KR101657790B1 - Steel material for graphitization and graphite steel with excellent machinability and cold forging characteristic - Google Patents
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Abstract
흑연화 열처리용 강재 및 피삭성 및 냉간단조성이 우수한 흑연강이 개시된다. 본 발명의 일 측면은, 중량%로, 탄소(C): 0.30~0.80%, 실리콘(Si): 2.0~3.0%, 망간(Mn): 0.01~1.00%, 알루미늄(Al): 0.001~0.02%, 마그네슘(Mg): 0.01~0.02%, 구리(Cu): 0.01~0.50%, 인(P): 0.030% 이하, 황(S): 0.030% 이하, 보론(B): 0.002~0.006%, 질소(N): 0.006~0.012%, 산소(O): 0.005% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 흑연화 열처리용 강재를 제공한다.Graphite steels for heat treatment for graphitization and graphite steels excellent in machinability and cold simple composition are disclosed. An aspect of the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: 0.30 to 0.80% of carbon; 2.0 to 3.0% of silicon; 0.01 to 1.00% of manganese Mn; 0.001 to 0.02% 0.01 to 0.02% of magnesium (Mg), 0.01 to 0.50% of copper (Cu), 0.030% of phosphorus or less, 0.030% or less of sulfur S, 0.002 to 0.006% of boron (B) (N): 0.006 to 0.012%, oxygen (O): 0.005% or less, the balance Fe and unavoidable impurities.
Description
본 발명은 흑연화 열처리용 강재 및 피삭성 및 냉간단조성이 우수한 흑연강에 관한 것이다.
The present invention relates to graphitized heat-treated steels and to graphite steels excellent in machinability and cold simple composition.
일반적으로 산업기계 또는 자동차 등의 기계부품들은 통상적으로 절삭 가공 공정이나 냉간 단조 공정 중 어느 하나에 의해 그 부품이 가지고 있는 복잡한 형상으로 가공된다. 그러나, 절삭 공정의 경우, 원소재에 대하여 최종 형상으로 가공하기 위해서는 가공량이 많아지고 그에 따른 부품 손실이 커지고 생산비용이 과다해지는 문제점을 가지고 있다. 반면, 냉간 단조 공정의 경우, 절삭 공정에 비해 소재 손실이 비교적 적고 간단한 공정을 통해 실시될 수 있다는 장점이 있지만, 부품의 최종 형상이 복잡할 경우에는 단조 작업만으로는 그 복잡한 형상을 구현하는 것이 어려운 문제점을 가지고 있다. 따라서, 냉간 단조 작업에 의해 최종 형상에 근접한 형상으로 가공한 후, 이를 복잡한 형상으로 최종 적삭하는 것이 소재의 절약 및 생산비 감소 등의 측면에서 가장 적합하다. 그런데, 냉간 단조 후 절삭 가공을 실시하기 위해서는 소재의 피삭성 및 냉간단조성이 모두 우수하여야 하는데, 통상의 강으로는 이러한 물성을 모두 만족시키지 못한다.
In general, mechanical parts such as an industrial machine or an automobile are usually processed into a complicated shape possessed by the parts by either a cutting process or a cold forging process. However, in the case of the cutting process, in order to process the raw material into the final shape, the amount of processing increases, resulting in a large loss of parts and a high production cost. On the other hand, the cold forging process has an advantage in that the material loss is relatively small compared to the cutting process and can be performed through a simple process. However, when the final shape of the part is complicated, it is difficult Lt; / RTI > Therefore, it is most suitable in terms of the reduction of the material and the reduction of the production cost, after the cold forging process is performed to form the shape close to the final shape and finally to final shape in a complicated shape. However, for machining after cold forging, both the machinability of the material and the cold simple composition must be excellent, and ordinary steels fail to satisfy all of these properties.
일반적으로 피삭성이 요구되는 기계 부품 등의 소재로는 Pb, Bi, S 등의 피삭성 부여 원소를 첨가한 쾌삭강이 이용된다. 그런데 이러한 쾌삭강은 절삭작업시 표면조도, 칩처리성, 공구 수명 등 강의 쾌삭성 측면에서는 아주 유리하나, 이를 이용하여 냉간단조 작업을 할 경우에는 피삭성 향상 원소들로 이루어진 개재물에 의해 야기된 크랙으로 인해 미소 변형에도 소재에 균열이 발생되는 등 냉간단조성이 매우 열위하다.
Generally, free machining steel to which machinability-imparting elements such as Pb, Bi, and S are added is used as a material of machine parts and the like requiring machinability. However, these free cutting steels are very advantageous in terms of free cutting characteristics such as surface roughness, chip processability and tool life during cutting, but when used for cold forging, cracks caused by inclusions comprising machinability improving elements Due to the small deformation, cracks are generated in the material.
더욱이, 대표적인 쾌삭강인 Pb 첨가 쾌삭강의 경우에는 절삭작업시 유독성 퓸(fume) 등의 유해 물질을 배출하므로 인체에 아주 해로우며 강재의 재활용에도 아주 불리한 문제가 있다. 따라서, 이를 대체 하기 위하여 S, Bi, Te, Sn 등의 첨가가 제안되었으나, Bi를 첨가한 강재는 제조시에 균열발생이 용이하여 생산이 매우 까다로운 문제가 있고, S, Te 및 Sn 등은 열간압연시 균열발생을 야기한다는 점에서 문제가 있다.
Furthermore, in the case of Pb-added free cutting steel, which is a representative free cutting steel, harmful substances such as toxic fumes are discharged during cutting operation, so that it is very harmful to the human body and is also disadvantageous for recycling of steel. The addition of S, Bi, Te, Sn, etc. has been proposed to replace this. However, there is a problem that the steel containing Bi added has a difficulty in production due to easy cracking during production. S, Te, Sn, There is a problem in that cracking occurs during rolling.
한편, 냉간단조용 강은 인성과 연성이 매우 우수하여 냉간 단조 작업시에는 소재에 균열이 거의 발생되지 않고 최종 형상과 유사한 정도까지 단조 작업으로 가공하기에는 유리하나, 이후 절삭 작업을 실시할 경우에는 칩처리성과 공구 마모도 등의 피삭성 측면에서 아주 불량하여 사용이 곤란하다는 문제가 잇다.
On the other hand, the cold and cold steel has excellent toughness and ductility, so that it is advantageous to perform the forging work to a degree similar to the final shape without causing cracks in the material during cold forging, There is a problem in that it is very poor in terms of machinability such as processing and tool wear and is difficult to use.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 제안된 강이 바로 흑연강이다. 흑연강은 페라이트 기지 혹은 페라이트 및 펄라이트 기지 내부에 미세 흑연립을 포함하는 강으로써, 충격인성과 연성이 양호하여 냉간단조성이 우수한 동시에, 내부의 미세 흑연립이 절삭시 크랙 공급원(source)으로 작용하여 칩 브레이커(chip breaker)의 역할을 함으로써 피삭성도 양호한 성질을 가지고 있는 강이다.In order to solve the above problems, the proposed steel is graphite steel. Graphite steel is a ferrite base or a steel containing fine black alumina in a ferrite and pearlite matrix. It has excellent impact toughness and ductility and is excellent in cold and simple composition. In addition, fine black alumina in the inside acts as a crack source It is a steel with good machinability because it acts as a chip breaker.
그런데, 이러한 흑연강의 장점에도 불구하고 현재 흑연강이 상용화되지는 못하고 있다. 이는 강에 탄소를 첨가하면, 흑연이 안정상임에도 불구하고, 준안정상인 세멘타이트로 석출되어 별도의 장시간 열처리 없이는 흑연을 석출시키는 것이 곤란하며, 이와 같은 장시간의 열처리 과정에서 탈탄이 일어나 최종 제품의 성능에 악영향을 미치는 폐해가 발생하기 때문이다. 뿐만 아니라, 흑연화 열처리를 통해 흑연립을 석출시켰다고 하더라도 강의 기지 내 흑연이 조대하게 석출될 경우 균열이 발생될 가능성이 높아 냉간단조성이 저하되며, 구형이 아닌 불규칙한 형상으로 불균일하게 분포하고 있을 경우 절삭시 물성 분포가 불균일하여 칩처리성이나 표면 조도가 매우 나빠지게 되며, 공구 수명 또한 단축되어 흑연강의 장점을 얻기가 어렵다. 따라서, 열처리 시간을 대폭 단축하면서도, 열처리시 미세 흑연립이 기지 내에 규칙적인 형상으로 균일하게 분포되도록 할 수 있는 흑연화 열처리용 강재가 제공될 필요가 있다.
However, despite the advantages of such graphite steels, graphite steels have not been commercialized at present. This is because, if carbon is added to the steel, it is difficult to precipitate graphite without a separate long-time heat treatment because the graphite is precipitated as cementite, which is a metastable phase, even though the graphite is stable and decarburization occurs during the long- This causes adverse effects that adversely affect performance. In addition, even if the black coal is precipitated through the graphitization heat treatment, if the graphite precipitates in the steel matrix, there is a high possibility of occurrence of cracking and the cooling simple composition is deteriorated. If the graphite is irregularly distributed irregularly It is difficult to obtain the advantages of graphite steel because the physical property distribution during cutting is not uniform and the chip processability and surface roughness become very poor and the tool life is also shortened. Therefore, there is a need to provide a graphite-annealing steel material capable of uniformly distributing the fine black alumina in a regular shape in the base while heat treatment time is greatly shortened.
본 발명의 일 측면은, 열처리 시간을 대폭 단축하면서도, 열처리시 미세 흑연립이 기지 내에 규칙적인 형상으로 균일하게 분포될 수 있는 흑연화 열처리용 강재를 제공하고자 하는 것이다.An aspect of the present invention is to provide a graphite-annealed steel material capable of uniformly distributing fine black allium in a regular shape in a matrix while heat treatment time is greatly shortened.
본 발명의 다른 일 측면은, 피삭성 및 냉간단조성이 우수한 흑연강을 제공하고자 하는 것이다.
Another aspect of the present invention is to provide a graphite steel excellent in machinability and cold simple composition.
본 발명의 일 측면은, 중량%로, 탄소(C): 0.30~0.80%, 실리콘(Si): 2.0~3.0%, 망간(Mn): 0.01~1.00%, 알루미늄(Al): 0.001~0.02%, 마그네슘(Mg): 0.01~0.02%, 구리(Cu): 0.01~0.50%, 인(P): 0.030% 이하, 황(S): 0.030% 이하, 보론(B): 0.002~0.006%, 질소(N): 0.006~0.012%, 산소(O): 0.005% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 흑연화 열처리용 강재를 제공한다.
An aspect of the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: 0.30 to 0.80% of carbon; 2.0 to 3.0% of silicon; 0.01 to 1.00% of manganese Mn; 0.001 to 0.02% 0.01 to 0.02% of magnesium (Mg), 0.01 to 0.50% of copper (Cu), 0.030% of phosphorus or less, 0.030% or less of sulfur S, 0.002 to 0.006% of boron (B) (N): 0.006 to 0.012%, oxygen (O): 0.005% or less, the balance Fe and unavoidable impurities.
또한, 본 발명의 다른 일 측면은, 중량%로, 탄소(C): 0.30~0.80%, 실리콘(Si): 2.0~3.0%, 망간(Mn): 0.01~1.00%, 알루미늄(Al): 0.001~0.02%, 마그네슘(Mg): 0.01~0.02%, 구리(Cu): 0.01~0.50%, 인(P): 0.030% 이하, 황(S): 0.030% 이하, 보론(B): 0.002~0.006%, 질소(N): 0.006~0.012%, 산소(O): 0.005% 이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 페라이트 기지에, 면적분율로 1% 이상의 흑연립을 포함하고, 상기 흑연립의 평균 종횡비(장축/단축)가 1.5 이하인 피삭성이 우수한 흑연강을 제공한다.
In another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: 0.30 to 0.80% carbon, 2.0 to 3.0% silicon, 0.01 to 1.00% manganese (Mn) (P): 0.030% or less, S: not more than 0.030%, boron (B): 0.002 to 0.006% , The content of Fe and the inevitable impurities, and contains a black alumina in an area fraction of 1% or more in the ferrite base, and the content of the black alumina And provides an excellent graphitized steel having an average aspect ratio (long axis / short axis) of 1.5 or less.
본 발명에 따른 흑연강은 피삭성 및 냉간단조성을 겸비하여 산업기계 또는 자동차 등의 기계부품들의 소재로 바람직하게 적용될 수 있다.
The graphite steel according to the present invention can be suitably applied as a material for mechanical parts such as an industrial machine or an automobile by having a machinability and a simple cooling composition.
이하, 본 발명의 일 측면인 흑연화 열처리용 강재에 대하여 상세히 설명한다. 먼저, 강재의 합금조성 및 성분범위에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the graphite for heat treatment for graphitization, which is one aspect of the present invention, will be described in detail. First, the alloy composition and the range of the composition of the steel will be described in detail.
탄소(C): 0.30~0.80중량%Carbon (C): 0.30 to 0.80 wt%
탄소는 흑연립을 형성하기 위해 필수적인 원소이다. 상기 탄소의 함량이 0.30중량% 미만인 경우에는 피삭성 향상 효과가 미흡하며, 반면, 그 함량이 과다한 경우 흑연립이 조대하게 석출되어 냉간단조성이 저하될 우려가 있다. 따라서, 상기 탄소 함량의 상한은 0.80중량%인 것이 바람직하며, 0.70중량%인 것이 보다 바람직하다.
Carbon is an essential element for forming black alliances. If the content of carbon is less than 0.30 wt%, the effect of improving machinability is insufficient. If the content of carbon is excessively large, black coarse grains are precipitated to a great extent, resulting in a deterioration of the cooling simple composition. Therefore, the upper limit of the carbon content is preferably 0.80 wt%, and more preferably 0.70 wt%.
실리콘(Si): 2.0~3.0중량%Silicon (Si): 2.0 to 3.0 wt%
실리콘은 용강 제조시 탈산제로서 필요한 성분이며, 강중 세멘타이트를 불안정하게 하여 탄소가 흑연으로 석출될 수 있도록 하는 흑연화 촉진 원소이기 때문에 적극 첨가한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 2.0중량% 이상 포함되는 것이 바람직하며, 2.2중량%인 것이 보다 바람직하다. 반면, 그 함량이 과다한 경우 그 효과가 포화될 뿐만 아니라, 고용강화 효과로 인해 피삭성이 저하되며, 비금속 개재물의 증가에 따른 취성을 유발하고, 열간 압연시 탈탄을 유발할 우려가 있다. 따라서, 상기 실리콘 함량의 상한은 3.0중량%인 것이 바람직하며, 2.8중량%인 것이 보다 바람직하다.
Silicon is a component required as a deoxidizing agent in the production of molten steel and is positively added since it is a graphitization-promoting element that causes carbon to be precipitated into graphite by making cementite unstable in steel. In order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferable to contain 2.0 wt% or more, more preferably 2.2 wt%. On the other hand, if the content is excessive, not only the effect is saturated but also the machinability is lowered due to the strengthening effect of the solid solution, and brittleness is caused by the increase of nonmetallic inclusions. Therefore, the upper limit of the silicon content is preferably 3.0 wt%, and more preferably 2.8 wt%.
망간(Mn): 0.01~1.00중량%Manganese (Mn): 0.01 to 1.00 wt%
망간은 강재의 강도 및 충격 특성을 향상시키며, 강 중 황과 결합하여 MnS 개재물을 형성하여 절삭성 향상에 기여한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.01중량% 이상 포함되는 것이 바람직하며, 0.1중량%인 것이 보다 바람직하다. 반면, 그 함량이 과다한 경우 흑연화를 저해하여 흑연화 시간이 지연될 우려가 있다. 따라서, 상기 망간 함량의 상한은 1.00중량%인 것이 바람직하며, 0.6중량%인 것이 보다 바람직하다.
The manganese improves the strength and impact properties of the steel and combines with sulfur in the steel to form MnS inclusions, contributing to the improvement of cutting performance. In order to exhibit such an effect in the present invention, the content is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.1% by weight. On the other hand, if the content is excessive, the graphitization may be inhibited and the graphitization time may be delayed. Therefore, the upper limit of the manganese content is preferably 1.00 wt%, more preferably 0.6 wt%.
알루미늄(Al): 0.001~0.02중량%Aluminum (Al): 0.001 to 0.02 wt%
알루미늄은 강력한 탈산 원소로써 탈산에 기여할 뿐만 아니라, 흑연화를 촉진시키는 유용한 원소이다. 흑연화 열처리시 세멘타이트의 분해를 촉진하는 것과 동시에 질소와 결합하여 AlN을 형성함으로써 세멘타이트의 안정화를 방해하는 역할을 한다. 또한, 알루미늄 첨가에 의해 강 중 형성되는 알루미늄 산화물은 BN의 석출핵이 되기도 하고, 흑연의 결정화를 촉진하는 점에서 효과적이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.001중량% 이상 포함되는 것이 바람직하며, 0.003중량%인 것이 보다 바람직하다. 반면, 그 함량이 과다한 경우 그 효과가 포화될 뿐만 아니라, 열간 변형성이 현저하게 저하되는 문제가 있다. 따라서, 상기 알루미늄 함량의 상한은 0.02중량%인 것이 바람직하며, 0.01중량%인 것이 보다 바람직하다.
Aluminum is a powerful deoxidizing element that not only contributes to deoxidation but is also a useful element for promoting graphitization. In the graphitization heat treatment, the decomposition of cementite is accelerated and at the same time, it forms a bond with nitrogen to form AlN, thereby preventing stabilization of cementite. The aluminum oxide formed in the steel by the addition of aluminum is also effective in that it crystallizes nuclei of BN and accelerates the crystallization of graphite. In order to exhibit such an effect in the present invention, the content is preferably 0.001% by weight or more, more preferably 0.003% by weight. On the other hand, when the content is excessive, the effect is saturated and the hot deformability is remarkably deteriorated. Therefore, the upper limit of the aluminum content is preferably 0.02 wt%, more preferably 0.01 wt%.
마그네슘(Mg): 0.01~0.02중량%Magnesium (Mg): 0.01 to 0.02 wt%
마그네슘은 강 중 산소와 결합하여 MgO 등의 산화물을 형성하며, 이들은 단독 또는 황화물과의 복합 개재물을 형성하여, 흑연 또는 BN의 핵생성처로 작용하며, 흑연립을 기지 내 균일 분산시키고, 흑연립을 구상화하는 역할을 한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.01중량% 이상 포함되는 것이 바람직하며, 0.012중량%인 것이 보다 바람직하다. 반면, 그 함량이 과다한 경우 제강이 어려워지는 문제가 있다. 따라서, 상기 마그네슘 함량의 상한은 0.02중량%인 것이 바람직하며, 0.018중량%인 것이 보다 바람직하다.Magnesium combines with oxygen in steel to form oxides such as MgO. They form a complex inclusion with sulfides, which act as nucleation sites of graphite or BN, distribute black alli- ances uniformly within the matrix, It plays a role of spheroidizing. In order to exhibit such an effect in the present invention, the content is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.012% by weight. On the other hand, if the content is excessive, steelmaking becomes difficult. Therefore, the upper limit of the magnesium content is preferably 0.02 wt%, more preferably 0.018 wt%.
구리(Cu): 0.01~0.50중량%Copper (Cu): 0.01 to 0.50 wt%
구리는 세멘타이트를 불안정하게 하고, 흑연화를 촉진하여 피삭성 향상에 기여하며, 강의 부식 저항을 개선시키는 역할을 한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.01중량% 이상 포함되는 것이 바람직하며, 0.05중량%인 것이 보다 바람직하다. 반면, 그 함량이 과다한 경우 그 효과가 포화될 뿐만 아니라, 입계 편석시 녹는점(melting point)가 낮아져 압연을 위한 가열로 장입시 결정립계 취화에 따른 표면흠 발생 가능성이 높아지며, 최종 제품에서의 충격인성이 저하된다. 따라서, 상기 구리 함량의 상한은 0.50중량%인 것이 바람직하며, 0.40중량%인 것이 보다 바람직하다.
Copper destabilizes cementite, promotes graphitization, contributes to machinability improvement, and improves corrosion resistance of steel. In order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferably contained in an amount of 0.01 wt% or more, more preferably 0.05 wt%. On the other hand, when the content is excessive, not only the effect is saturated but also the melting point of the grain segregation is low, so that there is a high possibility of occurrence of surface flaws due to grain boundary embrittlement upon heating furnace for rolling, . Therefore, the upper limit of the copper content is preferably 0.50 wt%, more preferably 0.40 wt%.
인(P): 0.030중량% 이하Phosphorus (P): 0.030 wt% or less
인은 불가피하게 함유되는 불순물이다. 비록 인은 강 중 탄소의 흑연화에 어느 정도 도움을 주나, 페라이트의 경도를 증가시키고, 결정립계에 편석되어 강재의 인성 및 지연파괴 저항성을 감소시키고, 표면 결함의 발생을 조장하므로, 그 함량을 가능한 낮게 관리하는 것이 바람직하다. 이론상 인의 함량은 0중량%로 제어하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서 그 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 그 상한을 0.030중량%로 관리한다.
Phosphorus is an inevitably contained impurity. Although phosphorus helps to some extent in the graphitization of carbon in steel, it increases the hardness of ferrite, is segregated in grain boundaries to reduce the toughness and delayed fracture resistance of steel and promotes the occurrence of surface defects. It is preferable to control the temperature to a low level. Theoretically, it is preferable to control the phosphorus content to 0 wt%, but it is inevitably contained inevitably in the manufacturing process. Therefore, it is important to manage the upper limit, and in the present invention, the upper limit is controlled to 0.030 wt%.
황(S): 0.030중량% 이하Sulfur (S): 0.030 wt% or less
황은 불가피하게 함유되는 불순물이다. 황은 강 중 탄소의 흑연화를 크게 저해할 뿐만 아니라, 결정립계에 편석되어 인성을 저하시키고, 저융점 유화물을 형성시켜 열간압연성을 저해하므로 그 함량을 가능한 낮게 관리하는 것이 바람직하다. 이론상 인의 함량은 0중량%로 제어하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서 그 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 그 상한을 0.030중량%로 관리한다.
Sulfur is an inevitable impurity. Sulfur not only significantly inhibits graphitization of carbon in steel but also segregates in grain boundaries to lower toughness and form a low melting point emulsion to inhibit hot rolling property, so that its content is preferably controlled as low as possible. Theoretically, it is preferable to control the phosphorus content to 0 wt%, but it is inevitably contained inevitably in the manufacturing process. Therefore, it is important to manage the upper limit, and in the present invention, the upper limit is controlled to 0.030 wt%.
보론(B): 0.002~0.006중량%Boron (B): 0.002 to 0.006 wt%
보론은 강 중 질소와 결합하여 BN을 형성하며, 상기 BN은 흑연의 핵생성처로 작용하여 흑연화를 촉진시키기 때문에 적극적으로 첨가한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.002중량% 이상 첨가하는 것이 바람직하며, 0.003중량%인 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다한 경우 그 효과가 포화될 뿐만 아니라, BN의 입계석출로 인해 입계 강도가 저하되고, 열간 가공성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 상기 보론 함량의 상한은 0.006중량%인 것이 바람직하며, 0.005중량%인 것이 보다 바람직하다.
Boron is combined with nitrogen in the steel to form BN, and BN is aggressively added because it acts as nucleation site of graphite to promote graphitization. In order to exhibit such effects in the present invention, it is preferable to add 0.002% by weight or more, more preferably 0.003% by weight. However, when the content is excessive, the effect is saturated, and the grain boundary strength is lowered due to grain boundary precipitation of BN, and the hot workability is lowered. Therefore, the upper limit of the boron content is preferably 0.006% by weight, more preferably 0.005% by weight.
질소(N): 0.006~0.012중량%Nitrogen (N): 0.006 to 0.012 wt%
질소는 붕소, 알루미늄과 결합하여 질화물을 형성하고, 이것들을 핵으로 하여 흑연립의 생성과 성장이 진행되기 때문에 적극적으로 첨가한다. 한편, 흑연화 촉진에 유효한 질화물들을 형성하기 위해서는 붕소, 알루미늄과 거의 비슷한 당량을 첨가하여야 하나, 이러한 질화물들을 균일하게 미세 분산시키기 위해서는 화학 당량보다 조금 높게 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 질소는 동적인 변형시효에 의해 칩처리성을 개선하기 때문에 조금 과다하게 첨가하는 것이 유리하다. 이러한 이유로 본 발명에서는 0.006중량% 이상으로 적극 첨가하나, 0.012중량% 이상 첨가할 경우 그 효과가 포화되기 때문에, 상기 질소의 함량은 0.006~0.012중량%로 제한함이 바람직하다.
Nitrogen bonds with boron and aluminum to form nitrides. These nitrides actively nucleate and grow because of the formation and growth of black algae. On the other hand, in order to form nitrides effective for promoting graphitization, approximately equivalent amounts of boron and aluminum should be added. However, in order to uniformly and finely disperse these nitrides, it is preferable to add them slightly higher than the chemical equivalents. It is also advantageous to add a little too much because nitrogen improves the chip processability by dynamic strain aging. For this reason, in the present invention, 0.006% by weight or more is positively added, but when it is added in an amount of 0.012% by weight or more, the effect is saturated. Therefore, the content of nitrogen is preferably limited to 0.006 to 0.012% by weight.
산소(O): 0.005중량% 이하Oxygen (O): 0.005 wt% or less
산소는 강 중 알루미늄과 결합하여 알루미늄 산화물을 형성한다. 이러한 산화물의 생성은 알루미늄의 유효 농도를 감소시키게 된다. 그 결과, 흑연의 결정화에 유효한 AlN의 생성량이 감소되며, 따라서 실질적으로는 흑연화 작용을 방해하는 결과를 초래한다. 뿐만 아니라, 생성되는 알루미늄 산화물은 절삭시 절삭공구를 손상시키기 때문에 피삭성의 저하를 초래한다. 이러한 이유로 강 중 산소의 함량은 가능한 낮게 관리하는 것이 바람직하다. 다만, 강 중 산소의 함량을 지나치게 낮게 관리할 경우 제강 공정의 정련 부하를 야기하고, 0.005중량%까지는 산소에 의해 유발되는 문제점이 그리 크지 않기 때문에 그 상한을 0.005중량%로 관리한다.
Oxygen bonds with aluminum in the steel to form aluminum oxide. The formation of such oxides reduces the effective concentration of aluminum. As a result, the amount of AlN that is effective for crystallization of graphite is reduced, resulting in substantially inhibiting the graphitizing action. In addition, the aluminum oxide produced damages the cutting tool during cutting, resulting in a reduction in machinability. For this reason, it is desirable to keep the oxygen content in the steel as low as possible. However, when the content of oxygen in the steel is excessively low, refining load of the steelmaking process is caused, and since the problem caused by oxygen is not significant up to 0.005% by weight, the upper limit is controlled to 0.005% by weight.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
The remainder of the present invention is iron (Fe). However, in the ordinary manufacturing process, impurities which are not intended from the raw material or the surrounding environment may be inevitably incorporated, so that it can not be excluded. These impurities are not specifically mentioned in this specification, as they are known to any person skilled in the art of manufacturing.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기와 같은 성분범위를 갖는 강재의 합금설계시, C, Si 및 Mn의 함량은 하기 관계식 1을 만족하도록 제어하는 것이 보다 바람직하다. 하기 관계식 1은 C, Si 및 Mn의 함량에 따른 흑연화 용이성 정도를 나타내는 흑연화 지수로, [C]+[Si]/3-[Mn]/2 값이 지나치게 낮을 경우에는 흑연화 속도가 현저하게 저하되어 흑연화 시간이 지나치게 길어지는 단점이 있다. 따라서, 상기 [C]+[Si]/3-[Mn]/2 값은 1.0 이상인 것이 바람직하고, 1.1 이상인 것이 보다 바람직하며, 1.2 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 다만, [C]+[Si]/3-[Mn]/2 값이 지나치게 클 경우에는 흑연화 측면에서는 유리하지만, 열간압연성이 현저하게 저하되어 제조가 곤란한 단점이 있다. 따라서, 상기 [C]+[Si]/3-[Mn]/2 값은 2.0 이하인 것이 바람직하고, 1.9 이하인 것이 보다 바람직하며, 1.8 이하인 것이 보다 더 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, it is more preferable to control the content of C, Si, and Mn so as to satisfy the following relational expression 1 when designing an alloy of a steel material having the above-described composition range. The following relational expression 1 is a graphitization index indicating the degree of graphitization easiness according to the contents of C, Si and Mn. When the value of [C] + [Si] / 3- [Mn] / 2 is too low, So that the graphitization time becomes excessively long. Accordingly, the value of [C] + [Si] / 3- [Mn] / 2 is preferably 1.0 or more, more preferably 1.1 or more, and further preferably 1.2 or more. However, when the value of [C] + [Si] / 3- [Mn] / 2 is excessively large, it is advantageous from the viewpoint of graphitization, but the hot rolling property remarkably lowers and it is difficult to manufacture. Therefore, the value of [C] + [Si] / 3- [Mn] / 2 is preferably 2.0 or less, more preferably 1.9 or less, still more preferably 1.8 or less.
[관계식 1][Relation 1]
1.0≤[C]+[Si]/3-[Mn]/2≤2.01.0? [C] + [Si] / 3- [Mn] /2? 2.0
(단, 상기 [C], [Si] 및 [Mn]은 각각 해당 원소의 중량%를 의미함)
(Wherein each of [C], [Si] and [Mn] represents the weight% of the corresponding element)
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기와 같은 성분범위를 갖는 강재의 합금설계시, B, Al 및 N의 함량은 하기 관계식 2를 만족하도록 제어하는 것이 보다 바람직하다. (3[B]+[Al])/2[N] 값이 지나치게 낮을 경우에는 B 및 Al의 함량이 부족하여 흑연립 핵생성에 기여하는 AlN 및 BN 석출물의 개수가 부족하여 흑연립 분율이 저하될 우려가 있으며, 과잉 질소로 인하여 모재에 고용되는 질소량이 증가하여 흑연화 속도를 저하시킬 우려가 있다. 따라서, 상기 (3[B]+[Al])/2[N] 값은 1.0 이상인 것이 바람직하다. 다만, (3[B]+[Al])/2[N] 값이 지나치게 클 경우에는 B 및 Al의 함량은 충분하나, 질소의 함량이 부족하여 더 이상 흑연립 핵생성에 기여하는 AlN 및 BN 석출물 개수가 부족하여 흑연립 분율이 저하될 우려가 있다. 따라서, 상기 (3[B]+[Al])/2[N] 값은 3.0 이하인 것이 바람직하고, 2.5 이하인 것이 보다 바람직하며, 2.0 이하인 것이 보다 더 바람직하다.Further, according to an embodiment of the present invention, it is more preferable to control the content of B, Al and N so as to satisfy the following relational expression 2 when designing an alloy of a steel material having the above-mentioned composition range. When the value of (3 [B] + [Al]) / 2 [N] is excessively low, the content of B and Al is insufficient and the number of AlN and BN precipitates contributing to black- There is a possibility that the amount of nitrogen dissolved in the base material increases due to excess nitrogen, thereby lowering the graphitization rate. Therefore, the value of (3 [B] + [Al]) / 2 [N] is preferably 1.0 or more. However, when the value of (3 [B] + [Al]) / 2 [N] is excessively large, the content of B and Al is sufficient. However, since the content of nitrogen is insufficient, There is a fear that the number of precipitates is insufficient and the black coarse fraction is lowered. Therefore, the value of (3 [B] + [Al]) / 2 [N] is preferably 3.0 or less, more preferably 2.5 or less, still more preferably 2.0 or less.
[관계식 2][Relation 2]
1.0≤(3[B]+[Al])/2[N]≤3.01.0? (3 [B] + [Al]) / 2 [N]? 3.0
(단, 상기 [B], [Al] 및 [N]은 각각 해당 원소의 중량%를 의미함)
(Wherein [B], [Al] and [N] each represent the weight% of the corresponding element)
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명에서 제공하는 흑연화 열처리용 강재는 750℃에서 120분의 흑연화 열처리 후, 흑연화율 99% 이상에 도달할 수 있다. 즉, 본 발명에서 제공하는 흑연화 열처리용 강재는 흑연화에 필요한 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있어 흑연화를 위한 열처리 비용을 절약할 수 있다는 장점이 있다. 한편, 흑연화율이란 강에 첨가된 탄소 함량 대비 흑연 상태로 존재하는 탄소 함량의 비를 의미하는 것으로, 하기 관계식 3에 의해 정의되며, 99% 이상 흑연화 되었다는 것은 첨가된 탄소가 99중량% 이상 흑연을 생성하는데 소모되었다는 의미로(페라이트 내 고용 탄소량은 극히 적으므로 고려하지 않음), 미분해된 펄라이트가 극히 미량 존재하는, 즉 페라이트 및 흑연립의 미세조직을 가지는 것을 의미한다.According to one embodiment of the present invention, the graphite for heat treatment of the present invention provided by the present invention can reach a graphitization rate of 99% or more after graphitization heat treatment at 750 ° C for 120 minutes. That is, the steel for graphitizing heat treatment provided in the present invention can drastically shorten the time required for graphitization, thereby saving the heat treatment cost for graphitization. On the other hand, the graphitization ratio means a ratio of the carbon content present in the graphite state to the carbon content added to the steel. The graphitization rate is defined by the following relational formula 3, and 99% (Since the amount of solute carbon in the ferrite is extremely small, it is not taken into account), meaning that there is an extremely small amount of undecomposed pearlite, that is, a microstructure of ferrite and black alumina.
[관계식 3][Relation 3]
흑연화율(%)=(강 중 흑연 상태로 존재하는 탄소 함량/강 중 탄소 함량)×100
Graphitization rate (%) = (carbon content present in graphite state / carbon content in steel) x 100
이상에서 설명한 본 발명의 흑연화 열처리용 강재는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있으며, 본 발명에서는 특별히 그 방법을 제한하지 않는다. 예를 들면, 상기의 성분범위를 가지는 잉곳을 주조한 후 1100~1300℃에서 5~10시간 균질화 열처리 하고, 1000~1100℃에서 열간압연 후 공냉하여 제조할 수 있다.
The graphite for heat treatment of graphite according to the present invention described above can be produced by various methods, and the method is not particularly limited in the present invention. For example, the ingot having the above-mentioned composition range may be cast and then homogenized at 1100 to 1300 ° C for 5 to 10 hours, hot-rolled at 1000 to 1100 ° C and then air-cooled.
이하, 본 발명의 다른 일 측면인 피삭성 및 냉간단조성이 우수한 흑연강에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 다른 일 측면인 피삭성 및 냉간단조성이 우수한 흑연강은, 상술한 흑연화 열처리용 강재와 동일한 합금조성 및 성분범위를 가지며, 각 조성의 수치한정 이유는 위에서 설명한 바와 같다.
Hereinafter, the graphite steel excellent in machinability and cold simple composition, which is another aspect of the present invention, will be described in detail. The graphite steel excellent in machinability and cold simple composition as another aspect of the present invention has the same alloy composition and composition range as those of the above-mentioned graphitizing heat treatment steels, and the reason for limiting the numerical value of each composition is as described above.
한편, 본 발명에 따른 흑연강은 페라이트 기지에, 면적분율로 1.0% 이상(보다 바람직하게는 1.2% 이상, 보다 더 바람직하게는 1.5% 이상)의 흑연립을 포함한다. 흑연립의 면적분율이 높을수록 피삭성이 향상되는 바, 그 상한은 특별히 한정하지 않는다.
On the other hand, the graphite steel according to the present invention contains a black alumina in an area fraction of not less than 1.0% (more preferably not less than 1.2%, still more preferably not less than 1.5%) in a ferrite base. The higher the area fraction of black alumina is, the better the machinability is, and the upper limit is not particularly limited.
상기 흑연립의 평균 종횡비(장축/단축)가 1.5 이하인 것이 바람직하고, 1.3 이하인 것이 보다 바람직하며, 1.2 이하인 것이 보다 더 바람직하다. 상기와 같이 흑연립이 구상화될 경우, 가공시 이방성이 저감되어, 절삭성 및 냉간 단조성이 현저히 향상된다. 여기서, 흑연립의 종횡비는 하나의 흑연립 내 최장축과 최단축의 비를 의미한다.
The average aspect ratio (long axis / short axis) of the black alcoves is preferably 1.5 or less, and 1.3 More preferably 1.2 or less, and still more preferably 1.2 or less. As described above, when the black alumina is spheroidized, anisotropy is reduced during machining, and machinability and cold step composition are remarkably improved. Here, the aspect ratio of the black alleys means the ratio of the longest axis to the shortest axis in one black alcove.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 흑연립의 평균 결정립의 크기가 10㎛ 이하(보다 바람직하게는 8㎛ 이하, 보다 더 바람직하게는 6㎛ 이하) 일 수 있으며, 상기 흑연립의 단위 면적당 개수는 1000~5000개/mm2일 수 있다. 상기와 같이 강재 내 미세 흑연립이 균일 분산될 경우, 형성된 흑연립이 절삭 마찰을 감소시키고, 크랙 개시 사이트로 작용함으로써, 절삭성 및 냉간 단조성을 현저히 향상시킬 수 있다. 여기서, 흑연립의 평균 결정립 크기란, 흑연강의 일 단면을 관찰하여 검출한 입자의 평균 원 상당 직경(equivalent circular diameter)을 의미하며, 평균 결정립의 크기가 작을수록 절삭성 및 냉간 단조성 향상에 유리하므로, 그 하한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
According to an embodiment of the present invention, the average grain size of the black alliance may be 10 탆 or less (more preferably 8 탆 or less, and even more preferably 6 탆 or less), and the number of black alliances per unit area May be 1000 to 5000 pieces / mm 2 . When the fine black allium grains in the steel material are uniformly dispersed as described above, the black allium formed reduces the cutting friction and acts as a crack initiation site, thereby remarkably improving the cutting property and the cold step composition. Here, the average grain size of the black alloy refers to an equivalent circular diameter of particles detected by observing one end face of the graphite steel. The smaller the average grain size, the better the cutting performance and the improvement of the cold step , And the lower limit thereof is not particularly limited.
이상에서 설명한 본 발명의 흑연강은 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 그 제조방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 흑연화 열처리용 강재를 730~770℃에서 120분 이상 흑연화 열처리(항온 열처리) 함으로써 제조할 수 있다. 상기의 온도 영역은 등온 변태 곡선에서 흑연 생성 곡선 노즈(nose)에 해당하는 온도 영역으로써, 열처리 시간을 대폭 단축시킬 수 있는 온도 영역에 해당한다.
The graphite steel of the present invention described above can be produced by various methods, and the production method thereof is not particularly limited. For example, graphite for heat treatment can be subjected to graphitization heat treatment at 730 to 770 DEG C for 120 minutes or longer ). The temperature range corresponds to a temperature range corresponding to a graphite production curve nose in an isothermal transformation curve, and corresponds to a temperature range in which the heat treatment time can be greatly shortened.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 예일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention in more detail and do not limit the scope of the present invention.
(( 실시예Example ))
하기 표 1의 성분조성을 갖는 잉곳을 주조하여 1250℃에서 8시간 균질화 열처리한 후, 두께 27mm로 열간압연 및 공냉하여 흑연화 열처리용 강재를 얻었다. 상기 열간압연시 마무리 온도는 1000℃로 하였다.
Ingots having the composition shown in Table 1 were cast and homogenized at 1250 占 폚 for 8 hours, and hot-rolled and air-cooled to a thickness of 27 mm to obtain graphitized heat-treated steels. The finish temperature during the hot rolling was set to 1000 占 폚.
(단, [C], [Si] 및 [Mn]은 각 해당 원소의 중량%를 의미함)
②=(3[B]+[Al])/2[N]
(단, [B], [Al] 및 [N]은 각 해당 원소의 중량%를 의미함)1 = [C] + [Si] / 3- [Mn] / 2
(Wherein [C], [Si] and [Mn] mean the weight% of each corresponding element)
2 = (3 [B] + [Al]) / 2 [N]
(Note that [B], [Al] and [N] refer to the weight% of each corresponding element)
이후, 상기 흑연화 열처리용 강재를 750℃에서 2시간 동안 흑연화 열처리하여 흑연강을 얻었다. 단, 비교예 2의 경우 Mg 함량이 지나치게 높아 열간압연 중 파손이 발생하여 별도의 흑연화 열처리는 실시하지 아니하였으며, 비교예 5 및 6의 경우, 흑연화 열처리 온도를 각각 600℃ 및 800℃로 하였다. 이후, 화상 분석기(image analyzer)를 이용하여 흑연립 면적분율, 평균크기 및 평균 종횡비를 측정하고, 이를 하기 표 2에 나타내었다. 이때 피검면은 9.6mm2을 기준으로 하였다.
Thereafter, the graphitized heat treatment steel was subjected to graphitization heat treatment at 750 ° C for 2 hours to obtain graphite steel. However, in the case of Comparative Example 2, the Mg content was too high to cause breakage during hot rolling and no separate graphitization heat treatment was performed. In Comparative Examples 5 and 6, the graphitizing heat treatment temperatures were set at 600 ° C and 800 ° C Respectively. Then, the black coarse area fraction, the average size and the average aspect ratio were measured using an image analyzer, and the results are shown in Table 2 below. At this time, the surface to be inspected was based on 9.6 mm 2 .
여기서, 흑연립의 면적분율, 평균크기 및 평균 종횡비의 측정방법은 다음과 같다. 각 시편을 일정 크기로 절단하여 광학 현미경에 마운팅한 후, 에칭은 하지 않고, 연마만 한 상태에서 200배의 배율 하 이미지를 촬영하였다. 이때, 분석의 신뢰성을 높이기 위해 각 시편당 총 15장의 이미지를 촬영하였다. 이렇게 얻어진 광학 현미경 이미지에서는 뚜렷한 컨트라스트(contrast) 차이에 의해 페라이트 기지와 흑연립을 명확하게 구분이 가능하며, 화상 분석 소프트웨어를 활용하여 상기 흑연립의 면적분율, 평균크기 및 평균 종횡비를 측정하였다. 여기서, 흑연립의 평균 크기는 흑연립의 평균 원 상당 직경(equivalent circular diameter)을 의미하며, 흑연립의 종횡비는 하나의 흑연립 내에서 최장축과 최단축의 비를 의미한다.
Here, the method of measuring the area fraction, the average size and the average aspect ratio of the black alliance is as follows. Each specimen was cut into a certain size, mounted on an optical microscope, and then under a magnification of 200 times under an abrading condition without etching. At this time, a total of 15 images were taken per each specimen to improve the reliability of the analysis. In the obtained optical microscope image, it is possible to clearly distinguish the black alliance from the ferrite base due to the clear contrast difference, and the area fraction, the average size and the average aspect ratio of the black alliance were measured using image analysis software. Here, the average size of black alliance means the equivalent circular diameter of black alliance, and the aspect ratio of black alliance means the ratio of longest to shortest axis in one black alliance.
(%)Black allied area fraction
(%)
(장축/단축)Black Alignment Mean Aspect Ratio
(Long axis / short axis)
표 2를 참고할 때, 흑연립 면적 분율 및 흑연립의 평균 크기는 탄소량에 주로 영향을 받는다는 것을 알 수 있다. 한편, 비교예 1의 경우, C 함량이 낮아 흑연이 충분히 석출되지 못하였으며, 비교예 3의 경우, Si 함량이 지나치게 낮아 흑연화 시간이 상당히 지연되어 2시간의 열처리만으로 흑연립이 충분히 석출되지 않았으며, 비교예 4의 경우, Mg 미첨가로 흑연립 평균 종횡비가 본 발명이 제안하는 범위를 벗어났다. 비교예 5의 경우, 흑연화 열처리 온도가 낮아 2시간의 열처리만으로 흑연립이 충분히 석출되지 않았으며, 비교예 6의 경우 적정 흑연화 온도를 초과하여 흑연립이 거의 생성되지 않았고, 냉각 중 매우 소량만이 생성되었다.
It can be seen from Table 2 that the black algebraic area fraction and the average size of the black alliance are mainly affected by the amount of carbon. On the other hand, in the case of Comparative Example 1, the graphite was not precipitated sufficiently due to the low C content, and in the case of Comparative Example 3, the Si content was too low to significantly retard the graphitization time, , And in the case of Comparative Example 4, the average aspect ratio of Black Alignment was deviated from the range proposed by the present invention. In the case of Comparative Example 5, the graphite heat treatment temperature was low and the black allium was not sufficiently precipitated only by the heat treatment for 2 hours. In the case of Comparative Example 6, the black graphite was hardly produced, Lt; / RTI >
이후, 피삭성 평가를 위해 상기 표 2의 흑연강을 대상으로 칩처리성, 공구 마모 깊이 및 표면조도 즉, 절삭 가공면의 거칠기(roughness)를 측정하였다. 이를 위해, 먼저 상기 표 2의 흑연강을 직경 25mm의 봉상으로 가공한 후, 이를 자동 선반으로 절삭 가공을 하였다. 칩처리성 평가시 칩이 2권 이하에서 분단할 경우 우수, 3~6권에서 분단될 경우 보통, 7권 이상일 경우 불량으로 판정하였다. 공구 마모 깊이는 직경 25mm 봉상을 직경 15mm가 될 때까지 180개 가공한 후 마모된 공구 날 깊이를 측정하였다. 이때 절삭조건은 150mm/min의 이송속도, 0.05mm/rev의 절삭속도의 조건에서 절삭유를 사용하여 실시 하였다.
Then, for the machinability evaluation, the chip processability, the depth of tool wear and the surface roughness of the graphite steel of Table 2 were measured, that is, the roughness of the machined surface was measured. For this purpose, the graphite steel of Table 2 was processed into a bar having a diameter of 25 mm, and then cut with an automatic lathe. It was judged to be excellent when chips were divided under 2 volumes in evaluation of chip processability, when the chips were divided in 3 ~ 6 volumes, and when they were divided into 7 volumes or more. The depth of the tool wear was measured by measuring the depth of a worn tool blade after machining 180 pieces of a 25 mm diameter rod up to a diameter of 15 mm. At this time, cutting conditions were performed using a cutting oil at a feed rate of 150 mm / min and a cutting speed of 0.05 mm / rev.
이후, 냉간단조성 평가를 위해, 상기 표 2의 흑연강을 대상으로 직경 10mm × 높이 15mm의 시편으로 제작 한 후, 상온 압축시 균열이 발생한 때까지의 임계 체적변화율인 임계 냉간 단조율을 측정하였다. 이때, 임계 냉간 단조율 측정은 각 시편당 10회 실시하였으며, 최대값 및 최소값을 제외한 나머지의 평균값으로 평가하였다.
Thereafter, for the evaluation of the cooling simple composition, the graphite of Table 2 was prepared as a specimen having a diameter of 10 mm and a height of 15 mm, and then the critical cold-rolling rate, which is the rate of change of the critical volume until cracking occurred at room temperature, was measured . At this time, the critical cold-tuning rate was measured 10 times for each specimen, and the average value was evaluated except the maximum value and the minimum value.
표3을 참조할 때, 비교예의 대부분은 발명강과 비교하여 공구 마모 정도가 크고, 칩처리성이 불량인 것을 알 수 있다. 또한, 냉간단조성 역시 비교강의 대부분은 열위하게 나타남을 알 수 있다. 한편, 비교예 3 및 4의 경우, 흑연립의 구상화 정도가 부족하여 불균일한 절삭성을 나타내고, 이로 인해 표면 조도가 열위하게 나타났다.Referring to Table 3, it can be seen that most of the comparative examples have a higher degree of tool wear compared with the inventive steel and have poor chip processability. Also, it can be seen that most of the comparative steels appear to be dull. On the other hand, in the case of Comparative Examples 3 and 4, the degree of spheroidization of the black alumina was insufficient and showed nonuniform machinability, resulting in poor surface roughness.
Claims (7)
(Si): 2.0 to 3.0%, manganese (Mn): 0.01 to 1.00%, aluminum (Al): 0.001 to 0.02%, magnesium (Mg): 0.01 (P): 0.030% or less; sulfur (S): 0.030% or less; boron (B): 0.002 to 0.006%; nitrogen (N): 0.006 to 0.012 %, Oxygen (O): 0.005% or less, the balance Fe and unavoidable impurities.
상기 C, Si 및 Mn의 함량은 하기 관계식 1을 만족하는 흑연화 열처리용 강재.
[관계식 1]
1.0≤[C]+[Si]/3-[Mn]/2≤2.0
(단, 상기 [C], [Si] 및 [Mn]은 각각 해당 원소의 중량%를 의미함)
The method according to claim 1,
Wherein the content of C, Si and Mn satisfies the following relational expression (1).
[Relation 1]
1.0? [C] + [Si] / 3- [Mn] /2? 2.0
(Wherein each of [C], [Si] and [Mn] represents the weight% of the corresponding element)
상기 B, Al 및 N의 함량은 하기 관계식 2를 만족하는 흑연화 열처리용 강재.
[관계식 2]
1.0≤(3[B]+[Al])/2[N]≤3.0
(단, 상기 [B], [Al] 및 [N]은 각각 해당 원소의 중량%를 의미함)
The method according to claim 1,
Wherein the content of B, Al and N satisfies the following relational expression (2).
[Relation 2]
1.0? (3 [B] + [Al]) / 2 [N]? 3.0
(Wherein [B], [Al] and [N] each represent the weight% of the corresponding element)
상기 강재는 750℃에서 120분간 흑연화 열처리시, 흑연화율이 99% 이상(100% 포함)인 흑연화 열처리용 강재.
The method according to claim 1,
The steel material is graphitized graphite having a graphitization rate of 99% or more (including 100%) at a graphitization heat treatment at 750 ° C for 120 minutes.
페라이트 기지에, 면적분율로 1% 이상의 흑연립을 포함하고, 상기 흑연립의 평균 종횡비(장축/단축)가 1.5 이하인 흑연강.
(Si): 2.0 to 3.0%, manganese (Mn): 0.01 to 1.00%, aluminum (Al): 0.001 to 0.02%, magnesium (Mg): 0.01 (P): 0.030% or less; sulfur (S): 0.030% or less; boron (B): 0.002 to 0.006%; nitrogen (N): 0.006 to 0.012 %, Oxygen (O): 0.005% or less, the balance Fe and unavoidable impurities,
A graphite steel including a black alumina at an area fraction of 1% or more on the ferrite base and an average aspect ratio (long axis / short axis) of the black alumina is 1.5 or less.
상기 흑연립의 평균 결정립의 크기가 10㎛ 이하(0㎛ 제외)인 흑연강.
6. The method of claim 5,
Graphite steel having an average grain size of 10 mu m or less (excluding 0 mu m).
상기 흑연립의 단위 면적당 개수는 1000~5000개/mm2인 흑연강.6. The method of claim 5,
Graphite steel having a number of black perforations per unit area of 1000 to 5000 per mm < 2 & gt ;.
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