KR101707340B1 - 체인용 강재 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
체인용 강재 및 이의 제조방법에 대한 발명이 개시된다. 한 구체예에서 상기 체인용 강재 제조방법은 탄소(C): 0.15~0.22 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.3 중량%, 망간(Mn): 1.4~2.2 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.05 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.8~1.4 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.3~0.5 중량%, 구리(Cu): 0 초과 0.25 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0 초과 0.25 중량% 이하, 보론(B) 0 초과 0.01 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 용탕을 형성한 후, 반제품을 주조하는 단계; 상기 반제품을 가열하는 단계; 상기 가열된 반제품을 열간 압연하여 봉강을 제조하는 단계; 상기 봉강을 냉각하는 단계; 상기 냉각된 봉강을 이용하여 체인성형체를 제조하는 단계; 및 상기 체인성형체를 열처리하는 단계;를 포함한다.
Description
본 발명은 체인용 강재 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 고강도, 고인성 및 고용접성을 갖는 체인용 강재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
체인용 강재는 주로 선박, 및 해양 석유 시추용 부유식 생산설비, 등의 해양 시설 및 구조물 등의 계류에 사용되고 있다.
상기 체인용 강재는 직경이 60mm~160mm에 달하며, 장시간 동안 해저에 잠겨있기 때문에 해수에 대한 내부식성과, 혹한, 혹서, 강풍 및 파도 등에도 견딜 수 있는 강성, 인성, 피로성 및 내마모성 등의 물성이 요구된다.
한편, 해양 시설 및 구조물이 대형화 및 고강도화 되어감에 따라, 이들을 계류하기 위한 체인용 강재의 고강도화가 요구되고 있다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2015-0034961호(2015.04.06). 공개, 발명의 명칭: 체인연결 장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 강성, 인성 및 용접성이 우수한 체인용 강재 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 내마모성 및 내부식성이 우수한 체인용 강재 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 경제성이 우수한 체인용 강재 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 체인용 강재 제조방법에 의해 제조된 체인용 강재를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 체인용 강재 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 체인용 강재 제조방법은 탄소(C): 0.15~0.22 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.3 중량%, 망간(Mn): 1.4~2.2 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.05 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.8~1.4 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.3~0.5 중량%, 구리(Cu): 0 초과 0.25 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0 초과 0.25 중량% 이하, 보론(B) 0 초과 0.01 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 용탕을 형성한 후, 반제품을 주조하는 단계; 상기 반제품을 가열하는 단계; 상기 가열된 반제품을 열간 압연하여 봉강을 제조하는 단계; 상기 봉강을 냉각하는 단계; 상기 냉각된 봉강을 이용하여 체인성형체를 제조하는 단계; 및 상기 체인성형체를 열처리하는 단계;를 포함한다.
한 구체예에서 상기 가열은 상기 반제품을 1,050℃~1,250℃로 가열하는 것일 수 있다.
한 구체예에서 상기 열간 압연은 마무리 압연온도: 900℃~1,100℃의 조건으로 실시하는 것일 수 있다.
한 구체예에서 상기 열간 압연시 상기 반제품을 6 이상의 압하비로 열간 압연할 수 있다.
한 구체예에서 상기 냉각은 상기 봉강을 550℃~720℃의 온도로 냉각하는 것일 수 있다.
한 구체예에서 상기 열처리는, 상기 체인성형체를 910℃~1,050℃에서 ??칭(quenching)하는 단계; 및 상기 ??칭된 체인성형체를 580℃~650℃에서 템퍼링(tempering)하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 체인용 강재 제조방법에 의해 제조된 체인용 강재에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 체인용 강재는 탄소(C): 0.15~0.22 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.3 중량%, 망간(Mn): 1.4~2.2 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.05 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.8~1.4 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.3~0.5 중량%, 구리(Cu): 0 초과 0.25 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0 초과 0.25 중량% 이하, 보론(B) 0 초과 0.01 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다.
한 구체예에서 상기 체인용 강재는 인장강도(TS): 860 MPa 이상, 항복강도(YS): 580 MPa 이상, 항복비(YR): 92% 이하, 연신율(El): 12% 이상, 및 -20℃ 샤르피 충격에너지: 50J 이상일 수 있다.
본 발명의 체인용 강재 제조방법에 의한 체인용 강재 제조시 강성, 인성 및 용접성이 우수하고, 내마모성 및 내부식성이 우수하며, 제조원가가 저렴하여 경제성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 체인용 강재 제조방법을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 체인용 강재 제조방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 체인용 강재 제조방법을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면 상기 체인용 강재 제조방법은 (S101) 반제품 주조단계; (S102) 반제품 가열단계; (S103) 봉강 제조단계; (S104) 냉각단계; (S105) 체인성형체 제조단계; 및 (S106) 열처리단계;를 포함한다.
좀 더 구체적으로 상기 체인용 강재 제조방법은 (S101) 탄소(C): 0.15~0.22 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.3 중량%, 망간(Mn): 1.4~2.2 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.05 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.8~1.4 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.3~0.5 중량%, 구리(Cu): 0 초과 0.25 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0 초과 0.25 중량% 이하, 보론(B) 0 초과 0.01 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 용탕을 형성한 후, 반제품을 주조하는 단계; (S102) 상기 반제품을 가열하는 단계; (S103) 상기 가열된 반제품을 열간 압연하여 봉강을 제조하는 단계; (S104) 상기 봉강을 냉각하는 단계; (S105) 상기 냉각된 봉강을 이용하여 체인성형체를 제조하는 단계; 및 (S106) 상기 체인성형체를 열처리하는 단계;를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 체인용 강재 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.
(S101) 반제품 주조단계
상기 단계는 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 보론(B) 및 나머지 철(Fe)과 기타불가피한 불순물로 이루어지는 용탕을 형성한 후, 반제품을 주조하는 단계이다.
한 구체예에서 상기 반제품은 탄소(C): 0.15~0.22 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.3 중량%, 망간(Mn): 1.4~2.2 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.05 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.8~1.4 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.3~0.5 중량%, 구리(Cu): 0 초과 0.25 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0 초과 0.25 중량% 이하, 보론(B) 0 초과 0.01 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 용탕을 형성한 후, 연속주조공정을 이용하여 반제품 형태로 주조한다.
이하, 상기 용탕에 포함되는 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
탄소(C)
상기 탄소(C)는 본 발명의 체인용 강재의 강도 및 경화능을 강화시키는 목적으로 포함된다.
한 구체예에서 상기 탄소는 상기 용탕 전체 중량에 대하여 0.15~0.22 중량% 포함된다. 상기 범위로 포함시 상기 체인용 강재의 강성, 인성, 절삭성 및 용접성이 우수할 수 있다. 상기 탄소를 0.15 중량% 미만으로 포함시 충분한 강도를 확보하는데 어려움이 있으며, 강도에 대한 최소 요구조건을 만족하기 위해 고가의 합금 원소 함량이 증가하여 경제성이 저하된다. 상기 탄소를 0.22 중량%를 초과하여 포함시 냉각 균열과, 체인제작 용접 및 열처리 시 담금질 균열이 일어나기 쉽다.
실리콘(
Si
)
상기 실리콘(Si)은 탈산 효과 확보와, 고용강화 효과로 인한 체인용 강재의 강도 및 경화능을 향상시키는 목적으로 포함된다.
한 구체예에서 상기 실리콘은 상기 용탕 전체 중량에 대하여 0.2~0.3 중량% 포함된다. 상기 범위에서 소입성을 확보할 수 있다. 상기 실리콘을 0.2 중량% 미만으로 포함시 그 효과가 미미하며, 0.3 중량%를 초과하여 포함시, 열처리 과정에서 표면에 Si 산화물이 다량 형성되어 도금성이 저하되며, 상기 실리콘이 산화되기 쉬워 플래쉬 용접 시 규산염 불순물이 생성되어, 체인용 강재의 용접 파괴인성을 떨어뜨린다.
망간(Mn)
상기 망간(Mn)은 상기 체인용 강재의 강성 및 인성 향상을 목적으로 포함된다. 특히, 4급 계류 체인용 강재 등 대형 강재에 요구되는 물성을 확보할 수 있다.
한 구체예에서 상기 망간은 상기 용탕 전체 중량에 대하여 1.4~2.2 중량% 포함된다. 상기 범위로 포함시 상기 체인용 강재의 마르텐사이트 함량을 증가시켜 항복비를 향상시키며, 용접성 및 강성이 우수할 수 있다. 상기 망간을 1.4 중량% 미만으로 포함시 상기 망간의 첨가 효과가 미미하며, 2.2 중량%를 초과하여 포함시 성분 편석이 발생하기 쉽고, 조직 및 성능의 균일성에 영향을 주어 상기 체인용 강재의 용접성이 저하되며, 항복비가 지나치게 증가할 수 있다.
인(P)
상기 인(P)은 상기 체인용 강재의 오스테나이트 결정립계를 취화하고 인성을 저하시킬 수 있다.
한 구체예에서 상기 인은 상기 용탕 전체 중량에 대하여 0 중량% 초과 0.05 중량% 이하 포함된다. 상기 범위로 포함시 상기 체인용 강재의 인성 저하를 방지하면서, 경제성이 우수할 수 있다. 상기 인을 0.05 중량% 초과하여 포함시 상기 체인용 강재의 2차 가공 취성이 발생하며, 편석에 의한 표면 결함이 발생할 수 있다.
황(S)
상기 황(S)은 상기 체인용 강재의 인성 및 성형성을 저하시킬 수 있다.
한 구체예에서 상기 황은 상기 용탕 전체 중량에 대하여 0 중량% 초과 0.05 중량% 이하 포함된다. 상기 범위로 포함시 상기 체인용 강재의 저하를 방지할 수 있다. 상기 황을 0.05 중량% 초과하여 포함시 상기 체인용 강재의 연성 및 성형성이 크게 저하되며, 적열 취성이 발생할 수 있다.
구리(Cu)
상기 구리(Cu)는 상기 체인용 강재의 강인성 및 내후성을 개선하는 목적으로 포함된다. 상기 구리는 탄소 당량(Ceq)이 비교적 낮고, 가격이 상대적으로 저렴하여 활용하기 적절하다.
한 구체예에서 상기 구리는 상기 용탕 전체 중량에 대하여 0 중량% 초과 0.25 중량% 이하 포함된다. 상기 범위로 포함시 인성 및 내후성이 우수할 수 있다. 상기 구리를 0.25 중량% 초과하여 포함시 결정립계 원소 편중이 일어나 표면 균열을 유발하여, 상기 체인용 강재 표면에 결함이 발생할 수 있다.
크롬(
Cr
)
상기 크롬(Cu)은 상기 체인용 강재의 강도 및 소입성을 향상시키고, 강의 내식성 및 템퍼링 안정성을 향상시키는 목적으로 포함된다. 특히, 상기 체인용 강재가 상기 몰리브덴 및 크롬을 포함시 베이나이트 변태 구역의 확대 및 베이나이트 변태온도를 향상시킬 수 있다.
한 구체예에서 상기 크롬은 상기 용탕 전체 중량에 대하여 0.8~1.4 중량% 포함된다. 상기 범위로 포함시 담금질 조직에서 상베이나이트 비율을 다소 향상시켜, 마르텐사이트/하베이나이트 비율을 제한할 수 있으며, 상기 체인용 강재의 강도, 경화능 및 내식성이 우수할 수 있다. 상기 크롬을 0.8 중량% 미만으로 포함시 그 첨가 효과가 미미하며, 1.4 중량%를 초과하여 포함시, 상기 체인용 강재 조직 중 마르텐사이트의 함량을 증가시켜, 항복비가 지나치게 증가할 수 있다.
몰리브덴(
Mo
)
상기 몰리브덴(Mo)은 상기 체인용 강재의 소입성 향상, 결정립 미세화, 및 템퍼링시 취성 방지 효과가 있고, 체인용 강재의 충격 인성 및 내부식성을 향상시키며, 플래쉬 용접 시 연소로 인한 원소 손실을 줄이는 목적으로 포함된다. 또한, 상기 몰리브덴 및 크롬을 포함시 상기 체인용 강재의 베이나이트 함량을 향상시켜 베이나이트/마르텐사이트 비율을 제어할 수 있다.
한 구체예에서 상기 몰리브덴은 상기 용탕 전체 중량에 대하여 0.3~0.5 중량% 이하 포함된다. 상기 범위로 포함시 상기 체인용 강재의 경화능 및 충격인성이 우수할 수 있다. 상기 몰리브덴을 0.3 중량% 미만으로 포함시 첨가 효과가 미미하며, 0.5 중량%를 초과하여 포함시, 용접성이 저하되며, 탄화물 석출에 의하여 연신율이 낮아진다.
알루미늄(Al)
상기 알루미늄(Al)은 탈산제로 탈산효과 확보와 함께 AlN을 형성시키고 결정립을 미세화할 수 있어 체인용 강재 모재 및 용접부의 물성을 개선할 수 있다.
한 구체예에서 상기 알루미늄은 상기 용탕 전체 중량에 대하여 0.02~0.06 중량% 포함된다. 상기 범위로 포함시 탈산효과가 우수할 수 있다. 상기 알루미늄을 0.02 중량% 미만으로 포함시, 그 첨가 효과가 미미하며, 0.06 중량%를 초과하여 포함시 제강 및 연주 조업시 개재물이 과다 형성되며, 체인용 강재의 피로수명을 떨어뜨리고 내충격성이 저하될 수 있다.
티타늄(
Ti
)
상기 티타늄(Ti)은 상기 탄소 및 질소와 결합하여 고온안정성이 높은 Ti(C,N) 석출물을 생성시키며, 결정립 미세화를 목적으로 포함된다.
한 구체예에서 상기 티타늄은 상기 용탕 전체 중량에 대하여 0 중량% 초과 0.25 중량% 이하 포함된다. 상기 범위로 포함시 체인용 강재의 불순물 함량을 최소화하고, 가소성과 인성 뿐 아니라 고강도 강의 파열지연 성능까지 개선할 수 있다. 상기 티타늄을 0.25 중량%를 초과하여 포함시 조대한 Ti(C,N) 석출물을 생성시켜 상기 체인용 강재의 항복강도, 인성 및 내부식성이 저하될 수 있다.
보론(B)
상기 보론(B)은 오스테나이트 입계에 석출되어 상변태를 지연시켜 강의 경화능을 향상시키는 원소이다.
한 구체예에서 상기 보론은 상기 용탕 전체 중량에 대하여 0 중량% 초과 0.01 중량% 이하 포함된다. 상기 범위로 포함시 상기 체인용 강재의 경화능이 우수할 수 있다. 상기 보론 함량이 0.01%를 초과하여 포함되는 경우, 재결정을 지연시켜 상기 체인용 강재의 재질이 열화된다.
한 구체예에서 상기 반제품은, 전술한 성분과 나머지 철(Fe), 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 용탕을 형성한 후, 연속주조공정을 이용하여 소정의 형상으로 주조될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 래들 퍼니스(Ladle Furnace)에서 용탕에 포함된 상기 각 성분 함량의 조절과, 탈산 및 탈황 공정을 수행하고, 진공 탈가스 설비(Vacuum Degasing)에서 용탕에 포함된 가스 함량을 제어한 후, 연속주조공정을 통하여 일정한 형상으로 주조하여 반제품을 제조할 수 있다. 한 구체예에서, 상기 진공 탈가스 처리시, 상기 수소 및 산소가 제거될 수 있다.
이때 제강원료로는 용선, 선철, 고철 및 합금철 중 하나 이상을 포함하여 사용할 수 있다. 한 구체예에서 상기 반제품은 빌렛(billet) 또는 블름(bloom) 형태일 수 있다.
(S102) 반제품 가열단계
상기 단계는 상기 반제품을 가열하는 단계이다. 한 구체예에서 상기 반제품은 1,050℃~1,250℃에서 가열할 수 있다. 상기 범위로 가열시 강성 및 성형성이 우수할 수 있다. 상기 반제품을 1,050℃ 미만의 온도로 가열시 상기 압연 부하가 증가하여 압연 공정을 실시하기 어려워지며, 1,250℃를 초과하여 가열시 스케일이 증가하여 표면 결함이 발생하며, 결정립 크기가 증가하고, 압연 후 강성이 저하될 수 있다.
(S103)
봉강
제조단계
상기 단계는 상기 가열된 반제품을 열간 압연하여 봉강을 제조하는 단계이다. 한 구체예에서 상기 압연은 상기 반제품을 마무리 압연온도: 950℃~1,050℃의 온도에서 열간 압연한다. 상기 마무리 압연온도에서 열간 압연시, 상기 체인용 강재의 강성 및 성형성이 동시에 우수할 수 있다. 상기 마무리 압연온도가 900℃ 미만에서 열간 압연시, 압연기의 부하가 증가하며, 상기 마무리 압연온도가 1,050℃를 초과하는 온도에서 열간 압연시, 열간 압연 이후 결정립 조대화가 발생할 수 있고, 상변태 경도가 증가하여 균열이 발생할 수 있다.
한 구체예에서 상기 봉강의 직경은 50mm~170mm로 제조될 수 있다.
한 구체예에서 상기 열간 압연시 상기 반제품을 6 이상의 압하비로 열간 압연할 수 있다. 본 명세서에서 상기 압하비는 반제품의 단면적/봉강의 단면적으로 정의할 수 있다. 상기 압하비로 압연시 상기 체인용 강재 조직의 결정립이 미세화되어, 조직 치밀성 및 품질이 우수할 수 있다. 예를 들면 상기 반제품을 8 이상 10 이하의 압하비로 열간 압연할 수 있다.
(S104) 냉각단계
상기 단계는 상기 봉강을 냉각하는 단계이다. 한 구체예에서 상기 압연된 반제품은 550℃~720℃의 온도로 서냉하여 냉각(또는 연화)할 수 있다. 한 구체예에서 상기 냉각은 0.01~50℃/s의 냉각속도로 이루어질 수 있다. 상기 온도 범위로 냉각시 상기 봉강의 균열을 방지하면서, 가공성이 우수할 수 있다.
(S105)
체인성형체
제조단계
상기 단계는 상기 냉각된 봉강을 이용하여 체인성형체를 제조하는 단계이다. 한 구체예에서 상기 봉강은 통상의 방법을 사용하여 체인 형태의 체인성형체로 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 봉강을 가열하는 단계; 상기 가열된 봉강을 벤딩하여, 고리 형태의 성형부재를 형성하는 단계; 및 상기 성형부재의 양 말단을 접합하는 단계;를 포함하여 상기 체인성형체를 제조할 수 있다.
한 구체예에서 상기 중간 성형체는, 복수 개의 상기 성형부재를 마련하여 상호 결속 후 접합하여, 링크된 체인 형태로 제조될 수 있다. 한 구체예에서 상기 접합은, 플래쉬 버트(flash-butt) 용접을 이용하여 이루어질 수 있다.
(S106) 열처리단계
상기 단계는 상기 체인성형체를 열처리하는 단계이다. 한 구체예에서 상기 열처리는, 상기 체인성형체를 910℃~1,050℃에서 ??칭(quenching)하는 단계; 및 상기 ??칭된 체인성형체를 580℃~650℃에서 템퍼링(tempering)하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 온도범위에서 ??칭시 상기 체인성형체의 오스테나이트화가 진행되고, 미세합금원소가 부분 고용되어 체인용 강재의 경화성이 향상되며, 베이나이트(bainite) 및 마르텐사이트(martensite)의 복합조직이 형성될 수 있다. 또한, 상기 온도범위에서 템퍼링시 상기 체인용 강재의 항복비 상승을 방지하며, 인성이 우수할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 체인용 강재 제조방법에 의해 제조된 체인용 강재에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 체인용 강재는 탄소(C): 0.15~0.22 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.3 중량%, 망간(Mn): 1.4~2.2 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.05 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.8~1.4 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.3~0.5 중량%, 구리(Cu): 0 초과 0.25 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0 초과 0.25 중량% 이하, 보론(B) 0 초과 0.01 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다.
한 구체예에서 상기 체인용 강재는 인장강도(TS): 860 MPa 이상, 항복강도(YS): 580 MPa 이상, 항복비(YR): 92% 이하, 연신율(El): 12% 이상, 및 -20℃ 샤르피 충격에너지: 50J 이상일 수 있다.
예를 들면, 인장강도: 860~1050 MPa, 항복강도: 700~950 MPa, 항복비: 85~92%, 연신율: 12~20%, 및 -20℃ 샤르피 충격에너지: 50~250J일 수 있다.
본 발명의 체인용 강재는 강성, 인성 및 용접성이 우수하고, 내마모성 및 내부식성이 우수하여, R4S 규격을 달성할 수 있으며 제조원가가 저렴하여 경제성이 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예
1
하기 표 1의 함량을 갖는 성분과, 나머지 철과 기타 불순물로 이루어지는 용탕을 형성한 후, 연속주조공정을 이용하여 반제품(블룸)을 주조하였다. 그 다음에, 상기 반제품을 1,100℃까지 가열한 다음, 마무리 압연온도: 1,020℃에서 압하비 8로 열간 압연하여, 봉강을 제조한 다음, 600℃의 온도까지 서냉하여 냉각하였다. 그 다음에, 상기 봉강을 복수 개 준비하여 가열한 다음, 상기 가열된 봉강을 벤딩하여 고리형태의 성형부재를 형성하고, 복수 개의 성형부재를 결속한 다음, 상기 각 성형부재의 양 말단을 플래쉬 버트 접합하여 링크된 체인(link chain)형태의 중간 성형체를 형성하였다. 상기 체인성형체를 1,020℃에서 ??칭(quenching)하고, 600℃에서 템퍼링(tempering)하여 열처리 하여 체인용 강재를 제조하였다.
실시예
2
하기 표 1에 따른 함량 성분으로 이루어지는 용탕을 형성한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 체인용 강재를 제조하였다.
비교예
1~2
하기 표 1에 따른 함량 성분으로 이루어지는 용탕을 형성한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 체인용 강재를 제조하였다.
| 구분 (단위:중량%) |
C | Si | Mn | P | S | Cu | Mo | Cr | Al | Ti | B |
| 실시예 1 | 0.20 | 0.25 | 1.85 | 0.005 | 0.003 | 0.05 | 0.30 | 0.87 | 0.003 | 0.01 | 0.003 |
| 실시예 2 | 0.16 | 0.27 | 2.10 | 0.015 | 0.003 | 0.2 | 0.45 | 1.35 | 0.03 | 0.15 | 0.009 |
| 비교예 1 | 0.24 | 0.35 | 1.75 | 0.01 | 0.005 | 0.2 | 0.33 | 1.34 | 0.02 | 0.15 | - |
| 비교예 2 | 0.14 | 0.25 | 2.40 | 0.01 | 0.005 | 0.3 | 0.4 | 0.87 | 0.02 | 0.02 | - |
상기 제조된 실시예 1~2 및 비교예 1~2의 체인용 강재에 대하여, 인장강도(TS), 항복강도(YS), 항복비(YR), 연신율(El), 단면 감소율(%) 및 -20℃ 샤르피 충격에너지(J)를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 인장강도 (MPa) |
항복강도 (MPa) |
항복비(%) | 연신율 (%) |
-20℃샤르피 충격에너지 (J /cm2) |
| 실시예 1 | 872 | 707 | 85 | 22 | 160 |
| 실시예 2 | 980 | 862 | 88 | 17 | 96 |
| 비교예 1 | 992 | 903 | 91 | 11 | 65 |
| 비교예 2 | 918 | 817 | 89 | 15 | 48 |
상기 표 2를 참조하면, 상기 실시예 1~2의 체인용 강재는 인장강도(TS): 860 MPa 이상, 항복강도(YS): 700 MPa 이상, 항복비(YR): 92% 이하, 연신율(El): 12% 이상, 및 -20℃ 샤르피 충격에너지: 50J 이상을 만족하였으나, 본 발명의 함량 범위를 벗어난 반제품을 적용한 비교예 1 및 2의 경우, 연신율 및 샤르피 충격에너지 값이 저하됨을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
Claims (8)
- 탄소(C): 0.15~0.22 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.3 중량%, 망간(Mn): 1.4~2.2 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.05 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.8~1.4 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.3~0.5 중량%, 구리(Cu): 0 초과 0.25 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0 초과 0.25 중량% 이하, 보론(B) 0 초과 0.01 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 용탕을 형성한 후, 반제품을 주조하는 단계;
상기 반제품을 가열하는 단계;
상기 가열된 반제품을 열간 압연하여 봉강을 제조하는 단계;
상기 봉강을 냉각하는 단계;
상기 냉각된 봉강을 이용하여 체인성형체를 제조하는 단계; 및
상기 체인성형체를 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 체인용 강재 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 가열은 상기 반제품을 1,050℃~1,250℃로 가열하는 것을 특징으로 하는 체인용 강재 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 열간 압연은 마무리 압연온도: 900℃~1,100℃의 조건으로 실시하는 것을 특징으로 하는 체인용 강재 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 열간 압연시 상기 반제품을 6 이상의 압하비로 열간 압연하는 것을 특징으로 하는 체인용 강재 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 냉각은 상기 봉강을 550℃~720℃의 온도로 냉각하는 것을 특징으로 하는 체인용 강재 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 열처리는, 상기 체인성형체를 910℃~1,050℃에서 ??칭(quenching)하는 단계; 및
상기 ??칭된 체인성형체를 580℃~650℃에서 템퍼링(tempering)하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 체인용 강재 제조방법.
- 탄소(C): 0.15~0.22 중량%, 실리콘(Si): 0.2~0.3 중량%, 망간(Mn): 1.4~2.2 중량%, 인(P): 0 초과 0.05 중량% 이하, 황(S): 0 초과 0.05 중량% 이하, 알루미늄(Al): 0.02~0.06 중량%, 크롬(Cr): 0.8~1.4 중량%, 몰리브덴(Mo): 0.3~0.5 중량%, 구리(Cu): 0 초과 0.25 중량% 이하, 티타늄(Ti): 0 초과 0.25 중량% 이하, 보론(B) 0 초과 0.01 중량% 이하 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 체인용 강재.
- 제7항에 있어서,
상기 체인용 강재는 인장강도(TS): 860 MPa 이상, 항복강도(YS): 580 MPa 이상, 항복비(YR): 92% 이하, 연신율(El): 12% 이상, 및 -20℃ 샤르피 충격에너지: 50J 이상인 것을 특징으로 하는 체인용 강재.
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| KR1020150187050A KR101707340B1 (ko) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | 체인용 강재 및 이의 제조방법 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112593148A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-04-02 | 南京钢铁股份有限公司 | 大节距链轨节用钢及其制备方法 |
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| KR101033767B1 (ko) * | 2010-11-03 | 2011-05-09 | 현대하이스코 주식회사 | 열처리 경화 강판을 이용한 국부적으로 이종강도를 가지는 자동차 부품 제조방법 |
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-
2015
- 2015-12-28 KR KR1020150187050A patent/KR101707340B1/ko active IP Right Grant
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