KR101639895B1 - 강도와 충격인성이 우수한 선재 및 그 제조방법 - Google Patents

강도와 충격인성이 우수한 선재 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101639895B1
KR101639895B1 KR1020140166848A KR20140166848A KR101639895B1 KR 101639895 B1 KR101639895 B1 KR 101639895B1 KR 1020140166848 A KR1020140166848 A KR 1020140166848A KR 20140166848 A KR20140166848 A KR 20140166848A KR 101639895 B1 KR101639895 B1 KR 101639895B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
manganese
chromium
less
impact toughness
carbon
Prior art date
Application number
KR1020140166848A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160063554A (ko
Inventor
이형직
박성운
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020140166848A priority Critical patent/KR101639895B1/ko
Publication of KR20160063554A publication Critical patent/KR20160063554A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101639895B1 publication Critical patent/KR101639895B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese

Abstract

강도와 충격 인성이 우수한 선재 및 그 제조방법에 제공된다.
본 발명의 선재는, 중량%로, 탄소(C):0.05~0.15%, 실리콘(Si):0.1%이하, 망간(Mn):3.0~5.0%, 크롬(Cr):0.5~2.0%, 바나듐(V):0.010~0.050%, 인(P):0.020%이하, 황(S):0.020%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하여 조성되고,
본 발명의 선재 제조방법은, 상기 조성을 갖는 강을 마련한 후, 이를 Ae3 + 150℃ ~ Ae3 + 250℃의 온도범위에서 재가열하는 공정; 상기 재가열된 강재에 열간압연을 개시하여 Ar3 + 200℃ ~ Ar3 + 300℃의 온도범위에서 열간압연을 마무리하는 공정; 상기 열간압연된 강재를 Mf ~ Mf - 50℃의 온도범위까지 0.2℃/s 이상의 냉각속도로 냉각하는 공정; 및 상기 냉각된 강재를 상온으로 공냉하는 공정;을 포함한다.

Description

강도와 충격인성이 우수한 선재 및 그 제조방법 {WIRE ROD HAVING HIGH STRENGTH AND IMPACT TOUGHNESS AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 강도와 충격 인성이 우수한 선재의 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다양한 외부 부하 환경에 노출되는 산업기계 또는 자동차 등의 기계 부품에 사용되는 강재로서 특히 강도가 높고 충격 에너지 흡수 능력이 우수한 선재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 환경오염의 주범으로 지목되고 있는 이산화탄소의 배출을 줄이기 위한 노력이 전 세계적인 이슈가 되고 있다. 그 일환으로 자동차의 배기가스를 규제하는 움직임도 활발하여, 이에 대한 대책으로 자동차 메이커들은 연비 향상을 통해 이 문제를 해결해 나가려고 하고 있다. 연비 향상을 위해서는 자동차의 경량화 및 고성능화가 요구되며, 이에 따른 자동차용 소재 또는 부품의 고강도 필요성이 증대되고 있다. 또한 외부 충격에 대한 안정성의 요구도 높아지고 있어 충격 인성도 소재 또는 부품의 중요한 물성으로 인식되고 있다.
선재에 있어서 페라이트 또는 펄라이트 조직으로는 고강도 및 고 충격 인성을 확보하는데에는 한계가 있다. 이들 조직을 갖는 소재는 통상 충격 인성은 높은 반면 강도는 상대적으로 낮은 특징이 있으며, 강도를 높이기 위해 냉간 신선을 행하게 되면 고강도를 얻을 수 있는 반면, 충격 인성은 강도 상승에 비례해 급격하게 떨어지는 단점이 있다.
그러므로 일반적으로 고강도와 고 충격 인성을 동시에 구현하기 위해서는 베이나이트 조직이나 템퍼드 마르텐사이트 조직을 이용하게 된다. 베이나이트 조직은 열간압연한 강재를 사용하여 항온변태 열처리를 통해 얻을 수 있고, 템퍼드 마르텐사이트 조직은 담금질 및 뜨임 열처리를 통해 얻을 수 있다. 그러나, 통상의 열간압연 및 연속냉각 공정만으로 이러한 조직들을 안정적으로 얻을 수 없기 때문에 열간압연된 강재를 사용하여 상기와 같은 추가적인 열처리 공정을 거쳐야만 한다.
상술한 추가적인 열처리를 하지 않고도 고강도 및 고충격인성을 확보할 수 있다면, 소재에서부터 부품 생산에 이르기까지 수많은 공정의 일부가 생략되거나 단순해질 수 있어 생산성을 향상시키고, 제조원가를 낮출 수 있는 장점들도 있다.
그런데 열간압연 및 연속냉각 공정을 이용하여 강도가 높고 충격 인성이 우수한 베이나이트 또는 마르텐사이트 조직을 안정적으로 얻을 수 있는 선재는 아직 개발되지 못하고 있으므로, 이러한 선재 개발에 대한 요구가 대두 되고 있다.
따라서 본 발명은 상기 종래기술의 한계를 극복하기 위한 것으로, 항온변태나 담금질 및 뜨임과 같은 추가 열처리 공정이 없이도 열간압연 및 연속냉각 공정만으로 우수한 강도 및 충격 인성을 가질 수 있는 선재 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
그러나 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
중량%로, 탄소(C):0.05~0.15%, 실리콘(Si):0.1%이하, 망간(Mn):3.0~5.0%, 크롬(Cr):0.5~2.0%, 바나듐(V):0.010~0.050%, 인(P):0.020%이하, 황(S):0.020%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 망간(Mn), 크롬(Cr) 및 탄소(C)는 하기 관계식 1을 만족하도록 함유되어 있음이 바람직하다.
[관계식 1]
3.5 ≤ C (Mn+Cr)5 / 50 ≤ 9.0
단, 상기 관계식 1중 망간 (Mn)과 크롬 (Cr)과 탄소 (C)는 각각 해당원소의 중량기준 함량을 의미한다.
본 발명에서 상기 선재는 95 면적% 이상의 마르텐사이트와 잔부 잔류 오스테나이트(γ)로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 상기 선재는 인장강도가 1100~1300MPa이고, 충격치가 100J 이상일 수가 있다.
또한 본 발명은,
중량%로, 탄소 (C):0.05~0.15%, 실리콘 (Si):0.1%이하, 망간 (Mn):3.0~5.0%, 크롬 (Cr):0.5~2.0%, 바나듐(V):0.010~0.050%, 인 (P):0.020%이하, 황 (S):0.020%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 강재를 마련한 후, 이를 Ae3 + 150℃ ~ Ae3 + 250℃의 온도범위에서 재가열하는 공정;
상기 재가열된 강재에 열간압연을 개시하여 Ar3 + 200℃ ~ Ar3 + 300℃의 온도범위에서 열간압연을 마무리하는 공정;
상기 열간압연된 강재를 Mf ~ Mf - 50℃의 온도범위까지 0.2℃/s 이상의 냉각속도로 냉각하는 공정; 및
상기 냉각된 강재를 상온으로 공냉하는 공정;을 포함하는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 망간(Mn), 크롬(Cr) 및 탄소(C)는 상기 관계식 1을 만족하도록 함유되어 있음이 바람직하다.
본 발명에서 상기 선재는 95 면적% 이상의 마르텐사이트와 잔부 잔류 오스테나이트(γ)로 이루어질 수 있다.
상술한 구성에 따른 본 발명은, 열간압연 및 연속냉각 공정만을 이용하여 산업기계 및 자동차용 소재 또는 부품에서 요구되는 충격 인성이 우수한 마르텐사이트계 고망간강 선재를 제공할 수 있다. 그러므로, 종래의 추가적인 열처리 공정을 생략할 수 있어 전체 제조비용을 절감하는데 매우 유리하다.
이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
먼저, 고강도와 우수한 충격 인성을 갖는 본 발명의 마르텐사이트계 고망간강 선재를 설명한다.
본 발명의 선재는, 중량%로, 탄소(C):0.05~0.15%, 실리콘(Si):0.1%이하, 망간(Mn):3.0~5.0%, 크롬(Cr):0.5~2.0%, 바나듐(V):0.010~0.050%, 인(P):0.020%이하, 황(S):0.020%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진다.
이하, 본 발명의 강선재의 성분 및 조성범위 한정이유를 상세히 설명한다.
탄소(C):0.05~0.15%
탄소는 강도를 확보하기 위한 필수적인 원소로, 강 중에 고용되거나 탄화물 또는 세멘타이트 형태로 존재한다. 강도의 증가를 위해 가장 손쉽게 할 수 있는 방법이 탄소 함량을 증가시켜 탄화물이나 세멘타이트를 형성시키는 일이지만, 반대로 연성과 충격 인성은 감소하기 때문에 일정한 범위 내로 탄소의 첨가를 제한할 필요가 있다. 본 발명에서는 탄소(C)함량을 0.05-0.15% 범위로 제한함이 바람직한데, 이는 탄소 함유량이 0.05% 미만이면 목표 강도를 얻기 힘들고, 0.15%를 초과하면 충격 인성이 급격히 감소할 수 있기 때문이다.
실리콘 (Si): 0.1% 이하
실리콘은 첨가시 페라이트에 고용되어 강재의 고용 강화를 통한 강도 증가에 매우 효과가 큰 원소로 알려져 있다. 그러나, 실리콘 첨가에 의해 강도는 크게 증가하지만 연성과 충격 인성은 급격히 감소하기 때문에 충분한 연성을 필요로 하는 냉간 단조 부품의 경우 실리콘 첨가를 매우 제한하고 있다. 본 발명에서는 실리콘의 함량을 0.1%이하로 제한함이 바람직한데, 이는 실리콘 함량이 0.1%를 초과하면 목표 충격 인성의 확보가 어려울 수 있기 때문이다.
망간(Mn): 3.0~5.0%
망간은 강재의 강도를 증가시키고, 경화능을 향상시켜 넓은 범위의 냉각속도에서 베이나이트 또는 마르텐사이트와 같은 저온조직의 형성을 용이하게 한다. 그러나 망간 함유량이 3.0% 미만이면 경화능이 충분하지 못해 열간압연 후 연속냉각 공정으로 저온조직을 안정적으로 확보하기 곤란하고, 5.0%를 초과하면 응고중 Mn의 편석이 조장되기 쉽다. 이를 고려하여, 본 발명에서는 망간의 함량을 3.0~5.0%로 제한함이 바람직하다.
크롬(Cr): 0.5~2.0%
크롬은 망간과 유사하게 강재의 강도와 경화능을 증가시키고, 특히 망간과 함께 첨가할 경우 충격 인성을 향상시킨다. 그러나 크롬 함유량이 0.5% 미만이면 강도, 경화능 및 충격특성 향상 효과가 크지 않고, 크롬 함유량이 2.0%를 초과하면 강도와 경화능 향상에는 유효하지만 충격특성이 나빠질 수 있다. 이를 고려하여, 본 발명에서는 크롬의 함량을 0.5~2.0% 범위로 제한함이 바람직하다.
바나듐(V): 0.010~0.050%
바나듐은 열간압연중에 탄소 및 질소와 반응하여 미세한 탄질화물을 형성한다. 이들 탄질화물은 오스테나이트 결정립계를 고정시키기 때문에 결정립이 성장하는 것을 억제할 수 있다. 또한 강중에 미세하게 분포하는 탄질화물은 석출강화 효과에 의해 강도를 상승시키는 역할을 하기도 한다. 바나듐의 첨가량이 0.010% 미만이면 바나듐 탄질화물의 석출량이 적어 결정립 성장 억제 및 강도 향상 효과가 미흡하며, 0.050%를 초과하면 탄질화물의 크기가 조대하게 되어 결정립 억제 효과를 상실할 수 있다. 이를 고려하여, 본 발명에서는 상기 바나듐의 첨가량을 0.010-0.050% 범위로 제한함이 바람직하다.
인(P): 0.020% 이하
인은 결정립계에 편석되어 인성을 저하시키고 지연파괴 저항성을 감소시키는 주요 원인이므로 그 상한을 0.020%로 제한한다.
황(S): 0.020% 이하
황은 결정입계에 편석되어 인성을 저하시키고 저융점 유화물을 형성시켜 열간 압연을 저해하므로 그 상한을 0.020%로 제한하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명에서는 상기 망간(Mn), 크롬(Cr) 및 탄소(C)는 하기 관계식 1을 만족하도록 함유됨이 바람직하다.
[관계식 1]
3.5 ≤ C (Mn+Cr)5 / 50 ≤ 9.0
단, 상기 관계식 1중 망간 (Mn)과 크롬 (Cr)과 탄소 (C)는 각각 해당원소의 중량기준 함량을 의미한다.
상기 관계식 1과 같이 망간, 크롬 및 탄소의 함량을 제어함으로써 보다 우수한 충격 인성을 가지는 마르텐사이트계 고망간강 선재를 제조할 수 있다. 즉, 망간과 크롬은 경화능을 높여서 냉각속도가 상대적으로 작은 경우에도 마르텐사이트가 용이하게 생성되도록 돕고, 저함유량의 탄소와 크롬은 마르텐사이트의 충격 인성을 개선에 크게 기여할 수 있도록 하여준다.
또한 본 발명의 마르텐사이트계 고망간강 선재는 실질적으로 마르텐사이트 조직으로 이루어질 수 있으며, 구체적으로 95 면적% 이상의 마르텐사이트와 잔부 잔류 오스테나이트(γ)로 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 마르텐사이트의 결정립도는 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 고강도와 고 충격 인성을 갖는 선재의 제조방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 선재의 제조방법은, 상술한 조성을 갖는 강을 마련한 후, 이를 Ae3 + 150℃ ~ Ae3 + 250℃의 온도범위에서 재가열하는 공정; 상기 재가열된 강재에 열간압연을 개시하여 Ar3 + 200℃ ~ Ar3 + 300℃의 온도범위에서 열간압연을 마무리하는 공정; 상기 열간압연된 강재를 Mf ~ Mf - 50℃의 온도범위까지 0.2℃/s 이상의 냉각속도로 냉각하는 공정; 및 상기 냉각된 강재를 상온으로 공냉하는 공정;을 포함한다.
먼저, 본 발명에서는 상술한 조성성분을 갖는 강재를 마련한 후, 이를 재가열한다. 본 발명에서는 상기 재가열온도 범위를 Ae3 + 150℃ ~ Ae3 + 250℃로 함이 바람직하다. 만일 재가열온도가 Ae3 + 150℃ 미만이면, 열간압연 중 강재의 온도가 너무 떨어져 표면결함이 유발될 가능성이 크고, Ae3 + 250℃를 초과하면 오스테나이트 결정립이 조대하게 성장해서 기계적 성질을 열위하게 하기 때문이다.
이어, 본 발명에서는 상기 재가열된 강재를 열간 압연하는데, 이때 마무리 열간압연 온도를 Ar3 + 200℃ ~ Ar3 + 300℃ 범위로 함이 바람직하다. 만일 상기 마무리 열간압연 온도가 Ar3 + 200℃ 미만이면, 강재에 표면결함이 유발될 가능성이 크고, Ar3 + 300℃를 초과하면, 결정립이 미세하게 되지 않아서 원하는 기계적 성질을 얻을 수 없기 때문이다.
그리고 상기 마무리 열간압연된 강재는 냉각처리되는데, Mf ~ Mf - 50℃의 온도범위에서 냉각을 종료함이 바람직하다. 만일 냉각종료온도가 Mf를 초과하면 충분한 양의 마르텐사이트 조직을 얻기 어렵고, Mf-50℃ 미만이면 강재가 충분히 식어 취급은 용이하나 생산성을 떨어뜨리기 때문에 냉각종료온도는 Mf ~ Mf - 50℃의 온도범위로 제어하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서는 상기 마무리 열간압연 후, 냉각종료온도까지의 구간을 0.2℃/s 이상의 냉각속도로 냉각함이 바람직하다. 0.2℃/s 이상의 냉각속도로 냉각하고 이후 공냉함으로써 면적 분율 95% 이상의 마르텐사이트로 구성된 강 선재 조직을 얻을 수 있다.
또한 상기와 같은 제조공정으로 제조된 본 발명의 고망간강 선재는 인장강도가 1100~1300MPa이고, 충격치가 100J 이상일 수가 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
(실시예)
표 1의 조성성분을 갖는 용강을 각각 잉곳으로 주조한 후, 1200℃에서 12시간 균질화 처리를 실시하였다. 그리고 균질화처리된 강재를 표 2의 조건으로 재가열하고, 마무리 열간압연 온도를 표 2와 같이 하여 최종두께 15mm로 열간압연한 후, 공냉하였다.
이후, 상기와 같이 제조된 각각의 강재들을 900℃에서 용체화 처리한 다음 표 2의 냉각속도로 냉각하였다. 그리고 냉각된 각각의 강재들에 대하여 마르텐사이트결정입도를 측정하여 표 2에 나타내었으며, 또한 인장강도와 충격치를 측정하여 표 2에 나타내었다.
표 2에서, 강재의 마르텐사이트의 결정립도는 화상 분석기(image analyzer)를 이용하여 측정하였다. 그리고 상온 인장시험은 crosshead speed를 항복점까지는 0.9mm/min, 그 이후로는 6mm/min의 속도로 실시하였다. 또한 충격시험은 시편에 충격을 가하는 striker의 edge부 곡률이 2mm이고, 시험 용량이 500J 인 충격시험기를 이용하여 상온에서 실시하였다.
시편 No. 조성성분(중량%) 관계식1
C Si Mn Cr V P S
1 0.08 0.06 4.2 1.0 0.015 0.015 0.009 6.08
2 0.10 0.07 3.4 1.4 0.034 0.010 0.012 5.10
3 0.09 0.09 4.0 1.6 0.042 0.013 0.008 9.91
4 0.12 0.05 4.2 0.9 0.039 0.012 0.011 8.28
5 0.06 0.04 4.8 0.6 0.024 0.010 0.008 5.51
6 0.10 0.09 3.3 1.3 0.019 0.012 0.013 4.12
7 0.07 0.03 4.5 1.8 0.028 0.014 0.008 13.89
8 0.11 0.06 3.7 1.2 0.047 0.013 0.010 6.21
9 0.07 0.05 3.5 1.7 0.090 0.009 0.009 5.32
10 0.12 0.04 4.5 2.9 0.023 0.014 0.013 53.26
11 0.13 0.07 5.7 0.9 0.032 0.008 0.012 32.56
12 0.29 0.08 4.0 1.2 0.018 0.011 0.006 22.05
13 0.09 0.05 2.8 0.1 0.027 0.013 0.012 0.37
14 0.11 0.06 3.2 1.9 0.037 0.012 0.005 7.59
15 0.08 0.55 3.0 1.7 0.030 0.013 0.009 3.67
16 0.10 0.04 3.6 1.3 0.019 0.009 0.007 5.65
17 0.09 0.06 3.7 1.5 0.023 0.010 0.006 6.84
*표 1에서 관계식 1은 C(Mn+Cr)5/50
구분 시편 No 재가열온도
(℃)		 마무리 열간압연온도(℃) 냉각속도
(℃/s)		 마르텐사이트 분율
(%)		 마르텐사이트 결정입도(㎛) 인장강도
(MPa)		 충격치
(J)



발명예



 1 1050 830 3 98 9 1198 157
2 980 770 10 99 7 1170 165
3 1030 800 7 98 8 1228 140
4 1020 820 5 98 9 1232 143
5 1010 770 15 99 6 1230 155
6 950 850 2 98 10 1153 162
7 960 760 20 99 5 1282 102
8 1000 840 1 97 10 1160 160



비교예




 9 1040 850 9 99 30 1073 79
10 1010 790 6 98 8 1330 82
11 970 780 10 99 7 1316 80
12 980 770 3 98 8 1363 67
13 1000 810 5 10 9 795 175
14 960 830 0.05 5 15 1092 154
15 1020 820 2 98 10 1353 43
16 1150 850 4 98 27 1100 79
17 1050 950 8 98 25 1122 75
상기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 강 조성성분 및 제조공정이 본 발명의 범위를 만족하는 본 발명예 1-8의 경우 모두 마르텐사이트 조직이 얻어져 1100-1300MPa의 높은 인장 강도를 보여주고 있다. 또한 템퍼링 처리를 하지 않았음에도 불구하고, 고강도이면서 동시에 100J 이상의 우수한 충격 인성을 나타내고 있음을 알 수 있다.
특히, 상기 발명예들 중에서 발명예 (1, 2, 4-6, 8)는 망간, 크롬 및 탄소의 함량이 관계식 1[3.5 ≤ C(Mn+Cr)5/50 ≤ 9.0]을 만족하고 있는 발명예들로서 상기 관계식 1을 만족하지 않는 발명예 3, 7에 비하여 보다 우수한 충격 인성을 나타냄을 알 수 있다.
이에 반하여, 비교예 9는 바나듐의 첨가량이 본 발명의 성분 범위를 초과하여 첨가된 경우로서, 바나듐 탄질화물의 크기가 조대해져 결정립 성장을 효과적으로 억제하지 못하기 때문에 강도와 충격 인성이 열위해지는 것을 보여준다.
크롬과 망간 성분이 본 발명의 범위를 초과하여 벗어난 비교예 10과 11은 강도가 증가하고, 연성이 감소하여 결국 충격 인성이 나빠짐을 보이고 있다.
또한 비교예 12는 탄소의 함량이 본 발명의 성분 범위를 초과하여 첨가된 경우로서, 탄소의 마르텐사이트 기지 고용강화 효과의 증대로 강도가 크게 증가하고, 충격인성은 감소하는 것을 보여주고 있다.
그리고 비교예 13은 망간과 크롬이 본 발명의 성분 범위 보다 적게 첨가된 경우로서, 상대적으로 경화능이 작기 때문에 냉각속도를 만족하지만 마르텐사이트 대신 베이나이트가 기지 조직을 형성해 강도가 감소하고, 충격 인성은 증가함을 보이고 있다.
비교예 14는 본 발명의 강 조성성분은 만족하나 냉각속도가 너무 느릴 경우 마르텐사이트 대신 베이나이트 조직이 형성되어 강도는 감소하고 충격 인성은 증가됨을 확인할 수 있다.
또한 비교예 15는 실리콘이 본 발명의 성분 범위를 초과하여 함유된 경우로서, 인장 강도가 크게 증가하고 그와 함께 충격 인성은 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있다.
비교예 16과 17은 본 발명의 강 조성성분은 만족하나 각각 재가열온도범위와 마무리 열간압연온도범위가 본 발명의 범위를 벗어난 경우로서, 오스테나이트가 충분히 미세화되지 못하기 때문에 최종조직인 마르텐사이트 결정립도가 커지고 충격 인성은 감소하게 됨을 알 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 중량%로, 탄소(C):0.05~0.15%, 실리콘(Si):0.1%이하(0%는 포함하지 않음), 망간(Mn):3.0~5.0%, 크롬(Cr):0.5~2.0%, 바나듐(V):0.010~0.050%, 인(P):0.020%이하, 황(S):0.020%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
    상기 망간(Mn), 크롬(Cr) 및 탄소(C)는 하기 관계식 1을 만족하도록 함유되어 있음을 특징으로 하는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재.
    [관계식 1]
    3.5 ≤ C (Mn+Cr)5 / 50 ≤ 9.0
    단, 상기 관계식 1중 망간 (Mn)과 크롬 (Cr)과 탄소 (C)는 각각 해당원소의 중량기준 함량을 의미한다.로 이루어지는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 선재는 95 면적% 이상의 마르텐사이트와 잔부 잔류 오스테나이트(γ)로 이루어진 미세조직을 가짐을 특징으로 하는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 선재는 인장강도가 1100~1300MPa이고, 충격치가 100J 이상인 것을 특징으로 하는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재.
  5. 중량%로, 탄소 (C):0.05~0.15%, 실리콘 (Si):0.1%이하(0%는 포함하지 않음), 망간 (Mn):3.0~5.0%, 크롬 (Cr):0.5~2.0%, 바나듐(V):0.010~0.050%, 인 (P):0.020%이하, 황 (S):0.020%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 강재를 마련한 후, 이를 Ae3 + 150℃ ~ Ae3 + 250℃의 온도범위에서 재가열하는 공정;
    상기 재가열된 강재에 열간압연을 개시하여 Ar3 + 200℃ ~ Ar3 + 300℃의 온도범위에서 열간압연을 마무리하는 공정;
    상기 열간압연된 강재를 Mf ~ Mf - 50℃의 온도범위까지 0.2℃/s 이상의 냉각속도로 냉각하는 공정; 및
    상기 냉각된 강재를 상온으로 공냉하는 공정;을 포함하고,
    상기 망간(Mn), 크롬(Cr) 및 탄소(C)는 하기 관계식 1을 만족하도록 함유되어 있음을 특징으로 하는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재의 제조방법.
    [관계식 1]
    3.5 ≤ C (Mn+Cr)5 / 50 ≤ 9.0
    단, 상기 관계식 1중 망간 (Mn)과 크롬 (Cr)과 탄소 (C)는 각각 해당원소의 중량기준 함량을 의미한다.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서, 상기 선재는 95 면적% 이상의 마르텐사이트와 잔부 잔류 오스테나이트(γ)로 이루어진 미세조직을 가짐을 특징으로 하는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재의 제조방법.
KR1020140166848A 2014-11-26 2014-11-26 강도와 충격인성이 우수한 선재 및 그 제조방법 KR101639895B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140166848A KR101639895B1 (ko) 2014-11-26 2014-11-26 강도와 충격인성이 우수한 선재 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140166848A KR101639895B1 (ko) 2014-11-26 2014-11-26 강도와 충격인성이 우수한 선재 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160063554A KR20160063554A (ko) 2016-06-07
KR101639895B1 true KR101639895B1 (ko) 2016-07-15

Family

ID=56192678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140166848A KR101639895B1 (ko) 2014-11-26 2014-11-26 강도와 충격인성이 우수한 선재 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101639895B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008196045A (ja) 2007-01-17 2008-08-28 Jfe Steel Kk 高強度鉄筋用鋼材の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6439326A (en) * 1987-08-05 1989-02-09 Kobe Steel Ltd Production of steel wire for non-tempered high-strength spring
JP3355999B2 (ja) * 1997-06-06 2002-12-09 住友金属工業株式会社 熱間圧延線材の直接軟化方法
KR20110000395A (ko) * 2009-06-26 2011-01-03 현대제철 주식회사 초고강도 강판 및 그 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008196045A (ja) 2007-01-17 2008-08-28 Jfe Steel Kk 高強度鉄筋用鋼材の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160063554A (ko) 2016-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102153195B1 (ko) 연질화 열처리의 생략이 가능한 선재 및 그 제조방법
KR101714903B1 (ko) 강도와 충격 인성이 우수한 선재 및 그 제조방법
KR101879068B1 (ko) 충격인성이 우수한 고강도 선재 및 그 제조방법
KR101736590B1 (ko) 고강도 비조질 선재 및 그 제조방법
US20200347486A1 (en) High-strength austenite-based high-manganese steel material and manufacturing method for same
KR101676115B1 (ko) 강도와 충격 인성이 우수한 선재 및 그 제조방법
KR101639895B1 (ko) 강도와 충격인성이 우수한 선재 및 그 제조방법
KR101505299B1 (ko) 강재 및 그 제조 방법
KR102131529B1 (ko) 구상화 열처리성이 우수한 선재 및 그 제조방법
KR101676111B1 (ko) 고강도 강선 및 그 제조방법
KR101676112B1 (ko) 고강도 강선 및 그 제조방법
KR101620738B1 (ko) 강도와 충격인성이 우수한 선재 및 그 제조방법
KR101736602B1 (ko) 충격인성이 우수한 선재 및 이의 제조방법
KR20160063565A (ko) 고강도 선재 및 그 제조방법
KR101676114B1 (ko) 강도와 충격 인성이 우수한 선재 및 그 제조방법
KR101676116B1 (ko) 고강도 선재 및 그 제조방법
KR101676113B1 (ko) 고강도 선재 및 그 제조방법
KR101676110B1 (ko) 강도와 충격 인성이 우수한 선재 및 그 제조방법
KR101696097B1 (ko) 충격인성이 우수한 고강도 비조질 선재 및 이의 제조방법
KR101714905B1 (ko) 충격 인성이 우수한 선재 및 그 제조방법
KR102292524B1 (ko) 냉간가공성이 우수한 선재 및 그 제조방법
KR102463018B1 (ko) 충격인성이 우수한 선재 및 그 제조방법
KR102109278B1 (ko) 연질화 열처리의 생략이 가능한 선재 및 그 제조방법
KR101467026B1 (ko) 강판 및 그 제조 방법
KR102448753B1 (ko) 절삭성 및 충격인성이 향상된 중탄소 비조질 선재 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant