이들 강판 No.의 모두가 양호한 가공성 및 켄칭 안정성을 나타냈다.In the steel sheets No. C0, E0, H0, L0 and N0 in Table 4, the average diameter of the carbides is 0.4 占 퐉 or less, the ratio of the number of carbides having a size of 1.5 times or more of the average diameter of the carbides is 30% A spheroidization ratio of 90% or more, and an average ferrite grain size of 10 占 퐉 or more. All of these steel sheet Nos. Exhibited good workability and quenching stability.

표 4 중 강판 No.A0, B0, D0, F0, G0, I0, J0, K0, M0, O0에서는, 강판의 화학 조성, 탄화물의 평균 직경(㎛), 조대한 탄화물의 개수 비율(%), 탄화물의 구상화율(%), 평균 페라이트 입경(㎛) 중 적어도 1개의 조건이 충분하지 않았다. 그로 인해, 이들 강판 No.에서는, 시멘타이트의 집합체를 기점으로 하는 균열, 시멘타이트를 기점으로 하는 균열, MnS를 기점으로 하는 균열, 혹은 입자 내 균열 등에 의해 냉간 가공성이 충분하지 않았다.In Table 4, the chemical composition of the steel sheet, the average diameter (mu m) of the carbide, the number ratio (%) of the coarse carbides, and the number of the carbides in the steel sheet No. A0, B0, D0, F0, G0, I0, J0, At least one of the spheroidization ratio (%) of carbide and the average ferrite grain size (탆) was not sufficient. As a result, in these steel sheet No.s, the cold workability was not sufficient due to cracks originating from the aggregate of cementite, cracks originating from cementite, cracks starting from MnS, or cracks in the grain.

표 5의 강판 No.C1, E1, H1, L1, N1에서는, 어닐링 시간이 5hr 미만이었기 때문에, 탄화물의 구상화율이 90% 미만이어서, 시멘타이트를 기점으로 한 균열에 의해 냉간 가공성이 충분하지 않았다.In the steel sheets No. C1, E1, H1, L1 and N1 shown in Table 5, since the annealing time was less than 5 hours, the sintering rate of the carbide was less than 90%, and the cold workability was not sufficient due to the cracks starting from cementite.

표 6의 강판 No.C2, E2, H2, L2, N2에서는, 냉연율이 30%를 초과하고 있었기 때문에, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 미만이어서, 변형의 집중에 의해 균열되기 때문에 냉간 가공성이 충분하지 않았다.In the steel sheets No. C2, E2, H2, L2 and N2 shown in Table 6, the cold-rolled ratio exceeded 30%, the average ferrite grain size was less than 10 占 퐉 and cracked due to the concentration of deformation, I did.

표 7 내지 표 12 중 강판 No.C3, C4, E3, H3, L4, N3, Z3, Z4, AA4, AB4, AC4, AD3, AD4, AE4, AF3, AG3, AG4, AH4, AI3, AJ4, AK3, AL3, AM3, AM4는, 냉간 가공성이 우수하고, 혼립 지수가 30% 이하로 켄칭 안정성이 우수했다.In Table 7 to Table 12, the steel sheets No. C3, C4, E3, H3, L4, N3, Z4, AA4, AB4, AC4, AD3, AD4, AE4, AF3, AG3, AG4, AH4, AI3, , AL3, AM3 and AM4 were excellent in cold workability and excellent in quenching stability with a blend index of 30% or less.

강판 No.D3, D4, J3, J4, K3, K4, P3, P4에서는, Si, Al, P, Cu 중 어느 하나의 양이 많았기 때문에, 냉간 가공성이 나빴다.In the steel sheets No. D3, D4, J3, J4, K3, K4, P3 and P4, the amount of any one of Si, Al, P and Cu was large.

강판 No.G3, G4, I3, I4, M3, M4, T3, T4, Y3, Y4에서는, Mn, N, S, Cr, Zr 중 어느 하나의 양이 많았기 때문에, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.In the steel sheets No. G3, G4, I3, I4, M3, M4, T3, T4, Y3 and Y4, the amount of any one of Mn, N, S, Cr and Zr was large so that the cold workability and the quenching stability were sufficient Did not do it.

강판 No.A3, A4에서는, C의 양이 적었기 때문에, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 미만이어서, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.Since the amount of C was small in the steel sheets No. A3 and A4, the average ferrite grain size was less than 10 占 퐉 and the cold workability and quenching stability were not sufficient.

강판 No.B3, B4에서는, Si의 양이 적었기 때문에, 조대한 탄화물의 개수 비율이 30%보다도 높아져서, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.In the steel sheets No. B3 and B4, since the amount of Si was small, the number ratio of coarse carbides was higher than 30%, and the cold workability and quenching stability were not sufficient.

강판 No.F3, F4에서는, Mn의 양이 적었기 때문에, 평균 탄화물 직경이 0.4㎛보다도 커서, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.In Steel Nos. F3 and F4, since the amount of Mn was small, the average carbide diameter was larger than 0.4 mu m, and cold workability and quenching stability were not sufficient.

강판 No.O3, O4에서는, C의 양이 많았기 때문에, 조대한 탄화물의 개수 비율 및 탄화물의 구상화율을 적절하게 제어할 수 없어, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.In the steel sheets No. O3 and O4, since the amount of C was large, the ratio of the number of coarse carbides and the spheroidizing ratio of carbide could not be properly controlled and the cold workability and quenching stability were not sufficient.

강판 No.Q3, Q4, R3, R4, S3, S4, U3, U4, V3, V4, W3, W4, AN3, AN4에서는, Nb, Ta, V, W, Ti, Mo 중 어느 하나의 양이 많았기 때문에, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 미만이어서, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.The amount of any one of Nb, Ta, V, W, Ti, and Mo is large in the steel sheets No. Q3, Q4, R3, R4, S3, S4, U3, U4, V3, V4, W3, W4, AN3, , The average ferrite grain size was less than 10 mu m, so that the cold workability and the quenching stability were not sufficient.

강판 No.X3, X4에서는, B의 양이 많았기 때문에, 조대한 탄화물의 개수 비율이 30%보다도 높아져서, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.In Steel Nos. X3 and X4, since the amount of B was large, the number ratio of coarse carbides was higher than 30%, and the cold workability and quenching stability were not sufficient.

강판 No.AJ3에서는, 어닐링 온도가 650℃ 미만이었기 때문에, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 미만이어서, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.In steel sheet No. AJ3, the annealing temperature was less than 650 占 폚, so that the average ferrite grain size was less than 10 占 퐉, so that the cold workability and quenching stability were not sufficient.

강판 No.E4에서는, 어닐링 온도가 720℃보다도 높았기 때문에, 탄화물의 구상화율이 90% 미만이어서, 냉간 가공성이 열위였다.In the steel sheet No. E4, since the annealing temperature was higher than 720 占 폚, the spheroidizing rate of the carbide was less than 90%, and the cold workability was poor.

강판 No.AA3에서는, 어닐링 온도가 720℃보다도 높았기 때문에, 탄화물의 구상화율 및 조대한 탄화물의 개수 비율을 적절하게 제어할 수 없어, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.In steel sheet No. AA3, since the annealing temperature was higher than 720 占 폚, the spheroidization ratio of carbide and the ratio of the number of coarse carbides could not be appropriately controlled and the cold workability and quenching stability were not sufficient.

강판 No.AH3 및 AL4에서는, 어닐링 시간이 5hr보다도 짧았기 때문에, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 미만이어서, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.Since the annealing time was shorter than 5 hours in the steel sheets No. AH3 and AL4, the average ferrite grain size was less than 10 占 퐉 and the cold workability and quenching stability were not sufficient.

강판 No.H4에서는, 어닐링 시간이 40hr보다도 길었기 때문에, 조대한 탄화물의 개수 비율이 30%보다도 높아져서, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.In the steel sheet No. H4, since the annealing time was longer than 40 hours, the number ratio of coarse carbides was higher than 30%, and the cold workability and quenching stability were not sufficient.

강판 No.AE3 및 AI4에서는, 권취 온도가 400℃ 미만이었기 때문에, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 미만이어서, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.In the steel sheets No. AE3 and AI4, since the coiling temperature was less than 400 占 폚, the average ferrite grain size was less than 10 占 퐉, so that the cold workability and quenching stability were not sufficient.

강판 No.L3 및 N4에서는, 권취 온도가 580℃를 초과하고 있었기 때문에, 평균 탄화물 직경, 조대한 탄화물의 개수 비율, 탄화물의 구상화율을 적절하게 제어할 수 없어, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.Since the coiling temperatures of steel sheets No. L3 and N4 exceeded 580 占 폚, the average carbide diameter, the number ratio of coarse carbides, and the spheroidizing ratio of carbide could not be appropriately controlled and the cold workability and quenching stability were not sufficient I did.

강판 No.AK4에서는, 냉연율이 5% 미만이었기 때문에, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 미만이어서, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.In the steel plate No.AK4, since the cold rolling ratio was less than 5%, the mean ferrite grain size was less than 10 占 퐉, so that the cold workability and quenching stability were not sufficient.

강판 No.AC3에서는, 냉연율이 5% 미만이고, 어닐링 시간이 40hr보다도 길었기 때문에, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 미만이고, 조대한 탄화물의 개수 비율이 30%보다도 높았다. 그로 인해, 이 강판 No.에서는, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.In steel sheet No. AC3, the average ferrite grain size was less than 10 mu m and the number ratio of coarse carbides was higher than 30% because the cold rolling ratio was less than 5% and the annealing time was longer than 40 hr. As a result, cold workability and quenching stability were not sufficient in this steel sheet No..

강판 No.AB3 및 AF4에서는, 냉연율이 30%를 초과하고 있었기 때문에, 평균 탄화물 직경 또는 조대한 탄화물의 개수 비율을 적절하게 제어할 수 없는 것에 더하여, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 미만이어서, 냉간 가공성 및 켄칭 안정성이 충분하지 않았다.In the steel sheets No. AB3 and AF4, since the cold rolling ratio exceeded 30%, the average carbide diameter or the ratio of the number of coarse carbides could not be appropriately controlled, and the mean ferrite grain size was less than 10 탆, And the quenching stability was not sufficient.

또한, 표 1 내지 표 3에 나타내는 강 No.H에 있어서, 마무리 압연 후의 공냉의 시간을 다양하게 변화시켜서, 다양한 강판을 얻었다. 그 결과, 도 7에 도시한 바와 같이, 마무리 압연 후의 공냉 시간과, 조대한 탄화물의 개수 비율의 관계를 얻었다. 이 도 7에서 2초 이상의 공냉을 행함으로써, 조대한 탄화물의 개수 비율을 30% 이하로 저감할 수 있는 것을 알 수 있다.Further, in Steel No. H shown in Tables 1 to 3, various steel sheets were obtained by variously changing the time of air cooling after finish rolling. As a result, as shown in Fig. 7, the relationship between the air cooling time after finish rolling and the number ratio of coarse carbides was obtained. 7 shows that the number of coarse carbides can be reduced to 30% or less by performing air cooling for 2 seconds or more.

또한, 도 7에 나타나는 강판은, 이하와 같은 방법에 의해 제조되었다. 1220℃에서 50min강을 유지 후, 900℃에서 마무리 압연을 끝내도록, 판 두께 250㎜로부터 판 두께 3㎜까지 열간에서 강을 압연했다. 마무리 압연 직후, 강을, 각 공냉 시간만큼 공냉하여, 40℃/s의 냉각 속도로 550℃까지 냉각하고, 500℃에서 권취함으로써 열연 강판을 제작했다. 각 열연 강판을 산 세정 후, 28%의 압하율(냉연율)로 냉간 압연을 실시하여, 700℃에서 24hr 어닐링했다.The steel sheet shown in Fig. 7 was produced by the following method. The steel was kept at 1220 占 폚 for 50 minutes, and then the steel was rolled in the hot state from 250 mm plate thickness to 3 mm plate thickness so as to finish finish rolling at 900 占 폚. Immediately after finish rolling, steel was air-cooled for each air-cooling time, cooled to 550 캜 at a cooling rate of 40 캜 / s, and wound at 500 캜 to produce a hot-rolled steel sheet. Each hot-rolled steel sheet was pickled, cold-rolled at a reduction ratio (cold rolling ratio) of 28%, and annealed at 700 ° C for 24 hours.

또한, 표 1 내지 표 3에 나타내는 강 No.H에 있어서, 냉간 압연 시의 압하율(냉연율)을 다양하게 변화시켜서, 다양한 강판을 얻었다. 그 결과, 도 8에 도시한 바와 같이, 냉연율과, 비커스 경도의 관계를 얻었다.In addition, in the steel No. H shown in Tables 1 to 3, the reduction rate (cold rolling ratio) at the time of cold rolling was variously changed to obtain various steel sheets. As a result, as shown in Fig. 8, the relationship between the cold rolling ratio and the Vickers hardness was obtained.

또한, 도 8에 나타나는 강판은, 이하와 같은 방법에 의해 제조되었다. 1220℃에서 50min강을 유지 후, 920℃에서 마무리 압연을 끝내도록, 판 두께 250㎜로부터 판 두께 8㎜까지 열간에서 강을 압연했다. 마무리 압연 직후, 강을, 3초간 공냉하여, 50℃/s의 냉각 속도로 520℃까지 냉각하고, 480℃에서 권취함으로써 열연 강판을 제작했다. 각 열연 강판을 산 세정 후, 각 압하율(냉연율)로 냉간 압연을 실시하여, 700℃에서 24hr 어닐링했다.The steel sheet shown in Fig. 8 was produced by the following method. The steel was kept at 1220 占 폚 for 50 minutes, and then the steel was rolled in the hot state from 250 mm plate thickness to 8 mm plate thickness so as to finish the finish rolling at 920 占 폚. Immediately after finish rolling, the steel was air-cooled for 3 seconds, cooled to 520 캜 at a cooling rate of 50 캜 / s, and wound at 480 캜 to produce a hot-rolled steel sheet. Each hot-rolled steel sheet was acid-washed, cold-rolled at respective reduction ratios (cold rolling ratio), and annealed at 700 ° C for 24 hours.

또한, 강판의 화학 조성이 충분히 조정된 일부 강종에 대해서, 표 13에, 강판의 마이크로 조직과 켄칭 후의 공시재의 마이크로 조직 사이의 관계를 나타낸다. 이 표 13에서, 강판 No.C3, C4, E3, H3L4, N3, Z3, Z4, AA4, AB4, AC4, AD3, AD4, AE4, AF3, AG3, AG4, AH4, AI3, AJ4, AK3, AL3, AM3 및 AM4에서는, 강판 중 평균 탄화물 직경, 조대한 탄화물의 개수 비율, 탄화물의 구상화율 및 평균 페라이트 입경의 모두가 충분하며, 혼립 지수가 30% 이하였다. 또한, 이들 강판 No.에서는, 탄화물의 평균 직경, 조대한 탄화물의 개수 비율, 탄화물의 구상화율, 평균 페라이트 입경 중 적어도 1개의 조건이 충분하지 않았던 강판 No.H4, L3, N4, AA3, AB3, AC3, AE3, AF4, AH3, AI4, AJ3, AK4 및 AL4에 비해, 보다 높은 면적률의 마르텐사이트를 얻을 수 있었다.Table 13 shows the relationship between the microstructure of the steel sheet and the microstructure of the steel sheet after quenching, for some steel types whose chemical composition is sufficiently adjusted. In Table 13, steel sheets No.C3, C4, E3, H3L4, N3, Z3, Z4, AA4, AB4, AC4, AD3, AD4, AE4, AF3, AG3, AG4, AH4, AI3, AJ4, AK3, In AM3 and AM4, the average carbide diameter, the number ratio of coarse carbides, the spheroidization ratio of carbide, and the average ferrite grain size were all sufficient, and the blend index was 30% or less. In these steel sheet Nos., The steel sheets No. H4, L3, N4, AA3, AB3, N3, N3, and N4, in which at least one of the average diameter of carbide, the number ratio of coarse carbide, the spheroidization ratio of carbide, Martensite of higher area ratio could be obtained than AC3, AE3, AF4, AH3, AI4, AJ3, AK4 and AL4.

Figure 112014021218766-pct00005
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Figure 112014021218766-pct00006
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Figure 112014021218766-pct00007
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Figure 112014021218766-pct00008
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Figure 112014021218766-pct00009
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Figure 112014021218766-pct00012
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Figure 112014021218766-pct00013
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Figure 112014021218766-pct00014
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냉간 가공성이 우수한 중탄소 강판과 그 제조 방법 및 켄칭 부재를 제공할 수 있다.It is possible to provide a medium carbon steel sheet excellent in cold workability, a manufacturing method thereof, and a quenching member.

Claims (9)

질량%이며,
C : 0.10 내지 0.80%,
Si : 0.01 내지 0.3%,
Mn : 0.3 내지 2.0%,
Al : 0.001 내지 0.10%,
N : 0.001 내지 0.01% 및
Nb : 0.12 내지 0.5%
를 함유하고,
P : 0.03% 이하,
S : 0.01% 이하,
O : 0.0025% 이하,
Cr : 1.5% 이하,
B : 0.01% 이하,
Mo : 0.5% 이하,
V : 0.5% 이하,
Ti : 0.3% 이하,
Cu : 0.5% 이하,
W : 0.5% 이하,
Ta : 0.5% 이하,
Ni : 0.5% 이하,
Mg : 0.003% 이하,
Ca : 0.003% 이하,
Y : 0.03% 이하,
Zr : 0.03% 이하,
La : 0.03% 이하,
Ce : 0.03% 이하,
Sn : 0.03% 이하,
Sb : 0.03% 이하 및
As : 0.03% 이하
로 제한하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물을 포함하고, 탄화물의 평균 직경이 0.4㎛ 이하이고, 상기 탄화물의 평균 직경의 1.5배 이상의 크기인 탄화물의 개수 비율이 상기 탄화물의 총 수에 대해서 30% 이하이고, 상기 탄화물의 구상화율이 90% 이상이고, 평균 페라이트 입경이 10㎛ 이상이고, 인장 강도(TS)가 550㎫ 이하인 것을 특징으로 하는, 중탄소 강판.
% By mass,
C: 0.10 to 0.80%
0.01 to 0.3% of Si,
Mn: 0.3 to 2.0%
Al: 0.001 to 0.10%
N: 0.001 to 0.01% and
Nb: 0.12 to 0.5%
≪ / RTI >
P: 0.03% or less,
S: 0.01% or less,
O: 0.0025% or less,
Cr: 1.5% or less,
B: 0.01% or less,
Mo: 0.5% or less,
V: 0.5% or less,
Ti: 0.3% or less,
Cu: 0.5% or less,
W: 0.5% or less,
Ta: 0.5% or less,
Ni: 0.5% or less,
Mg: 0.003% or less,
Ca: 0.003% or less,
Y: 0.03% or less,
Zr: 0.03% or less,
La: 0.03% or less,
Ce: 0.03% or less,
0.03% or less of Sn,
0.03% or less of Sb and
As: not more than 0.03%
, The balance being Fe and inevitable impurities, the average diameter of the carbides being 0.4 占 퐉 or less, and the ratio of the number of carbides having a size of 1.5 times or more of the average diameter of the carbides to the total number of carbides is 30% , A sphericalization ratio of the carbide of 90% or more, an average ferrite grain size of 10 탆 or more, and a tensile strength (TS) of 550 MPa or less.
제1항에 있어서,
항복비(YR)가, 60% 이하인 것을 특징으로 하는, 중탄소 강판.
The method according to claim 1,
Wherein the yield ratio (YR) is 60% or less.
제1항 또는 제2항에 있어서,
판 두께가, 1 내지 12.5㎜인 것을 특징으로 하는, 중탄소 강판.
3. The method according to claim 1 or 2,
And the plate thickness is 1 to 12.5 mm.
질량%이며,
C : 0.10 내지 0.80%,
Si : 0.01 내지 0.3%,
Mn : 0.3 내지 2.0%,
Al : 0.001 내지 0.10%,
N : 0.001 내지 0.01% 및
Nb : 0.12 내지 0.5%
를 함유하고,
P : 0.03% 이하,
S : 0.01% 이하,
O : 0.0025% 이하,
Cr : 1.5% 이하,
B : 0.01% 이하,
Mo : 0.5% 이하,
V : 0.5% 이하,
Ti : 0.3% 이하,
Cu : 0.5% 이하,
W : 0.5% 이하,
Ta : 0.5% 이하,
Ni : 0.5% 이하,
Mg : 0.003% 이하,
Ca : 0.003% 이하,
Y : 0.03% 이하,
Zr : 0.03% 이하,
La : 0.03% 이하,
Ce : 0.03% 이하,
Sn : 0.03% 이하,
Sb : 0.03% 이하 및
As : 0.03% 이하
로 제한하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물을 포함하는 화학 조성을 갖는 강을,
주조하고;
열간 압연하고;
상기 열간 압연의 종료 직후부터 2 내지 10초간 공냉하고;
상기 공냉 종료의 온도로부터 480 내지 600℃의 온도 범위까지 10 내지 80℃/s의 평균 냉각 속도로 냉각을 행하고;
400℃ 내지 580℃의 온도 영역 또한 상기 냉각의 종료 온도보다도 낮은 온도에서 권취하고;
5% 이상 또한 30% 미만인 냉연율로 냉연하고;
650 내지 720℃의 온도 범위에서 5 내지 40hr 어닐링하는;
것을 특징으로 하는, 중탄소 강판의 제조 방법.
% By mass,
C: 0.10 to 0.80%
0.01 to 0.3% of Si,
Mn: 0.3 to 2.0%
Al: 0.001 to 0.10%
N: 0.001 to 0.01% and
Nb: 0.12 to 0.5%
≪ / RTI >
P: 0.03% or less,
S: 0.01% or less,
O: 0.0025% or less,
Cr: 1.5% or less,
B: 0.01% or less,
Mo: 0.5% or less,
V: 0.5% or less,
Ti: 0.3% or less,
Cu: 0.5% or less,
W: 0.5% or less,
Ta: 0.5% or less,
Ni: 0.5% or less,
Mg: 0.003% or less,
Ca: 0.003% or less,
Y: 0.03% or less,
Zr: 0.03% or less,
La: 0.03% or less,
Ce: 0.03% or less,
0.03% or less of Sn,
0.03% or less of Sb and
As: not more than 0.03%
And the balance having a chemical composition containing Fe and inevitable impurities,
Casting;
Hot-rolled;
Air cooling for 2 to 10 seconds immediately after the end of the hot rolling;
Cooling from a temperature at the end of the air cooling to a temperature range of 480 to 600 캜 at an average cooling rate of 10 to 80 캜 / s;
Winding at a temperature range of 400 to 580 占 폚 and at a temperature lower than the termination temperature of said cooling;
Cold rolling at a cold rolling rate of 5% or more and less than 30%;
Annealing for 5 to 40 hours in a temperature range of 650 to 720 占 폚;
Wherein the carbon steel sheet has a surface roughness of at least 10 mm.
제4항에 있어서,
상기 권취 후의 상기 강에 포함되는 펄라이트 중 시멘타이트의 평균 라멜라 두께가 0.02 내지 0.5㎛인 것을 특징으로 하는, 중탄소 강판의 제조 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the average lamellar thickness of the cementite in the pearlite included in the steel after the winding is 0.02 to 0.5 占 퐉.
제1항 또는 제2항에 기재된 중탄소 강판으로부터 얻어진 켄칭 부재이며,
질량%이며,
C : 0.10 내지 0.80%,
Si : 0.01 내지 0.3%,
Mn : 0.3 내지 2.0%,
Al : 0.001 내지 0.10%,
N : 0.001 내지 0.01% 및
Nb : 0.12 내지 0.5%
를 함유하고,
P : 0.03% 이하,
S : 0.01% 이하,
O : 0.0025% 이하,
Cr : 1.5% 이하,
B : 0.01% 이하,
Mo : 0.5% 이하,
V : 0.5% 이하,
Ti : 0.3% 이하,
Cu : 0.5% 이하,
W : 0.5% 이하,
Ta : 0.5% 이하,
Ni : 0.5% 이하,
Mg : 0.003% 이하,
Ca : 0.003% 이하,
Y : 0.03% 이하,
Zr : 0.03% 이하,
La : 0.03% 이하,
Ce : 0.03% 이하,
Sn : 0.03% 이하,
Sb : 0.03% 이하 및
As : 0.03% 이하
로 제한하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물을 포함하고,
구오스테나이트 입자의 평균 입경의 0.5배 이하 또는 2배 이상의 입경을 갖는 구오스테나이트 입자가 차지하는 면적 비율이 30% 이하인
것을 특징으로 하는, 켄칭 부재.
A quenching member obtained from the medium carbon steel sheet according to claim 1 or 2,
% By mass,
C: 0.10 to 0.80%
0.01 to 0.3% of Si,
Mn: 0.3 to 2.0%
Al: 0.001 to 0.10%
N: 0.001 to 0.01% and
Nb: 0.12 to 0.5%
≪ / RTI >
P: 0.03% or less,
S: 0.01% or less,
O: 0.0025% or less,
Cr: 1.5% or less,
B: 0.01% or less,
Mo: 0.5% or less,
V: 0.5% or less,
Ti: 0.3% or less,
Cu: 0.5% or less,
W: 0.5% or less,
Ta: 0.5% or less,
Ni: 0.5% or less,
Mg: 0.003% or less,
Ca: 0.003% or less,
Y: 0.03% or less,
Zr: 0.03% or less,
La: 0.03% or less,
Ce: 0.03% or less,
0.03% or less of Sn,
0.03% or less of Sb and
As: not more than 0.03%
, The balance being Fe and unavoidable impurities,
The ratio of the area occupied by the old austenite grains having the grain size of not more than 0.5 times or not less than twice the average grain size of the old austenite grains is not more than 30%
Wherein the quenching member is a quenched member.
제6항에 있어서,
마르텐사이트의 면적률이 95% 이상인 것을 특징으로 하는, 켄칭 부재.
The method according to claim 6,
A quenched member characterized in that the area ratio of martensite is 95% or more.
제1항 또는 제2항에 기재된 중탄소 강판을 부재로 냉간 가공하고;
상기 부재를 Ac3 변태점보다도 높은 온도로 가열하고;
상기 부재를 냉각하는
것을 특징으로 하는, 켄칭 부재의 제조 방법.
Cold-working the medium carbon steel sheet according to any one of claims 1 to 3 as a member;
Heating the member to a temperature higher than the Ac3 transformation point;
Cooling the member
≪ / RTI >
제3항에 기재된 중탄소 강판을 부재로 냉간 가공하고;
상기 부재를 Ac3 변태점보다도 높은 온도로 가열하고;
상기 부재를 냉각하는
것을 특징으로 하는, 켄칭 부재의 제조 방법.
Cold-working the medium carbon steel sheet according to claim 3 as a member;
Heating the member to a temperature higher than the Ac3 transformation point;
Cooling the member
≪ / RTI >
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