KR101808434B1 - Steel for drive shaft and method for manufacturing the same - Google Patents

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이규호
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Abstract

The present invention relates to a steel material for a drive shaft. According to an embodiment of the present invention, the steel material for a drive shaft is formed of alloy comprises: 0.38-0.43 wt% of carbon (C); 0.15-0.35 wt% of silicon (Si); 0.6-0.9 wt% of manganese (Mn); 0.001-0.03 wt% of phosphorus (P); 0.0001-0.015 wt% of sulfur (S); 0.9-1.2 wt% of chrome (Cr); 0.01-0.1 wt% of molybdenum (Mo); 0.015-0.05 wt% of aluminum (Al); 0.01-0.03 wt% of titanium (Ti); 0.001-0.005 wt% of boron (B); 0.001-0.05 wt% of hafnium (Hf); and residues containing Fe and inevitable impurities. A difference value of a lattice constant of hafnium (Hf) on manganese (Mn) expressed by following equation 1 is 15-20%. [equation 1] the difference value of the lattice constant (L1)={(L_Hf_L_Mn_)-1}100. In equation 1, L_Hf_ is a lattice constant value of the hafnium (Hf), and L_Mn_ is the lattice constant value of the manganese (Mn).

Description

드라이브 샤프트용 강재 및 이의 제조 방법{STEEL FOR DRIVE SHAFT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a steel material for a drive shaft,

본 발명은 드라이브 샤프트용 강재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steel material for a drive shaft and a manufacturing method thereof.

드라이브 샤프트(drive shaft)는 엔진에서 발생하는 구동력을 변속기 및 바퀴에 전달해 주는 역할을 하는 부품이다. 드라이브 샤프트는 형태적인 특성으로 인해 쾌삭 가공을 거쳐 제조된다. The drive shaft is a component that transmits the driving force generated by the engine to the transmission and the wheels. Drive shafts are manufactured through free machining due to their morphological characteristics.

종래의 드라이브 샤프트용 강재는 높은 경도로 인해 가공성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 용강 중에 MnS 형성을 유도하여 쾌삭성을 향상시키는 방식을 이용하였다. 이와 같이 강 중에 생성된 MnS는 기지 내에서 마이크로 크랙(Micro crack)의 위치로 작용하여 가공력을 저하시키고, 칩 형상을 짧게 만들어 줌으로써 가공성을 향상시키는 장점이 있다.The conventional steel for a drive shaft uses a method of inducing MnS formation in the molten steel to improve the free cutting property in order to prevent deterioration of workability due to high hardness. As described above, MnS generated in the steel acts as a position of micro cracks in the base to lower the processing force and shorten the chip shape, thereby improving the workability.

본 발명과 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제2016-0055193호가 있다.A background art relating to the present invention is Korean Patent Laid-Open Publication No. 2016-0055193.

본 발명의 하나의 목적은 인장강도 및 경도가 높으면서도, 쾌삭성이 우수하고, MnS 개재물의 형상을 구상화하고 크기를 저감하는 효과가 우수하여 황(S)에 의한 편석 발생을 방지하며, 가공성 및 피로강도 향상의 효과가 우수한 드라이브 샤프트용 강재 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a steel sheet which has excellent tensile strength and hardness and excellent free cutting ability and is excellent in the effect of spheroidizing the shape of the MnS inclusions and reducing the size thereof to prevent occurrence of segregation by sulfur (S) A steel material for a drive shaft excellent in the effect of improving fatigue strength and a method for manufacturing the same.

본 발명의 일 구현예는 탄소(C) 0.38 중량% 내지 0.43 중량%, 실리콘(Si) 0.15 중량% 내지 0.35 중량%, 망간(Mn) 0.6 중량% 내지 0.9 중량%, 인(P) 0.001 중량% 내지 0.03 중량%, 황(S) 0.0001 중량% 내지 0.015 중량%, 크롬(Cr) 0.9 중량% 내지 1.2 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01 중량% 내지 0.1 중량%, 알루미늄(Al) 0.015 중량% 내지 0.05 중량%, 티타늄(Ti) 0.01 중량% 내지 0.03 중량%, 보론(B) 0.001 중량% 내지 0.005 중량%, 하프늄(Hf) 0.001 중량% 내지 0.05 중량% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물을 포함하는 합금조성으로 이루어지고, 하기 식 1로 표시되는 δ망간(Mn)에 대한 β하프늄(Hf)의 격자상수 차이값이 15% 내지 20%인 드라이브 샤프트용 강재에 관한 것이다.An embodiment of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: 0.38 wt% to 0.43 wt% carbon (C), 0.15 wt% to 0.35 wt% silicon (Si), 0.6 wt% to 0.9 wt% manganese (Mn) (Al) 0.015 wt% to 0.05 wt% of aluminum (Al), 0.03 wt% to 0.03 wt% of sulfur, 0.0001 wt% to 0.015 wt% of sulfur, 0.9 wt% (Fe) and unavoidable impurities, in an amount of from 0.01% by weight to 0.03% by weight of titanium (Ti), from 0.001% by weight to 0.005% by weight of boron (B), from 0.001% (Hf) relative to 隆 manganese (Mn) represented by the following formula (1) is 15% to 20%.

[식 1][Formula 1]

격자상수 차이값 (△L1) = {(LHf/LMn)-1}×100 Lattice constant difference value DELTA L1 = {(L Hf / L Mn ) -1} 100

상기 식 1에서, LHf는 β하프늄(Hf)의 격자상수값이고, LMn는 δ망간(Mn)의 격자상수값이다.In the above formula (1), L Hf is the lattice constant value of? Hafnium (Hf) and L Mn is the lattice constant value of? Manganese (Mn).

본 발명의 다른 구현예는 탄소(C) 0.38 중량% 내지 0.43 중량%, 실리콘(Si) 0.15 중량% 내지 0.35 중량%, 망간(Mn) 0.6 중량% 내지 0.9 중량%, 인(P) 0.001 중량% 내지 0.03 중량%, 황(S) 0.0001 중량% 내지 0.015 중량%, 크롬(Cr) 0.9 중량% 내지 1.2 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01 중량% 내지 0.1 중량%, 알루미늄(Al) 0.015 중량% 내지 0.05 중량%, 티타늄(Ti) 0.01 중량% 내지 0.03 중량%, 보론(B) 0.001 중량% 내지 0.005 중량%, 하프늄(Hf) 0.001 중량% 내지 0.05 중량% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물을 포함하는 합금조성을 갖는 강재를 1150℃ 내지 1250℃의 온도범위에서 열간단조한 후, 냉각하는 것을 포함하고, 전술한 식 1로 표시되는 δ망간(Mn)에 대한 β하프늄(Hf)의 격자상수 차이값을 15% 내지 20%로 제어하는 것을 포함하는 드라이브 샤프트용 강재 제조방법에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention is a process for the preparation of a catalyst composition comprising from 0.38 wt.% To 0.43 wt.% Carbon (C), from 0.15 wt.% To 0.35 wt.% Silicon (Si), from 0.6 wt.% To 0.9 wt. (Al) 0.015 wt% to 0.05 wt% of aluminum (Al), 0.03 wt% to 0.03 wt% of sulfur, 0.0001 wt% to 0.015 wt% of sulfur, 0.9 wt% (Fe) and unavoidable impurities, in an amount of from 0.01% by weight to 0.03% by weight of titanium (Ti), from 0.001% by weight to 0.005% by weight of boron (B), from 0.001% (Hf) relative to 隆 manganese (Mn) represented by the above-mentioned formula (1) to a value obtained by dividing the difference in lattice constant between? Hafnium To 15% to 20%. ≪ IMAGE >

상기 합금조성은 지르코늄(Zr) 및 칼슘(Ca) 중 1종 이상을 각각 0.001 중량% 내지 0.01 중량%로 더 포함할 수 있다.The alloy composition may further include 0.001 wt% to 0.01 wt% of at least one of zirconium (Zr) and calcium (Ca).

상기 드라이브 샤프트용 강재는 인장강도(TS) 76 kgf/mm2 내지 80 kgf/mm2, 피로한도 25 kgf/mm2 내지 30 kgf/mm2 및 피로한도비 33% 내지 40%일 수 있다.The steel for a drive shaft has a tensile strength (TS) of 76 kgf / mm < 2 > To 80 kgf / mm 2 , a fatigue limit of 25 kgf / mm 2 to 30 kgf / mm 2, and a fatigue ratio of 33% to 40%.

상기 드라이브 샤프트용 강재는 페라이트 및 펄라이트로 이루어진 미세조직을 포함하고, 상기 오스테나이트 결정립 평균입경이 10㎛ 내지 20㎛이며, 표면경도가 190 HB 내지 230 HB일 수 있다.The steel material for the drive shaft includes a microstructure composed of ferrite and pearlite, the mean grain size of the austenite grains is 10 to 20 mu m, and the surface hardness may be 190 to 230 HB.

상기 드라이브 샤프트용 강재는 Fe-Hf 석출상을 포함하고, MnS 개재물의 크기가 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다.The steel material for the drive shaft may include an Fe-Hf precipitate phase, and the size of the MnS inclusions may be 10 탆 to 50 탆.

본 발명은 인장강도 및 경도가 높으면서도, 쾌삭성이 우수하고, MnS 개재물의 형상을 구상화하고 크기를 저감하는 효과가 우수하여 황(S)에 의한 편석 발생을 방지하며, 가공성 및 피로강도 향상의 효과가 우수한 드라이브 샤프트용 강재 및 이의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for manufacturing a magnetic steel sheet, which has excellent tensile strength and hardness, excellent free cutting ability, and is excellent in the effect of spheroidizing the shape of the MnS inclusions and reducing the size, thereby preventing occurrence of segregation by sulfur (S) A steel material for a drive shaft having excellent effects and a method for manufacturing the same.

도 1은 본 발명의 드라이브 샤프트용 강재 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명 실시예 1에서 제조된 드라이브 샤프트용 강재의 단면 마크로 이미지를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 드라이브 샤프트용 강재에 대한 가공력 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명 실시예 1에서 제조된 드라이브 샤프트용 강재의 가공 후 발생한 칩 형상을 사진으로 촬영하여 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명 비교예 1에서 제조된 드라이브 샤프트용 강재의 가공 후 발생한 칩 형상을 사진으로 촬영하여 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명 실시예 1에서 제조된 드라이브 샤프트용 강재의 오스테나이트 결정립을 전자현미경으로 촬영하여 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명 비교예 1에서 제조된 드라이브 샤프트용 강재의 오스테나이트 결정립을 전자현미경으로 촬영하여 나타낸 것이다.
도 8는 본 발명 실시예 1에서 제조된 드라이브 샤프트용 강재의 미세조직을 전자현미경으로 촬영하여 나타낸 것이다.
도 9은 본 발명 비교예 1에서 제조된 드라이브 샤프트용 강재의 미세조직을 전자현미경으로 촬영하여 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명 실시예 1에서 제조된 드라이브 샤프트용 강재의 MnS 개재물 형상을 전자현미경으로 촬영하여 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명 비교예 1에서 제조된 드라이브 샤프트용 강재의 MnS 개재물 형상을 전자현미경으로 촬영하여 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명 실시예 1에서 제조된 드라이브 샤프트용 강재의 MnS 개재물 형상을 전자현미경으로 촬영한 후 확대하여 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명 비교예 1에서 제조된 드라이브 샤프트용 강재의 MnS 개재물 형상을 전자현미경으로 촬영한 후 확대하여 나타낸 것이다.
1 shows a method of manufacturing a steel material for a drive shaft according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of the steel for a drive shaft manufactured in Example 1 of the present invention.
3 shows the results of the measurement of the machining force on the steel for a drive shaft manufactured in Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
Fig. 4 is a photograph of a chip shape generated after machining a steel material for a drive shaft manufactured in Example 1 of the present invention. Fig.
Fig. 5 is a photograph of a shape of a chip generated after machining a steel material for a drive shaft manufactured in Comparative Example 1 of the present invention. Fig.
6 is a photograph of an austenitic crystal grain of a steel material for a drive shaft manufactured in Example 1 by an electron microscope.
7 is a photograph of an austenitic crystal grain of a steel material for a drive shaft manufactured in Comparative Example 1 of the present invention by an electron microscope.
8 is an electron microscope photograph of the microstructure of the steel for a drive shaft manufactured in Example 1 of the present invention.
9 is an electron microscope photograph of the microstructure of the steel for a drive shaft manufactured in Comparative Example 1 of the present invention.
10 is an electron microscope photograph of the MnS inclusion shape of the steel for a drive shaft manufactured in Example 1 of the present invention.
11 is an electron microscope photograph of the MnS inclusion shape of the steel for a drive shaft manufactured in Comparative Example 1 of the present invention.
12 is an enlarged view of an MnS inclusion shape of a steel material for a drive shaft manufactured in Example 1 of the present invention after it is photographed by an electron microscope.
Fig. 13 is an enlarged view of the MnS inclusion shape of the steel for a drive shaft manufactured in Comparative Example 1, taken by an electron microscope.

본 발명의 일 구현예는 탄소(C) 0.38 중량% 내지 0.43 중량%, 실리콘(Si) 0.15 중량% 내지 0.35 중량%, 망간(Mn) 0.6 중량% 내지 0.9 중량%, 인(P) 0.001 중량% 내지 0.03 중량%, 황(S) 0.0001 중량% 내지 0.015 중량%, 크롬(Cr) 0.9 중량% 내지 1.2 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01 중량% 내지 0.1 중량%, 알루미늄(Al) 0.015 중량% 내지 0.05 중량%, 티타늄(Ti) 0.01 중량% 내지 0.03 중량%, 보론(B) 0.001 중량% 내지 0.005 중량%, 하프늄(Hf) 0.001 중량% 내지 0.05 중량% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물을 포함하는 합금조성으로 이루어지고, 하기 식 1로 표시되는 δ망간(Mn)에 대한 β하프늄(Hf)의 격자상수 차이값이 15% 내지 20%인 드라이브 샤프트용 강재에 관한 것이다.An embodiment of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: 0.38 wt% to 0.43 wt% carbon (C), 0.15 wt% to 0.35 wt% silicon (Si), 0.6 wt% to 0.9 wt% manganese (Mn) (Al) 0.015 wt% to 0.05 wt% of aluminum (Al), 0.03 wt% to 0.03 wt% of sulfur, 0.0001 wt% to 0.015 wt% of sulfur, 0.9 wt% (Fe) and unavoidable impurities, in an amount of from 0.01% by weight to 0.03% by weight of titanium (Ti), from 0.001% by weight to 0.005% by weight of boron (B), from 0.001% (Hf) relative to 隆 manganese (Mn) represented by the following formula (1) is 15% to 20%.

[식 1][Formula 1]

격자상수 차이값 (△L1) = {(LHf/LMn)-1}×100 Lattice constant difference value DELTA L1 = {(L Hf / L Mn ) -1} 100

상기 식 1에서, LHf는 β하프늄(Hf)의 격자상수값이고, LMn는 δ망간(Mn)의 격자상수값이다. In the above formula (1), L Hf is the lattice constant value of? Hafnium (Hf) and L Mn is the lattice constant value of? Manganese (Mn).

본 발명의 다른 구현예는 전술한 합금조성을 갖는 강재를 1150℃ 내지 1250℃의 온도범위에서 열간단조한 후, 냉각하는 것을 포함하고, 전술한 식 1로 표시되는 δ망간(Mn)에 대한 β하프늄(Hf)의 격자상수 차이값을 15% 내지 20%로 제어하는 것을 포함하는 드라이브 샤프트용 강재 제조방법에 관한 것이다.Another embodiment of the present invention is a method for producing a steel material comprising the steps of hot-forging a steel material having the above-described alloy composition in a temperature range of 1150 DEG C to 1250 DEG C, And controlling the lattice constant difference value of the Hf to 15% to 20%.

이를 통해, 본 발명은 인장강도 및 경도가 높으면서도, 쾌삭성이 우수하고, MnS 개재물의 형상을 구상화하고 크기를 저감하는 효과가 우수하여 황(S)에 의한 편석 발생을 방지하며, 가공성 및 피로강도 향상의 효과가 우수한 드라이브 샤프트용 강재 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a steel sheet which is excellent in tensile strength and hardness and excellent in free cutting ability and is excellent in the effect of spheroidizing the shape of the MnS inclusions and reducing the size to prevent occurrence of segregation by sulfur (S) It is possible to provide a steel material for a drive shaft excellent in strength improvement effect and a manufacturing method thereof.

특히, 본 발명의 드라이브 샤프트용 강재 및 이의 제조방법은 종래의 황(S)을 0.015 중량% 초과의 함량으로 이용하여 쾌삭성을 향상시키는 강재에서 철(Fe) 내에 황(S)가 고용되지 않아 발생하는 편석도를 저감하는 효과가 우수하다.In particular, in the steel material for a drive shaft of the present invention and the method for producing the same, sulfur (S) is not solidified in iron (Fe) in a steel material which improves free cutting properties by using a content of sulfur (S) The effect of reducing the segregation degree is excellent.

본 발명의 드라이브 샤프트용 강재 및 이의 제조방법은 상기 식 1로 표시되는 δ망간(Mn)에 대한 β하프늄(Hf)의 격자상수 차이값이 15% 내지 20%로 제어함으로써 상기와 같은 효과를 더욱 우수한 정도로 구현할 수 있다. 또한, 격자상수 차이 값의 제어를 통해 MnS 개재물을 합금조성 중 포함되는 하프늄(Hf)으로 치환 고용할 수 있다. 이러한 경우, 강의 응고 시 우선응고 방위가 변화하게 되고, MnS 개재물의 형상을 구상화하는 동시에 크기를 저감하고, 분산성을 높이는 것이 가능하다. 이를 통해, 드라이브 샤프트용 강재의 인장강도 및 경도를 향상시키면서도 쾌삭성을 높일 수 있다. The steel material for a drive shaft of the present invention and the method of manufacturing the same according to the present invention have a lattice constant difference value of? Hafnium (Hf) relative to? Manganese (Mn) represented by the formula 1 controlled to 15% to 20% It can be implemented to a superior degree. Further, MnS inclusions can be substituted by hafnium (Hf) included in the alloy composition by controlling the lattice constant difference value. In such a case, the solidification orientation of the steel is changed at the time of solidification of the steel, and the shape of the MnS inclusions can be spheroidized, the size can be reduced, and the dispersibility can be improved. As a result, the tensile strength and hardness of the steel for the drive shaft can be improved, and the free cutting ability can be enhanced.

상기 δ망간(Mn)에 대한 β하프늄(Hf)의 격자상수 차이값이 15% 미만인 경우, 전술한 MnS 개재물의 형상을 구상화하는 동시에 크기를 저감하고, 분산성을 높이는 효과를 충분히 구현하기 어렵다. 반대로 δ망간(Mn)에 대한 β하프늄(Hf)의 격자상수 차이값이 20% 초과인 경우, 불균일한 미세조직을 형성하여 물성을 저하시킬 수 있다.When the difference in the lattice constant of? Hafnium (Hf) relative to the? Manganese (Mn) is less than 15%, it is difficult to sufficiently realize the effect of reducing the size and increasing the dispersibility of the MnS inclusions. On the contrary, when the difference in lattice constant of? Hafnium (Hf) relative to? Manganese (Mn) is more than 20%, non-uniform microstructure may be formed and the physical properties may be lowered.

상기 드라이브 샤프트용 강재는 인장강도(TS) 76 kgf/mm2 내지 80 kgf/mm2, 피로한도 25 kgf/mm2 내지 30 kgf/mm2 및 피로한도비 33% 내지 40%일 수 있다. 이러한 드라이브 샤프트용 강재의 인장강도 및 경도가 우수하면서도, 쾌삭성이 높아 자동차용 드라이브 샤프트로 적용되기에 유리한 특성을 갖는다.The steel for the drive shaft may have a tensile strength (TS) of 76 kgf / mm 2 to 80 kgf / mm 2 , a fatigue limit of 25 kgf / mm 2 to 30 kgf / mm 2 and a fatigue ratio of 33% to 40%. Such a steel for a drive shaft has excellent tensile strength and hardness, but also has a high free cutting property and is advantageous to be applied to a drive shaft for an automobile.

상기 드라이브 샤프트용 강재는 페라이트 및 펄라이트로 이루어진 미세조직을 포함하고, 상기 오스테나이트 결정립 평균입경이 10㎛ 내지 20㎛이며, 표면경도가 190 HB 내지 230 HB일 수 있다.The steel material for the drive shaft includes a microstructure composed of ferrite and pearlite, the mean grain size of the austenite grains is 10 to 20 mu m, and the surface hardness may be 190 to 230 HB.

상기 드라이브 샤프트용 강재는 Fe-Hf 석출상을 포함하고, MnS 개재물의 크기가 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 이러한 드라이브 샤프트용 강재의 인장강도 및 경도와 쾌삭성을 더욱 향상시킬 수 있다.The steel material for the drive shaft may include an Fe-Hf precipitate phase, and the size of the MnS inclusions may be 10 탆 to 50 탆. The tensile strength and hardness of the steel for a drive shaft and the free cutting ability can be further improved.

이하, 본 발명에 따른 드라이브 샤프트용 강재에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the role and content of each component included in the steel for a drive shaft according to the present invention will be described.

탄소(C)Carbon (C)

본 발명에서 탄소(C)는 강의 강도를 및 경도를 확보하기 위해 첨가된다. In the present invention, carbon (C) is added to secure strength and hardness of the steel.

상기 탄소(C)는 전체 중량의 0.38 중량% 내지 0.43 중량%의 함량으로 첨가된다. 탄소의 함량이 0.38 중량% 미만일 경우에는 충분한 강도 확보가 어렵다. 반대로, 탄소(C)의 함량이 0.43 중량%를 초과할 경우에는 강의 강도는 증가하나 심부경도가 저하되고, 충분한 연신율을 확보하기 어려우며, 미세조직 중 펄라이트 상의 분율이 높아져 원하는 가공성을 확보하기 어렵다.The carbon (C) is added in an amount of 0.38 wt% to 0.43 wt% of the total weight. When the content of carbon is less than 0.38 wt%, it is difficult to secure sufficient strength. On the other hand, when the content of carbon (C) exceeds 0.43% by weight, the strength of the steel increases but the core hardness decreases, a sufficient elongation is hardly secured, and the percentage of pearlite phase in the microstructure becomes high.

실리콘(silicon( SiSi ))

본 발명에서 실리콘(Si)은 제강공정에서 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가된다. 또한, 실리콘(Si)은 고용강화 효과를 갖는 페라이트 안정화 원소로서 페라이트 형성을 유도하여 강의 인성 및 연성을 개선하는데 효과적이다.In the present invention, silicon (Si) is added as a deoxidizer to remove oxygen in the steel in the steelmaking process. Further, silicon (Si) is effective for improving the toughness and ductility of steel by inducing ferrite formation as a ferrite stabilizing element having a solid solution strengthening effect.

상기 실리콘(Si)은 전체 중량의 0.15 중량% 내지 0.35 중량%의 함량으로 첨가된다. 실리콘(Si)의 함량이 0.15 중량% 미만일 경우에는 실리콘 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 실리콘(Si)의 함량이 0.35 중량%를 초과할 경우에는 강 표면에 산화물을 형성하여 강의 연성, 조관성 등을 저하시키는 문제점이 있다.The silicon (Si) is added in an amount of 0.15 wt% to 0.35 wt% of the total weight. If the content of silicon (Si) is less than 0.15 wt%, the effect of adding silicon can not be exhibited properly. On the other hand, when the content of silicon (Si) exceeds 0.35% by weight, oxides are formed on the surface of the steel, thereby deteriorating ductility and toughness of the steel.

망간(Mn)Manganese (Mn)

망간(Mn)은 철과 유사한 원자 직경을 갖는 치환형 원소로서, 강의 강도 및 인성을 증가시키고 강의 소입성을 증가시키면서도, 탄소(C)의 첨가보다도 강도 상승시 연성의 저하가 적다. 또한, 망간(Mn)은 고용강화에 매우 효과적인 원소로 강의 담금질성 향상에 기여하고, 강의 경화능을 향상시키는 역할을 한다. Manganese (Mn) is a substitutional element having an atomic diameter similar to iron. It increases the strength and toughness of the steel and increases the incombustibility of the steel, while lowering the ductility when the strength is increased as compared with the addition of carbon (C). Manganese (Mn) is an element highly effective in solid solution strengthening and contributes to improvement of hardenability of steel, and improves hardenability of steel.

상기 망간(Mn)은 전체 중량의 0.6 중량% 내지 0.9 중량%의 함량으로 첨가된다. 망간(Mn)의 함량이 0.6 중량% 미만일 경우에는 탄소(C) 함량이 높아도 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 망간(Mn)의 함량이 0.9 중량%를 초과할 경우에는 MnS계 비금속개재물의 양이 증가하는 데 기인하여 조관 시 크랙 발생 등의 결함을 유발할 수 있고, 경화능이 과도하게 향상되어 최종 조직에 저온 미세조직이 발현될 가능성이 높아진다. The manganese (Mn) is added in an amount of 0.6 wt% to 0.9 wt% of the total weight. If the content of manganese (Mn) is less than 0.6 wt%, it may be difficult to secure the strength even if the content of carbon (C) is high. On the contrary, when the content of manganese (Mn) exceeds 0.9% by weight, the amount of MnS-based nonmetal inclusions increases, which can lead to defects such as cracking during cauterization and the curing ability is excessively improved, There is a high possibility that cold microstructure is expressed.

인(P)In (P)

인(P)은 강도 향상에 일부 기여하는 원소이나, 과도하게 포함될 경우 강의 연성을 악화시키고, 슬라브 중심 편석에 의해 최종 재질 편차를 발생시키는 원인이 된다.Phosphorus (P) is an element that contributes to strength improvement in some degree, but it causes deterioration of steel ductility when it is included excessively, and causes the final material deviation by slab center segregation.

상기 인(P)은 전체 중량의 0.001 중량% 내지 0.03 중량%의 함량으로 제한된다. 인(P)의 함량이 0.001 중량% 미만일 경우에는 그 첨가량이 미미한 관계로 인 첨가에 따른 강도 향상 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 인(P)의 함량이 0.03 중량%를 초과할 경우에는 중심 편석은 물론 미세 편석도 형성하여 재질에 좋지 않은 영향을 주며, 또한 연성 및 조관성을 악화시킬 수 있다.The phosphorus (P) is limited to an amount of 0.001 wt% to 0.03 wt% of the total weight. If the content of phosphorus (P) is less than 0.001% by weight, the effect of improving the strength due to the addition of phosphorus can not be exhibited properly because the amount of phosphorus (P) added is insignificant. On the contrary, when the content of phosphorus (P) exceeds 0.03% by weight, not only center segregation but also micro segregation is formed, which adversely affects the material and may deteriorate ductility and toughness.

황(S)Sulfur (S)

황(S)은 가공성 향상에 일부 기여하고 피로강도를 향상시키는 원소이나, 과도하게 포함될 경우 강의 인성 및 연성을 저해하고, 망간과 결합하여 MnS 비금속 개재물을 형성함으로써 강의 가공 중 크랙을 발생시킨다. Sulfur (S) contributes partly to the improvement of workability and improves fatigue strength. However, when it is excessively contained, it inhibits the toughness and ductility of steel and forms MnS nonmetallic inclusion by binding with manganese.

상기 황(S)은 전체 중량의 0.0001 중량% 내지 0.015 중량%의 함량으로 제한된다. 황(S)의 함량이 0.0001 중량% 미만일 경우에는 황에 의한 가공성 향상이 어렵고, 아울러 황의 함량을 극소로 제어해야 하므로, 강 제조 비용이 상승하는 문제가 있다. 반대로, 황(S)의 함량이 0.015 중량%를 초과하는 경우에는 연성을 크게 저해하고 MnS 비금속 개재물을 과도하게 발생시키는 문제가 있다.The sulfur (S) is limited to an amount of 0.0001 wt.% To 0.015 wt.% Of the total weight. When the content of sulfur (S) is less than 0.0001% by weight, it is difficult to improve the workability due to sulfur, and the content of sulfur must be controlled to a minimum so that the cost of steel production increases. On the other hand, when the content of sulfur (S) exceeds 0.015% by weight, there is a problem that ductility is greatly deteriorated and MnS nonmetallic inclusions are excessively generated.

크롬(chrome( CrCr ))

크롬(Cr)은 강도를 확보하기 위해 첨가되는 유효한 원소로, 강의 경화능을 향상시키고 탄소와 결합하여 탄화물을 형성시켜 강도를 향상시킬 수 있다. 판재의 표면에 균질한 산화막을 형성시켜 판재의 표층부의 탈탄부를 저감시킬 수 있다.Chromium (Cr) is an effective element added to secure strength, which can improve the hardenability of steel and improve the strength by bonding with carbon to form carbides. It is possible to form a homogeneous oxide film on the surface of the plate material to reduce the decarburization part of the surface layer of the plate material.

크롬(Cr)은 전체 중량의 0.9 중량% 내지 1.2 중량%의 함량으로 첨가된다. 크롬(Cr)의 함량이 0.9 중량% 미만일 경우에는 탄소(C) 함량이 높아도 강도를 확보하는 데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 크롬(Cr)의 함량이 1.2 중량%를 초과할 경우에는 연성이나 열영향부(HAZ) 인성을 저하시키는 문제점이 있다.Cr (Cr) is added in an amount of 0.9 wt% to 1.2 wt% of the total weight. If the content of chromium (Cr) is less than 0.9 wt%, it may be difficult to secure strength even if the content of carbon (C) is high. On the contrary, when the content of chromium (Cr) exceeds 1.2% by weight, there is a problem that the ductility and the heat affected zone (HAZ) toughness are lowered.

몰리브덴(molybdenum( MoMo ))

몰리브덴(Mo)은 강의 강도와 인성의 향상 및 상온이나 고온에서 안정된 강도를 확보하는데 기여한다. Molybdenum (Mo) contributes to improving the strength and toughness of steel and securing stable strength at room temperature and high temperature.

상기 몰리브덴(Mo)은 본 발명에 따른 강재 전체 중량의 0.01 중량% 내지 0.1 중량%의 함량으로 첨가된다. 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.01 중량% 미만인 경우 몰리브덴(Mo) 첨가 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로 몰리브덴(Mo)의 함량이 0.1 중량%를 초과할 경우에는 연성을 저하시킬 수 있다.The molybdenum (Mo) is added in an amount of 0.01 to 0.1% by weight based on the total weight of the steel material according to the present invention. If the content of molybdenum (Mo) is less than 0.01% by weight, it may be difficult to exhibit the effect of adding molybdenum (Mo) properly. On the contrary, if the content of molybdenum (Mo) exceeds 0.1 wt%, the ductility may be lowered.

알루미늄(Al)Aluminum (Al)

알루미늄(Al)은 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제 역할을 한다.Aluminum (Al) acts as a deoxidizer to remove oxygen in the steel.

상기 알루미늄(Al)은 전체 중량의 0.015 중량% 내지 0.05 중량%의 함량으로 첨가된다. 알루미늄(Al)의 함량이 0.015 중량% 미만일 경우에는 탈산 효과가 불충분하다. 반대로, 알루미늄(Al)의 함량이 0.05 중량%를 초과할 경우에는 Al2O3를 형성하여 인성을 저하시키는 문제점이 있다.The aluminum (Al) is added in an amount of 0.015 wt% to 0.05 wt% of the total weight. When the content of aluminum (Al) is less than 0.015 wt%, the effect of deoxidation is insufficient. On the other hand, when the content of aluminum (Al) exceeds 0.05% by weight, Al 2 O 3 is formed to deteriorate toughness.

티타늄(titanium( TiTi ))

본 발명에서 티타늄(Ti)은 재가열시 탄화물을 형성하여 오스테나이트 결정립 성장을 억제하여, 강의 조직을 미세화하고 강도를 증가시키는 역할을 한다.In the present invention, titanium (Ti) forms a carbide upon reheating to inhibit the growth of austenite grains, to refine the steel texture and increase the strength.

상기 티타늄(Ti)은 전체 중량의 0.01 중량% 내지 0.03 중량%의 함량으로 첨가된다. 티타늄(Ti)의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 티타늄 첨가 효과를 제대로 발휘할 수 없다. 반대로, 티타늄(Ti)의 함량이 0.03 중량%를 초과할 경우에는 탄화계 석출물이 조대해져 결정립 성장을 억제하는 효과가 저하되고, 연성 확보에 어려움이 있다. The titanium (Ti) is added in an amount of 0.01 wt% to 0.03 wt% of the total weight. When the content of titanium (Ti) is less than 0.01% by weight, the effect of adding titanium can not be exhibited properly. On the contrary, when the content of titanium (Ti) exceeds 0.03% by weight, carbonized precipitates become coarse, the effect of suppressing crystal grain growth is deteriorated, and it is difficult to secure ductility.

보론(B)Boron (B)

보론(B)은 강의 강도와 인성의 향상 및 상온이나 고온에서 안정된 강도를 확보하는데 기여한다. Boron (B) contributes to the improvement of the strength and toughness of the steel and to securing a stable strength at room temperature or high temperature.

상기 보론(B)은 본 발명에 따른 강재 전체 중량의 0.0010 중량% 내지 0.0050 중량%의 함량으로 첨가된다. 보론(B)의 함량이 0.0010 중량% 미만인 경우 보론(B)첨가 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 보론(B)의 함량이 0.0050 중량%를 초과할 경우에는 입계 편성을 유발하여 취성을 증가시킬 수 있다.The boron (B) is added in an amount of 0.0010 wt% to 0.0050 wt% of the total weight of the steel material according to the present invention. If the content of boron (B) is less than 0.0010% by weight, it may be difficult to exhibit the effect of adding boron (B) properly. On the other hand, when the content of boron (B) exceeds 0.0050 wt%, grain boundary knitting can be caused and the brittleness can be increased.

하프늄(hafnium( HfHf ))

하프늄(Hf)은 강의 피로강도, 쾌삭성, 가공성 향상 및 결정립 크기의 미세화를 시키기 위하여 첨가된다. 또한, 하프늄(Hf)의 첨가를 통해 MnS 개재물의 형상을 구상화하고, MnS 개재물의 크기를 10㎛ 내지 50㎛으로 제어할 수 있으며, 황(S)에 의한 편석 발생을 방지할 수 있다.Hafnium (Hf) is added to improve fatigue strength, free cutting, machinability, and grain size of steel. Further, by adding hafnium (Hf), the shape of the MnS inclusions can be made spherical, and the size of the MnS inclusions can be controlled to 10 to 50 mu m, and occurrence of segregation by sulfur (S) can be prevented.

상기 하프늄(Hf)은 본 발명에 따른 강재 전체 중량의 0.001 중량% 내지 0.05 중량%의 함량으로 첨가된다. 하프늄(Hf)의 함량이 0.001 중량% 미만인 경우 하프늄(Hf) 첨가 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 하프늄(Hf)의 함량이 0.05 중량%를 초과할 경우에는 Fe 및 Mn 개재물의 크기를 제어하기 어려워 피로 품질이 저하된다.The hafnium (Hf) is added in an amount of 0.001 wt% to 0.05 wt% of the total weight of the steel material according to the present invention. When the content of hafnium (Hf) is less than 0.001% by weight, it may be difficult to exhibit the effect of adding hafnium (Hf) properly. On the contrary, when the content of hafnium (Hf) exceeds 0.05% by weight, it is difficult to control the sizes of Fe and Mn inclusions, and the fatigue quality is deteriorated.

하프늄:망간(Hf:Mn)Hafnium: manganese (Hf: Mn)

상기 합금조성 중 하프늄(Hf)과 망간(Mn)의 중량비는 1:12 내지 1:18, 구체적으로 1:12일 수 있다. 이러한 경우, 하프늄(Hf)의 첨가를 통해 MnS 개재물의 형상을 구상화하고, MnS 개재물의 크기를 10㎛ 내지 50㎛으로 제어하고, 황(S)에 의한 편석 발생을 방지하는 효율이 더욱 향상될 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 강의 쾌삭성 향상, 가공성 향상 및 결정립 크기의 미세화 효과를 구현하고 MnS 개재물의 함량을 최소화할 수 있다.The weight ratio of hafnium (Hf) to manganese (Mn) in the alloy composition may be 1:12 to 1:18, specifically 1:12. In such a case, the shape of the MnS inclusions may be spheroidized through addition of hafnium (Hf), the size of the MnS inclusions may be controlled to 10 탆 to 50 탆, and the efficiency of preventing segregation by sulfur (S) have. Accordingly, the present invention can realize the effect of improving the free cutting ability of steel, improving workability, and reducing grain size, and minimizing the content of MnS inclusions.

상기 합금조성은 지르코늄(Zr) 및 칼슘(Ca) 중 1종 이상을 각각 0.001 중량% 내지 0.01 중량%로 더 포함할 수 있다. The alloy composition may further include 0.001 wt% to 0.01 wt% of at least one of zirconium (Zr) and calcium (Ca).

지르코늄(zirconium( ZrZr ))

지르코늄(Zr)은 MnS 형성시 핵생성 위치로 작용하며, 설파이드 개재물의 구상화를 통하여 가공성 확보에 기여하며, 강도 및 피로강도 증가의 효과가 있다. Zirconium (Zr) acts as a nucleation site in the formation of MnS, contributes to ensuring processability through spheroidization of sulfide inclusions, and has an effect of increasing strength and fatigue strength.

지르코늄(Zr)은 0.001 중량% 내지 0.01 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 이러한 경우, 강재의 표면 특성 및 공정 효율이 증가할 수 있다. Zirconium (Zr) may be contained in an amount of 0.001 wt% to 0.01 wt%. In this case, the surface properties and process efficiency of the steel can be increased.

칼슘(Ca)Calcium (Ca)

칼슘(Ca)은 CaS 개재물을 형성시킴으로써 MnS 개재물의 생성을 방해하고, 전기저항 용접성을 향상시킬 수 있다. 칼슘(Ca)은 망간(Mn)에 비하여 황(S)과의 친화도가 높으므로 칼슘의 첨가 시 CaS 개재물이 생성되고 MnS 개재물의 생성을 더욱 감소시킬 수 있다.Calcium (Ca) forms CaS inclusions, thereby inhibiting the formation of MnS inclusions and improving electrical resistance weldability. Calcium (Ca) has a higher affinity with sulfur (S) than manganese (Mn), so CaS inclusions are formed when calcium is added and the formation of MnS inclusions can be further reduced.

칼슘(Ca)은 0.001 중량% 내지 0.01 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 이러한 경우, MnS 개재물의 생성을 낮추고, 쾌삭성 향상, 가공성 향상 및 결정립 크기의 미세화 효과를 더욱 증진시킬 수 있다.Calcium (Ca) may be contained in an amount of 0.001 wt% to 0.01 wt%. In this case, the generation of MnS inclusions can be lowered, the free cutting property can be improved, the workability can be improved, and the grain size can be further miniaturized.

전술한 합금조성의 성분들 외에 나머지는 철(Fe)과 제강 과정 등에서 불가피하게 포함되는 불순물로 이루어진다.In addition to the components of the alloy composition described above, the remainder is composed of iron (Fe) and impurities inevitably included in the steelmaking process and the like.

강재의 제조 방법Manufacturing method of steel

본 발명의 드라이브 샤프트용 강재 제조방법은 전술한 합금조성을 갖는 강재를 1150℃ 내지 1250℃의 온도범위에서 열간단조한 후, 냉각하는 것을 포함하고, 하기 식 1로 표시되는 δ망간(Mn)에 대한 β하프늄(Hf)의 격자상수 차이값을 15% 내지 20%로 제어한다.The method for manufacturing a steel material for a drive shaft according to the present invention comprises hot-forging a steel material having the alloy composition described above in a temperature range of 1150 ° C to 1250 ° C and cooling the molten steel, The lattice constant difference value of? hafnium (Hf) is controlled to 15% to 20%.

[식 1][Formula 1]

격자상수 차이값 (△L1) = {(LHf/LMn)-1}×100 Lattice constant difference value DELTA L1 = {(L Hf / L Mn ) -1} 100

상기 식 1에서, LHf는 β하프늄(Hf)의 격자상수값이고, LMn는 δ망간(Mn)의 격자상수값이다. 이를 통해, 본 발명은 인장강도 및 경도가 높으면서도, 쾌삭성이 우수하고, MnS 개재물의 형상을 구상화하고 크기를 저감하는 효과가 우수하여 황(S)에 의한 편석 발생을 방지하며, 가공성 및 피로강도 향상의 효과가 우수한 드라이브 샤프트용 강재 및 이의 제조방법을 제공한다.In the above formula (1), L Hf is the lattice constant value of? Hafnium (Hf) and L Mn is the lattice constant value of? Manganese (Mn). It is therefore an object of the present invention to provide a steel sheet which is excellent in tensile strength and hardness and excellent in free cutting ability and is excellent in the effect of spheroidizing the shape of the MnS inclusions and reducing the size to prevent occurrence of segregation by sulfur (S) A steel material for a drive shaft excellent in strength improvement effect and a method of manufacturing the same.

실시예Example

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. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

1. 시편의 제조1. Preparation of specimens

표 1은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 시편에 대한 성분 조성을 나타낸 것이다. 이때, 실시예 1 및 비교예 1에 따른 조성을 갖는 시편은 1150℃∼1250℃로 가열하여 열간단조 공정을 실시한 후, 최적 제어냉각을 수행하였다. 열간단조 종료 시의 온도는 1030±50℃, 냉각개시온도는 860±50℃, 냉각종료온도는 490±50℃로 수행하였다.Table 1 shows the composition of the test piece according to Example 1 and Comparative Example 1. At this time, specimens having compositions according to Example 1 and Comparative Example 1 were heated to 1150 ° C to 1250 ° C, subjected to a hot forging process, and then cooled to an optimal controlled temperature. The temperature at the end of hot forging was 1030 ± 50 ° C, the cooling start temperature was 860 ± 50 ° C, and the cooling end temperature was 490 ± 50 ° C.

CC SiSi Mn Mn PP SS CuCu NiNi CrCr MoMo AlAl Ti Ti Hf Hf BB 실시예 1Example 1 0.430.43 0.350.35 0.90.9 0.030.03 0.0150.015 0.30.3 0.250.25 1.21.2 0.10.1 0.050.05 0.030.03 0.050.05 0.0050.005 비교예 1Comparative Example 1 0.430.43 0.350.35 0.90.9 0.030.03 0.030.03 0.30.3 0.250.25 1.21.2 -- -- -- -- --

2. 물성평가2. Property evaluation

표 2는 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 시편들에 대한 기계적 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.Table 2 shows the results of evaluation of mechanical properties of the specimens prepared according to Example 1 and Comparative Example 1. [

물성평가 항목Property evaluation items 실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 편석 발생 유무Occurrence of segregation radish U 마크로 이미지Macro image 도 11 도 22 가공성Processability 우수Great 양호Good 가공성 평가 시험Processability evaluation test 도 33 도 33 가공 후 발생 칩 형상Chip shape after machining 입자형Particle type 나선형 및 입자형 혼합Helical and Particle Type Mixing 가공 후 발생 칩 형상Chip shape after machining 도 44 도 55 평균 결정립 크기Average grain size 13.0㎛13.0 탆 20.5㎛20.5 탆 결정립 이미지Grain image 도 66 도 77 미세조직Microstructure 페라이트+펄라이트Ferrite + Pearlite 페라이트+펄라이트Ferrite + Pearlite 미세조직 이미지Microstructure image 도 88 도 99 MnS 개재물 형상MnS inclusion shape 구상conception 선상Shipboard MnS 개재물 형상 이미지MnS inclusion shape image 도 1010 도 1111 MnS 개재물 평균 크기MnS inclusion average size 10㎛ 이상 ~ 50㎛ 이하10 μm or more and 50 μm or less 55㎛ ~ 90㎛55 μm to 90 μm MnS 개재물 크기 이미지MnS inclusion size image 도 1212 도 1313 인장강도(kgf/mm2)Tensile strength (kgf / mm 2 ) 7777 7575 피로한도(kgf/mm2)Fatigue limit (kgf / mm 2 ) 2727 2424 피로한도비(%)Tiredness ratio (%) 3535 3232 표면경도Surface hardness 192 HB192 HB 188 HB188 HB

<물성평가>&Lt; Evaluation of physical properties &

(1) 편석발생 유무: 실시예 및 비교예에서 제조된 시편의 단면을 잘라 육안으로 관찰하여 편석띠의 발생 유무를 확인하였다. 또한, 각 시편의 마크로 이미지를 도 1 및 도 2에 표시하였다.(1) Presence or absence of segregation: The cross sections of the specimens prepared in Examples and Comparative Examples were cut out and observed visually to see whether or not segregation bands were generated. In addition, the macro image of each specimen is shown in Figs. 1 and 2. Fig.

(2) 가공성 평가: 하기 표 3의 조건으로 소모된 가공력을 평가하여 도 3에 결과를 표시하였다. 소모된 가공력의 낮음은 가공성이 우수함을 의미한다. 또한, 가공 후 발생한 칩의 크기 및 형태를 관찰하였다. 관찰결과에서 가공 후 발생 칩의 형상이 잘게 부셔진 입자형인 경우 소모되는 가공력이 적은 것으로 평가되며, 반대로 나선형, 선형 등인 경우 소모되는 가공력이 높은 것으로 평가된다.(2) Evaluation of workability: The machining force consumed under the conditions shown in the following Table 3 was evaluated, and the results were shown in Fig. A low processing force means that the processability is excellent. In addition, the size and shape of chips generated after machining were observed. In the observation result, it is estimated that the machining force consumed is small when the shape of chip generated after machining is finely crushed. On the contrary, when machining is spiral or linear, the machining force consumed is high.

절입깊이 Infeed depth 가공속도Processing speed Feed rate Feed rate 냉각유 Cooling oil 가공조건Processing conditions 1 mm1 mm 1,600 rpm1,600 rpm 0.3 rev/mm0.3 rev / mm 습식Wet

(3) 결정립 크기: 실시예 및 비교예에서 제조된 시편에서 발생하는 오스테나이트 결정립을 전자현미경으로 촬영한 후, 형태를 확인하고 크기를 측정하였다. (3) Grain size: The austenite grains generated in the specimens prepared in Examples and Comparative Examples were photographed by an electron microscope, and their shapes were confirmed and their sizes were measured.

(4) MnS 개재물 형성: 실시예 및 비교예에서 제조된 시편에서 발생한 MnS 개재물을 전자현미경으로 촬영한 후, 형태를 확인하고 크기를 측정하였다. (4) Formation of MnS inclusions: The MnS inclusions generated in the specimens prepared in Examples and Comparative Examples were photographed by an electron microscope, and their shapes were observed and their sizes were measured.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다. While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

Claims (8)

탄소(C) 0.38 중량% 내지 0.43 중량%, 실리콘(Si) 0.15 중량% 내지 0.35 중량%, 망간(Mn) 0.6 중량% 내지 0.9 중량%, 인(P) 0.001 중량% 내지 0.03 중량%, 황(S) 0.0001 중량% 내지 0.015 중량%, 크롬(Cr) 0.9 중량% 내지 1.2 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01 중량% 내지 0.1 중량%, 알루미늄(Al) 0.015 중량% 내지 0.05 중량%, 티타늄(Ti) 0.01 중량% 내지 0.03 중량%, 보론(B) 0.001 중량% 내지 0.005 중량%, 하프늄(Hf) 0.001 중량% 내지 0.05 중량% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물을 포함하는 합금조성으로 이루어지고,
상기 합금조성 중 하프늄(Hf)과 망간(Mn)의 중량비는 1:12 내지 1:18이고,
하기 식 1로 표시되는 δ망간(Mn)에 대한 β하프늄(Hf)의 격자상수 차이값이 15% 내지 20%이며,
인장강도(TS) 76 kgf/mm2 내지 80 kgf/mm2, 피로한도 25 kgf/mm2 내지 30 kgf/mm2 및 피로한도비 33% 내지 40%이고,
페라이트 및 펄라이트로 이루어진 미세조직을 포함하고, 오스테나이트 결정립 평균입경이 10㎛ 내지 20㎛이며, 표면경도가 190 HB 내지 230 HB이고,
Fe-Hf 석출상을 포함하고, MnS 개재물의 크기가 10㎛ 내지 50㎛인 드라이브 샤프트용 강재:
[식 1]
격자상수 차이값 (△L1) = {(LHf/LMn)-1}×100
상기 식 1에서, LHf는 β하프늄(Hf)의 격자상수값이고, LMn는 δ망간(Mn)의 격자상수값이다.
(P), 0.001 wt% to 0.03 wt% phosphorous (P), 0.1 wt% to 0.35 wt% silicon (Si), 0.6 wt% to 0.9 wt% manganese (Mn) (Al), 0.015 wt% to 0.05 wt% of molybdenum (Mo), 0.1 wt% to 0.015 wt% of chromium (Cr), 0.1 wt% (Fe) and unavoidable impurities, wherein the alloy composition contains 0.01 to 0.03 wt% of boron, 0.001 to 0.005 wt% of boron (B), 0.001 to 0.05 wt% of hafnium (Hf)
The weight ratio of hafnium (Hf) to manganese (Mn) in the alloy composition is 1:12 to 1:18,
The difference value of the lattice constant of? Hafnium (Hf) relative to? Manganese (Mn) represented by the following formula 1 is 15% to 20%
A tensile strength (TS) of 76 kgf / mm 2 to 80 kgf / mm 2 , a fatigue limit of 25 kgf / mm 2 to 30 kgf / mm 2 and a fatigue ratio of 33% to 40%
Ferrite, and pearlite, wherein the austenite grains have an average grain size of 10 mu m to 20 mu m, a surface hardness of 190 HB to 230 HB,
A steel for a drive shaft having an Fe-Hf precipitate phase and a size of MnS inclusions of 10 mu m to 50 mu m;
[Formula 1]
Lattice constant difference value DELTA L1 = {(L Hf / L Mn ) -1} 100
In the above formula (1), L Hf is the lattice constant value of? Hafnium (Hf) and L Mn is the lattice constant value of? Manganese (Mn).
제1항에 있어서,
상기 합금조성은 지르코늄(Zr) 및 칼슘(Ca) 중 1종 이상을 각각 0.001 중량% 내지 0.01 중량%로 더 포함하는 드라이브 샤프트용 강재.
The method according to claim 1,
Wherein the alloy composition further comprises 0.001 wt% to 0.01 wt% of at least one of zirconium (Zr) and calcium (Ca), respectively.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 탄소(C) 0.38 중량% 내지 0.43 중량%, 실리콘(Si) 0.15 중량% 내지 0.35 중량%, 망간(Mn) 0.6 중량% 내지 0.9 중량%, 인(P) 0.001 중량% 내지 0.03 중량%, 황(S) 0.0001 중량% 내지 0.015 중량%, 크롬(Cr) 0.9 중량% 내지 1.2 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01 중량% 내지 0.1 중량%, 알루미늄(Al) 0.015 중량% 내지 0.05 중량%, 티타늄(Ti) 0.01 중량% 내지 0.03 중량%, 보론(B) 0.001 중량% 내지 0.005 중량%, 하프늄(Hf) 0.001 중량% 내지 0.05 중량% 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물을 포함하는 합금조성을 갖는 강재를 1150℃ 내지 1250℃의 온도범위에서 열간단조한 후, 냉각하는 것을 포함하고,
하기 식 1로 표시되는 δ망간(Mn)에 대한 β하프늄(Hf)의 격자상수 차이값을 15% 내지 20%로 제어하는 것을 포함하며,
상기 합금조성 중 하프늄(Hf)과 망간(Mn)의 중량비는 1:12 내지 1:18이고,
상기 강재는 페라이트 및 펄라이트로 이루어진 미세조직을 포함하고, 오스테나이트 결정립 평균입경이 10㎛ 내지 20㎛이며, 표면경도가 190 HB 내지 230 HB이며, 인장강도(TS): 76 kgf/mm2 내지 80 kgf/mm2, 피로한도 25 kgf/mm2 내지 30 kgf/mm2 및 피로한도비 33% 내지 40%이고,
상기 강재 내에 Fe-Hf 석출상을 형성하고, MnS 개재물의 크기를 10㎛ 내지 50㎛로 제어하는 것을 포함하는 드라이브 샤프트용 강재 제조방법:
[식 1]
격자상수 차이값 (△L1) = {(LHf/LMn)-1}×100
상기 식 1에서, LHf는 β하프늄(Hf)의 격자상수값이고, LMn는 δ망간(Mn)의 격자상수값이다.
(P), 0.001 wt% to 0.03 wt% phosphorous (P), 0.1 wt% to 0.35 wt% silicon (Si), 0.6 wt% to 0.9 wt% manganese (Mn) (Al), 0.015 wt% to 0.05 wt% of molybdenum (Mo), 0.1 wt% to 0.015 wt% of chromium (Cr), 0.1 wt% A steel material having an alloy composition containing 0.01 to 0.03 wt% boron (B), 0.001 wt% to 0.005 wt% boron (B), 0.001 wt% to 0.05 wt% hafnium (Hf), and balance iron (Fe) To 1250 &lt; 0 &gt; C, followed by cooling,
And controlling the lattice constant difference value of? Hafnium (Hf) to? Manganese (Mn) represented by the following formula 1 to 15% to 20%
The weight ratio of hafnium (Hf) to manganese (Mn) in the alloy composition is 1:12 to 1:18,
The steel material is comprising a microstructure, and the austenitic grain to the average particle diameter 10㎛ 20㎛ consisting of ferrite and pearlite, the surface hardness of 190 HB to 230 HB is, tensile strength (TS): 76 kgf / mm 2 to 80 kgf / mm 2 , fatigue limit of 25 kgf / mm 2 to 30 kgf / mm 2 and fatigue fat percentage of 33% to 40%
Forming a Fe-Hf precipitate phase in the steel material and controlling the size of the MnS inclusions to 10 占 퐉 to 50 占 퐉;
[Formula 1]
Lattice constant difference value DELTA L1 = {(L Hf / L Mn ) -1} 100
In the above formula (1), L Hf is the lattice constant value of? Hafnium (Hf) and L Mn is the lattice constant value of? Manganese (Mn).
제6항에 있어서,
상기 합금조성은 지르코늄(Zr) 및 칼슘(Ca) 중 1종 이상을 각각 0.001 중량% 내지 0.01 중량%로 더 포함하는 드라이브 샤프트용 강재 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the alloy composition further comprises 0.001 wt% to 0.01 wt% of at least one of zirconium (Zr) and calcium (Ca), respectively.
삭제delete
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003253384A (en) * 2002-03-06 2003-09-10 Aichi Steel Works Ltd Hot-forged product with no lead added
JP2008127595A (en) * 2006-11-17 2008-06-05 Kobe Steel Ltd High strength hot forged non-heat treated steel having excellent fatigue limit ratio and toughness
JP2008127594A (en) 2006-11-17 2008-06-05 Kobe Steel Ltd High strength hot forged non-heat treated steel component having excellent fatigue limit ratio

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003253384A (en) * 2002-03-06 2003-09-10 Aichi Steel Works Ltd Hot-forged product with no lead added
JP2008127595A (en) * 2006-11-17 2008-06-05 Kobe Steel Ltd High strength hot forged non-heat treated steel having excellent fatigue limit ratio and toughness
JP2008127594A (en) 2006-11-17 2008-06-05 Kobe Steel Ltd High strength hot forged non-heat treated steel component having excellent fatigue limit ratio

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