KR102173920B1 - 700MPa CLASS STEEL BAR HAVING EXCELLENT YIELD RATIO AND UNIFORM ELONGATION PROPERTY, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents
700MPa CLASS STEEL BAR HAVING EXCELLENT YIELD RATIO AND UNIFORM ELONGATION PROPERTY, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME Download PDFInfo
- Publication number
- KR102173920B1 KR102173920B1 KR1020180141344A KR20180141344A KR102173920B1 KR 102173920 B1 KR102173920 B1 KR 102173920B1 KR 1020180141344 A KR1020180141344 A KR 1020180141344A KR 20180141344 A KR20180141344 A KR 20180141344A KR 102173920 B1 KR102173920 B1 KR 102173920B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- reinforcing bar
- bainite
- cooling
- mpa
- uniform elongation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
- B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
- C21D8/0226—Hot rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
- C21D8/0263—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment following hot rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
- C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0075—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rods of limited length
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/005—Ferrite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
본 발명은 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근 및 그 제조 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 철근 중심부의 조직이 베이나이트 및 페라이트로 구성되되, 상기 베이나이트가 차지하는 부피비율이 20~80부피%인 것을 특징으로 하는 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a 700 MPa class reinforcing bar having excellent yield ratio and uniform elongation, and a method for manufacturing the same, and in more detail, the structure of the center of the reinforcing bar is composed of bainite and ferrite, and the volume ratio occupied by the bainite is 20~ It provides a 700 MPa class reinforcing bar with excellent yield ratio and uniform elongation, characterized by 80% by volume, and a manufacturing method thereof.
Description
본 발명은 항복비(항복강도 대비 인장강도 비율, tensile-to-yield strength, TS/YS)와 균일연신율(uniform elongation)이 우수한 초고강도 철근 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각공정을 개선하여 철근의 항복강도와 균일연신율을 높이고, 철근의 항복비를 높여 내진 철근에 적합한 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-high strength reinforcing bar having excellent yield ratio (a ratio of tensile strength to yield strength, tensile-to-yield strength, TS/YS) and uniform elongation, and a method of manufacturing the same, and more specifically, a cooling process By improving the yield strength and uniform elongation of the reinforcing bar, and by increasing the yield ratio of the reinforcing bar, the present invention relates to a 700 MPa class reinforcing bar with excellent yield strength and uniform elongation suitable for seismic reinforcing bars, and a manufacturing method thereof.
최근 건축물의 초고층화에 따른 수직 부재의 단면 증가와 함께 세계 곳곳에서 발생하는 지진으로 인해 건축물의 내진 설계가 큰 주목을 받고 있다. 이에 따라 건축물의 구조재로 주로 사용되는 고강도 내진 철근의 개발 및 생산 기술의 중요성이 커지고 있다. 이러한 고강도 내진 철근은 일반 철근보다 항복강도와 항복비가 높게 설계되어 적은 양으로 더 큰 하중을 견딜 수 있고, 탄성 변형 이후 소성 변형이 시작되는 시점부터 최종 파단에 이르기까지의 여유를 확보하면서 건축물의 내진 성능을 개선하여 인명 피해를 최소화시킨다.In recent years, the seismic design of buildings is attracting great attention due to earthquakes occurring around the world along with the increase in the cross section of vertical members due to the rise of skyscrapers. Accordingly, the importance of the development and production technology of high-strength seismic reinforcement mainly used as structural materials of buildings is increasing. These high-strength seismic reinforcing bars are designed with higher yield strength and yield ratio than general reinforcing bars, so they can withstand larger loads with a small amount, and secure the margin from the start of plastic deformation to the final fracture after elastic deformation, Minimizes human damage by improving performance.
일반적으로 철근의 내진 성능은 재료의 변형능과 관계되는데, 이는 항복비 또는 균일연신율 등에 의해 결정되기 때문에 앞으로 개발될 항복강도 700 MPa 급 이상의 초고강도 내진 철근의 규격에 대해서는 변형능과 관련된 규격이 중요시될 것이다. 따라서 항복강도 700 MPa 급 이상의 초고강도 내진 철근을 개발하기 위해서는 높은 항복강도, 항복비 및 균일연신율에 대한 체계적인 연구가 필요한 실정이다.In general, the seismic performance of a reinforcing bar is related to the deformability of the material.Because this is determined by the yield ratio or uniform elongation, the specifications related to the deformability will be important for the specifications of ultra-high strength seismic reinforcing bars with a yield strength of 700 MPa or higher to be developed in the future. . Therefore, in order to develop ultra-high-strength seismic reinforcing bars with a yield strength of 700 MPa or higher, a systematic study on high yield strength, yield ratio and uniform elongation is required.
현재 철근의 강도 및 내진 성능을 향상시키기 위해 합금원소 첨가 및 다양한 제조 방법을 통해 제조하고 있다. 특히 제한된 제조 공정에서 강도 및 내진 성능을 확보하기 위해 주로 합금원소 첨가에 의한 고용강화 및 석출강화를 많이 활용하고 있다. 그러나 과도한 합금원소 첨가는 제조 시 용접 결합 발생 및 자재 단가 상승의 문제점을 유발하기 때문에 탄소 당량(carbon equivalent, Ceq)을 일정 수치 이하로 제한하고 있다.Currently, it is manufactured by adding alloying elements and various manufacturing methods to improve the strength and seismic performance of reinforcing bars. In particular, in order to secure strength and seismic performance in a limited manufacturing process, solid solution strengthening and precipitation strengthening by adding alloying elements are mainly used. However, since excessive addition of alloying elements causes problems of welding bond generation and material cost increase during manufacturing, the carbon equivalent (C eq ) is limited to a certain value or less.
그러나 현재까지 항복강도 700 MPa 급 이상의 초고강도 내진 철근을 개발하지는 못하였다.However, so far, it has not been possible to develop ultra-high strength seismic reinforcing bars with a yield strength of 700 MPa or higher.
이에 따라 높은 항복강도, 항복비 및 균일 연신율이 동시에 우수한 항복강도 700 MPa 급 이상의 초고강도 내진 철근의 개발이 요구되었다.Accordingly, the development of ultra-high strength seismic reinforcing bars with high yield strength, yield ratio and uniform elongation at the same time excellent yield strength of 700 MPa or higher was required.
본 발명의 목적은 항복강도 700 MPa 급 이상의 초고강도 내진 철근을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an ultra-high strength seismic reinforcement with a yield strength of 700 MPa or higher.
또한 본 발명의 목적은 항복강도 700MPa 이상이며, 항복비가 1.25 이상이며 균일연신율이 우수한 내진철근을 제공하는 데 있다.It is also an object of the present invention to provide a seismic reinforcement having a yield strength of 700 MPa or more, a yield ratio of 1.25 or more, and excellent uniform elongation.
본 발명의 일 측면에 따르면, 철근 중심부의 조직이 베이나이트 및 페라이트로 구성되되, 상기 베이나이트가 차지하는 부피비율이 20% 이상인 것을 특징으로 하는 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근을 제공한다.According to an aspect of the present invention, a reinforcing bar having a yield strength of 700 MPa having excellent yield ratio and uniform elongation, characterized in that the structure of the center of the reinforcing bar is composed of bainite and ferrite, and the volume ratio occupied by the bainite is 20% or more. to provide.
또한 본 발명에 따르면, 상기 철근은 항복강도가 700 ~ 900MPa이며, 항복비가 1.25 ~ 1.50인 것을 특징으로 하는 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근을 제공한다.In addition, according to the present invention, the reinforcing bar has a yield strength of 700 to 900 MPa, a yield ratio of 1.25 to 1.50, and a yield strength of 700 MPa class reinforcing bars having excellent yield ratio and uniform elongation.
또한 본 발명에 따르면, 상기 철근의 제조시 템프코어(Tempcore) 냉각공정을 통한 급속 냉각으로 인해 철근 중심부가 베이나이트 조직을 형성하는 것을 특징으로 하는 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근을 제공한다.In addition, according to the present invention, when the reinforcing bar is manufactured, it is characterized in that the central portion of the reinforcing bar forms a bainite structure due to rapid cooling through a tempcore cooling process, and a yield strength of 700 MPa grade reinforcing bars with excellent yield ratio and uniform elongation. Provides.
또한 본 발명에 따르면, 템프코어 냉각공정에서 철근의 선속 5~20 m/sec로 하며, 수냉으로 수압 10~20 bar, 수량 100 ~ 300㎥/hr로 냉각하는 것을 특징으로 하는 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근을 제공한다.In addition, according to the present invention, in the temp core cooling process, the line speed of the reinforcing bar is 5 to 20 m/sec, and the water pressure is cooled to 10 to 20 bar and the quantity is 100 to 300㎥/hr. This excellent yield strength 700 MPa class reinforcement is provided.
또한 본 발명에 따르면, 철근용 빌렛 가열단계; 가열한 빌렛을 철근 형상으로 제조하는 열간압연단계; 철근 형상의 철근 압연체를 템프코어에서 냉각하는 템프코어 냉각단계; 및 복열단계와 추가 냉각단계로 이루어지되, 상기 템프코어 냉각단계에서 철근의 선속 5~20 m/sec로 하며, 수냉으로 수압 10~20 bar, 수량 100 ~ 300㎥/hr로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근 제조방법을 제공한다.In addition, according to the present invention, billet heating step for reinforcing bars; Hot rolling step of manufacturing the heated billet into a reinforcing bar shape; Temp core cooling step of cooling a reinforcing bar-shaped rolled body in a temp core; And a reheating step and an additional cooling step, wherein in the temp core cooling step, the line speed of the reinforcing bar is 5 to 20 m/sec, and the water pressure is 10 to 20 bar, and the water is cooled to 100 to 300㎥/hr. It provides a 700 MPa-class rebar manufacturing method with excellent yield ratio and uniform elongation.
또한 본 발명에 따르면, 상기 철근용 빌렛 가열단계에서 상기 철근용 빌렛은 탄소(C) 0.18~0.40wt%, 망간(Mn) 0.65~2.00wt%, 규소(Si) 0.13~0.40wt%, 바나듐(V) 0초과~0.10wt%, 이하 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근 제조방법을 제공한다.In addition, according to the present invention, in the rebar billet heating step, the rebar billet is carbon (C) 0.18 to 0.40 wt%, manganese (Mn) 0.65 to 2.00 wt%, silicon (Si) 0.13 to 0.40 wt%, vanadium ( V) Provides a method for manufacturing a 700 MPa-grade reinforcing bar with excellent yield ratio and uniform elongation, characterized in that it contains the remaining Fe and other inevitable impurities.
또한 본 발명에 따르면, 상기 복열단계에서 철근 중심부의 온도를 500 ~ 600℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근 제조방법을 제공한다.In addition, according to the present invention, it provides a method for manufacturing a 700 MPa class reinforcing bar having excellent yield ratio and uniform elongation, characterized in that the temperature of the center of the reinforcing bar is maintained at 500 to 600°C in the reheating step.
또한 본 발명에 따르면, 복열단계 이후에 철근 중심부의 조직이 베이나이트 및 페라이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근 제조방법을 제공한다.In addition, according to the present invention, it provides a method for manufacturing a 700 MPa class reinforcing bar having excellent yield ratio and uniform elongation, characterized in that the structure of the central portion of the reinforcing bar is composed of bainite and ferrite after the reheating step.
또한 본 발명에 따르면, 복열단계와 추가 냉각단계 이후에 철근은 항복강도가 700 ~ 900MPa이며, 항복비가 1.25 ~ 1.50인 것을 특징으로 하는 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근 제조방법을 제공한다.In addition, according to the present invention, the rebar after the reheating step and the additional cooling step has a yield strength of 700 to 900 MPa, and a yield ratio of 1.25 to 1.50. to provide.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 철근은 중심부에 베이나이트가 20부피% 이상을 차지함으로써 항복강도 700MPa 이상이며, 항복비가 1.25 이상으로 내진용 철근으로 적합하다.According to an embodiment of the present invention, the reinforcing bar has a yield strength of 700 MPa or more and a yield ratio of 1.25 or more, as bainite occupies 20% by volume or more in the center, which is suitable as a seismic reinforcing bar.
본 발명에 따른 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근은 항복강도가 700 MPa 이상 높은 동시에 항복비가 높고 균일연신율도 5 %이상으로 높아 우수한 내진 철근을 제공한다.The 700 MPa class reinforcing bar with excellent yield ratio and uniform elongation according to the present invention provides an excellent seismic reinforcement with a high yield strength of 700 MPa or more and a high yield ratio and a uniform elongation of 5% or more.
본 발명은 압연 공정 후 철근의 냉각 조건을 달리함으로써, 철근 중심에 베이나이트 조직을 일정비율 이상으로 형성시킬 수 있으며, 철근의 균일연신율을 높이고, 항복비를 1.25 이상으로 높여 내진 철근의 품질을 크게 향상시키는 효과가 있다.In the present invention, by varying the cooling conditions of the reinforcing bar after the rolling process, the bainite structure can be formed in the center of the reinforcing bar at a certain ratio or more, and the uniform elongation of the reinforcing bar is increased, and the yield ratio is increased to 1.25 or more, thereby greatly increasing the quality of the seismic reinforcing bar. There is an effect of improving.
도 1은 실시예와 비교예의 공정에 따른 철근의 온도변화 및 위치별 조직변화를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 철근의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3 및 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 광학 현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예와 비교예의 위치별 경도를 나타내는 그래프를 나타낸 것이다.1 shows a change in temperature of a reinforcing bar and a change in structure of each position according to the processes of Examples and Comparative Examples.
2 is a cross-sectional view of the reinforcing bars of Examples and Comparative Examples according to the present invention.
Figure 3 shows an optical micrograph of Examples and Comparative Examples according to the present invention.
4 shows scanning electron micrographs of Examples and Comparative Examples according to the present invention.
5 is a graph showing the hardness by location of an embodiment and a comparative example according to the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more completely describe the present invention to those with average knowledge in the art. Therefore, the shape of the element in the drawings has been exaggerated to emphasize a clearer description.
본 발명은 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근 제조공정으로 철근용 빌렛 가열단계; 가열한 빌렛을 철근 형상으로 제조하는 열간압연단계; 철근 형상의 철근 압연체를 템프코어(Tempcore)에서 냉각하는 템프코어 냉각단계; 및 복열단계와 추가 냉각단계를 포함한다.The present invention is a yield ratio and uniform elongation excellent yield strength 700 MPa class reinforcing bar manufacturing process for reinforcing billet heating step; Hot rolling step of manufacturing the heated billet into a reinforcing bar shape; Temp core cooling step of cooling a reinforcing bar-shaped rolled body in a tempcore; And a reheating step and an additional cooling step.
본 발명의 철근 제조를 위해 철근용 빌렛은 탄소(C) 0.18~0.40wt%, 망간(Mn) 0.65~2.00wt%, 규소(Si) 0.13~0.40wt%, 바나듐(V) 0초과~0.10wt%, 이하 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물 성분을 포함할 수 있다.Billets for reinforcing bars for the manufacture of reinforcing bars of the present invention are carbon (C) 0.18 to 0.40 wt%, manganese (Mn) 0.65 to 2.00 wt%, silicon (Si) 0.13 to 0.40 wt%, vanadium (V) exceeding 0 to 0.10 wt. %, or less, may contain Fe and other unavoidable impurities.
탄소(C)는 강도상승에 유효한 원소이나 함유량이 낮으면 원하는 고강도가 얻어지지 않고, 함유량이 높으면 강도증가에는 유효하지만 인성 및 연성의 열화가 현저하므로, 고강도를 얻을 수 있도록 0.18~0.40wt%인 것이 바람직하다.Carbon (C) is an element that is effective for increasing strength, but if its content is low, the desired high strength cannot be obtained. If the content is high, it is effective for increasing strength, but deterioration in toughness and ductility is remarkable. Therefore, it is 0.18 to 0.40 wt% to obtain high strength. It is desirable.
망간(Mn)은 열처리 시에 강도를 상승시키는 효과가 있으며, C의 첨가량이 제한됨에 따른 강도보상을 위해 필수적으로 첨가되는 원소이다. 상기 망간은 첨가량이 너무 낮으면 소입성 향상효과가 거의 없고 일정범위를 넘게 되면 용접성이 저하되고 균열발생의 위험성이 높아지므로 망간(Mn) 0.65~2.00wt%인 것이 바람직하다.Manganese (Mn) has an effect of increasing the strength during heat treatment and is an element that is essentially added for strength compensation due to the limited amount of C added. When the added amount of manganese is too low, there is little effect of improving the quenching property, and when it exceeds a certain range, the weldability decreases and the risk of cracking is increased, and thus manganese (Mn) is preferably 0.65 to 2.00 wt%.
규소(Si)는 철강의 탈산에 필수적인 원소로 강도상승에 효과가 있는 원소이다. 규소 함유량이 0.10wt% 이하이면 원하는 고강도가 얻어지지 힘들며, 일정범위 이상을 넘으면 인성 및 연성의 저하를 초래한다. 이에 따라 규소는 0.13~0.40wt%인 것이 바람직하다.Silicon (Si) is an element that is essential for deoxidation of steel and is an element that is effective in increasing strength. If the silicon content is 0.10 wt% or less, it is difficult to obtain the desired high strength, and if it exceeds a certain range, toughness and ductility are deteriorated. Accordingly, the silicon content is preferably 0.13 to 0.40 wt%.
바나듐(V)은 고용강화 및 석출강화에 의한 강도 확보를 위해 첨가되는 데, 가열과 열간압연시 오스테나이트 입계의 이동을 방해하여 오스테나이트 결정립이 미세화되도록 하고, 상변태시 오스테나이트 입계에서의 핵생성을 억제하여 철근의 경화능을 높이며, 탄소 또는 질소와 결합하면서 석출물을 형성하여 철근의 강도를 높이는 역할을 한다. 그러나, 과다하게 첨가되는 경우 압연 중 균열을 발생시킬 수 있으므로 0초과 0.10wt% 이하인 것이 바람직하다.Vanadium (V) is added to secure strength by solid solution strengthening and precipitation strengthening. It prevents the movement of austenite grain boundaries during heating and hot rolling to make austenite grains finer, and nucleation at the austenite grain boundaries during phase transformation. It serves to increase the hardenability of the reinforcing bar by suppressing it, and to increase the strength of the reinforcing bar by forming precipitates while bonding with carbon or nitrogen. However, if excessively added, it may cause cracks during rolling, so it is preferably more than 0 and not more than 0.10 wt%.
철근용 빌렛 가열단계에서는 첨가되는 물질인 모든 탄화물 및 탄질화물 등이 완전히 용해되도록 하여 가열하는 데, 가열 온도는 900 ~ 1100℃로 하여 가열한다.In the step of heating billets for reinforcement, all carbides and carbonitrides, which are added substances, are completely dissolved and heated. The heating temperature is 900 to 1100°C.
철근용 빌렛 가열 단계 이후에는 열간압연 단계를 거친다.After the rebar billet heating step, it goes through the hot rolling step.
철근용 빌렛을 가열한 후에 열간압연을 실시하는 데, 조압연, 중간압연, 사상압연을 통하여 철근 형상으로 제조할 수 있다. 이러한 열간압연 공정은 일반적인 철근 제조시 하는 방법으로 열간압연 기술이 특별히 제한되지는 않는다.After heating the billet for reinforcement, hot rolling is performed. It can be manufactured in the shape of a reinforcing bar through rough rolling, intermediate rolling, and fine rolling. This hot-rolling process is a method of manufacturing general reinforcing bars, and the hot-rolling technology is not particularly limited.
열간압연 단계 이후에는 템프코어 냉각단계를 거친다.After the hot rolling step, a temp core cooling step is performed.
본 발명에서는 템프코어 냉각단계에서 냉각조건이 중요한 데, 급속으로 냉각시키는 경우 중심부에서는 베이나이트가 충분히 형성될 수 있는 조건이 이루어져 베이나이트 조직이 형성될 수 있다.In the present invention, the cooling condition is important in the temp core cooling step. In the case of rapid cooling, a condition in which bainite can be sufficiently formed is established in the center so that a bainite structure can be formed.
즉, 급속 냉각 후 복열단계에서 중심부에서 베이나이트가 생성될 수 있는 구간을 오랫동안 유지시킴으로 인해 베이나이트 조직이 20부피%이상 형성되도록 한다.That is, after rapid cooling, the bainite structure is formed by 20% by volume or more by maintaining the section in which bainite can be generated in the center for a long time in the reheating step.
바람직하게는 베이나이트 조직이 20부피% ~ 80부피% 형성될 수 있다.Preferably, the bainite structure may be formed by 20% to 80% by volume.
템프코어 냉각은 수냉으로 이루어질 수 있는 데, 템프코어 냉각라인에서 철근 압연체 및 냉각설비의 위치 및 냉각수량을 결정한다. 이를 위해 철근의 표면부에서 오스테나이트가 모두 마르텐사이트화 할 수 있는 냉각 수량과 선속을 조절하여 철근 압연체가 최종 복열시 중심부에서 베이나이트 생성 시작온도 이상으로 복열된 후 냉각속도를 결정하는 과정으로 이루어질 수 있다.Temp core cooling can be accomplished by water cooling, which determines the location of the rebar rolled body and cooling equipment and the amount of cooling water in the temp core cooling line. To this end, the rebar rolled body is reheated above the start temperature of bainite formation at the center during final reheating by adjusting the cooling quantity and the line speed at which all austenite can be martensitized at the surface of the rebar, and then determining the cooling rate. I can.
베이나이트 생성온도는 500 ~ 600℃일 수 있는 데, 템프코어 냉각공정이 끝나는 시점에서 중심부의 온도가 500 ~ 600℃되도록 하고 복열단계에서 중심부의 온도가 500 ~ 600℃되도록 유지한다. Bainite production temperature may be 500 ~ 600 ℃, the temperature at the center of the temperature at the end of the temp core cooling process is maintained at 500 ~ 600 ℃ and 500 ~ 600 ℃ in the reheat step.
이를 위해 템프코어 냉각단계에서 철근의 선속, 수압 및 수량을 조절할 수 있는 데, 선속 5~20 m/sec, 수압 10bar 이상 바람직하게는 10 ~ 20bar, 수량 100㎥/hr 이상 바람직하게는 100 ~ 300㎥/hr 일 수 있다.To this end, it is possible to adjust the ship speed, water pressure, and quantity of reinforcing bars in the temp core cooling stage, with a line speed of 5 to 20 m/sec, a water pressure of 10 bar or more, preferably 10 to 20 bar, and a quantity of 100㎥/hr or more, preferably 100 to 300. It can be ㎥/hr.
템프코어 냉각단계에서 철근의 선속 및 수냉시 물의 수압과 수량을 조절함으로써, 최초 오스테나이트에서 냉각공정을 통해 표면부는 템퍼드 마르텐사이트 조직이 형성되고, 경계부에서는 템퍼드 마르텐사이트 및 베이나이트(bainite) 등의 저온 변태 조직이 형성된다. 또한, 중심부는 베이나이트가 주로 형성되고 나머지는 페라이트가 형성되는 것이 특징이다.Tempered martensite structure is formed in the surface part through the cooling process in the initial austenite by controlling the speed of the reinforcing bar and the water pressure and quantity of water during water cooling in the temp core cooling step, and tempered martensite and bainite in the boundary part. A low-temperature transformation structure of the back is formed. In addition, bainite is mainly formed in the central part, and ferrite is formed in the rest.
중심부의 조직은 베이나이트가 20부피% 이상을 차지하며, 나머지는 페라이트가 차지한다. 바람직하게는 베이나이트가 20부피% ~ 80부피%를 차지할 수 있다. 이는 템프코어 냉각시 급속으로 냉각시킴으로 인해 베이나이트가 형성되는 온도까지 내려간 후 복열단계에서 베이나이트 형성온도를 계속 유지시킴으로 인해 가능하다.In the core structure, bainite occupies more than 20% by volume, and ferrite occupies the rest. Preferably, bainite may occupy 20% to 80% by volume. This is possible because the temp core is rapidly cooled during cooling, so that the temperature at which the bainite is formed is lowered to the temperature at which the bainite is formed, and then the temperature for forming the bainite is maintained in the reheating step.
본 발명은 냉각 후 복열과정을 통해 철근의 중심부가 베이나이트를 형성할 수 있는 구간을 오랫동안 유지함으로써 베이나이트를 일정량 이상을 형성시킴으로써 항복강도를 높이는 것이 특징이다.The present invention is characterized by increasing the yield strength by forming more than a certain amount of bainite by maintaining a section in which the central portion of the reinforcing bar can form bainite for a long time through a reheating process after cooling.
템프코어 냉각단계 이후에는 복열단계를 거치는 데, 복열단계는 자기복열(Self-tempering)을 통해 이루어질 수 있다.After the temp core cooling step, a reheating step is performed, and the reheating step may be performed through self-tempering.
상기 복열단계에서는 철근의 중심부의 온도가 일정 온도에서 변화하도록 하는 것이 중요한데, 중심부에서 베이나이트 조직이 형성될 수 있도록 한다. 이를 위해 본 발명에서는 복열단계에서 중심부의 온도가 베이나이트가 생성될 수 있는 구간인 500 ~ 600℃가 되도록 유지할 수 있도록 한다.In the reheating step, it is important to change the temperature of the central part of the reinforcing bar at a certain temperature, so that the bainite structure can be formed in the central part. To this end, in the present invention, in the reheating step, the temperature at the center is maintained at 500 to 600°C, which is a section in which bainite can be generated.
즉, 템프코어 공정에서 느린 이동 속도와, 높은 수압을 통한 빠른 냉각으로철근의 중심부에 베이나이트가 생성될 수 있는 조건이 만들고, 복열단계에서 이를 오랜시간 계속해서 유지시켜주는 것이 중요하다.In other words, it is important to create a condition in which bainite can be generated in the center of the reinforcing bar through slow movement speed and rapid cooling through high water pressure in the temp core process, and it is important to keep it for a long time in the reheating step.
이러한 복열단계는 템프코어 냉각공정 이후 약 0.3~1초 사이에 복열과정을 거친다.This reheating step undergoes a reheating process between about 0.3 to 1 second after the temp core cooling process.
복열단계 이후에는 공기를 통해 냉각시키는 공냉을 통한 추가 냉각단계를 갖는다. 추가 냉각을 위해 10~20 ℃/sec의 냉각속도로 200 ℃ 이하까지 냉각되도록 할 수 있다. 공냉시 빠른 냉각을 위해 공기에 유동을 일으켜 냉각시킬 수 있다.After the reheating step, there is an additional cooling step through air cooling to cool through air. For additional cooling, it can be cooled down to 200°C or less at a cooling rate of 10 to 20°C/sec. During air cooling, it can be cooled by creating a flow in the air for quick cooling.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
실시예 1Example 1
탄소(C) 0.34wt%, 망간(Mn) 1.07wt%, 규소(Si) 0.15wt%, 바나듐(V) 0.04wt%, 이하 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물 성분을 포함하여 약 1000℃에서 가열을 실시하였다. (철근용 빌렛 가열단계)Heat at about 1000℃ including 0.34wt% of carbon (C), 1.07wt% of manganese (Mn), 0.15wt% of silicon (Si), 0.04wt% of vanadium (V), and the rest of Fe and other unavoidable impurities. I did. (Billet heating step for rebar)
철근용 빌렛을 가열한 후에 열간압연을 실시하는 데, 조압연, 중간압연, 사상압연을 통하여 철근 형상으로 제조한다.After heating the billet for rebar, hot rolling is performed, and it is manufactured in the shape of a reinforcing bar through rough rolling, intermediate rolling, and fine rolling.
열간압연 이후 템프코어 냉각을 실시하였는 데, 철근의 선속 10 m/sec로 하며, 수냉으로 수압 10 bar, 수량 150㎥/hr로 하여 냉각을 실시하였다.After hot rolling, the temp core was cooled, and the reinforcing bar was cooled with a line speed of 10 m/sec, water pressure of 10 bar, and water quantity of 150㎥/hr.
템프코어 냉각공정 이후 복열단계 및 추가 냉각을 실시하였으며, 추가 냉각은 공냉방식으로 실시하여 철근을 완성하였다.After the temp core cooling process, the reheating step and additional cooling were performed, and the additional cooling was performed by air cooling to complete the rebar.
실시예 2Example 2
실시예 1과 동일하게 실시하되,Conducted in the same manner as in Example 1,
탄소(C) 0.33wt%, 망간(Mn) 1.12wt%, 규소(Si) 0.15wt%, 바나듐(V) 0.04wt%, 이하 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물 성분을 포함하도록 하였다. Carbon (C) 0.33wt%, manganese (Mn) 1.12wt%, silicon (Si) 0.15wt%, vanadium (V) 0.04wt%, the remaining Fe and other unavoidable impurity components were included.
또한, 가열 후 템프코어 냉각을 실시하였는 데, 철근의 선속 5 m/sec로 하며, 수냉으로 수압 15 bar, 수량 150㎥/hr로 하여 냉각을 실시하였다.In addition, after heating, the temp core was cooled, the wire speed of the reinforcing bar was 5 m/sec, and the water pressure was 15 bar by water cooling, and the water was cooled to 150㎥/hr.
비교예 1Comparative Example 1
실시예 1과 동일한 공정으로 실시하되,It was carried out in the same process as in Example 1,
탄소(C) 0.29wt%, 망간(Mn) 0.52wt%, 규소(Si) 0.14wt%, 이하 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물 성분을 포함하도록 하였다.Carbon (C) 0.29wt%, manganese (Mn) 0.52wt%, silicon (Si) 0.14wt%, the remaining Fe and other unavoidable impurities were included.
템프코어 냉각단계에서 선속 선속 30 m/sec로 공냉으로 냉각을 실시하였다.In the temp core cooling step, cooling was performed by air cooling at a line speed of 30 m/sec.
비교예 2Comparative Example 2
실시예 1과 동일하게 실시하되,Conducted in the same manner as in Example 1,
탄소(C) 0.30wt%, 망간(Mn) 1.15wt%, 규소(Si) 0.16wt%, 바나듐(V) 0.11wt%, 이하 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물 성분을 포함하도록 하였다.Carbon (C) 0.30wt%, manganese (Mn) 1.15wt%, silicon (Si) 0.16wt%, vanadium (V) 0.11wt%, the remaining Fe and other unavoidable impurity components were included.
또한, 템프코어(Tempcore) 냉각이 아닌 공랭에 의한 냉각만을 실시하였다.In addition, only cooling by air cooling was performed, not by Tempcore cooling.
비교예 3Comparative Example 3
실시예 2과 동일한 공정으로 실시하되,It was carried out in the same process as in Example 2,
탄소(C) 0.32wt%, 망간(Mn) 1.08wt%, 규소(Si) 0.15wt%, 바나듐(V) 0.04wt%, 이하 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물 성분을 포함하도록 하였다.Carbon (C) 0.32wt%, manganese (Mn) 1.08wt%, silicon (Si) 0.15wt%, vanadium (V) 0.04wt%, the remaining Fe and other unavoidable impurity components were included.
템프코어 냉각단계에서 선속 선속 30 m/sec로 공냉으로 냉각을 실시하였다.In the temp core cooling step, cooling was performed by air cooling at a line speed of 30 m/sec.
실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 철근의 특성을 아래의 표 1로 정리하였다.The properties of the reinforcing bars prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 are summarized in Table 1 below.
(MPa)Yield strength
(MPa)
(MPa)The tensile strength
(MPa)
(인장강도/항복강도)Yield
(Tensile strength/Yield strength)
(%)Uniform elongation
(%)
(%)Total elongation
(%)
비교예들의 철근은 종래에 개발된 항복강도 600 MPa급의 철근 성능을 지닌다.The reinforcing bars of the comparative examples have a reinforcing bar performance of 600 MPa class yield strength developed in the prior art.
본 발명의 실시예1 및 실시예 2의 철근은 항복강도가 700 MPa 이상의 매우 고강도 임에도 불구하고 1.25 이상의 우수한 항복비 특성과 5.0% 이상의 높은 균일 연신율 특성을 나타내고 있다.The reinforcing bars of Examples 1 and 2 of the present invention exhibit excellent yield ratio characteristics of 1.25 or more and high uniform elongation characteristics of 5.0% or more, even though the yield strength is very high strength of 700 MPa or more.
즉, 본 발명에 따른 철근은 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa 이상의 철근으로 종래의 철근에 비해 항복 및 인장강도가 증대된 것을 확인할 수 있다. 이는 표면부의 템퍼드 마르텐사이트와 더불어 중심부에 형성된 20부피% 이상의 베이나이트 조직에 의한 것으로 판단된다. 이러한 철근의 내부 조직 및 경도 특성 등에 대한 구체적인 내용은 도면을 참조하면서 설명하기로 한다.That is, it can be seen that the reinforcing bar according to the present invention is a reinforcing bar having a yield strength of 700 MPa or more having excellent yield ratio and uniform elongation, and has increased yield and tensile strength compared to conventional reinforcing bars. This is believed to be due to a bainite structure of 20% by volume or more formed in the center portion along with the tempered martensite on the surface. Details of the internal structure and hardness characteristics of the reinforcement will be described with reference to the drawings.
도 1은 실시예와 비교예의 공정에 따른 철근의 온도변화 및 위치별 조직변화를 나타낸 것이다.1 shows a change in temperature of a reinforcing bar and a change in structure of each position according to the processes of Examples and Comparative Examples.
도 1을 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2의 경우 열간 압연 이후 템프코어 냉각과정시 느린 이동 속도와, 높은 수압에 의한 빠른 급랭도(H)와 이후 복열로 인해 중심부에서 20부피% 이상의 베이나이트와 표면부에서 템퍼드 마르텐사이트가 형성된다.Referring to FIG. 1, in the case of Examples 1 and 2, the bay at the center of 20% by volume or more due to the slow moving speed during the temp core cooling process after hot rolling, the rapid cooling rate (H) due to high water pressure, and the subsequent reheating. Tempered martensite is formed in the knight and the surface.
중심부에서의 베이나이트 조직 형성은 템프코어 공정(느린 이동 속도와, 높은 수압을 통한 빠른 냉각)으로 철근의 중심부에 베이나이트가 생성될 수 있는 조건이 만들어 놓은 후, 복열시 이를 오랜시간 계속해서 유지시킴으로써 베이나이트 조직이 많이 생길 수 있도록 해 주는 것이다.The formation of bainite structure in the center is performed by a temp core process (slow movement speed and fast cooling through high water pressure), which creates a condition for the formation of bainite in the center of the reinforcing bar, and then keeps it for a long time when reheating. By doing this, a lot of bainite tissue can be formed.
도 1에서도 나타나는 바와 같이 실시예 1 및 실시예 2의 중심부는 빠른 냉각으로 인해 베이나이트가 생성될 수 있는 구간으로 조절되어 이를 유지시킴으로써 많은 양의 베이나이트 조직을 형성하게 된다.As also shown in FIG. 1, the centers of Examples 1 and 2 are controlled to a section in which bainite can be generated due to rapid cooling and maintained, thereby forming a large amount of bainite structure.
이에 반해, 비교예 1 및 비교예 3의 경우에는 템프코어 냉각 이후 복열과정을 거쳐 공냉을 실시하게 되는 데, 템프코어 냉각을 실시한 철근의 경우, 템프코어에 의해 철근 표면에 마르텐사이트가 형성되고 이후 공냉 과정에서 냉각에 의한 마르텐사이트가 복열에 의해 셀프 템퍼링되어 템퍼드 마르텐사이트를 형성하고 미변태 오스테나이트로부터 페라이트와 펄라이트가 형성되어 최종적으로 표면부에 템퍼트 마르텐사이트, 중심부에 페라이트-펄라이트의 미세조직 특징을 나타낸다.In contrast, in the case of Comparative Examples 1 and 3, air cooling is performed through a reheating process after the temp core cooling. In the case of a reinforcing bar subjected to temp core cooling, martensite is formed on the surface of the reinforcing bar by the temp core. In the air cooling process, martensite by cooling is self-tempered by reheating to form tempered martensite, and ferrite and pearlite are formed from untransformed austenite. Indicate organizational features.
비교예 2의 경우에는 공냉에 의한 제조로 인해 페라이트와 펄라이트로 이루어진 미세조직만 표면부 및 중심부에 모두 형성되는 특징을 나타낸다.In the case of Comparative Example 2, only a microstructure made of ferrite and pearlite is formed in both the surface portion and the center portion due to the production by air cooling.
비교예 1 내지 비교예 3의 경우 중심부가 베이나이트를 형성할 수 있는 구간으로까지 냉각이 이루어지지 못해 베이나이트는 거의 형성되지 않는다.In the case of Comparative Examples 1 to 3, the central portion is not cooled to a section in which bainite can be formed, and thus bainite is hardly formed.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 철근의 단면도를 나타낸 것이다.2 is a cross-sectional view of the reinforcing bars of Examples and Comparative Examples according to the present invention.
도 2를 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2의 철근은 표면과 중심의 경계가 형성된 것을 확인할 수 있으며, 이는 표면부에 형성된 템퍼드 마르텐사이트와 중심부의 형성된 베이나이트, 페라이트의 다른 조직에 의한 것이다. Referring to Figure 2, it can be seen that the boundary between the surface and the center of the reinforcing bars of Examples 1 and 2 is formed, which is caused by different structures of tempered martensite formed on the surface portion and bainite formed on the center portion, and ferrite. will be.
비교예 1, 3의 경우 표면과 중심의 경계가 형성된 것을 확인할 수 있는 데, 이는 템퍼드 마르텐사이트와 중심부의 페라이트, 펄라이트에 의한 것이다. In the case of Comparative Examples 1 and 3, it can be seen that the boundary between the surface and the center is formed, which is caused by tempered martensite and ferrite and pearlite in the center.
비교예 2의 경우에는 표면부과 중심부에 모두 페라이트, 펄라이트의 조직을 가지기 때문에 경계부가 구분되지 않는다.In the case of Comparative Example 2, since both the surface portion and the center portion had structures of ferrite and pearlite, the boundary portion was not distinguished.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 광학 현미경 및 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다. 3 and 4 show optical and scanning electron micrographs of Examples and Comparative Examples according to the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하면, 실시예 1, 2의 경우 템프코어 냉각시 느린 선속 및 높은 수압의 특징으로 인해 표면부에서 템퍼드 마르텐사이트가 형성될 뿐만 아니라 중심에서 베이나이트 많은 비율로 형성됨으로써 항복강도가 700 MPa 이상이면서 항복비가 1.25가 될 수 있다.3 and 4, in the case of Examples 1 and 2, not only the tempered martensite was formed at the surface portion due to the characteristics of the slow line speed and high water pressure when cooling the temp core, but also formed with a large proportion of bainite at the center. With a yield strength of 700 MPa or more, the yield ratio can be 1.25.
이에 반해 비교예 1, 3의 경우에는 템프코어 냉각 공정으로 인해 경계에서는 베이나이트와 템퍼드 마르텐사이트가 일부 형성되고, 표면에서는 템퍼드 마르텐사이트가 형성되지만, 중심부는 연한 페라이트, 펄라이트 조직이 형성되어 항복강도가 700 MPa 미만으로 된다.On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 and 3, bainite and tempered martensite are partially formed at the boundary due to the temper core cooling process, and tempered martensite is formed at the surface, but a soft ferrite and pearlite structure is formed at the center. The yield strength is less than 700 MPa.
비교예 2의 경우는 표면부, 경계부 및 중심부 모두가 연한 페라이트, 펄라이트 조직이 형성되어 이 또한 항복강도가 700 MPa 미만으로 된다.In the case of Comparative Example 2, a soft ferrite and pearlite structure was formed in all of the surface portion, the boundary portion, and the center portion, and the yield strength was less than 700 MPa.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예와 비교예의 위치별 경도를 나타내는 그래프를 나타낸 것이다.5 is a graph showing the hardness by location of an embodiment and a comparative example according to the present invention.
도 5를 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2의 철근은 템프코어를 통해 제조된 비교예 1 및 비교예 3의 철근에 비해 모든 위치에서 비슷하거나 높은 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 5, it can be seen that the reinforcing bars of Examples 1 and 2 are similar or higher in all positions than the reinforcing bars of Comparative Examples 1 and 3 manufactured through a temp core.
특히 중심부 경도의 경우 실시예 1, 2의 철근에서 형성된 20부피% 이상의 베이나이트 조직으로 인해, 비교예 1 및 비교예 3의 철근보다 우수한 경도 특성을 나타낸 것을 알 수 있다.In particular, in the case of the core hardness, it can be seen that due to the bainite structure formed from the reinforcing bars of Examples 1 and 2, at least 20% by volume, the hardness characteristics are superior to those of the reinforcing bars of Comparative Examples 1 and 3.
그러나, 열간압연 이후 공냉을 실시한 비교예 2의 경우 중심에서 가장 높은 경도 특성을 보였는데, 비교예 2의 경우에는 페라이트-펄라이트 조직의 낮은 강도를 보완하기 위해 다량의 바나듐(V) 첨가함으로써 석출강화를 실시하였다. 따라서 비교예 2의 경우 다량의 바나듐 탄화물에 의해 중심 경도가 가장 큼을 알 수 있다.However, Comparative Example 2, which was air-cooled after hot rolling, showed the highest hardness characteristics at the center.In the case of Comparative Example 2, precipitation was strengthened by adding a large amount of vanadium (V) to compensate for the low strength of the ferrite-pearlite structure. Was carried out. Therefore, in the case of Comparative Example 2, it can be seen that the central hardness is the greatest due to a large amount of vanadium carbide.
결론적으로 본 발명에 따른 철근은 표면부의 템퍼드 마르텐사이트와 더불어 중심부에 형성된 20부피% 이상의 베이나이트 조직에 의해 1.25 이상의 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa 이상의 철근임을 확인할 수 있다.In conclusion, it can be seen that the reinforcing bar according to the present invention is a reinforcing bar having a yield ratio of 1.25 or more and a uniform elongation of 700 MPa or more with excellent yield ratio and uniform elongation due to a bainite structure of 20% by volume or more formed in the center along with the tempered martensite on the surface.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The detailed description above is illustrative of the present invention. In addition, the above description shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications and environments. That is, changes or modifications may be made within the scope of the concept of the invention disclosed in the present specification, the scope equivalent to the disclosed contents, and/or the skill or knowledge of the art. The above-described embodiments describe the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in the specific application fields and uses of the present invention are possible. Therefore, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiment. In addition, the appended claims should be construed as including other embodiments.
Claims (9)
상기 표면부의 조직은 템퍼드 마르텐사이트로 구성되고,
상기 경계부의 조직은 템퍼드 마르텐사이트 및 베이나이트로 구성되고,
상기 중심부의 조직은 베이나이트 및 페라이트로 구성되되,
상기 중심부에서 상기 베이나이트가 차지하는 부피비율이 20~80부피%이고, 나머지는 페라이트가 차지하고,
항복강도가 700 MPa ~ 900 Mpa이며, 항복비가 1.25 ~ 1.5이고, 균일 연신율이 5%이상이고,
철근의 제조시 템프코어 냉각공정을 통한 급속 냉각으로 인해 상기 중심부가 베이나이트 조직을 형성하고,
상기 템프코어 냉각 시 철근의 선속 5~20 m/sec로 하며, 수냉으로 수압 10 ~ 30 bar, 수량 100 ~ 300㎥/hr로 냉각하고,
상기 철근은 탄소(C) 0.18~0.40wt%, 망간(Mn) 0.65~2.00wt%, 규소(Si) 0.13~0.40wt%, 바나듐(V) 0초과~0.10wt%, 이하 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는
항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근.
It includes a surface portion, a boundary portion and a central portion that can be distinguished by an optical microscope or a scanning electron microscope,
The structure of the surface portion is composed of tempered martensite,
The structure of the boundary is composed of tempered martensite and bainite,
The central tissue is composed of bainite and ferrite,
The volume ratio occupied by the bainite in the center is 20 to 80% by volume, and the remainder is occupied by ferrite,
Yield strength is 700 MPa ~ 900 Mpa, yield ratio is 1.25 ~ 1.5, uniform elongation is more than 5%,
When the reinforcing bar is manufactured, the center forms a bainite structure due to rapid cooling through the temp core cooling process,
When cooling the temp core, the line speed of the reinforcing bar is 5 to 20 m/sec, water pressure is 10 to 30 bar, and the water is cooled to 100 to 300㎥/hr,
The reinforcing bar is carbon (C) 0.18 to 0.40 wt%, manganese (Mn) 0.65 to 2.00 wt%, silicon (Si) 0.13 to 0.40 wt%, vanadium (V) more than 0 to 0.10 wt%, the remaining Fe and other inevitable Characterized in that it contains an impurity component
700 MPa grade reinforcing bar with excellent yield ratio and uniform elongation.
상기 템프코어 냉각단계에서 철근의 선속 5~20 m/sec로 하며, 수냉으로 수압 10~30 bar, 수량 100 ~ 300㎥/hr로 냉각시키고,
제조된 철근은 광학 현미경 또는 주사전자현미경으로 구분 가능한 표면부, 경계부 및 중심부를 포함하고,
상기 템프코어 냉각단계에서 상기 표면부는 모두 템퍼드 마르텐사이트 조직이 형성되고, 경계부에서는 템퍼드 마르텐사이트 및 베이나이트 조직이 형성되고, 상기 중심부의 조직에서 베이나이트 조직이 형성되고,
상기 복열단계에서 상기 중심부의 조직에서 생성된 베이나이트가 유지되어, 중심부의 조직에서, 베이나이트가 차지하는 부피비율이 20~80부피%이고, 나머지는 페라이트가 차지하고,
복열단계와 추가 냉각단계 이후에 철근은 항복강도가 700 MPa ~ 900 Mpa이며, 항복비가 1.25 ~ 1.5이고, 균일 연신율이 5%이상이고,
상기 철근용 빌렛 가열단계에서
상기 철근용 빌렛은 탄소(C) 0.18~0.40wt%, 망간(Mn) 0.65~2.00wt%, 규소(Si) 0.13~0.40wt%, 바나듐(V) 0초과~0.10wt%, 이하 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는
항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근 제조방법.
Billet heating step for reinforcing bars; Hot rolling step of manufacturing the heated billet into a reinforcing bar shape; Temp core cooling step of cooling a reinforcing bar-shaped rolled body in a tempcore; And a reheating step and an additional cooling step,
In the temp core cooling step, the line speed of the reinforcing bar is set at 5 to 20 m/sec, and the water pressure is cooled to 10 to 30 bar, and the quantity is 100 to 300㎥/hr by water cooling,
The manufactured reinforcing bar includes a surface portion, a boundary portion, and a central portion that can be distinguished by an optical microscope or a scanning electron microscope,
In the temper core cooling step, a tempered martensite structure is formed in all of the surface portions, a tempered martensite structure and a bainite structure are formed in the boundary portion, and a bainite structure is formed in the central structure,
In the reheating step, the bainite produced in the central tissue is maintained, and in the central tissue, the volume ratio occupied by bainite is 20 to 80% by volume, and ferrite occupies the rest,
After the reheating step and the additional cooling step, the rebar has a yield strength of 700 MPa ~ 900 Mpa, a yield ratio of 1.25 ~ 1.5, and a uniform elongation of 5% or more,
In the step of heating billets for rebar
The billet for reinforcing bars is carbon (C) 0.18 to 0.40 wt%, manganese (Mn) 0.65 to 2.00 wt%, silicon (Si) 0.13 to 0.40 wt%, vanadium (V) greater than 0 to 0.10 wt%, and the remaining Fe and Characterized in that it contains other inevitable impurity components
A 700 MPa-class rebar manufacturing method with excellent yield ratio and uniform elongation.
상기 복열단계에서 철근 중심부의 온도를 500 ~ 600℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 항복비와 균일연신율이 우수한 항복강도 700 MPa급 철근 제조방법.The method of claim 5,
A method for manufacturing a 700 MPa-grade reinforcing bar having excellent yield ratio and uniform elongation, characterized in that the temperature of the center of the reinforcing bar is maintained at 500 to 600°C in the reheating step.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180141344A KR102173920B1 (en) | 2018-11-16 | 2018-11-16 | 700MPa CLASS STEEL BAR HAVING EXCELLENT YIELD RATIO AND UNIFORM ELONGATION PROPERTY, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
| US16/617,559 US20200277681A1 (en) | 2018-11-16 | 2018-11-23 | 700MPa CLASS STEEL BAR HAVING EXCELLENT YIELD RATIO AND UNIFORM ELONGATION PROPERTY, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
| PCT/KR2018/014517 WO2020101096A1 (en) | 2018-11-16 | 2018-11-23 | Rebar having yield strength of 700-mpa class and excellent tensile-to-yield strength and uniform elongation, and method for manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180141344A KR102173920B1 (en) | 2018-11-16 | 2018-11-16 | 700MPa CLASS STEEL BAR HAVING EXCELLENT YIELD RATIO AND UNIFORM ELONGATION PROPERTY, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200057247A KR20200057247A (en) | 2020-05-26 |
| KR102173920B1 true KR102173920B1 (en) | 2020-11-04 |
Family
ID=70732152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180141344A KR102173920B1 (en) | 2018-11-16 | 2018-11-16 | 700MPa CLASS STEEL BAR HAVING EXCELLENT YIELD RATIO AND UNIFORM ELONGATION PROPERTY, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20200277681A1 (en) |
| KR (1) | KR102173920B1 (en) |
| WO (1) | WO2020101096A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112410677A (en) * | 2020-11-30 | 2021-02-26 | 武汉钢铁有限公司 | 500 MPa-grade hot-rolled spiral shell and production method thereof |
| CN114000051B (en) * | 2021-09-29 | 2022-05-10 | 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 | Ultra-fine grain HRB400E wire rod anti-seismic steel bar and preparation method thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102864374A (en) | 2012-08-15 | 2013-01-09 | 安阳龙腾特钢制造有限公司 | Low-yield ratio and high-strength stirrup provided with bainite structure and used for buildings and production process |
| KR101757591B1 (en) * | 2016-05-27 | 2017-07-12 | 현대제철 주식회사 | Method of manufacturing seismic-resistant steel deforemed bar |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10317100A (en) * | 1997-05-19 | 1998-12-02 | Nippon Steel Corp | Reinforcing bar with high strength and high toughness |
| KR100987347B1 (en) * | 2008-06-23 | 2010-10-12 | 동국제강주식회사 | Method for manufacturing high-strength deformed bar with low yield ratio |
| KR101153696B1 (en) * | 2009-12-23 | 2012-06-20 | 주식회사 포스코 | Steel Sheet having Excellent Yield Strength and Stretch Flange Ability and Manufacturing Method Thereof |
| KR101185242B1 (en) * | 2010-06-28 | 2012-09-21 | 현대제철 주식회사 | Method for producing of ultra high strength reinforcing steel |
| JP5782827B2 (en) * | 2011-05-24 | 2015-09-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | High compressive strength steel pipe for sour line pipe and manufacturing method thereof |
| WO2013065346A1 (en) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | Ｊｆｅスチール株式会社 | High-strength hot-rolled steel sheet having excellent bending characteristics and low-temperature toughness and method for producing same |
| JP5852549B2 (en) * | 2012-10-30 | 2016-02-03 | 株式会社神戸製鋼所 | Manufacturing method of hot-rolled steel sheet and rectangular tube structure having both bending workability and fatigue characteristics of welded joint |
| CN104018091B (en) * | 2014-06-18 | 2016-11-23 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | A kind of reinforcing bar and preparation method thereof |
| KR102057765B1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-12-19 | 현대제철 주식회사 | Steel reinforcement and method of manufacturing the same |
-
2018
- 2018-11-16 KR KR1020180141344A patent/KR102173920B1/en active IP Right Grant
- 2018-11-23 US US16/617,559 patent/US20200277681A1/en active Pending
- 2018-11-23 WO PCT/KR2018/014517 patent/WO2020101096A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102864374A (en) | 2012-08-15 | 2013-01-09 | 安阳龙腾特钢制造有限公司 | Low-yield ratio and high-strength stirrup provided with bainite structure and used for buildings and production process |
| KR101757591B1 (en) * | 2016-05-27 | 2017-07-12 | 현대제철 주식회사 | Method of manufacturing seismic-resistant steel deforemed bar |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020101096A1 (en) | 2020-05-22 |
| US20200277681A1 (en) | 2020-09-03 |
| KR20200057247A (en) | 2020-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101271974B1 (en) | High-strength steel having excellent cryogenic toughness and method for production thereof | |
| KR100973923B1 (en) | High strength steel for construction having excellent low temperature toughness | |
| EP3480332B1 (en) | High strength steel plate having excellent low yield ratio characteristics and low temperature toughness and method for manufacturing same | |
| KR101828713B1 (en) | Steel reinforcement and method of manufacturing the same | |
| CN110100027B (en) | Low yield ratio steel plate having excellent low temperature toughness and method for manufacturing same | |
| KR102173920B1 (en) | 700MPa CLASS STEEL BAR HAVING EXCELLENT YIELD RATIO AND UNIFORM ELONGATION PROPERTY, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
| KR101070132B1 (en) | Steel with Excellent Low-Temperature Toughness for Construction and Manufacturing Method Thereof | |
| KR101304822B1 (en) | Ultra high strength steel plate having excellent fatigue crack arrestability and manufacturing method the same | |
| KR101317275B1 (en) | Steel sheet having good low temperature toughness | |
| KR100856313B1 (en) | Wire material having excellent characteristics of formability and method of the same | |
| KR101518571B1 (en) | Non heat treated wire rod having excellent high strength and impact toughness and method for manafacturing the same | |
| KR102252106B1 (en) | Manufacturing method of seismic-resistant steel deforemed bar having yield strength of 620mpa grade or more and seismic-resistant steel deforemed bar having yield strength of 620mpa grade or more using the same | |
| KR100851176B1 (en) | Hot-rolled steel sheet for line pipe having low anisotropy of low temperature toughness and yield strength and the method for manufacturing the same | |
| KR101675677B1 (en) | Non-heated hot-rolled steel sheet and method of manufacturing the same | |
| KR100368218B1 (en) | A manufacturing process of a high strength steel with high temper soften resistance | |
| KR102674148B1 (en) | H-shaped steel and method of manufacturing the same | |
| KR102631771B1 (en) | Shape steel and method of manufacturing the same | |
| KR102463018B1 (en) | Steel wire rod with excellent impact toughness and its manufacturing method | |
| JP7254211B2 (en) | Ultra-high-strength reinforcing bars and method for manufacturing the same | |
| KR102404738B1 (en) | Steel sheet having high strength and high formability and method for manufacturing the same | |
| KR101185209B1 (en) | Using tempcore low yield ratio high tension of steel reinforcement manufacturing method | |
| KR102470032B1 (en) | Manufacturing method for alloy steel having excellent strength and elongation | |
| CN111542636B (en) | High-strength steel material having excellent low yield ratio characteristics and method for producing same | |
| KR100946046B1 (en) | Manufacturing of fine-grained low-carbon ferritic steels | |
| KR20230102796A (en) | Hot rolled steel sheet and method of manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |