KR101736621B1 - High hardness anti-abrasion steel having excellent toughness and superior resistance to cracking during thermal cutting - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인성과 절단균열저항성이 우수한 고경도 내마모강 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high hardness wear resistant steel excellent in toughness and cutting crack resistance and a method for manufacturing the same.
반드시 이로 제한하는 것은 아니지만, 광산용 덤프트럭, 건설용 중장비, 토건장비 등의 산업기기를 생산하는 분야에서는 브리넬 경도 기준으로 450 이상의 높은 경도를 가지는 내마모강에 대한 수요가 높다.In the field of producing industrial equipment such as dump trucks for mines, construction equipment for heavy equipment, construction equipment, etc., there is a high demand for wear-resistant steel having a hardness of 450 or more on the basis of Brinell's hardness.
내마모강은 기본적으로 표면경도가 높아야 하는데, 마르텐사이트계 고경도강은 높은 경도 뿐만 아니라 높은 항복강도 및 인장강도를 가지고 있어 구조재 및 운송/건설기계 등의 용도로 널리 사용되고 있다.The wear resistance steel has to have a high surface hardness, and the martensitic high hardness steel has not only high hardness but also high yield strength and tensile strength and is widely used for structural materials and transportation / construction machines.
그런데, 일반적으로 마르텐사이트계 고경도강을 제조하기 위해서는 소위 말하는 소입성(quenchability)를 확보하기 위해 고탄소에 합금원소를 다량 포함하는 성분계를 가지고 있으며, 제조공정에서 담금질 과정이 필수적으로 포함된다.Generally, in order to produce martensitic high hardness steel, it has a component system containing a large amount of alloying elements in high carbon in order to secure so-called quenchability, and the quenching process is essential in the manufacturing process.
그러나, 종래의 마르텐사이트 강은 내부에 탄소와 합금원소를 다량 포함하고 있기 때문에, 용접성과 저온인성에 나쁜 영향을 줄 뿐만 아니라, 원하는 사이즈로 강재를 절단할 때 절단부에 발생하는 균열에 대한 저항성 즉, 절단균열저항성이 나빠진다는 문제가 있다.However, since the conventional martensitic steel contains a large amount of carbon and alloying elements therein, it does not adversely affect the weldability and low-temperature toughness, but also has resistance to cracks generated in the cut portion when cutting steel in a desired size , There is a problem that the cutting crack resistance is deteriorated.
본 발명의 한가지 측면은 내마모강으로서 인성 등에 나쁜 영향을 미치는 C 등의 합금원소의 첨가량을 상대적으로 감소시키면서도 높은 인성과 절단균열저항성을 가지는 고경도 내마모강을 제공한다.One aspect of the present invention provides a wear resistant steel having a high hardness and a high toughness and a cutting crack resistance while relatively reducing the addition amount of alloying elements such as C which adversely affects toughness and the like.
본 발명의 또 한가지 측면은 상술한 고경도 내마모강을 효율적으로 제조할 수 있는 한가지 제조방법을 제공한다.Another aspect of the present invention provides one manufacturing method capable of efficiently producing the above-mentioned high-hardness wear-resistant steel.
본 발명의 과제는 상술한 내용으로 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 본 명세서의 전체적인 내용으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는데 어떠한 어려움도 없을 것이다.The object of the present invention is not limited to the above description. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced otherwise than as specifically described herein.
본 발명의 한가지 측면에 따른 고경도 내마모강은 중량비율로, Mn: 2.1~4.0%, C: 0.15~0.2%, Si: 0.02~0.5%, Cr: 0.2~0.7%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지고, 구 오스테나이트 결정립도가 25㎛ 이하이며, 마르텐사이트가 주조직인 미세구조를 가지며, Ac3-Ac1이 100℃ 이하인 조건을 충족한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a high hardness wear-resistant steel comprising, by weight, 2.1 to 4.0% of Mn, 0.15 to 0.2% of C, 0.02 to 0.5% of Si, 0.2 to 0.7% of Cr, And has a composition including impurities, the old austenite grain size is 25 占 퐉 or less, the microstructure in which martensite is the main structure, and Ac3-Ac1 is 100 占 폚 or less.
본 발명의 또한가지 측면에 따른 고경도 내마모강의 제조방법은 중량비율로, Mn: 2.1~4.0%, C: 0.15~0.2%, Si: 0.02~0.5%, Cr: 0.2~0.7%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가지는 슬라브를 열간압연하여 강판을 얻는 단계; 상기 강판을 3℃/초 이상의 냉각속도로 200℃ 이하의 온도까지 담금질하는 단계; 상기 급냉된 강판을 오스테나이트 온도 영역으로 재가열하는 단계; 상기 재가열된 강판을 3℃/초 이상의 냉각속도로 200℃ 이하의 온도까지 2차 담금질하는 단계를 포함한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a high-hardness abrasion resistant steel, comprising: 2.1 to 4.0% of Mn; 0.15 to 0.2% of C; 0.02 to 0.5% of Si; 0.2 to 0.7% of Cr; And other unavoidable impurities to obtain a steel sheet by hot rolling the slab; Quenching the steel sheet to a temperature of 200 DEG C or less at a cooling rate of 3 DEG C / sec or more; Reheating the quenched steel sheet to austenite temperature range; And secondarily quenching the reheated steel sheet to a temperature of 200 DEG C or less at a cooling rate of 3 DEG C / sec or more.
상술한 바와 같이, 본 발명은 강 중의 C 함량을 적정화하는 대신에 Mn 함량을 높이고, 결정립을 초미세화함으로써, 강의 경도는 450HB 급으로 유지한 채로, 높은 인성과 절단균열저항성을 가지는 강재를 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention provides a steel material having high toughness and cutting crack resistance while keeping the steel hardness at 450HB level by increasing the Mn content and making the crystal grains finer instead of optimizing the C content in the steel .
본 발명의 효과는 상술한 내용으로 한정하지 않으며, 본 발명의 추가적인 효 과는 명세서의 추가적인 내용으로부터 충분히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those described above, and additional effects of the present invention will be fully understood from the following detailed description.
도 1은 가스 절단시 형성되는 열영향부에 대하여 EBSD(Electron Back Scatter Diffraction) 분석을 실시한 결과를 나타낸 도면, 그리고
도 2는 실시예1에서 얻어진 발명예1, 비교예1 및 비교예2의 조직을 관찰한 현미경 사진이다.1 is a graph showing the results of EBSD (Electron Back Scatter Diffraction) analysis of the heat affected zone formed at the time of gas cutting, and
Fig. 2 is a micrograph showing the structures of Inventive Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 obtained in Example 1. Fig.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에서는 내마모강의 저온인성을 확보하기 위해 강재의 C 함량을 적정범위를 조정하고 Mn을 다량 첨가하여 소입성을 확보한다. 또한, 합금성분을 적절히 제어하여 절단균열저항성을 확보하고자 한다. 이하, 본 발명의 조성에 대하여 설명한다.In the present invention, in order to ensure the low-temperature toughness of the wear-resistant steel, the C content of the steel is adjusted to an appropriate range, and a large amount of Mn is added to secure wearability. Further, it is desired to appropriately control the alloy component to secure cutting crack resistance. Hereinafter, the composition of the present invention will be described.
본 발명의 내마모강은 중량비율로, Mn: 2.1~4.0%, C: 0.15~0.2%, Si: 0.02~0.5%, Cr: 0.2~0.7%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 조성을 가질 수 있다. 본 발명에서 각 성분의 함량은 특별히 다른 기준으로 표시하지 않는 한 중량을 기준으로 하여 나타낸 것이라는 것에 유의할 필요가 있다.The wear-resistant steel according to the present invention has a composition containing 2.1 to 4.0% of Mn, 0.15 to 0.2% of C, 0.02 to 0.5% of Si, 0.2 to 0.7% of Cr, balance Fe and other unavoidable impurities in a weight ratio . It should be noted that the content of each component in the present invention is expressed on a weight basis unless otherwise specified.
Mn: 2.1~4.0%Mn: 2.1 to 4.0%
Mn은 마르텐사이트를 안정화시키고, 높은 표면 경도를 얻기 위해서 첨가되는 원소이다. 본 발명에서는 이러한 효과를 얻기 위해서 Mn을 2.1% 이상 첨가한다. Mn의 함량이 부족할 경우에는 페라이트 또는 베이나이트가 쉽게 생성되어 높은 표층부 경도를 얻기 힘들 수 있다. 다만, 그 함량이 4.0%를 초과하는 경우에는 용접성 및 절단균열저항성이 현저히 감소될 수 있을 뿐만 아니라, 강재의 제조원가가 감소하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 Mn 함량을 2.1~4.0%의 범위로 첨가한다.Mn is an element added to stabilize martensite and obtain a high surface hardness. In the present invention, Mn is added in an amount of 2.1% or more to obtain this effect. When the content of Mn is insufficient, ferrite or bainite is easily produced and it may be difficult to obtain a high surface hardness. However, when the content exceeds 4.0%, not only the weldability and the cutting crack resistance can be remarkably reduced, but also the manufacturing cost of the steel material may be reduced. Therefore, in the present invention, the Mn content is added in the range of 2.1 to 4.0%.
C: 0.15~0.2%C: 0.15 to 0.2%
C는 Mn과 함께 강재의 표층부 경도확보를 위해 필요한 원소이다. 다만, 그 양이 과다할 경우에는 인성 및 용접성을 저하시키는 문제가 있으므로 적절한 범위 내로 제어할 필요가 있다. 본 발명에서는 충분한 표층부 경도확보를 위하여 C를 0.15% 이상 첨가하되, 지나치게 첨가할 경우에 인성이나 용접성 등이 열화되므로 그 함량의 상한은 0.20%로 제한한다.C is an element necessary for securing the surface hardness of the steel together with Mn. However, if the amount is excessive, there is a problem that the toughness and the weldability are lowered, and therefore, it is necessary to control within an appropriate range. In the present invention, 0.15% or more of C is added to ensure sufficient hardness of the surface layer, and toughness or weldability is deteriorated when it is added excessively, so the upper limit of the content is limited to 0.20%.
Si: 0.02~0.5%Si: 0.02-0.5%
Si는 탈산제로서 역할을 하고 고용강화에 따른 강도를 향상시키는 원소로 작용한다. 또한, 제조공정상 극소량까지 함량을 감소시킬 수 없으므로 Si 함량의 하한을 0.02%로 정한다. 다만, 그 함량이 과도하게 높을 경우에는 용접부는 물론 모재의 인성을 저하시키게 되므로 0.5% 이하로 제한한다.Si acts as a deoxidizing agent and acts as an element which improves the strength of solid solution strengthening. In addition, since the content can not be reduced to a very small amount at the time of production, the lower limit of the Si content is set at 0.02%. However, when the content is excessively high, the toughness of the base material is lowered as well as the welded portion, so it is limited to 0.5% or less.
Cr: 0.2~0.7%Cr: 0.2-0.7%
Cr은 강에 포함되면 강의 경화능을 상승시키는 역할을 하는 원소로서 담금질(quenching)시 마르텐사이트 확보를 용이하게 한다. 또한, 본 발명의 내마모강에서는 그 함량이 증가할수록 저온충격인성을 향상시키고, 상변태 온도인 Ac1과 Ac3 사이의 간격을 좁혀서 절단균열저항성을 높이는 역할을 한다. 이와 같은 Cr의 유리한 효과를 얻기 위해서는 그 함량은 0.2% 이상 포함되는 것이 유리하다. 다만, 그 양이 과다할 경우에는 용접성을 저하시키고 제조원가를 상승시킬 우려가 있으므로 Cr 함량의 상한은 0.7%로 정할 수 있다.When Cr is included in the steel, it plays a role of raising the hardening ability of the steel, and it makes it easy to secure martensite at the time of quenching. Further, in the wear-resistant steel of the present invention, as the content thereof increases, the impact toughness at low temperature is improved and the interval between Ac1 and Ac3, which is the phase transformation temperature, is narrowed, thereby enhancing the cutting crack resistance. In order to obtain such an advantageous effect of Cr, it is advantageous that the content is 0.2% or more. However, if the amount is excessive, the weldability may be lowered and the manufacturing cost may be increased. Therefore, the upper limit of the Cr content may be set at 0.7%.
또한, 본 발명의 내마모강은 상술한 합금원소 이외에 Nb: 0.1% 이하, B: 0.02% 이하, Ti: 0.1% 이하를 더 포함할 수도 있다.The wear resistant steel of the present invention may further contain not more than 0.1% of Nb, not more than 0.02% of B, and not more than 0.1% of Ti in addition to the alloying element described above.
Nb: 0.1% 이하Nb: not more than 0.1%
Nb는 고용, 석출경화 효과를 통해 강재의 강도를 증가시키며, 결정립을 미세화시켜 충격인성을 향상시키는 원소로서, 필요에 따라 첨가할 수 있다. 다만, 그 함량이 과다할 경우에는 조대한 석출물이 형성되어 오히려 경도 및 충격인성을 열화시키므로 그 함량을 1.0% 이하로 제한할 수 있다.Nb is an element that increases the strength of the steel through the effect of solidification and precipitation hardening and improves the impact toughness by making the crystal grains finer, and can be added as needed. However, when the content is excessive, coarse precipitates are formed, which deteriorates hardness and impact toughness, so that the content thereof can be limited to 1.0% or less.
B: 0.02% 이하B: not more than 0.02%
B는 소량의 첨가로도 재료의 소입성을 효과적으로 증대시키는 원소이며, 결정립계 강화를 통하여 입계파괴를 억제하는 효과가 있어, 필요에 따라 첨가하여 사용할 수 있다. 다만, 그 함량이 과다할 경우에는 조대한 석출물의 형성 등에 의해 인성 및 용접성을 저하시키므로 그 함량은 0.02% 이하로 한정하는 것이 바람직하다.B is an element that effectively increases the incombustibility of a material even when added in a small amount, and has an effect of inhibiting grain boundary fracture through strengthening of grain boundaries, and can be added as needed. However, when the content thereof is excessive, toughness and weldability are lowered due to formation of coarse precipitates and the like, so the content thereof is preferably limited to 0.02% or less.
Ti: 0.1% 이하Ti: 0.1% or less
강재에 불가피하게 포함되는 불순물 원소로서 N을 들 수 있는데, N은 B와 결합하여 B의 효과를 감소시키는 악영향을 미친다. Ti는 이러한 N에 의한 B의 효과감소를 억제하여 B의 첨가효과를 최대화 시키는데 효과가 있는 원소이다. 즉, Ti는 강 중에 존재하는 N과 반응하여 TiN을 형성함으로써 BN 형성을 억제하는 작용을 행한다. 그 뿐만 아니라, TiN은 오스테나이트 결정립을 고정(pinning)시켜 결정립 조대화를 억제시키는 효과도 가진다. 따라서, 본 발명에서는 필요에 따라 Ti를 강 중에 첨가할 수 있다. 다만, Ti의 첨가량이 과도할 경우에는 조대한 석출물이 형성되어 인성이나 용접성을 저하시킬 우려가 있으므로 그 함량은 0.1% 이하로 제한할 수 있다.As an impurity element which is inevitably contained in steel, N can be mentioned, and N has an adverse effect of decreasing the effect of B in combination with B. Ti is an element which is effective for suppressing the decrease of the effect of B by N and maximizing the effect of addition of B. That is, Ti reacts with N present in the steel to form TiN to suppress BN formation. In addition, TiN has the effect of pinning the austenite grains and suppressing crystal grain coarsening. Therefore, in the present invention, Ti can be added in the steel as required. However, if the addition amount of Ti is excessive, coarse precipitates are formed, which may lower toughness and weldability, so that the content thereof may be limited to 0.1% or less.
본 발명의 나머지 성분은 Fe이다. 다만, 통상의 철강제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 본 발명의 내마모성강에서는 이를 특별히 배제하지는 않는다. 이들의 종류에 대해서는 통상의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 종류와 함량을 본 발명에서 특별히 제한하지는 않는다.The remainder of the present invention is Fe. However, impurities that are not intended from the raw material or the surrounding environment may be inevitably incorporated in a conventional steel manufacturing process, and therefore, this is not specifically excluded in the wear-resistant steel of the present invention. The kinds and contents of these are not particularly limited in the present invention, since they can be known by any ordinary person skilled in the art.
본 발명의 내마모강은 절단균열저항성을 높이기 위해 상술한 성분계외에 Ac3-Ac1의 값이 100℃ 이하일 수 있다. 본 발명의 발명자들의 연구결과에 따르면 가스 절단시에 발생하는 절단균열은 일종의 수소유기균열로서 열영향부(특히, ICHAZ 부)에 생성되는 잔류응력이 클수록 잘 발생하는 특징이 있다. 따라서, 열영향부의 잔류응력을 감소시키는 것이 잘단균열 저항성을 높이는 한가지 수단이 될 수 있는데, 본 발명에서는 이를 위하여 Ac3-Ac1의 값을 조절할 것을 제안한다. 즉, Ac3는 냉각시 오스테나이트에서 페라이트 초정이 발생하기 시작하는 온도를 의미하며, Ac1은 조직이 완전히 페라이트로 변태하는 온도를 의미하는데, 본 발명자들의 연구결과에 따르면 Ac3-Ac1의 값을 조절할 경우에 ICHAZ(InterCritical Heat Affected Zone)의 잔류 응력을 크게 줄일 수 있어 이 부분에서의 균열발생을 줄일 수 있게 된다. 그 이유는, Ac3-Ac1 값이 크다는 것은 오스테나이트와 페라이트가 공존하는 이상역 온도구간이 넓다는 것을 의미하며, 그로 인하여 절단 후 냉각시에 오스테나이트와 마르텐사이트 조직의 두가지 조직이 존재하는 ICHAZ 구역이 커지게 되고, 그로 인하여 두 상간의 부피변화 차이로 내부에 응력이 크게 잔류할 수 있기 때문이다. 도 1은 가스 절단시 형성되는 열영향부에 대하여 EBSD(Electron Back Scatter Diffraction) 분석을 실시한 결과를 나타낸 것인데, 도면의 상부에는 용접 열영향부 조직을 관찰한 Kernal average Misorientation map을 나타내었으며, 그 아래에는 잔류응력 집중영역을 나타내었다. 본 발명자는 도면에서 볼 수 있듯이, ICHAZ 영역에서 붉은색이 가장 강하게 나타난다는 것을 발견하였으며, 따라서 잔류응력이 ICHAZ 영역에 집중되어 있다는 것을 알 수 있었다. 따라서, ICHAZ 구간의 크기를 줄이는데 효과가 있는 Ac3-Ac1 값을 100℃ 이하로 제어할 경우에는 우수한 절단균열저항성이 얻어지게 되는 것이다.The wear-resistant steel of the present invention may have a value of Ac3-Ac1 of 100 ° C or less in addition to the above-mentioned component system in order to improve cutting crack resistance. According to the results of research conducted by the inventors of the present invention, the cutting crack generated at the time of gas cutting is a kind of hydrogen organic crack and is characterized in that the larger the residual stress generated in the heat affected portion (particularly, the ICHAZ portion) Therefore, reducing the residual stress of the heat-affected zone may be one means of improving the crack resistance. In the present invention, it is proposed to adjust the value of Ac3-Acl for this purpose. That is, Ac3 means a temperature at which ferrite superfine begins to be generated in austenite during cooling, and Ac1 means a temperature at which a structure is completely transformed into ferrite. According to the study results of the present inventors, when controlling the value of Ac3- The residual stress of the ICHAZ (InterCritical Heat Affected Zone) can be greatly reduced and the occurrence of cracks at this portion can be reduced. The reason for this is that a large value of Ac3-Ac1 means that the aberrant temperature range in which austenite and ferrite coexist is wide, and therefore, in the ICHAZ zone where two structures of austenite and martensite are present upon cooling after cutting So that the stress can largely remain inside due to the volume change difference between the two phases. FIG. 1 shows the result of EBSD (Electron Back Scatter Diffraction) analysis of the heat affected zone formed at the time of gas cutting. In the upper part of the figure, a Kernal average misorientation map was observed, Shows the residual stress concentration region. As shown in the figure, the present inventors have found that the red color appears strongest in the ICHAZ region, and thus it can be seen that the residual stress is concentrated in the ICHAZ region. Therefore, when the value of Ac3-Ac1, which is effective for reducing the size of the ICHAZ section, is controlled to 100 deg. C or lower, excellent cutting crack resistance can be obtained.
그러므로, 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 Ac3-Ac1의 값을 100℃ 이하로 제한할 수 있다. Therefore, in one embodiment of the present invention, the value of Ac3-Ac1 can be limited to 100 DEG C or less.
또한, 본 발명의 또한가지 측면에 따른 내마모강은 표면에 구오스테나이트 입도가 25㎛ 이하이고, 마르텐사이트 조직이 주조직으로 포함되는 내부구조를 가진다. 본 발명에서 '주조직'이라 함은 면적분율로 점유율이 가장 높은 조직을 의미한다. 한가지 구현례에 따르면 본 발명의 내마모강은 마르텐사이트 조직을 면적분율로 95% 이상 포함될 수 있다. 즉, 미세한 입도의 마르텐사이트 조직은 저온인성을 향상시키는 효과를 가진다. 또한, 높은 경도와 우수한 내마모성을 갖추기 위해서는 마르텐사이트의 분율은 95% 이상인 것이 바람직하다. 본 발명에서 구 오스테나이트 결정립도는 피크르산 수식액으로 부식한 조직을 광학 현미경(예를 들면 배율 200배의 것)으로 관찰하고, JIS G0551의 규정에 의거하여 구한 값을 이용할 수 있다.Further, the wear-resistant steel according to further aspects of the present invention has an internal structure in which the surface has austenite particle size of 25 mu m or less and a martensite structure is included as a main structure. In the present invention, the term 'main tissue' means a tissue having the highest occupancy rate with an area fraction. According to one embodiment, the wear-resistant steel of the present invention may contain 95% or more of martensite structure in an area fraction. That is, the martensite structure having a fine particle size has an effect of improving low temperature toughness. In order to achieve high hardness and excellent abrasion resistance, the fraction of martensite is preferably 95% or more. In the present invention, the old austenite grain size can be obtained by observing a structure corroded with a picric acid-modified liquid under an optical microscope (for example, having a magnification of 200 times) and determining the value according to JIS G0551.
특히 본 발명의 내마모강은 결정립도가 미세하여 우수한 인성을 가지는 것으로서, 인성확보를 위하여 추가적인 뜨임(tempering) 공정이 필요 없으며, 따라서 본 발명의 내마모강의 마르텐사이트 조직에는 뜨임의 결과 형성되는 탄화물계 석출물이 실질적으로 존재하지 않는다. 따라서, 본 발명에서 마르텐사이트 조직이 탄화물계 석출물을 포함하지 않는다는 것은 '실질적으로' 포함하지 않는다는 것을 의미한다는 것에 유의할 필요가 있다.In particular, the wear-resistant steel of the present invention has a fine grain size and excellent toughness, and therefore, there is no need for an additional tempering step in order to secure toughness. Therefore, in the martensite structure of the wear- Substantially no precipitate is present. Thus, it should be noted that the term " substantially " does not include that the martensite structure does not include carbide-based precipitates in the present invention.
본 발명의 한가지 구현례에서 강판의 두께는 중심부 경도를 400HB까지 확보할 수 있는 80mm 이하의 범위로 할 수 이다. 두께가 얇아질수록 냉각이 용이하여 경도 확보에 유리하므로, 두께의 하한은 특별히 정하지 않는다. 다만,본 발명의 한가지 구현례에 따르면 내마모강이 열간압연에 의해 제조된다는 점을 고려한다면 내마모강의 두께는 3 mm 이상으로 정할 수도 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the steel sheet can be in the range of 80 mm or less, which can secure the core portion hardness up to 400HB. The thinner the thickness, the easier it is to cool and the hardness is secured, so the lower limit of the thickness is not specially defined. However, according to one embodiment of the present invention, the thickness of the wear-resistant steel may be set to be not less than 3 mm, considering that the wear-resistant steel is produced by hot rolling.
이와 같은 조건을 충족시키는 본 발명의 내마모강은 브리넬 경도 기준으로 420~480의 값을 가질 수 있으며, -40℃에서 샤르피 충격에너지가 35J 이상으로 우수한 인성을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 또한가지 구현례에 따르면 본 발명의 내마모강은 예를 들면 11mm 두께로 제조한 강판을 가스절단 시에 예열하지 않는 조건 및 500mm/min의 절단속도 조건으로 400mm 이상 절단한 후에 일주일 이상 지난 후에도 절단균열이 발생하지 않는 절단균열저항성을 가질 수 있다. 특히, 본 발명의 내마모강은 내마모강에서 마모성을 높이기 위해 통상 첨가되는 Mo, Ni 등의 합금원소를 실질적으로 첨가하지 않고서도 높은 내마모성을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 인성과 절단균열저항성이 우수하다는 효과를 가진다.The wear-resistant steel of the present invention satisfying such conditions can have a value of 420 to 480 on the basis of the Brinell hardness, and can have excellent toughness with a Charpy impact energy of 35 J or more at -40 캜. Further, according to still another embodiment of the present invention, the wear-resistant steel of the present invention is manufactured by cutting a steel sheet having a thickness of, for example, 11 mm by 400 mm or more under a condition of not preheating at the time of gas cutting and a cutting speed of 500 mm / min It can have a cutting crack resistance that does not cause cutting crack even after a week or more. Particularly, the wear-resistant steel of the present invention not only has high abrasion resistance without substantially adding alloying elements such as Mo and Ni which are usually added to increase abrasion resistance in wear-resistant steel, but also has excellent toughness and cutting crack resistance .
반드시 이로 제한하는 것은 아니나, 본 발명의 내마모강을 제조하기 위한 한가지 유리한 방법을 제안하면 다음과 같다. 즉, 본 발명의 내마모강의 제조방법은 강재를 열간압연한 후, 바로 담금질(quenching)을 수행하여 마르텐사이트 조직을 얻은 후, 이를 오스테나이트 온도 영역까지 가열한 후 다시 담금질하는 과정에 의해 제조될 수 있다. 각 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.One advantageous method for producing the wear-resistant steel of the present invention, though not necessarily limited thereto, is as follows. That is, in the method of manufacturing the anti-wear steel of the present invention, the steel material is hot-rolled, followed by quenching to obtain a martensite structure, followed by heating to austenite temperature region and then quenching . Each process will be described in more detail as follows.
열간압연 과정Hot rolling process
열간압연과정은 통상의 방법에 의해 수행될 수 있다. 다만, 후속하는 담금질 공정에 적합도록 열간압연 종료온도는 표면부 기준으로 Ar3 ~ 900℃의 범위로 정해질 수 있다. 즉, Ar3 미만의 온도까지 열간압연이 수행되면 강재 내부에 페라이트가 과도하게 형성되어 후속되는 담금질 공정에서 의도하는 조직을 얻을 수 없다는 문제가 발생할 수 있으므로, 열간압연 종료온도는 Ar3 이상으로 할 수 있다. 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 열간압연 종료온도는 800℃ 이상으로 정할 수도 있다. 또한, 열간압연 종료온도가 너무 높을 경우에는 담금질 전의 오스테나이트 결정립 크기가 조대하게 되어 얻어지는 마르텐사이트 조직의 패킷 사이즈 역시 충분하게 미세화되기 어려울 수 있으므로, 상기 열간압연 종료온도는 900℃ 이하로 정할 수 있다.The hot rolling process can be carried out by a conventional method. However, the hot rolling finishing temperature may be set in the range of Ar 3 to 900 ° C on the surface portion basis in order to be suitable for the subsequent quenching process. That is, if hot rolling is performed to a temperature of less than Ar3, ferrite is excessively formed in the steel material, which may result in a problem that a desired structure can not be obtained in the subsequent quenching process, so that the hot rolling end temperature may be higher than Ar3 . In one embodiment of the present invention, the hot rolling end temperature may be set at 800 DEG C or higher. If the hot rolling end temperature is too high, the austenite grain size before quenching may become too large, and the packet size of the obtained martensite structure may not be sufficiently miniaturized. Therefore, the hot rolling end temperature may be set to 900 ° C or lower .
열간압연 직후 담금질(Direct quenching)Direct quenching immediately after hot rolling
본 발명에서는 열간압연 직후에 강재를 바로 담금질한다. 여기서 '바로'라는 것은 강재의 표면온도가 오스테나이트 영역 아래로 떨어지지 않은 상태에서 담금질을 개시한다는 것을 의미한다. 본 발명과 같이 열간압연 직후에 담금질을 수행할 경우에는 열간압연에 의해 결정립이 미세화된 상태에서 마르텐사이트 변태가 일어나게 되므로 얻어지는 마르텐사이트 조직이 미세화 될 수 있다는 장점이 있다. 본 발명의 열간압연 직후의 담금질은 강재의 중심온도가 200℃ 이하로 될 때까지(한가지 구현례에 따르면 상온~200℃ 중 임의의 온도까지) 3℃/초 이상의 냉각속도로 담금질하는 것으로 수행될 수 있다. 냉각속도는 빠르면 빠를수록 유리하기 때문에 냉각속도의 상한을 특별히 정할 필요가 없으나, 통상적인 담금질 과정을 고려한다면 냉각속도를 50℃/초 이하의 범위로 정할 수도 있다. 상술한 과정에 의해 열간압연된 강재는 그 조직이 오스테나이트에서 마르텐사이트 조직으로 변태된다.In the present invention, the steel material is immediately quenched immediately after hot rolling. Here, 'right' means that the surface temperature of the steel starts quenching without falling below the austenite area. When the quenching is performed immediately after the hot rolling as in the present invention, martensite transformation occurs in a state where the crystal grains are finely milled by hot rolling, so that the obtained martensite structure can be miniaturized. The quenching immediately after hot rolling of the present invention is performed by quenching at a cooling rate of 3 DEG C / sec or more until the center temperature of the steel becomes 200 DEG C or less (according to one embodiment, from room temperature to 200 DEG C or any arbitrary temperature) . It is not necessary to set the upper limit of the cooling rate because the faster the cooling rate is, the better the cooling rate can be set to a range of 50 DEG C / sec or less in consideration of the ordinary quenching process. The steel material that is hot-rolled by the above-described process is transformed from austenite to martensite structure.
재가열Reheating
상기 열간압연되고 담금질된 강재는 이후 재가열과정을 겪게 된다. 마르텐사이트 조직을 포함하는 강재를 오스테나이트 온도 영역으로 가열하면 이미 형성된 마르텐사이트 조직의 내부 패킷의 경계가 모두 오스테나이트 조직의 핵생성 장소로 작용하기 때문에, 많은 위치에서 오스테나이트 핵생성이 일어나게 되고 그 결과 얻어지는 오스테나이트 결정립은 그 크기가 매우 미세할 수 있다.The hot rolled and quenched steel is then subjected to a reheating process. When a steel material including martensite structure is heated to the austenite temperature region, since the boundaries of inner packets of the already formed martensite structure act as nucleation sites of the austenite structure, the austenite nucleation occurs at many positions, The resulting austenite grains may be very fine in size.
이를 위해서는 담금질된 강재를 중심부 기준으로 Ac3 이상의 온도로 가열할 필요가 있다. 다만, 가열온도가 너무 높을 경우에는 오스테나이트 입도가 다시 증가할 우려가 있으므로 가열온도의 상한은 960℃로 정할 수 있다.For this purpose, it is necessary to heat the quenched steel to a temperature of Ac3 or more based on the center portion. However, if the heating temperature is too high, the austenite grain size may rise again, so the upper limit of the heating temperature may be set at 960 ° C.
본 발명의 한가지 구현례에 따르면 강판 중심부가 Ac3 온도에 도달한 이후의 열처리 시간(숙열시간이라고도 함)을 120분 이하로 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 충분한 열처리 효과를 고려할 때에는 20분 이상의 시간이 필요할 수도 있다. 다만, 상기 시간은 강판의 두께에 따라 약간씩 달라질 수 있으며, 강판의 두께가 두꺼우면 조금더 오랜 시간 동안 유지될 수도 있다. According to one embodiment of the present invention, it is preferable that the heat treatment time (also referred to as a heat-ing time) after the center of the steel sheet reaches the Ac3 temperature is maintained at 120 minutes or less. In consideration of the sufficient heat treatment effect, it may take 20 minutes or more. However, the time may vary slightly depending on the thickness of the steel sheet, and may be maintained for a longer time if the thickness of the steel sheet is large.
2차 담금질 Secondary quenching
앞선 과정에 의하여 오스테나이트화 된 강재는 중심부가 다시 3℃/초 이상의 냉각속도로 200℃ 이하의 온도(한가지 구현례에 따르면 상온~200℃ 사이의 임의의 온도)로 냉각된다. 이와 같은 과정을 통하여 본 발명의 내마모강에는 미세한 입도의 마르텐사이트 조직이 면적분율로 95% 이상의 비율로 형성되게 된다. 본 발명의 한가지 구현례에서는 상기 2차 담금질 직전의 오스테나이트 조직은 25㎛ 이하의 결정립도를 가질 수 있다. 2차 담금질 직전의 오스테나이트 조직을 미세하게 함으로써 얻어지는 최종 마르텐사이트 조직의 패킷 크기도 매우 미세하게 제어될 수 있다. 본 발명에서 2차 담금질 직전의 오스테나이트 조직의 크기는 최종적으로 얻어지는 강재의 구 오스테나이트(prior austenite) 결정립도를 측정함으로써 확인할 수 있다. The austenitized steel according to the preceding process is cooled to a temperature of 200 DEG C or less (arbitrary temperature between room temperature and 200 DEG C according to one embodiment) at a cooling rate of 3 DEG C / sec or more at the center portion. Through the above process, the wear-resistant steel of the present invention is formed with a martensite structure having a fine particle size in a proportion of 95% or more in area fraction. In one embodiment of the present invention, the austenite structure immediately before the secondary quenching may have a grain size of 25 mu m or less. The packet size of the final martensite structure obtained by finely austenitizing immediately before the secondary quenching can be controlled very finely. In the present invention, the size of the austenite structure immediately before the secondary quenching can be confirmed by measuring the degree of grain austenite (prior austenite) of the finally obtained steel.
또한, 상기 2차 담금질 과정에서 냉각속도의 상한은 특별히 한정하지 않지만, 본 발명의 한가지 구현례에서는 50℃/초 이하로 제한할 수도 있다.The upper limit of the cooling rate in the second quenching process is not particularly limited, but may be limited to 50 ° C / second or less in one embodiment of the present invention.
상술한 과정에 의하여 브리넬 경도 기준으로 420~480의 값을 가질 수 있으며, -40℃에서 샤르피 충격에너지가 35J 이상으로 우수한 인성을 가지는 내마모강을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 또한가지 구현례에 따르면 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 내마모강은 예를 들면 11.8mm 두께로 제조한 강판을 가스절단 시에 예열하지 않는 조건 및 500mm/min의 절단속도 조건으로 400mm 이상 절단한 후에 일주일 이상 지난 후에도 절단균열이 발생하지 않는 절단균열저항성을 가질 수 있다.By the above-described process, it is possible to have a value of 420 to 480 on the basis of the Brinell hardness, and to provide a wear-resistant steel having an excellent toughness with a Charpy impact energy of 35 J or more at -40 ° C. Further, according to still another embodiment of the present invention, the wear-resistant steel produced by the manufacturing method of the present invention can be manufactured, for example, under conditions that the steel sheet produced to a thickness of 11.8 mm is not preheated at the time of gas cutting, It is possible to have cutting crack resistance that does not cause cutting crack even after more than a week after cutting 400 mm or more.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기하는 실시예는 본 발명을 예시하여 구체화하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 대하여 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위와 이로부터 합리적으로 유추되는 사안에 의하여 정해지는 것이기 때문이다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. It is to be noted, however, that the following examples are intended to illustrate and specify the present invention, not to limit the scope of the present invention. Since the scope of the present invention is determined by the scope of the claims and matters reasonably inferred therefrom.
(실시예)(Example)
실시예1Example 1
발명예1Inventory 1
본 발명의 제조방법의 효과를 확인하기 위해 중량비율로 0.19%C-2.6%Mn-0.2%Si-0.4%Cr-0.04%Nb-0.01%Ti-0.002%B의 조성을 가지고, Ac3-Ac1이 91℃인 두께 70mm의 슬라브를 Ar3 온도 이상인 800℃에서 압연 종료하여 두께 11.8mm의 강판을 얻은 다음, 즉시 고압의 물로 200℃까지 담금질 하였다. 이때 냉각속도는 20℃/초로 나타났으며, 강판에는 면적비율로 96%의 마르텐사이트 조직이 형성되었다.Ac3-Ac1 has a composition of 0.19% C-2.6% Mn-0.2% Si-0.4% Cr-0.04% Nb-0.01% Ti-0.002% B by weight in order to confirm the effect of the production method of the present invention. The steel slab having a thickness of 70 mm was rolled at 800 DEG C which is higher than the Ar3 temperature to obtain a steel sheet having a thickness of 11.8 mm and immediately quenched to 200 DEG C with high pressure water. At this time, the cooling rate was 20 ° C / sec, and 96% martensite structure was formed in the steel sheet at the area ratio.
이후, 상기 강판을 중심부 기준으로 910℃의 온도까지 재가열하되, 중심부가 Ac3에 도달한 후의 시간이 60분이 되도록 유지한 후, 중심부 기준으로 20℃/초의 냉각속도로 200℃까지 2차 담금질하여 최종 제품을 얻었다.Thereafter, the steel sheet was reheated to a temperature of 910 ° C based on the center portion, maintained at 60 minutes after the center reached Ac3, quenched to 200 ° C at a cooling rate of 20 ° C / The product was obtained.
비교예1Comparative Example 1
열간압연한 후 담금질을 수행하는 과정까지는 상기 발명예1과 동일하게 하나, 추가적인 재가열 및 2차 담금질을 생략하고 최종 제품을 얻었다.The process of performing quenching after hot rolling was the same as that of Inventive Example 1, but the additional reheating and secondary quenching were omitted and a final product was obtained.
비교예2Comparative Example 2
열간압연 후 급냉하지 않고 상온까지 공냉한 것을 제외하고는 상기 발명예1과 동일하게 하여 최종 제품을 얻었다.A final product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the hot rolling was followed by cooling to room temperature without rapid cooling.
상기 발명예1, 비교예1, 비교예2의 조직을 현미경으로 관찰한 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2 중 (a)는 발명예1, (b)는 비교예1, (c)는 비교예2을 나타낸다. 도면에서 볼 수 있듯이, 발명예1, 비교예1, 비교예2 모두 내부에 95% 이상의 마르텐사이트가 형성되어 있으나(구체적으로 면적기준으로 발명예1은 96%, 비교예1, 2는 100%의 마르텐사이트가 형성됨), 구 오스테나이트 결정립도(도면에서 실선으로 구분되는 영역의 입도)는 발명예1의 경우에는 20㎛로서 본 발명의 조건을 충족하나, 비교예1과 비교예2는 각각 구 오스테나이트 결정립도가 31㎛와 28㎛로서 본 발명에서 규정하는 조건을 벗어나고 있는 것을 확인할 수 있었다.FIG. 2 shows the results of observing the structures of Inventive Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 with a microscope. 2 (a) shows Inventive Example 1, (b) shows Comparative Example 1, and (c) shows Comparative Example 2. As shown in the drawing, 95% or more of martensite was formed in Inventive Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 (specifically, 96% in Inventive Example 1, 100% in Comparative Examples 1 and 2) (The grain size of the region divided by the solid line in the figure) was 20 탆 in the case of Inventive Example 1, and the conditions of the present invention were satisfied, while Comparative Example 1 and Comparative Example 2 each satisfied the condition of the present invention It was confirmed that the austenite crystal grains were 31 탆 and 28 탆 and deviated from the conditions specified in the present invention.
그 결과, 발명예1, 비교예1 및 비교예2 모두 브리넬 경도는 460, 462, 455로서 충분한 경도치를 나타내었다. 또한, 본 발명의 한가지 구현례에 따라 절단균열저항성을 시험한 결과 모두 양호한 결과를 나타내었다. 다만, 발명예1은 -40℃에서의 샤르피 충격에너지가 42J로서 높은 저온인성을 나타내는 반면, 비교예1과 비교예2는 -40℃에서의 샤르피 충격에너지가 각각 20J과 22J에 불과하여 본 발명에서 요구하는 인성수준을 충족하지 못하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 발명의 한가지 구현례에 따른 제조방법의 효과를 확인할 수 있었다.As a result, the hardness values of Brinell hardnesses of Inventive Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were 460, 462 and 455, respectively. Also, according to one embodiment of the present invention, cutting crack resistance was tested and all results were satisfactory. However, in the case of Inventive Example 1, the Charpy impact energy at -40 ° C was 42 J, indicating high low-temperature toughness, while in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the Charpy impact energy at -40 ° C was only 20 J and 22 J, It can be confirmed that it does not satisfy the toughness level required by the present invention. Therefore, the effect of the manufacturing method according to one embodiment of the present invention can be confirmed.
실시예2Example 2
하기 표 1에 기재된 조성을 가지는 슬라브를 상기 실시예1의 발명예1과 동일한 조건으로 제조하여 내마모강을 얻었으며, 얻어진 내마모강에 대한 분석결과를 표 2에 나타내었다. 표 2의 비교예7은 발명예7과 동일한 조성의 슬라브를 상기 실시예1의 비교예2와 동일한 방식으로 제조한 경우에 대한 분석결과를 나타낸다. 특히, 절단 균열은 가스 절단 시에, 무예열(예열없음) 조건에서, 절단 속도가 빠를 수록, 강판의 두께가 두꺼울수록 발생하는 경향이 있으며 이는 절단시에 절단부 열영향부에 형성되는 잔류응력이 위 조건에서 증가함에 기인한다. 또한 이러한 절단 균열은 절단 후 일주일 정도 까지의 시간이 경과한 후에 발생하는 수소지연균열의 특징을 가진다. 따라서 절단균열저항성을 평가하기 위해서 11.8mm 두께로 제조한 강판을 예열하지 않은 상태에서 가스절단 시에 500mm/min의 절단속도 조건으로 400mm 이상 절단한 후에 일주일 이상 지난 후에도 절단균열이 발생여부를 판단하였으며, 절단균열이 발생한 경우를 - 로 발생하지 않은 경우를 O로 표시하였다. 또한, 표 2에서 충격인성은 -40℃에서 측정한 샤르피 충격에너지를 의미한다.The slabs having the compositions shown in the following Table 1 were produced under the same conditions as in Example 1 of Example 1 to obtain abrasion resistant steels. The results of the analysis on the obtained abrasion resistant steels are shown in Table 2. Comparative Example 7 of Table 2 shows the result of analysis for a case where a slab having the same composition as that of Inventive Example 7 was prepared in the same manner as Comparative Example 2 of Example 1. [ Particularly, the cutting cracks tend to occur when the cutting speed is high and the thickness of the steel sheet is thick, under the condition of no cutting (no preheating) at the time of cutting the gas, and the residual stress formed in the heat- Due to the increase in the above conditions. These cracks are characterized by hydrogen-delayed cracks occurring after a period of about one week after cutting. Therefore, in order to evaluate the cutting crack resistance, it was judged whether or not cutting cracks occurred even after more than one week after cutting more than 400mm at a cutting speed of 500mm / min at the time of gas cutting without preheating the steel sheet manufactured to a thickness of 11.8mm , And the case where a cracking occurred or not occurred was indicated as O. The impact toughness in Table 2 means the Charpy impact energy measured at -40 ° C.
(중량%)C
(weight%)
(중량%)Mn
(weight%)
(중량%)Si
(weight%)
(중량%)Cr
(weight%)
(중량%)Nb
(weight%)
(중량%)Ti
(weight%)
(중량%)B
(weight%)
분율(면적%)Martensite
Fraction (area%)
입도(㎛)Austenite
Particle Size (㎛)
경도Brinell
Hardness
인성Shock
tenacity
(℃)Ac3-Ac1
(° C)
저항성
(균열미발생)Cut crack
Resistance
(Crack not generated)
표 2의 분석을 위하여 시험에 적당한 형태의 시편을 제조하였다. 미세조직 분석에는 광학현미경 및 주사전자현미경(SEM)을 이용하였으며, 표층부 경도는 표면에서 2mm 정도의 깊이를 연삭한 후 브리넬 경도기를 이용하여 측정하였다.For the analysis in Table 2, specimens of the appropriate type for the test were prepared. Optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) were used for microstructural analysis. The surface hardness was measured with a Brinell hardness tester after grinding a depth of about 2 mm from the surface.
우선, 내마모성과 저온인성 측면에서 검토하면 C 및 Mn 함량이 본 발명에서 규정하는 값보다 낮았던 비교예3은 표면부 브리넬 경도가 410에 불과하여 본 발명에서 요구하는 내마모성을 갖추지 못하는 것으로 판단되었다. 또한, 비교예4는 인성 확보에 유리할 뿐만 아니라 Ac1과 Ac3 사이의 간격을 좁혀서 절단균열저항성을 높이는 역할을 하는 Cr이 전혀 첨가되지 않았던 경우로서 그 결과 충격인성이 67J로서 매우 낮게 나타나고 있었다. 비교예5는 C를 과도하게 첨가한 경우로서 경도는 충분하나 샤르피 충격에너지가 22J에 불과하여 저온인성이 매우 불량하였다. 비교예6은 C 함량이 0.14%에 불과한 경우로서, 브리넬 경도가 408에 불과하여 본 발명에서 요구하는 수준을 충족하지 못하였다. 비교예7은 강재의 조성은 본 발명의 조건을 충족하나, 열간압연 후 공냉한 경우로서, 구 오스테나이트 결정립도가 38㎛로서 조대한 결정립이 형성되어 저온인성이 저하되는 결과가 얻어졌다.First, from the viewpoints of abrasion resistance and low temperature toughness, Comparative Example 3, in which the content of C and Mn was lower than the value specified in the present invention, was found to have a hardness of 410 on the surface portion of Brinell. In addition, Comparative Example 4 is not only advantageous in securing toughness, but also in the case of not adding Cr at all to narrow the gap between Ac1 and Ac3 so as to increase the cutting crack resistance. As a result, the impact toughness is very low as 67J. In Comparative Example 5, when C was excessively added, the hardness was sufficient, but the Charpy impact energy was only 22J, and the low temperature toughness was very poor. In Comparative Example 6, the C content was only 0.14%, and the Brinell hardness was only 408, which did not satisfy the level required in the present invention. In Comparative Example 7, the composition of the steel material satisfies the conditions of the present invention, but when the steel is air-cooled after hot rolling, the old austenite grain size is 38 탆 and coarse crystal grains are formed and the low temperature toughness is lowered.
또한, 절단균열저항성 측면에서도 비교예4와 비교예6은 Ac3-Ac1의 값이 100℃를 상회하여 본 발명의 조건을 충족하지 못하였던 경우로서, 절단균열저항성 시험결과 주어진 조건에서 절단 후 1주일 후 절단균열이 발생한 결과가 얻어졌다. 비교예 5의 경우, Ac3-Ac1의 온도구간이 좁은데 불구하고 절단균열이 발생하였는데, 그 이유는 브리넬 경도가 과도하게 높아 본 측정방법에서 사용한 절단조건이 경도 대비 가혹한 조건이었기 때문이다. From the viewpoint of cutting crack resistance, Comparative Example 4 and Comparative Example 6 also showed that the value of Ac3-Ac1 exceeded 100 ° C., which was not satisfied the conditions of the present invention. As a result of the cutting crack resistance test, Resulting in the occurrence of post-cutting cracks. In the case of Comparative Example 5, cutting cracks occurred even though the temperature range of Ac3-Ac1 was narrow, because the Brinell hardness was excessively high, and the cutting conditions used in this measurement method were severe conditions relative to hardness.
따라서, 본 발명에서 규정하는 강재의 조건을 충족시켜야 저온인성과 내마모성은 물론이고 절단균열저항성까지 겸비할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.Therefore, it has been confirmed that satisfying the condition of the steel material specified in the present invention can combine not only low temperature toughness and wear resistance but also cutting crack resistance.
Claims (10)
구 오스테나이트 결정립도가 25㎛ 이하이며, 마르텐사이트가 면적분율로 95% 이상 포함되는 미세구조를 가지며,
Ac3-Ac1이 100℃ 이하인 조건을 충족하는 인성과 절단균열저항성이 우수한 고경도 내마모강.
The steel sheet has a composition comprising 2.1 to 4.0% of Mn, 0.15 to 0.2% of C, 0.02 to 0.5% of Si, 0.2 to 0.7% of Cr, balance Fe and other unavoidable impurities,
And has a microstructure in which the old austenite grain size is 25 占 퐉 or less and martensite is contained in an area fraction of 95%
Ac3-Ac1 has a toughness resistant to toughness and cutting crack resistance satisfying the condition of 100 캜 or less.
The abrasion resistant steel according to claim 1, further comprising, by weight, Nb: not more than 0.1%, B: not more than 0.02%, and Ti: not more than 0.1%.
The abrasion resistant steel according to claim 1 or 2, wherein the Brinell hardness is 420 to 480 and the Charpy impact energy at -40 ° C is 35 J or more and excellent cutting crack resistance.
3. The wear-resistant steel according to claim 1 or 2, wherein the martensite has high toughness and excellent fracture toughness and crack resistance without containing carbide therein.
상기 강판을 3℃/초 이상의 냉각속도로 200℃ 이하의 온도까지 담금질하는 단계;
담금질된 강판을 중심부 온도 기준으로 오스테나이트 온도 영역으로 재가열하는 단계;
상기 재가열된 강판을 3℃/초 이상의 냉각속도로 200℃ 이하의 온도까지 2차 담금질하는 단계를 포함하는 인성과 절단균열저항성이 우수한 고경도 내마모강의 제조방법.
The slab having a composition containing 2.1 to 4.0% of Mn, 0.15 to 0.2% of C, 0.02 to 0.5% of Si, 0.2 to 0.7% of Cr, and the balance of Fe and other unavoidable impurities is hot-rolled in a weight ratio, ;
Quenching the steel sheet to a temperature of 200 DEG C or less at a cooling rate of 3 DEG C / sec or more;
Reheating the quenched steel sheet to the austenite temperature region based on the central temperature;
And secondly quenching the reheated steel sheet at a cooling rate of 3 DEG C / sec or more to a temperature of 200 DEG C or less.
The method according to claim 6, further comprising, by weight ratio, Nb: not more than 0.1%, B: not more than 0.02%, and Ti: not more than 0.1%.
The method according to claim 6 or 7, wherein the end temperature of the hot rolling is at least Ar3 and is excellent in tear crack resistance.
The method according to claim 6 or 7, wherein the heating temperature in the reheating step is in the range of Ar3 to 960 deg. C, and is excellent in toughness and cutting crack resistance.
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