KR102175367B1

KR102175367B1 - 충격인성이 향상된 냉간압조용 선재, 이를 이용한 가공품 및 이들의 제조방법

Info

Publication number: KR102175367B1
Application number: KR1020180165709A
Authority: KR
Inventors: 정병인
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-11-06
Also published as: KR20200076540A

Abstract

본 발명은 Si 함량을 줄이고 Mo, Ni 및 V를 첨가하여 강도 및 수소지연파괴 저항성을 확보함과 동시에 충격인성을 향상시킨 냉간압조용 선재, 이를 이용한 가공품 및 이들의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 충격인성이 향상된 냉간압조용 선재는 중량%로, C: 0.3 내지 0.5%, Si: 0.1 내지 0.3%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Cr: 0.5 내지 1.5%, Mo: 0.5 내지 1.5%, Ni: 0.5 내지 2.0%, V: 0.01 내지 0.2%, 나머지는 Fe 및 기타 불순물을 포함하고, 하기 식(1)을 만족한다.
식(1): Cr+2.7Mo+6V ≥ 3.56
(여기서, Cr, Mo, V는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

Description

충격인성이 향상된 냉간압조용 선재, 이를 이용한 가공품 및 이들의 제조방법{STEEL WIRE ROD FOR COLD FORGING WITH IMPROVED IMPACT TOUGHNESS, PROCESSED GOOD USING THE SAME, AND METHODS FOR MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 충격인성이 향상된 냉간압조용 선재, 이를 이용한 가공품 및 이들의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 Si 함량을 줄이고 Mo, Ni 및 V를 첨가하여 강도 및 수소지연파괴 저항성을 확보함과 동시에 충격인성을 향상시킨 냉간압조용 선재, 이를 이용한 가공품 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 냉간압조용 선재 제품은 선재, 냉간 신선, 구상화 열처리, 냉간 신선, 냉간 압조, 급냉 및 소려를 진행하여 기계 구조 및 자동차 부품 등으로 제조된다.

최근의 냉간압조용 가공품의 기술개발 동향은 열처리 및 가공공정 등을 생략한 공정 생략형 선재와 더불어 전세계적 자동차 연비 구제에 대응하기 위한 부품 경량화를 이룰 수 있는 고강도 냉간압조용 가공품 개발에 집중되고 있는 추세이다. 일 예로, 대기 환경 개선을 위한 전세계적인 자동차 연비 규제에 대응하기 위해 차량 경량화가 진행 중이며 이를 위해 엔진 등의 부품을 소형화, 고출력화하고 있다. 이러한 소형화, 고출력화 부품을 제조하기 위해서는 고강도 냉간압조용 가공품이 필요하다.

이러한 고강도 냉간압조용 가공품은 냉간 압조후 급냉, 소려 열처리를 진행하며 이 때 형성되는 미세조직인 템퍼드 마르텐사이트 조직은 1300MPa 이상의 고강도에서는 수소지연파괴에 매우 민감하여 사용이 어렵다.

　한편, 통상 소재의 강도와　인성은 서로 양립하기 어려운 성질로서, 통상 강도가 향상되면　인성이 감소하는 현상을 나타낸다.　

이에 강도 및 수소지연파괴 저항성을 확보함과 동시에 충격인성이 향상된 선재 및 이를 이용한 가공품의 개발이 필요하다.

본 발명은 냉간 단조성을 저해하지 않으면서 강도 및 충격인성이 향상된 냉간압조용 선재, 이를 이용한 가공품 및 이들의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 충격인성이 향상된 냉간압조용 선재는 중량%로, C: 0.3 내지 0.5%, Si: 0.1 내지 0.3%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Cr: 0.5 내지 1.5%, Mo: 0.5 내지 1.5%, Ni: 0.5 내지 2.0%, V: 0.01 내지 0.2%, 나머지는 Fe 및 기타 불순물을 포함하고, 하기 식(1)을 만족한다.

식(1): Cr+2.7Mo+6V ≥ 3.56

(여기서, Cr, Mo, V는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 선재의 미세조직은 면적분율로, 85 ~ OO%의 베이나이트, 2 내지 10%의 마르텐사이트 및 1 내지 5%의 펄라이트를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 선재의 평균 오스테나이트 결정립 사이즈는 30μm 이하일 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가공품은 중량%로, C: 0.3 내지 0.5%, Si: 0.1 내지 0.3%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Cr: 0.5 내지 1.5%, Mo: 0.5 내지 1.5%, Ni: 0.5 내지 2.0%, V: 0.01 내지 0.2%, 나머지는 Fe 및 기타 불순물을 포함하고, 하기 식(1)을 만족한다.

식(1): Cr+2.7Mo+6V ≥ 3.56

(여기서, Cr, Mo, V는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가공품의 미세조직은, 템퍼드 마르텐사이트 및 하부 베이나이트를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 템퍼링 열처리온도 500 내지 600℃ 범위에서, 상기 가공품의 인장강도는 1,400MPa 이상이고, 충격인성이 100J 이상일 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 충격인성이 향상된 냉간압조용 선재의 제조방법은 중량%로, C: 0.3 내지 0.5%, Si: 0.1 내지 0.3%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Cr: 0.5 내지 1.5%, Mo: 0.5 내지 1.5%, Ni: 0.5 내지 2.0%, V: 0.01 내지 0.2%, 나머지는 Fe 및 기타 불순물을 포함을 포함하고, 하기 식(1)을 만족하는 빌렛을 900 내지 1200℃에서 가열하는 단계; 상기 가열한 빌렛을 850 내지 1150℃에서 마무리 압연하고 권취하는 단계; 및 평균 오스테나이트 결정립 사이즈가 30μm 이하가 되도록, 상기 권취한 빌렛을 0.1 내지 0.5℃/s의 속도로 냉각하는 단계;를 포함한다.

식(1): Cr+2.7Mo+6V ≥ 3.56

(여기서, Cr, Mo, V는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 가공품의 제조방법은 중량%로, C: 0.3 내지 0.5%, Si: 0.1 내지 0.3%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Cr: 0.5 내지 1.5%, Mo: 0.5 내지 1.5%, Ni: 0.5 내지 2.0%, V: 0.01 내지 0.2%, 나머지는 Fe 및 기타 불순물을 포함을 포함하고, 하기 식(1)을 만족하는 선재를 850 내지 1050℃에서 가열하는 단계; 300 내지 350℃ 로 급냉 후, 300 ~ 600 초 동안 항온 열처리하는 단계; 상기 가열한 선재를 40 내지 70℃까지 냉각하는 단계; 및 상기 냉각한 선재를 500 내지 600℃에서 5000 내지 10000초간 가열하는 단계; 를 포함한다.

식(1): Cr+2.7Mo+6V ≥ 3.56

(여기서, Cr, Mo, V는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

본 발명의 실시예에 따른 냉간압조용 선재, 이를 이용한 가공품, 이들의 제조방법은 냉간단조성의 확보와 함께 강도 및 충격인성을 향상시킨 선재 및 이를 이용한 가공품을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들과 비교예들의 템퍼링 온도에 따른 인장강도를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예들과 비교예들의 템퍼링 온도에 따른 충격인성을 나타낸 그래프이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉간압조용 중량%로, C: 0.3 내지 0.5%, Si: 0.1 내지 0.3%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Cr: 0.5 내지 1.5%, Mo: 0.5 내지 1.5%, Ni: 0.5 내지 2.0%, V: 0.01 내지 0.2%, 나머지는 Fe 및 기타 불순물을 포함하고, 하기 식(1)을 만족한다.

식(1): Cr+2.7Mo+6V ≥ 3.56

(여기서, Cr, Mo, V는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

이하, 본 발명에 따른 냉간압조용 선재 및 이를 이용한 가공품에 포함되는 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 설명하면 다음과 같다. 하기 성분에 대한 %는 중량%를 의미한다.

C의 함량은 0.3 내지 0.5%이다.

C(탄소)는 제품의 강도를 확보하기 위해서 첨가되는 원소이다. C의 함량이 0.3% 미만일 경우에는 목표하는 강도를 확보하는 것이 어려우며, ??칭(Quenching), 템퍼링(Tempering) 열처리 후 충분한 소입성을 확보하기가 용이하지 않다. 이와 반대로 C의 함량이 0.5%를 초과하는 경우에는 탄화물이 과도하게 생성되어 피로수명이 저하되는 문제가 있어, 그 상한을 0.5%로 한정할 수 있다.

Si의 함량은 0.1 내지 0.3%이다.

Si(실리콘)는 강의 탈산을 위해서 사용될 뿐만 아니라, 고용 강화를 통한 강도 확보에 유리한 원소이다. 이에 따라 0.1% 이상을 첨가한다. 다만 그 함량이 과도할 경우, 냉간단조성을 저하시키는 문제가 있어, 그 상한을 0.3%한정할 수 있다.

Mn의 함량은 0.5 내지 1.0%이다.

Mn(망간)은 가공품의 소입성을 향상시켜 강도를 확보하는데 유리하며, 압연성을 증가시키고 취성을 감소시키는 원소이다. 이에 충분한 강도를 확보하기 위해 0.5% 이상 첨가한다. 다만 그 함량이 과도할 경우, 열간압연 이후 냉각 시에 경화 조직이 발생하기 쉽고 MnS 개재물이 다량으로 생성되어 피로 특성이 저하되는 문제가 있어, 그 상한을 1.0%로 한정할 수 있다.

Ni의 함량은 0.5 내지 2.0% 이다.

Ni(니켈)은 탄화물을 형성하지 않는 원소이다. Ni을 첨가하는 경우 페라이트, 펄라이트, 베이나이트의 변태를 지연시키고, 결과적으로 베이나이트 항온 열처리시 강도, 인성 조합이 상대적으로 열위한 상부 베이나이트 변태를 억제시킴과 동시에 강도, 인성 조합이 우수한 하부 베이나이트 미세조직을 충분히 확보할 수 있다. 즉, 하부 베이나이트 변태를 활성화시키는 효과가 있다.

Ni 함량이 0.5% 미만인 경우에는 베이나이트 nose가 충분히 장시간으로 이동되지 못하여, 냉각 중 상부 베이나이트 미세조직이 발생하기 쉽고, 베이나이트 변태 지연효과를 얻을 수 없다. 다만 그 함량이 과도할 경우, 변태 지연 효과가 과도하여 열처리 시간이 길어져 공정 효율을 확보할 수 없어, 그 상한을 2.0%로 한정할 수 있다.

Cr의 함량은 0.5 내지 1.5이다.

Cr(크롬)은 Mn과 함께 경화능 향상에 유효하고, 강의 내식성을 향상시키는 원소로 0.5% 이상 첨가할 수 있다. 다만 그 함량이 과도할 경우, 충격인성이 저하되고, 수소 지연파괴 저항성에 열위한 조대한 탄화물이 형성되는 문제가 있어, 그 상한을 1.5%로 한정할 수 있다.

Mo의 함량은 0.5 내지 1.5이다.

Mo(몰리브덴)는 미세한 탄화물의 석출에 의한 석출강화와 고용강화를 통해 소입성을 향상시키는 원소이다. Mo로 인한 소입성 향상은 Mn, Cr보다 효과적이다. Mo 함량이 0.5% 미만인 경우에는 충분한 소입이 이루어지지 않아 ??칭, 템퍼링 열처리 후 충분한 강도를 확보할 수 없다. 다만 그 함량이 과도할 경우, 소입성이 과도하게 높아져 ??칭 이후 가공품의 형상이 뒤틀어질 수 있기 때문에 이를 교정하기 위한 추가 공정이 필요한 문제가 있는 바 그 상한을 1.5%로 한정할 수 있다.

V 의 함량은 0.01 내지 0.2이다.

V(바나듐)는 VC, VN, V(C, N) 등의 미세탄화물을 형성하여 강의 조직을 미세화하는 원소이다. V의 함량이 0.01% 미만인 경우에는 모재 내 V 석출물의 분포가 적어 오스테나이트 입계를 고정시키지 못하여, 열처리 공정에서 템퍼링 시 결정립이 조대화되어 강도 저하가 발생할 수 있다. 다만 그 함량이 과도할 경우, 조대한 탄질화물이 형성되어 충격인성을 저하시키는 문제가 있어, 그 상한을 0.2%로 한정할 수 있다.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 불가피한 불순물로는 예를 들면, P(인), S(황) 등을 들 수 있다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.

본 발명자들은 Cr, Mo, V 사이의 관계가 특정 조건을 만족하는 경우, 냉간압조용 강의 강도 증대 및 수소지연파괴 저항성을 향상시킬 수 있음을 확인하고 다음과 같은 성분 관계식을 도출하였다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전술한 합금조성을 만족하는 냉간압조용 선재는 하기 식 (1)을 만족한다.

식(1): Cr+2.7Mo+6V ≥ 3.56

(여기서, Cr, Mo, V는 각 원소의 중량%를 의미한다.)

수소지연파괴 저항성을 향상시키기 위해서는 확산성 수소를 트랩할 수 있는 미세한 탄화물을 확보해야 한다. 수소를 트랩할 수 있는 미세탄화물로는 각각 Cr, Mo, V를 주성분으로 하는 CrC, MoC, VC 탄화물들이 있다. 이러한 탄화물의 개수를 일정 수준 확보해야만 템퍼링 온도 500 내지 600℃ 구간에서 1400MPa 이상의 강도를 확보함과 동시에 수소 트랩 효과도 극대화할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉간압조용 선재는 미세조직으로, 베이나이트, 마르텐사이트, 펄라이트를 포함하며, 면적분율로 베이나이트는 85 내지 97%이며, 마르텐사이트는 2 내지 10%이며, 펄라이트는 1 내지 5%일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 평균 오스테나이트 결정립 사이즈는 30㎛ 이하일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공품은 미세조직으로, 템퍼드 마르텐사이트 및 하부 베이나이트를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가공품의 인장강도는 1,400MPa 이상이고, 충격인성이 100J 이상일 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉간압조용 선재의 제조방법에 대해 설명한다.

상술한 성분계를 만족하는 빌렛을 가열한다. 빌렛의 가열은 900 내지 1200℃에서 진행된다.

가열한 빌렛을 80% 이상의 압연비 및 850 내지 1150℃의 조건하에서 마무리 압연할 수 있다. 압연 이후 빌렛을 권취하는 단계를 거친다.

압연한 빌렛을 0.1 내지 0.5℃/s의 속도로 냉각하여 평균 오스테나이트 결정립 사이즈가 30㎛ 이하가 되도록 제어한다. 냉각은 공냉으로 진행될 수 있다. 냉각 이후 선재의 미세조직은 베이나이트, 마르텐사이트, 펄라이트를 포함하며, 면적분율로 베이나이트는 85 내지 97%을 포함하며, 마르텐사이트는 2 내지 10%를 포함하며, 펄라이트는 1 내지 5% 를 포함할 수 있다.

이하, 전술한 냉간압조용 선재를 사용하여 가공품의 제조방법에 대해 설명한다.

이후 냉각된 선재를 850 내지 1050℃에서 가열한다. 가열시간은 3000 내지 4000초일 수 있다.

가열된 선재를 300 내지 350℃의 온도범위로 냉각속도 30℃/s 이상으로 급냉 후, 300 ~ 600 초 동안 항온 열처리하는 과정을 거친다. 냉각속도가 30℃/s 보다 느리면 상부 베이나이트가 생성되어 가공품의 물성이 저하되므로 30℃/s 이상의 냉각속도로 급냉하여야 한다.

가열한 선재를 40 내지 70℃까지 냉각, 즉 ??칭한다. 냉각은 오일에 담궈 진행될 수 있다.

냉각한 선재를 500 내지 600℃에서 5000 내지 10000초간 가열, 즉 템퍼링한다. 템퍼링 이후 가공품의 미세조직은 템퍼드 마르텐사이트 및 하부 베이나이트로 구성될 수 있다.

500℃ 이상의 고온에서 템퍼링 열처리되기 때문에 오스테나이트 결정립계의 얇은 필름 형태의 탄화물 생성을 방지하고 구형화된 탄화물이 결정립계 내외부에 분산 분포된다. 이에 따라 가공품의 수소지연파괴 저항성을 향상시킬 수 있다.

이하, 실시예들을 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예

하기 [표 1]의 조성을 가지는 빌렛을 900 내지 1200℃로 가열하고 마무리 온도를 1000℃로 하고 압연비를 80% 이상으로 하여 열간 압연을 진행하였다. 이후 냉각속도 0.1 내지 0.5℃/s로 공냉을 진행하였다. 열간 압연된 선재를 ASTM E8 규격에 맞게 인장시편을 가공한 후 920℃에서 3600초 동안 가열하고, 320℃로 급냉 후 400초 동안 항온 유지한 이후 50℃ 오일에 담궈 급냉시키고 이후 500 내지 600℃에서 5000 내지 10000초 동안 유지하는 템퍼링을 진행하고 인장시험을 실시하였다.

식(1)을 계산하여 표 2에 나타내었다.

구분	합금조성 (wt%)							식(1)
구분	C	Si	Mn	Cr	Mo	V	Ni	식(1)
실시예1	0.38	0.13	0.52	1.22	0.64	0.12	0.52	3.668
실시예2	0.47	0.25	0.89	1.02	0.85	0.05	1.85	3.615
실시예3	0.42	0.22	0.73	0.83	0.82	0.09	1.22	3.584
실시예4	0.43	0.27	0.91	0.98	0.54	0.19	1.33	3.578
실시예5	0.32	0.23	0.52	0.57	1.47	0.15	1.94	5.439
비교예1	0.39	0.13	0.53	1.20	0.61	0.13	0.35	3.627
비교예2	0.46	0.25	0.89	0.98	0.88	0.05	2.25	3.656
비교예3	0.39	0.12	0.54	1.01	0.65	0.11	0.61	3.425
비교예4	0.46	0.26	0.87	0.93	0.86	0.03	1.78	3.432
비교예5	0.42	0.23	0.71	0.87	0.72	0.09	1.25	3.354
비교예6	0.42	0.25	0.83	0.96	0.55	0.15	1.36	3.345
비교예7	0.33	0.24	0.53	0.53	1.08	0.01	1.91	3.506

하기 [표 2]는 상기 실시예와 비교예 선재의 오스테나이트 결정립 크기, 가공품의 인장강도, 충격인성을 기재한 도표이다.

구분	선재	가공품 (템퍼링 온도 600℃)
	결정립 크기 (㎛)	인장강도 (MPa)	Charpy U-notch energy (J/㎠)
	결정립 크기 (㎛)	인장강도 (MPa)	Charpy U-notch energy (J/㎠)	실시예 1	15	1435	119
실시예 2	29	1483	115
실시예 3	25	1445	123
실시예 4	12	1442	119
실시예 5	15	1470	141
비교예 1	16	1428	122
비교예 2	28	1485	112
비교예 3	24	1390	118
비교예 4	29	1371	113
비교예 5	25	1385	118
비교예 6	15	1398	119
비교예 7	30	1368	130

도 1은 본 발명의 실시예들과 비교예들의 템퍼링 온도에 따른 인장강도를 나타낸 그래프이고, 도 2는 본 발명의 실시예들과 비교예들의 템퍼링 온도에 따른 충격인성을 나타낸 그래프이다.

상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 실시예 1 내지 5의 식(1)의 값은 모두 3.56 이상으로, 도 1 및 도 2에서 확인할 수 있듯이 최종 가공품의 인장강도는 1,400MPa 이상이고, 충격인성이 100J 이상으로 나타났다.

반면, 비교예 1 및 비교예 2는 식(1)을 만족하지만, Ni 함량이 본 발명이 제시하는 범위를 벗어나, 충격인성이 100J 미만으로 나타났다.

특히, Ni 함량이 2%를 초과하는 비교예 2의 경우, 베이나이트 변태지연이 과도하여 충분한 하부 베이나이트를 확보하지 못하여 인성의 저하가 발생하였음을 확인할 수 있다.

표 1 및 도 1을 참조하면, 비교예 3 내지 7은 Ni 함량은 만족하지만, 식(1)의 값이 3.56 미만으로 나타나, 600℃부근에서 인장강도가 감소하여 1400MPa 미만의 인장강도를 가지는 것을 확인할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 고용강화를 일으켜 냉간단조성을 저해하는 Si의 함량을 최소로 하고, 강도 저하를 방지하기 위해 Mo를 첨가하고, 강도 증가 및 결정립 미세화를 위해 V를 첨가하여 ??칭(Quenching), 템퍼링(Tempering) 열처리 후 수소지연파괴 저항성을 확보하며, 하부 베이나이트 분율을 확보하기 위해 Ni을 첨가하여 충격인성을 향상시킬 수 있다.

또한, 이와 동시에 가열된 선재를 300 내지 350℃ 로 급냉 후, 300 ~ 600 초 동안 항온 열처리하여 하부 베이나이트 분율을 확보함으로써 충격인성을 향상시키고, 500 내지 600℃의 고온에서 템퍼링 열처리를 하고 V 첨가를 통해 결정립을 미세화하여 수소지연파괴 저항성 및 강도를 확보할 수 있다. 이에 따라 최종적으로 제조된 가공품은 템퍼링 열처리온도 500 내지 600℃ 범위에서 1400MPa 이상의 인장강도와, 100J 이상의 충격인성을 가질 수 있다.

상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

중량%로, C: 0.3 내지 0.5%, Si: 0.1 내지 0.3%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Cr: 0.5 내지 1.5%, Mo: 0.5 내지 1.5%, Ni: 0.5 내지 2.0%, V: 0.01 내지 0.2%, 나머지는 Fe 및 기타 불순물을 포함하고,
선재의 미세조직은 면적분율로, 85~97%의 베이나이트, 2 내지 10%의 마르텐사이트 및 1 내지 5%의 펄라이트를 포함하고,
하기 식(1)을 만족하며,
상기 선재의 평균 구오스테나이트 결정립 사이즈는 30μm 이하인 충격인성이 향상된 냉간압조용 선재.
식(1): Cr+2.7Mo+6V ≥ 3.56
(여기서, Cr, Mo, V는 각 원소의 중량%를 의미한다.)
삭제
삭제
중량%로, C: 0.3 내지 0.5%, Si: 0.1 내지 0.3%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Cr: 0.5 내지 1.5%, Mo: 0.5 내지 1.5%, Ni: 0.5 내지 2.0%, V: 0.01 내지 0.2%, 나머지는 Fe 및 기타 불순물을 포함하고,
하기 식(1)을 만족하며,
템퍼링 열처리온도 500 내지 600℃범위에서, 인장강도는 1,400MPa 이상이며, 충격인성이 100J 이상이며,
미세조직은,
템퍼드 마르텐사이트 및 하부 베이나이트를 포함하는 가공품.
식(1): Cr+2.7Mo+6V ≥ 3.56
(여기서, Cr, Mo, V는 각 원소의 중량%를 의미한다.)
삭제
삭제
중량%로, C: 0.3 내지 0.5%, Si: 0.1 내지 0.3%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Cr: 0.5 내지 1.5%, Mo: 0.5 내지 1.5%, Ni: 0.5 내지 2.0%, V: 0.01 내지 0.2%, 나머지는 Fe 및 기타 불순물을 포함을 포함하고, 하기 식(1)을 만족하는 빌렛을 900 내지 1200℃에서 가열하는 단계;
상기 가열한 빌렛을 850 내지 1150℃에서 마무리 압연하고 권취하는 단계; 및
평균 오스테나이트 결정립 사이즈가 30μm 이하가 되도록, 상기 권취한 선재를 0.1 내지 0.5℃/s의 속도로 냉각하는 단계;를 포함하는 충격인성이 향상된 냉간압조용 선재의 제조방법.
식(1): Cr+2.7Mo+6V ≥ 3.56
(여기서, Cr, Mo, V는 각 원소의 중량%를 의미한다.)
중량%로, C: 0.3 내지 0.5%, Si: 0.1 내지 0.3%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Cr: 0.5 내지 1.5%, Mo: 0.5 내지 1.5%, Ni: 0.5 내지 2.0%, V: 0.01 내지 0.2%, 나머지는 Fe 및 기타 불순물을 포함을 포함하고, 하기 식(1)을 만족하는 선재를 850 내지 1050℃에서 가열하는 단계;
300 내지 350℃ 로 급냉 후, 300 ~ 600 초 동안 항온 열처리하는 단계;
상기 항온 열처리된 선재를 40 내지 70℃까지 냉각하는 단계; 및
상기 냉각한 선재를 500 내지 600℃에서 5000 내지 10000초간 가열하는 단계; 를 포함하는 가공품의 제조방법.
식(1): Cr+2.7Mo+6V ≥ 3.56
(여기서, Cr, Mo, V는 각 원소의 중량%를 의미한다.)