KR101676115B1 - Wire rod having high strength and impact toughness, and method for manufacturing thereof - Google Patents

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Abstract

강도와 충격 인성이 우수한 선재 및 그 제조방법이 제공된다.
본 발명은, 중량%로, 탄소(C):0.05~0.15%, 실리콘(Si):0.1%이하, 망간(Mn):3.0~4.0%, 인 (P):0.020%이하, 황(S):0.020%이하, 붕소(B):0.0010~0.0030%, 나이오븀(Nb): 0.010~0.030%, 타이타늄(Ti): 0.010-0.030%, 질소(N):0.0050%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하여 조성되고, 그 미세조직이 90 면적% 이상의 베이나이트와 잔부 도상 마르텐사이트(MA)로 이루어진 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재에 관한 것이다.
A wire rod excellent in strength and impact toughness and a manufacturing method thereof are provided.
(S): 0.1% or less, manganese (Mn): 3.0 to 4.0%, phosphorus (P): 0.020% or less, sulfur (S) (N): 0.010-0.030%, Ti: 0.010-0.030%, nitrogen (N): 0.0050% or less, the balance Fe and unavoidable impurities , And the wire microstructure is composed of bainite of 90% or more by area and residual martensite (MA), and is excellent in tensile strength and impact toughness.

Description

강도와 충격 인성이 우수한 선재 및 그 제조방법 {WIRE ROD HAVING HIGH STRENGTH AND IMPACT TOUGHNESS, AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire rod having excellent strength and impact resistance,

본 발명은 강도와 충격 인성이 우수한 선재의 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다양한 외부 부하 환경에 노출되는 산업기계 또는 자동차 등의 기계 부품에 사용될 수 있는 강재로서 특히, 강도가 높고 충격 에너지 흡수 능력이 뛰어난 선재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a steel material which can be used for industrial machines or machine parts such as automobiles, which are exposed to various external load environments, The present invention relates to a wire having excellent capability and a manufacturing method thereof.

최근 환경오염의 주범으로 지목되고 있는 이산화탄소의 배출을 줄이기 위한 노력이 전 세계적인 이슈가 되고 있다. 그 일환으로 자동차의 배기가스를 규제하는 움직임도 활발하며, 이에 대한 대책으로 자동차 메이커들은 연비 향상을 통해 이 문제를 해결해 나가려고 하고 있다. 그런데 연비 향상을 위해서는 자동차의 경량화 및 고성능화가 요구되므로, 이에 따른 자동차용 소재 또는 부품의 고강도 필요성이 증대되고 있다. 또한 외부 충격에 대한 안정성의 요구도 높아지고 있으므로 충격인성도 소재 또는 부품의 중요한 물성으로 인식되고 있다.
Recently, efforts to reduce the emission of carbon dioxide, which is regarded as the main cause of environmental pollution, have become global issues. As a part of this, there is also an act of regulating exhaust gas of automobiles, and as a countermeasure, automakers are trying to solve this problem by improving fuel efficiency. However, in order to improve fuel efficiency, the weight and high performance of automobiles are required, and hence the necessity of high strength of automobile materials or parts is increasing. In addition, since the stability against external impact is also increasing, impact toughness is also recognized as an important physical property of the material or parts.

선재에 있어서 페라이트 또는 펄라이트 조직으로는 고강도와 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. There is a limitation in securing a high strength and high impact toughness in a ferrite or pearlite structure in a wire rod. The materials having these structures usually have a high impact toughness and a relatively low strength. In order to increase the strength, cold drawing can obtain high strength, while the impact toughness decreases rapidly in proportion to the increase in strength have.

그러므로 일반적으로 고강도와 고 충격 인성을 동시에 구현하기 위해서는 베이나이트 조직이나 템퍼드 마르텐사이트 조직을 이용하게 된다. 베이나이트 조직은 열간 압연한 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.
Therefore, in order to realize high strength and high impact toughness at the same time, bainite structure or tempered martensite structure is used. The bainite structure can be obtained by the heat-induced transformation heat treatment using hot-rolled steel, and the tempered martensite structure can be obtained by quenching and tempering. However, since such structures can not be stably obtained only by the ordinary hot rolling and continuous cooling processes, the above-mentioned additional heat treatment process must be performed using the hot-rolled steel material.

추가적인 열처리를 하지 않고도 고강도 및 고 충 격인성을 확보할 수 있다면 소재에서부터 부품 생산에 이르기까지 수많은 공정의 일부가 생략되거나 단순해질 수 있어 생산성을 향상시키고, 제조원가를 낮출 수 있는 장점들도 있다. If a high strength and high impact strength can be secured without additional heat treatment, a number of processes from the material to the part production can be omitted or simplified, thereby improving the productivity and lowering the manufacturing cost.

그런데 열간압연 및 연속냉각 공정을 이용하여 베이나이트 또는 마르텐사이트 조직을 안정적으로 얻을 수 있는 선재는 아직 개발되지 못하고 있으므로, 이러한 선재 개발에 대한 요구가 대두 되고 있다.
However, since wire rods capable of stably obtaining bainite or martensite structure by using hot rolling and continuous cooling processes have not yet been developed, there is a demand for development of such wire rods.

등록특허공보 제10-0740414호(2007.07.16.)Patent Registration No. 10-0740414 (July 16, 2007) 공개특허공보 제10-2002-0078830호(2002.10.19.)Published Patent Application No. 10-2002-0078830 (Oct. 19, 2002)

따라서 본 발명은 상기 종래기술의 한계를 극복하기 위한 것으로, 항온변태나 담금질 및 뜨임과 같은 추가 열처리 공정이 없이 열간압연 및 연속냉각 공정만으로 고강도와 고 충격 인성을 가질 수 있는 선재 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to overcome the limitations of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a wire rod which can have high strength and high impact toughness only by a hot rolling process and a continuous cooling process without additional heat treatment such as constant temperature transformation, quenching and tempering, The purpose is to provide.

그러나 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

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

중량%로, 탄소(C):0.05~0.15%, 실리콘(Si):0.1%이하, 망간(Mn):3.0~4.0%, 인 (P):0.020%이하, 황(S):0.020%이하, 붕소(B):0.0010~0.0030%, 나이오븀(Nb): 0.010~0.030%, 타이타늄(Ti): 0.010~0.030%, 질소(N):0.0050%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하여 조성되고, 그 미세조직이 90 면적% 이상의 베이나이트와 잔부 도상 마르텐사이트(MA)로 이루어진 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재에 관한 것이다.
(P): 0.020% or less, S: not more than 0.020% (by mass), carbon (C): 0.05 to 0.15% (N): 0.0010 to 0.0030%, Nb: 0.010 to 0.030%, Ti: 0.010 to 0.030%, nitrogen (N): 0.0050% or less, the balance Fe and unavoidable impurities And the microstructure thereof is composed of bainite of 90% or more by area and residual martensite (MA), which is excellent in tensile strength and impact toughness.

상기 망간(Mn), 타이타늄(Ti), 보론(B) 및 질소(N)의 함량은 하기 관계식 1을 만족하는 것이 바람직하다. It is preferable that the contents of manganese (Mn), titanium (Ti), boron (B) and nitrogen (N) satisfy the following relational expression (1).

[관계식 1][Relation 1]

Mn+5(Ti-3.5N)/B ≥ 5.0Mn + 5 (Ti-3.5N) / B? 5.0

단, 상기 관계식 1중 망간 (Mn)과 타이타늄 (Ti)과 보론 (B)과 질소 (N)는 각각 해당원소의 중량기준 함량을 의미한다.
However, manganese (Mn), titanium (Ti), boron (B) and nitrogen (N) in the above relational expression 1 means the content by weight of the corresponding element, respectively.

상기 베이나이트의 결정립도는 10㎛ 이하이고, 상기 도상 마르텐사이트(MA)의 결정립도가 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.
It is preferable that the bainite has a grain size of 10 mu m or less and the amorphous martensite (MA) has a grain size of 5 mu m or less.

상기 선재는 인장강도가 700~800MPa이고, 충격치가 170~220J일 수 있다.
The wire rod may have a tensile strength of 700 to 800 MPa and an impact value of 170 to 220J.

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

중량%로, 탄소(C):0.05~0.15%, 실리콘(Si):0.1%이하, 망간(Mn):3.0~4.0%, 인(P):0.020%이하, 황(S): 0.020%이하, 붕소(B):0.0010~0.0030%, 나이오븀(Nb): 0.010~0.030%, 타이타늄(Ti): 0.010~0.030%, 질소(N):0.0050%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강재를 마련한 후, 이를 Ae3 + 150℃ ~ Ae3 + 250℃의 온도범위까지 재가열하는 공정;(P): 0.020% or less, S: not more than 0.020% (by mass), carbon (C): 0.05 to 0.15% (N): 0.010 to 0.030%, titanium (Ti): 0.010 to 0.030%, nitrogen (N): 0.0050% or less, the balance Fe and unavoidable impurities And then reheating it to a temperature range of Ae3 + 150 ° C to Ae3 + 250 ° C;

상기 재가열된 강재로 압연을 개시하여 Ar3 + 100℃ ~ Ar3 + 200℃의 온도범위에서 열간압연을 마무리하는 공정;Starting rolling with the reheated steel material to finish hot rolling in a temperature range of Ar 3 + 100 ° C to Ar 3 + 200 ° C;

상기 열간압연된 강재를 Bf ~ Bf - 50℃의 온도범위까지 0.1 ~ 2℃/s의 냉각속도로 냉각하는 공정; 및 Cooling the hot-rolled steel material to a temperature range of Bf to Bf - 50 ° C at a cooling rate of 0.1 to 2 ° C / s; And

상기 냉각된 강재를 공냉하는 공정;을 포함하는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재의 제조방법에 관한 것이다.
And air cooling the cooled steel material. The present invention also relates to a method of manufacturing a wire rod excellent in tensile strength and impact toughness.

상기 선재의 미세조직은 90 면적% 이상의 베이나이트와 잔부 도상 마르텐사이트(MA)로 이루어짐이 바람직하다.
It is preferable that the microstructure of the wire rod is composed of 90% by area or more of bainite and residual martensite (MA).

상기 베이나이트의 결정립도는 10㎛ 이하이고, 상기 도상 마르텐사이트(MA)의 결정립도가 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.
It is preferable that the bainite has a grain size of 10 mu m or less and the amorphous martensite (MA) has a grain size of 5 mu m or less.

상기 망간(Mn), 타이타늄(Ti), 보론(B) 및 질소(N)의 함량은 상기 관계식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
It is preferable that the content of manganese (Mn), titanium (Ti), boron (B) and nitrogen (N)

상술한 구성에 따른 본 발명은, 열간압연 및 연속냉각 공정만을 이용하여 산업기계 및 자동차용 소재 또는 부품에서 요구되는 강도 및 충격 인성이 우수한 선재를 제공할 수 있다. 그러므로, 종래의 추가적인 열처리 공정을 생략할 수 있어 전체 제조비용을 절감하는데 매우 유리하다.
The present invention according to the above-described structure can provide a wire rod excellent in strength and impact toughness required in industrial machinery and automobile materials or parts using only the hot rolling and the continuous cooling process. Therefore, the conventional additional heat treatment process can be omitted, which is very advantageous in reducing the overall manufacturing cost.

이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to various embodiments.

먼저, 고강도 및 고 충격 인성을 갖는 본 발명의 선재를 설명한다.First, the wire of the present invention having high strength and high impact toughness will be described.

본 발명의 선재는, 중량%로 탄소(C):0.05~0.15%, 실리콘(Si):0.1%이하, 망간(Mn):3.0~4.0%, 인(P):0.020%이하, 황(S): 0.020%이하, 붕소(B):0.0010~0.0030%, 나이오븀(Nb):0.010~0.030%, 타이타늄(Ti):0.010~0.030%, 질소(N):0.0050%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진다.
The wire material of the present invention preferably contains 0.05 to 0.15% of carbon (C), 0.1% or less of silicon (Si), 3.0 to 4.0% of manganese (Mn), 0.020% or less of phosphorus (P) ): Not more than 0.020%, boron (B): 0.0010 to 0.0030%, niobium: 0.010 to 0.030%, titanium (Ti): 0.010 to 0.030%, nitrogen (N) It is made of impurities.

이하 본 발명의 선재강의 성분 및 조성범위 한정이유를 상세히 설명한다.Hereinafter, the reasons for limiting the composition and composition range of the wire rod steel of the present invention will be described in detail.

탄소(C): 0.05~0.15%Carbon (C): 0.05 to 0.15%

탄소는 강도를 확보하기 위한 필수적인 원소로서, 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 첨가량을 제한할 필요가 있다. 본 발명에서는 탄소(C)함량을 0.05~0.15% 범위로 제한함이 바람직한데, 이는 탄소 함량이 0.05% 미만이면 목표 강도를 얻기 힘들고, 0.15%를 초과하면 충격 인성이 급격히 감소할 수 있기 때문이다.
Carbon is an indispensable element for securing strength, which is either dissolved in steel or in the form of carbides or cementites. The easiest way to increase the strength is to increase the carbon content to form carbide or cementite. On the contrary, the ductility and impact toughness decrease, so it is necessary to limit the addition amount of carbon within a certain range. In the present invention, it is preferable to limit the content of carbon (C) in the range of 0.05 to 0.15% because if the carbon content is less than 0.05%, it is difficult to obtain the target strength, and if the carbon content exceeds 0.15%, impact toughness can be drastically reduced .

실리콘(Si): 0.1% 이하Silicon (Si): not more than 0.1%

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.
It is known that silicon is added to ferrite when added and is very effective in increasing the strength through solid solution strengthening of steel. However, the addition of silicon greatly increases the strength, but the ductility and impact toughness decrease sharply, so that the addition of silicon is very limited for cold forging parts that require sufficient ductility. In the present invention, it is preferable to limit the content of silicon to 0.1% or less, because if the silicon content exceeds 0.1%, securing the target impact toughness may be difficult.

망간(Mn): 3.0~4.0%Manganese (Mn): 3.0 to 4.0%

망간은 강재의 강도를 증가시키고, 경화능을 향상시켜 넓은 범위의 냉각속도에서 베이나이트 또는 마르텐사이트와 같은 저온조직의 형성을 용이하게 한다. 그러나 망간 함량이 3.0% 미만이면 경화능이 충분하지 못해 열간압연 후 연속냉각 공정으로 저온조직을 안정적으로 확보하기 곤란해 진다. 또한 4.0%를 초과하면 경화능이 너무 높아 공냉시에도 마르텐사이트 조직을 얻을 수 있기 때문에 적합하지 못하다. 이를 고려하여, 본 발명에서는 망간의 함량을 3.0~4.0%로 제한함이 바람직하다.
Manganese increases the strength of the steel and improves the hardenability, facilitating the formation of low temperature structures such as bainite or martensite at a wide range of cooling rates. However, if the manganese content is less than 3.0%, the hardenability is not sufficient, and it becomes difficult to stably obtain the low-temperature structure by the continuous cooling process after the hot rolling. On the other hand, if it exceeds 4.0%, the curing ability is too high, which makes it impossible to obtain martensite structure even during air cooling. In consideration of this, in the present invention, the content of manganese is preferably limited to 3.0 to 4.0%.

인(P): 0.020% 이하Phosphorus (P): not more than 0.020%

인은 결정립계에 편석되어 인성을 저하시키고 지연파괴 저항성을 감소시키는 주요 원인이므로 그 상한을 0.020%로 제한한다.
Phosphorus is segregated at the grain boundaries and is the main cause of decreasing toughness and reducing delayed fracture resistance, so the upper limit is limited to 0.020%.

황(S): 0.020% 이하Sulfur (S): not more than 0.020%

황은 결정입계에 편석되어 인성을 저하시키고 저융점 유화물을 형성시켜 열간 압연을 저해하므로 그 상한을 0.020%로 제한하는 것이 바람직하다.
Sulfur is segregated at crystal grain boundaries to lower toughness and form a low melting point emulsion to inhibit hot rolling, so that the upper limit is preferably limited to 0.020%.

붕소(B): 0.0010~0.0030%Boron (B): 0.0010 to 0.0030%

붕소는 경화능을 향상시키는 원소로서 오스테나이트 결정립계로 확산되어 냉각시 페라이트의 생성을 억제하고, 베이나이트 또는 마르텐사이트 형성을 용이하게 한다. 그러나 그 첨가량이 0.0010% 미만이면 첨가에 따른 효과를 기대할 수 없으며, 0.0030%를 초과하면 더 이상 효과 상승을 기대할 수 없음과 아울러 입계에 보론계 질화물의 석출로 인해 입계강도를 저하시켜 열간가공성을 저하시킬 수 있다. 따라서 이를 고려하여,본 발명에서는 보론의 첨가범위를 0.0010~0.0030%로 제한함이 바람직하다.
Boron diffuses into the austenite grain boundary as an element for improving the hardenability and inhibits ferrite formation upon cooling and facilitates the formation of bainite or martensite. However, if the addition amount is less than 0.0010%, the effect of the addition can not be expected. If the addition amount exceeds 0.0030%, the effect increase can not be expected any more, and the boron nitride is precipitated in the grain boundaries, . Accordingly, in the present invention, it is preferable to limit the addition range of boron to 0.0010 to 0.0030%.

나이오븀(Nb): 0.010~0.030%Niobium (Nb): 0.010 to 0.030%

나이오븀은 열간압연 중에 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. 나이오븀의 첨가량이 0.010% 미만이면 나이오븀 탄질화물의 석출량이 적어 결정립 성장 억제 및 강도 향상 효과가 미흡하며, 0.030% 를 초과하면 탄질화물의 크기가 조대하게 되어 결정립 억제 효과를 상실할 수 있다. 이를 고려하여, 본 발명에서는 상기 나이오븀의 첨가량을 0.010-0.030% 범위로 제한함이 바람직하다.
Niobium reacts with carbon and nitrogen during hot rolling to form fine carbonitride. Since these carbonitrides fix the austenite grain boundary system, grain growth can be suppressed. Also, the carbonitride that is finely distributed in the steel plays a role of increasing the strength by precipitation strengthening effect. If the addition amount of sodium niobium is less than 0.010%, the precipitation amount of the niobium carbonitride is small and the grain growth inhibition and strength enhancement effect is insufficient. If the addition amount of niobium exceeds 0.030%, the size of the carbonitride becomes large and the crystal grain inhibiting effect may be lost. In view of this, in the present invention, it is preferable to limit the addition amount of the niobium to 0.010-0.030%.

타이타늄 (Ti): 0.010~0.030%Titanium (Ti): 0.010 to 0.030%

타이타늄은 질소와의 반응성이 가장 커서 제일 먼저 질화물을 형성한다. 타이타늄 첨가로 TiN을 형성하여 강중의 질소를 대부분 소진하게 되면 BN의 석출을 막아 붕소가 soluble 상태로 존재할 수 있도록 도와 경화능 향상의 효과를 얻을 수 있다. 그러나 그 첨가량이 0.010% 미만이면 첨가에 따른 효과가 미흡하며, 0.030% 를 초과하면 조대한 질화물을 형성해 기계적 물성을 열위하게 될 수 있다. 이를 고려하여, 본 발명에서는 상기 타이타늄의 첨가량을 0.010~0.030% 범위로 제한함이 바람직하다.
Titanium has the greatest reactivity with nitrogen and forms nitrides first. When TiN is formed by adding titanium, most of the nitrogen in the steel is exhausted, boron can be prevented from being precipitated and the boron can be present in a soluble state, thereby improving the hardenability. However, when the addition amount is less than 0.010%, the effect of the addition is insufficient, and when the addition amount is more than 0.030%, a coarse nitride is formed and the mechanical properties may be degraded. In consideration of this, in the present invention, the addition amount of the titanium is preferably limited to a range of 0.010 to 0.030%.

질소 (N): 0.0050% 이하Nitrogen (N): Not more than 0.0050%

질소는 붕소가 soluble한 상태로 유지되어 경화능 향상 효과를 충분히 발휘할 수 있도록 하기 위해 그 상한을 0.0050%로 제한하는 것이 바람직하다.
It is preferable that the upper limit of nitrogen is limited to 0.0050% in order to keep the boron soluble state so that the effect of improving the hardenability can be sufficiently exhibited.

한편 본 발명에서는 상기 망간, 타이타늄, 보론 및 질소는 하기 관계식 1을 만족하도록 함유됨이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the manganese, titanium, boron and nitrogen are contained so as to satisfy the following relational expression (1).

[관계식 1][Relation 1]

Mn+5(Ti-3.5N)/B ≥ 5.0Mn + 5 (Ti-3.5N) / B? 5.0

단, 상기 관계식 1중 망간 (Mn)과 타이타늄 (Ti)과 보론 (B)과 질소 (N)는 각각 해당원소의 중량기준 함량을 의미한다.However, manganese (Mn), titanium (Ti), boron (B) and nitrogen (N) in the above relational expression 1 means the content by weight of the corresponding element, respectively.

본 발명에서 망간은 경화능을 높여서 냉각속도가 상대적으로 작은 경우에도 베이나이트가 용이하게 생성되도록 돕는다. 그리고 타이타늄은 질소와 결합하여 질화물을 형성하고, 보론이 강중에 충분히 고용되게 함으로써 페라이트 생성을 억제하고 베이나이트가 용이하게 생성되게 한다. In the present invention, manganese improves the hardenability and thus facilitates the production of bainite even when the cooling rate is relatively small. And, the titanium is combined with nitrogen to form a nitride, and the boron is sufficiently dissolved in the steel, thereby suppressing the ferrite formation and allowing the bainite to be easily produced.

본 발명자들은 상기 점에 착안하여 연구와 실험을 거듭한 결과, 상기 망간, 타이타늄, 보론 및 질소의 관계가 중량% 기준으로 Mn+5(Ti-3.5N)/B ≥ 5.0를 만족했을 때 우수한 강도와 충격인성을 가지는 베이나이트 조직의 선재를 제공할 수 있음을 확인하고 본 조성성분 관계식을 제시하는 것이다.
As a result of extensive research and experimentation, the present inventors have found that when the relationship between manganese, titanium, boron, and nitrogen satisfies Mn + 5 (Ti-3.5N) / B? And a wire material of a bainite structure having impact toughness.

또한 본 발명의 선재는 그 강 미세조직이 90 면적% 이상의 베이나이트와 잔부 도상 마르텐사이트(Martensite Austenite Constituent, MA)로 이루어져 있음이 바람직하다. 상기 잔부조직인 도상 마르텐사이트(MA)는 주상인 베이나이트 결정립계를 따라 형성되며, 그 분율이 높을 경우 강재의 강도가 높아지고, 충격인성이 나빠질 수 때문에 가능한 그 분율을 낮게 관리하는 것이 바람직하다. In addition, the wire material of the present invention preferably has a steel microstructure composed of 90% or more of bainite and martensite Austenite Constituent (MA). The residual martensite (MA) is formed along the main bainite grain boundaries. When the fraction is high, the strength of the steel is increased and the impact toughness is deteriorated. Therefore, it is desirable to control the fraction as low as possible.

이를 고려하여, 본 발명에서는 상기 잔부 조직인 도상 마르텐사이트(MA)의 면적 분율을 10% 이하(다시 말하면, 주상인 베이나이트 조직을 90% 이상)로 관리함이 소망스럽다. 본 발명에서 이러한 잔부 조직인 도상 마르텐사이트(MA)의 면적 분율은 강재를 열간압연 후, 냉각시 냉각속도를 조절함으로써 효과적으로 달성될 수 있다. Considering this, in the present invention, it is desirable that the area fraction of the above-mentioned residual martensite (MA) is controlled to 10% or less (in other words, 90% or more of the main phase bainite structure). In the present invention, the area fraction of graphite martensite (MA), which is the residual structure, can be effectively achieved by controlling the cooling rate during cooling after hot rolling the steel material.

또한 본 발명에서는 상기 베이나이트의 결정립도는 10㎛ 이하이고, 상기 잔부 조직인 도상 마르텐사이트(MA)의 결정립도가 5㎛ 이하인 것이 바람직하다.
Further, in the present invention, it is preferable that the bainite has a grain size of 10 mu m or less, and the residual martensite (MA) has a grain size of 5 mu m or less.

다음으로, 본 발명의 고강도와 고 충격 인성을 갖는 선재의 제조방법에 대하여 설명한다.Next, a method for manufacturing a wire rod having high strength and high impact toughness according to the present invention will be described.

본 발명의 선재의 제조방법은, 상술한 조성을 갖는 강재를 마련한 후, 이를 Ae3 + 150℃ ~ Ae3 + 250℃의 온도범위까지 재가열하는 공정; 상기 재가열된 강재로 압연을 개시하여 Ar3 + 100℃ ~ Ar3 + 200℃의 온도범위에서 열간압연을 마무리하는 공정; 상기 열간압연된 강재를 Bf ~ Bf - 50℃의 온도범위까지 0.1 ~ 2℃/s의 냉각속도로 냉각하는 공정; 및 상기 냉각된 강재를 공냉하는 공정;을 포함한다.
The method for manufacturing a wire according to the present invention comprises the steps of: preparing a steel material having the above composition and then reheating the steel material to a temperature range of Ae3 + 150 DEG C to Ae3 + 250 DEG C; Starting rolling with the reheated steel material to finish hot rolling in a temperature range of Ar 3 + 100 ° C to Ar 3 + 200 ° C; Cooling the hot-rolled steel material to a temperature range of Bf to Bf - 50 ° C at a cooling rate of 0.1 to 2 ° C / s; And air cooling the cooled steel material.

먼저, 본 발명에서는 상술한 조성성분을 갖는 강재를 마련한 후, 이를 재가열한다. 본 발명에서는 상기 재가열온도를 Ae3 + 150℃ ~ Ae3 + 250℃ 범위로 제한함이 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.
First, in the present invention, a steel material having the above-mentioned composition components is prepared and reheated. In the present invention, it is preferable to limit the reheating temperature to a range of Ae3 + 150 ° C to Ae3 + 250 ° C. If the reheating temperature is lower than Ae3 + 150 deg. C, the temperature of the steel is too high during hot rolling to cause surface defects, and when Ae3 + 250 deg. C is exceeded, the austenite grains grow to a great extent, Because.

이어, 본 발명에서는 상기 재가열된 강재를 열간 압연하는데, 이때 마무리 열간압연 온도를 Ar3 + 100℃ ~ Ar3 + 200℃ 범위로 제한함이 바람직하다. 만일 마무리 열간압연 온도가 Ar3 + 100℃ 미만이면, 강재에 표면결함이 유발될 가능성이 크고, Ar3 + 200℃를 초과하면 결정립이 미세하게 되지 않아서 원하는 기계적 성질을 얻을 수 없기 때문이다.
In the present invention, the reheated steel is hot-rolled, and the finish hot rolling temperature is preferably limited to a range of Ar3 + 100 ° C to Ar3 + 200 ° C. If the final hot rolling temperature is lower than Ar3 + 100 占 폚, there is a high possibility that surface defects are caused in the steel material. If the final hot rolling temperature is higher than Ar3 + 200 占 폚, the crystal grains do not become finer and desired mechanical properties can not be obtained.

그리고 상기 마무리 열간압연된 강재는 냉각처리되는데, Bf ~ Bf - 50℃의 온도범위에서 냉각을 종료함이 바람직하다. 만일 냉각종료온도가 Bf를 초과하면 충분한 양의 베이나이트 조직을 얻기 어렵고, Bf-50℃ 미만이면 강재가 충분히 식어 취급은 용이하나 생산성을 떨어뜨리기 때문에 냉각종료온도는 Bf ~ Bf - 50℃의 온도범위로 제어하는 것이 바람직하다.The finished hot-rolled steel is subjected to cooling treatment, and it is preferable to terminate the cooling in the temperature range of Bf to Bf - 50 ° C. If the cooling end temperature exceeds Bf, it is difficult to obtain a sufficient amount of bainite structure. If Bf is less than 50 ° C, the steel is sufficiently cooled to facilitate handling, but the productivity is lowered. It is preferable to control it in the range.

또한 본 발명에서는 상기 마무리 열간 압연 이후, 냉각종료온도까지의 구간을 0.1 ~ 2℃/s의 냉각속도로 냉각함이 바람직하다. 만일 냉각속도가 0.1℃/s 미만이면 초석 페라이트의 형성이 많아지고, 2℃/s 초과하게 되면 마르텐사이트가 형성이 많아져 강도와 충격인성을 열위하게 하기 때문에 냉각속도는 0.1~2℃/s로 제어하는 것이 바람직하다.Further, in the present invention, it is preferable to cool the zone from the finish hot rolling to the cooling end temperature at a cooling rate of 0.1 to 2 占 폚 / s. If the cooling rate is less than 0.1 ° C / s, the formation of pro-eutectoid ferrite increases. If the cooling rate exceeds 2 ° C / s, the formation of martensite increases and the strength and impact toughness are lowered. .

상술한 바와 같은 냉각구간에서 냉각속도 제어를 통하여 면적분율 90% 이상의 강도 및 충격인성이 우수한 베이나이트 미세조직을 얻을 수 있다. 이에 따라 제조된 선재는 인장강도가 700~800MPa이고, 충격치가 170~220J일 수 있다.
By controlling the cooling rate in the cooling section as described above, a bainite microstructure excellent in strength and impact toughness of 90% or more in area fraction can be obtained. The wire rod thus produced may have a tensile strength of 700 to 800 MPa and an impact value of 170 to 220J.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples.

(실시예)(Example)

표 1의 조성성분을 갖는 용강을 각각 잉곳으로 주조한 후, 1250℃에서 12시간 균질화 처리를 실시하였다. 그리고 균질화처리된 강재를 표 2와 같은 조건으로 재가열하고, 마무리 열간압연 온도를 표 2와 같은 조건으로 하여 최종두께 15mm로 열간압연한 후, 공냉하였다. Molten steel having the compositional ingredients shown in Table 1 were each cast into an ingot, and homogenized at 1250 占 폚 for 12 hours. The homogenized steel material was reheated under the same conditions as shown in Table 2, hot rolled to a final thickness of 15 mm under the conditions of Table 2, and then air-cooled.

이후, 상기와 같이 각각 제조된 강재들은 900℃에서 용체화 처리한 다음, 표 2의 냉각속도로 냉각하였다. 냉각된 각각의 강재들에 대하여 잔부 조직인 도상 마르텐사이트(MA)의 분율과 결정입도, 그리고 베이나이트의 결정입도를 측정하여 표 2에 나타내었으며, 또한 인장강도와 충격치를 측정하여 표 2에 나타내었다.Then, the steel materials prepared as described above were subjected to solution treatment at 900 캜 and then cooled to the cooling rate shown in Table 2. The fraction of crystalline martensite (MA), the crystal grain size and the crystal grain size of bainite were measured for each of the cooled steels, and the results are shown in Table 2, and the tensile strength and impact value were measured and shown in Table 2 .

표 2에서, 강재의 도상 마르텐사이트(MA)의 면적 분율과 결정립도, 그리고 베이나이트 결정입도는 화상 분석기(image analyzer)를 이용하여 측정하였다. 그리고 상온 인장시험은 crosshead speed를 항복점까지는 0.9mm/min, 그 이후로는 6mm/min의 속도로 실시하여 측정하였다. 또한 충격시험은 시편에 충격을 가하는 striker의 edge부 곡률이 2mm이고, 시험 용량이 500J 인 충격시험기를 이용하여 상온에서 실시하여 측정한 결과치이다. In Table 2, the area fraction and grain size of the martensite (MA) on the steel and the grain size of the bainite were measured using an image analyzer. The tensile test at room temperature was carried out at a crosshead speed of 0.9 mm / min until the yield point and then at a rate of 6 mm / min. The impact test was carried out at room temperature using an impact tester with an edge curvature of 2 mm and a test capacity of 500 J of the striker impacting the specimen.

시편 No.
Pseudo-No.
조성성분(중량%)Composition Component (% by weight) 관계식 1
Relationship 1
CC SiSi MnMn PP SS NbNb TiTi BB NN 1One 0.100.10 0.060.06 3.33.3 0.0150.015 0.0140.014 0.0100.010 0.0140.014 0.00230.0023 0.00500.0050 -4.3 -4.3 22 0.090.09 0.030.03 3.43.4 0.0140.014 0.0090.009 0.0210.021 0.0230.023 0.00150.0015 0.00480.0048 24.1 24.1 33 0.110.11 0.040.04 3.53.5 0.0110.011 0.0160.016 0.0140.014 0.0210.021 0.00240.0024 0.00370.0037 20.3 20.3 44 0.050.05 0.050.05 3.53.5 0.0120.012 0.0140.014 0.0280.028 0.0170.017 0.00270.0027 0.00400.0040 9.1 9.1 55 0.120.12 0.090.09 3.43.4 0.0130.013 0.0110.011 0.0250.025 0.0280.028 0.00300.0030 0.00390.0039 27.3 27.3 66 0.070.07 0.100.10 3.93.9 0.0150.015 0.0140.014 0.0170.017 0.0140.014 0.00230.0023 0.00410.0041 3.1 3.1 77 0.270.27 0.060.06 3.53.5 0.0130.013 0.0080.008 0.0230.023 0.0270.027 0.00260.0026 0.00320.0032 33.9 33.9 88 0.140.14 0.450.45 3.63.6 0.0100.010 0.0050.005 0.0120.012 0.0180.018 0.00200.0020 0.00310.0031 21.5 21.5 99 0.130.13 0.020.02 2.22.2 0.0160.016 0.0100.010 0.0200.020 0.0170.017 0.00070.0007 0.00420.0042 18.6 18.6 1010 0.100.10 0.030.03 3.53.5 0.0140.014 0.0130.013 0.0300.030 0.0200.020 0.00210.0021 0.00450.0045 13.6 13.6 1111 0.050.05 0.050.05 3.13.1 0.0130.013 0.0110.011 0.0190.019 0.0240.024 0.00250.0025 0.00390.0039 23.8 23.8 1212 0.080.08 0.070.07 3.63.6 0.0120.012 0.0130.013 0.0260.026 0.0060.006 0.00170.0017 0.00340.0034 -13.8 -13.8 1313 0.070.07 0.040.04 4.44.4 0.0110.011 0.0070.007 0.0220.022 0.0170.017 0.00280.0028 0.00460.0046 6.0 6.0 1414 0.060.06 0.090.09 3.53.5 0.0140.014 0.0060.006 0.0500.050 0.0230.023 0.00230.0023 0.00430.0043 20.8 20.8 1515 0.110.11 0.0050.005 3.13.1 0.0110.011 0.0050.005 0.0210.021 0.0210.021 0.00180.0018 0.00400.0040 22.522.5 1616 0.100.10 0.060.06 3.43.4 0.0080.008 0.0070.007 0.0160.016 0.0190.019 0.00190.0019 0.00430.0043 13.813.8

*표 1에서 관계식 1은 Mn+5(Ti-3.5N)/B
* In Table 1, the relational expression 1 is Mn + 5 (Ti-3.5N) / B

구분division 시편
No.
Psalter
No.
재가열
온도(℃)
Reheating
Temperature (℃)
마무리열간 압연온도
(℃)
Finishing hot rolling temperature
(° C)
냉각속도(℃/s)Cooling rate (° C / s) MA분율
(%)
MA fraction
(%)
MA
결정입도(㎛)
MA
Crystal grain size (탆)
베이나이트 결정입도(㎛)
Bainite crystal grain size (탆)
인장강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
충격치
(J)
Shock
(J)


발명예




Honor


1One 10101010 810810 0.80.8 77 3.43.4 88 740740 175175
22 990990 780780 1.61.6 99 2.92.9 77 775775 198198 33 10001000 820820 0.90.9 77 3.23.2 88 772772 189189 44 970970 770770 1.91.9 1010 2.52.5 66 736736 200200 55 10401040 800800 0.50.5 66 3.83.8 99 780780 211211 66 10201020 810810 0.30.3 44 4.34.3 99 730730 180180



비교예








Comparative Example




77 10001000 830830 0.40.4 55 4.04.0 99 843843 130130
88 10101010 810810 0.90.9 88 3.33.3 88 976976 110110 99 10201020 820820 0.60.6 66 3.73.7 99 675675 186186 1010 990990 800800 0.060.06 22 5.75.7 1616 680680 183183 1111 960960 770770 3.23.2 1212 2.02.0 55 810810 9595 1212 10401040 790790 0.50.5 55 3.83.8 88 662662 192192 1313 980980 790790 1.51.5 88 3.03.0 77 850850 8080 1414 10001000 780780 0.70.7 77 3.63.6 3434 678678 185185 1515 11501150 850850 1.11.1 77 3.33.3 2323 689689 167167 1616 10401040 950950 1.61.6 88 3.03.0 2929 725725 161161

상기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 강 조성성분 및 제조공정 조건이 본 발명의 범위를 만족하는 본 발명예 1-6의 경우 모두 90% 이상의 베이나이트 미세조직이 얻어짐을 알 수 있으며, 이때, 기계적 물성 또한 700-800MPa의 인장강도와 170-220J 의 우수한 충격인성을 나타냄을 알 수 있다.As shown in Tables 1 and 2, in the case of Inventive 1-6 in which the steel composition and the manufacturing process conditions are in the range of the present invention, it can be seen that 90% or more of bainite microstructure is obtained, Mechanical properties also show tensile strength of 700-800 MPa and excellent impact toughness of 170-220J.

특히, 상기 발명예들 중에서 발명예 2-5는 망간과 타이타늄과 보론과 질소의 관계식(Mn+5(Ti-3.5N)/B = 5.0)을 만족하고 있는 발명예들로서 상기 관계식을 만족하지 않는 발명예 1과 6에 비하여 충격 인성이 더욱 우수해지는 것을 알 수 있다.
Particularly, among the inventions, Inventive Example 2-5 is an example satisfying the relational expression (Mn + 5 (Ti-3.5N) / B = 5.0) of manganese, titanium, boron and nitrogen, It can be seen that impact toughness is further improved as compared with Examples 1 and 6.

이에 반하여, 비교예 7은 탄소 함량이 높아져 인장 강도가 향상되는 반면 충격 인성은 열위해지는 것을 확인할 수 있는데, 이는 탄소가 경질상인 시멘타이트를 증가시키기 때문이다.On the contrary, in Comparative Example 7, it is confirmed that the tensile strength is improved due to the higher carbon content, while the impact toughness is lowered because carbon increases cementite, which is a hard phase.

비교예 8은 실리콘 함량이 본 발명의 범위를 벗어난 경우로서, 실리콘 또한 탄소와 유사하게 그 첨가량이 많아짐에 따라 기지에 고용량이 증가하고 결국 고용강화의 효과를 나타내게 된다. 즉, 실리콘 첨가량이 0.45% 수준에서도 인장 강도는 매우 커지며 그와 함께 충격 인성은 급격히 감소하게 된다.Comparative Example 8 is a case where the silicon content is out of the range of the present invention, and as the amount of silicon to be added increases similarly to that of carbon, the amount of silicon in the base is increased and finally the effect of strengthening the employment is exhibited. That is, even when the amount of silicon added is 0.45%, the tensile strength becomes very large, and the impact toughness decreases sharply.

비교예 9는 망간 및 보론의 첨가량이 적어 강재의 경화능을 떨어뜨리기 때문에 냉각조건을 만족하더라도 페라이트와 베이나이트 조직이 혼립되어 인장 강도는 감소하고 충격 인성은 증가함을 보여준다.Comparative Example 9 shows that the addition of manganese and boron decreases the hardenability of the steel, so that even when the cooling conditions are satisfied, the ferrite and bainite structure are mixed with each other, so that the tensile strength is decreased and the impact toughness is increased.

또한 비교예 10은 강 조성성분은 본 발명의 범위를 만족하나 제조공정에서 냉각속도가 느린 경우로서, 페라이트가 형성되어 강도는 감소하고 충격 인성은 증가함을 보여주고 있다.In addition, Comparative Example 10 shows that the steel composition component satisfies the range of the present invention but the cooling rate is slow in the manufacturing process, and the ferrite is formed to decrease the strength and increase the impact toughness.

그리고 비교예 11은 그 강 조성성분은 본 발명의 범위를 만족하나, 제조공정에서 냉각속도가 빨라짐에 따라 마르텐사이트가 형성되어 강도는 증가하고 충격인성은 나빠짐을 보여주고 있다. In Comparative Example 11, the steel composition satisfies the range of the present invention. However, as the cooling rate is increased in the manufacturing process, martensite is formed to increase strength and impact toughness.

또한 비교예 12는 타이타늄의 첨가량이 적은 경우로서, solute 보론량이 감소하기 때문에 경화능이 감소하고, 냉각속도도 작을 경우 초석 페라이트 석출량이 많아져 인장 강도는 감소하고 상대적으로 충격 인성은 증가함을 보여주고 있다. In Comparative Example 12, the amount of titanium added was small. As the amount of solute boron decreased, the hardenability decreased. When the cooling rate was low, the amount of pro-eutectoid ferrite precipitated increased, and the tensile strength decreased and the impact toughness increased relatively have.

아울러, 비교예 13은 망간이 많이 첨가될 경우, 상대적으로 경화능이 너무 커지기 때문에 발명에서 제시한 냉각속도로 냉각하더라도 마르텐사이트가 생성되어 강도가 증가하고 충격인성이 떨어지는 것을 나타내고 있다.In addition, in Comparative Example 13, manganese is added, and martensite is generated even when cooled at the cooling rate as described in the present invention because the hardening ability is too large. This shows that the strength is increased and the impact toughness is lowered.

비교예 14는 나이오븀이 많이 첨가된 경우로 열간변형중 조대한 나이이븀 탄질화물이 형성되기 때문에 결정립 미세화 효과가 줄어들어 강도는 감소하고 상대적으로 충격 인성은 증가함을 보여준다. Comparative Example 14 shows that when a large amount of niobium is added, since the coarse niobium carbonitride is formed during the hot deformation, the effect of grain refinement is reduced, the strength is decreased, and the impact toughness is relatively increased.

비교예 15와 16은 본 발명의 강 조성성분은 만족하나 각각 재가열온도범위와 마무리 열간압연온도범위를 초과한 경우로서, 오스테나이트가 충분히 미세화되지 못하기 때문에 최종조직인 베이나이트 결정립도가 커지고 충격인성은 감소하게 됨을 알 수 있다.
In Comparative Examples 15 and 16, the steel composition of the present invention is satisfied but each exceeds the reheating temperature range and the final hot rolling temperature range. Since the austenite is not sufficiently refined, the final bainite grain size becomes large, .

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

Claims (8)

중량%로, 탄소(C):0.05~0.15%, 실리콘(Si):0.1%이하(0%는 포함하지 않음), 망간(Mn):3.0~4.0%, 인 (P):0.020%이하, 황(S):0.020%이하, 붕소(B):0.0010~0.0030%, 나이오븀(Nb): 0.010~0.030%, 타이타늄(Ti): 0.010~0.030%, 질소(N):0.0050%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하여 조성되고, 상기 망간(Mn), 타이타늄(Ti), 보론(B) 및 질소(N)의 함량이 하기 관계식 1을 만족하며, 그리고 그 미세조직이 90 면적% 이상의 베이나이트와 잔부 도상 마르텐사이트(MA)로 이루어진 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재.
[관계식 1]
Mn+5(Ti-3.5N)/B ≥ 5.0
단, 상기 관계식 1중 망간 (Mn)과 타이타늄 (Ti)과 보론 (B)과 질소 (N)는 각각 해당원소의 중량기준 함량을 의미한다.
(C): 0.05 to 0.15%, silicon (Si): 0.1% or less (0% is not included), manganese (Mn): 3.0 to 4.0%, phosphorus (P) (S): 0.020% or less, boron (B): 0.0010 to 0.0030%, niobium: 0.010 to 0.030%, titanium (Ti): 0.010 to 0.030%, nitrogen (N) Wherein the content of manganese (Mn), titanium (Ti), boron (B) and nitrogen (N) satisfies the following relational expression 1 and the microstructure is composed of at least 90 area% Knot made of martensite (MA) on the remainder and excellent in tensile strength and impact toughness.
[Relation 1]
Mn + 5 (Ti-3.5N) / B? 5.0
However, manganese (Mn), titanium (Ti), boron (B) and nitrogen (N) in the above relational expression 1 means the content by weight of the corresponding element, respectively.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 베이나이트의 결정립도는 10㎛ 이하이고, 상기 도상 마르텐사이트(MA)의 결정립도가 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재.
The wire according to claim 1, wherein the bainite has a grain size of 10 탆 or less and the grain martensite (MA) has a grain size of 5 탆 or less.
제 1항에 있어서, 상기 선재는 인장강도가 700~800MPa이고, 충격치가 170~220J 범위를 가짐을 특징으로 하는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재.
The wire rod according to claim 1, wherein the wire rod has a tensile strength of 700 to 800 MPa and an impact value of 170 to 220 J.
중량%로, 탄소(C):0.05~0.15%, 실리콘(Si):0.1%이하(0%는 포함하지 않음), 망간(Mn):3.0~4.0%, 인(P):0.020%이하, 황(S): 0.020%이하, 붕소(B):0.0010~0.0030%, 나이오븀(Nb): 0.010~0.030%, 타이타늄(Ti): 0.010~0.030%, 질소(N):0.0050%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고 상기 망간(Mn), 타이타늄(Ti), 보론(B) 및 질소(N)의 함량이 하기 관계식 1을 만족하는 강재를 마련한 후, 이를 Ae3 + 150℃ ~ Ae3 + 250℃의 온도범위까지 재가열하는 공정;
상기 재가열된 강재로 압연을 개시하여 Ar3 + 100℃ ~ Ar3 + 200℃의 온도범위에서 열간압연을 마무리하는 공정;
상기 열간압연된 강재를 Bf ~ Bf - 50℃의 온도범위까지 0.1 ~ 2℃/s의 냉각속도로 냉각하는 공정; 및
상기 냉각된 강재를 공냉함으로써 90 면적% 이상의 베이나이트와 잔부 도상 마르텐사이트(MA)로 이루어진 미세조직을 갖는 선재를 제조하는 공정;을 포함하는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재의 제조방법.
[관계식 1]
Mn+5(Ti-3.5N)/B ≥ 5.0
단, 상기 관계식 1중 망간 (Mn)과 타이타늄 (Ti)과 보론 (B)과 질소 (N)는 각각 해당원소의 중량기준 함량을 의미한다.
(C): 0.05 to 0.15%, silicon (Si): 0.1% or less (0% is not included), manganese (Mn): 3.0 to 4.0%, phosphorus (P) (S): 0.020% or less, boron (B): 0.0010 to 0.0030%, niobium: 0.010 to 0.030%, titanium (Ti): 0.010 to 0.030%, nitrogen (N) A steel material containing Fe and unavoidable impurities and having a content of manganese (Mn), titanium (Ti), boron (B) and nitrogen (N) satisfies the following relational expression 1, Lt; 0 >C;
Starting rolling with the reheated steel material to finish hot rolling in a temperature range of Ar 3 + 100 ° C to Ar 3 + 200 ° C;
Cooling the hot-rolled steel material to a temperature range of Bf to Bf - 50 ° C at a cooling rate of 0.1 to 2 ° C / s; And
And cooling the cooled steel material by air-cooling to produce a wire having a microstructure composed of 90% or more of area of bainite and the remainder marble martens (MA), wherein the wire material is excellent in tensile strength and impact toughness.
[Relation 1]
Mn + 5 (Ti-3.5N) / B? 5.0
However, manganese (Mn), titanium (Ti), boron (B) and nitrogen (N) in the above relational expression 1 means the content by weight of the corresponding element, respectively.
삭제delete 삭제delete 제 5항에 있어서, 상기 베이나이트의 결정립도는 10㎛ 이하이고, 상기 잔부 도상 마르텐사이트(MA)의 결정립도가 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 인장 강도와 충격 인성이 우수한 선재의 제조방법. 6. The method for producing a wire rod according to claim 5, wherein the bainite has a grain size of 10 mu m or less and the residual martensite (MA) has a grain size of 5 mu m or less.
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