KR102229284B1 - Wire rod for high strength steel fiber, high strength steel fiber and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 명세서에서는 고강도 강섬유용 선재, 고강도 강섬유 및 이들의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 극저탄소강을 이용하여 1500MPa 이상의 고강도를 확보할 수 있는 강섬유용 선재, 강섬유 및 이들의 제조방법을 개시한다.
개시되는 강섬유용 선재의 일 실시예에 따르면 강섬유용 선재는 중량%로, 중량%로, C: 0 초과 0.009% 이하, Si: 0.07 내지 0.25%, Mn: 0.5 내지 2.0%, P: 0.05 내지 0.2%, S: 0.03% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 횡단면의 미세조직은 평균 결정립 크기가 70㎛ 이상인 페라이트가 면적분율로 99.5% 이상으로 분포된다.
The present specification relates to a high-strength steel fiber wire, a high-strength steel fiber, and a manufacturing method thereof, and in detail, a steel fiber wire, a steel fiber, and a manufacturing method thereof capable of securing a high strength of 1500 MPa or more using ultra-low carbon steel are disclosed.
According to an embodiment of the disclosed steel fiber wire rod, the steel fiber wire is in weight %, in weight %, C: greater than 0, 0.009% or less, Si: 0.07 to 0.25%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.05 to 0.2 %, S: 0.03% or less, containing the remaining Fe and unavoidable impurities, and the microstructure of the cross-section is distributed in an area fraction of 99.5% or more of ferrite having an average grain size of 70 μm or more.

Description

고강도 강섬유용 선재, 고강도 강섬유 및 이들의 제조 방법 {WIRE ROD FOR HIGH STRENGTH STEEL FIBER, HIGH STRENGTH STEEL FIBER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}Wire rod for high strength steel fiber, high strength steel fiber, and manufacturing method thereof {WIRE ROD FOR HIGH STRENGTH STEEL FIBER, HIGH STRENGTH STEEL FIBER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 고강도 강섬유용 선재, 고강도 강섬유 및 이들의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 극저탄소강을 이용하여 1500MPa 이상의 고강도를 확보할 수 있는 강섬유용 선재, 강섬유 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wire rod for high-strength steel fiber, a high-strength steel fiber, and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a wire rod for steel fiber, a steel fiber, and a method of manufacturing the same, capable of securing a high strength of 1500 MPa or more using ultra-low carbon steel. .

통상적으로 강섬유는 터널 공사 시 내부 토압을 지탱하는 콘크리트 보강용으로 사용된다. 강섬유로 사용되는 재질로는 저탄소강, 중/고탄소강이 있으며, 통상적으로 0.1중량% 이하의 저탄소강이 약 1000MPa의 낮은 강도가 요구되는 제품에, 0.3 내지 0.7중량%의 중/고탄소강이 약 1500MPa 이상의 고강도가 요구되는 제품에 사용된다. Typically, steel fibers are used for reinforcing concrete to support the internal earth pressure during tunnel construction. Materials used as steel fibers include low carbon steel, medium/high carbon steel, and generally, low carbon steel of 0.1% by weight or less is required for products requiring low strength of about 1000 MPa, and medium/high carbon steel of 0.3 to 0.7% by weight is weak. It is used for products requiring high strength of 1500 MPa or more.

강섬유에 우선적으로 요구되는 특성은 강도이고, 최근 유럽을 중심으로 제품의 고강도화가 진행되고 있다. 국내와는 다른 암반 특성 그리고 대도시화에 따른 지하 및 해저 터널 공사가 진행되고 있기 때문이며, 제품 고강도화를 통해 공사비 절감, 기간단축 등의 효과를 가져올 수 있기 때문이다.The first characteristic required for steel fibers is strength, and in recent years, high strength of products is progressing mainly in Europe. This is because the construction of underground and submarine tunnels is underway due to the characteristics of rock masses different from those in Korea, and it is possible to bring effects such as reduction of construction cost and period through high-strength products.

강섬유는 콘크리트 내부에 사용되는 보강재이기 때문에, 상대적으로 고가인 경강선, 피아노선은 가격 경쟁력이 낮으며, 강섬유를 제조하는 업체 대부분은 피아노선을 열처리할 수 있는 설비 또한 없어 사용에도 제약이 따른다.Since steel fiber is a reinforcing material used inside concrete, relatively expensive hard steel wires and piano wires have low price competitiveness, and most of the steel fiber manufacturers do not have facilities capable of heat treatment of piano wires, so their use is also limited.

탄소강에서 강도를 증가시키는 방법으로는 Hall-Petch Eq.에 따라 미세한 결정립을 갖게 하는 방법과, 고용강화를 이용한 방법이 있다. C 증량 또는 Si, Mn 등의 첨가 등은 제품 고강도화에 효과적인 방법으로 알려져 있다.Methods of increasing the strength in carbon steel include a method of making fine grains according to Hall-Petch Eq. and a method using solid solution strengthening. Increasing C or adding Si or Mn is known as an effective method for enhancing product strength.

그러나, Si, Mn 등의 첨가는 원소재의 비용을 증가시켜 가격 경쟁력이 저하되는 문제점이 있다. 또한, C함량의 증가에 따라 형성된 펄라이트 조직은 경한 상(hard phase)로서 98% 이상의 높은 가공량을 필요로 하는 강섬유를 제조 시에 균열을 유발할 수 있는 문제점이 있다.However, the addition of Si and Mn increases the cost of the raw material, thereby reducing price competitiveness. In addition, the pearlite structure formed with the increase of the C content is a hard phase, and there is a problem in that it may cause a crack in manufacturing a steel fiber that requires a high processing amount of 98% or more.

0001)한국 공개특허공보 제2008-0054336호 (공개일자: 2003년07월02일)0001) Korean Patent Application Publication No. 2008-0054336 (Publication date: July 2, 2003)

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 극저탄소강을 이용하여 1500MPa 이상의 고강도를 확보할 수 있는 강섬유용 선재, 강섬유 및 이들의 제조방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above-described problem, the present invention is to provide a wire rod for steel fiber, a steel fiber, and a manufacturing method thereof capable of securing a high strength of 1500 MPa or more by using an ultra-low carbon steel.

상술한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유용 선재는 중량%로, C: 0 초과 0.009% 이하, Si: 0.07 내지 0.25%, Mn: 0.5 내지 2.0%, P: 0.05 내지 0.2%, S: 0.03% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 횡단면의 미세조직은 평균 결정립 크기가 70㎛ 이상인 페라이트가 면적분율로 99.5% 이상으로 분포된다.As a means for achieving the above object, the wire rod for high-strength steel fiber according to an example of the present invention is in weight%, C: more than 0, 0.009% or less, Si: 0.07 to 0.25%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.05 To 0.2%, S: 0.03% or less, the remaining Fe and unavoidable impurities are included, and the microstructure of the cross-section is distributed in an area fraction of 99.5% or more of ferrite having an average grain size of 70 μm or more.

본 발명의 각 고강도 강섬유용 선재에 있어서, 중량%로, Sb: 0.03 내지 0.08%로 더 포함할 수 있다.In each of the wire rods for high-strength steel fibers of the present invention, it may further include in weight %, Sb: 0.03 to 0.08%.

본 발명의 각 고강도 강섬유용 선재에 있어서, 인장강도는 500MPa 이상일 수 있다.In each of the high-strength steel fiber wire rods of the present invention, the tensile strength may be 500 MPa or more.

본 발명의 각 고강도 강섬유용 선재에 있어서, 단면감소율이 60% 이상일 수 있다.In each of the high-strength steel fiber wire rods of the present invention, the cross-sectional reduction rate may be 60% or more.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유용 선재의 제조방법은 중량%로, C: 0 초과 0.009% 이하, Si: 0.07 내지 0.25%, Mn: 0.5 내지 2.0%, P: 0.05 내지 0.2%, S: 0.03% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 1000~1200℃의 가열로에서 90~120분 유지한 후 압연하는 단계, 850~950℃의 온도범위에서 권취하는 단계 및 상기 권취한 온도에서 180 내지 220℃까지 10℃/초 이상의 속도로 냉각하는 단계를 포함한다.In addition, as a means for achieving the above object, the method for manufacturing a wire rod for high strength steel fibers according to an example of the present invention is in weight%, C: more than 0, 0.009% or less, Si: 0.07 to 0.25%, Mn: 0.5 to 2.0 %, P: 0.05 to 0.2%, S: 0.03% or less, maintaining the billet containing the remaining Fe and inevitable impurities in a heating furnace at 1000 to 1200°C for 90 to 120 minutes and then rolling, a temperature of 850 to 950°C And cooling at a rate of 10° C./sec or more to 180 to 220° C. at the coiled temperature in the range.

본 발명의 각 고강도 강섬유용 선재의 제조방법에 있어서, 상기 냉각하는 단계는 상기 권취한 온도에서 280 내지 320℃까지 10 내지 15℃/초의 속도로 냉각한 다음, 180 내지 220℃까지 30℃/초 이상의 속도로 냉각하는 것을 포함할 수 있다. In the method of manufacturing a wire rod for each high strength steel fiber of the present invention, the cooling step is performed at a rate of 10 to 15° C./sec to 280 to 320° C. at the coiled temperature, and then 30° C./sec to 180 to 220° C. It may include cooling at a higher rate.

본 발명의 각 고강도 강섬유용 선재의 제조방법에 있어서, 상기 빌렛은 중량%로, Sb: 0.03 내지 0.08%로 더 포함할 수 있다.In the method of manufacturing a wire rod for each high-strength steel fiber of the present invention, the billet may further include a weight percent, Sb: 0.03 to 0.08%.

본 발명의 각 고강도 강섬유용 선재의 제조방법에 있어서, 상기 압연하는 단계는 900~1100℃의 온도범위에서 조압연, 사상압연을 순차적으로 수행하는 것을 포함할 수 있다. In the method of manufacturing a wire rod for each high strength steel fiber of the present invention, the rolling may include sequentially performing rough rolling and finishing rolling in a temperature range of 900 to 1100°C.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유는 중량%로, C: 0 초과 0.009% 이하, Si: 0.07 내지 0.25%, Mn: 0.5 내지 2.0%, P: 0.05 내지 0.2%, S: 0.03% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 인장강도*단면적*0.008의 하중 인가 시 비틀림 횟수가 40회 이상이다.In addition, as a means for achieving the above object, the high-strength steel fiber according to an example of the present invention is in weight %, C: more than 0, 0.009% or less, Si: 0.07 to 0.25%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.05 To 0.2%, S: 0.03% or less, the remaining Fe and unavoidable impurities are included, and the number of twists is 40 or more when a load of tensile strength * cross-sectional area * 0.008 is applied.

본 발명의 각 고강도 강섬유에 있어서, 중량%로, Sb: 0.03 내지 0.08%로 더 포함할 수 있다.In each of the high-strength steel fibers of the present invention, in weight percent, Sb: may further include 0.03 to 0.08%.

본 발명의 각 고강도 강섬유에 있어서, 인장강도는 1500MPa 이상일 수 있다.In each of the high-strength steel fibers of the present invention, the tensile strength may be 1500 MPa or more.

본 발명의 각 고강도 강섬유에 있어서, 단면감소율이 60% 이상일 수 있다.In each of the high-strength steel fibers of the present invention, the cross-sectional reduction rate may be 60% or more.

본 발명의 각 고강도 강섬유에 있어서, 상기 강섬유를 황산 5% 용액에 1시간 침지한 후 형성된 부식 피트(pit)의 최대 깊이가 10㎛ 이하일 수 있다.In each of the high-strength steel fibers of the present invention, the maximum depth of the corrosion pit formed after immersing the steel fiber in a 5% sulfuric acid solution for 1 hour may be 10 μm or less.

본 발명의 실시예에 따르면 1500MPa 이상의 고강도 강섬유를 제공할 수 있으며, 보다 상세하게는 신선성 및 강도 확보를 위하여 C함량이 0.009중량% 이하인 극저탄소강을 기반으로 하여 전체 페라이트 조직을 구성하고, 고용강화 원소인 P를 통한 강도 증가와 Sb 첨가를 통한 산화물 입계 형성으로 결정립 미세화로 강도 및 비틀림 특성 증가된 고강도 강섬유 선재, 강선 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a high-strength steel fiber of 1500 MPa or more, and more specifically, to secure freshness and strength, a total ferrite structure is formed based on ultra-low carbon steel having a C content of 0.009% by weight or less, and solid solution It is possible to provide a high-strength steel fiber wire, a steel wire, and a method of manufacturing the same, with increased strength and torsion characteristics by refining grains by increasing the strength through P as a reinforcing element and forming oxide grain boundaries through the addition of Sb.

본 발명의 실시예에 따른 고강도 강섬유는 공사기간 단축 및 원가 절감의 효과가 있다.The high-strength steel fiber according to the embodiment of the present invention has the effect of shortening the construction period and reducing the cost.

도 1a는 발명예 1의 강섬유용 선재의 횡단면 미세조직 사진이다.
도 1b는 발명예 4의 강섬유용 선재의 횡단면 미세조직 사진이다.
1A is a cross-sectional microstructure photograph of a wire rod for steel fibers of Inventive Example 1. FIG.
1B is a cross-sectional microstructure photograph of the steel fiber wire rod of Inventive Example 4.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술사상이 이하에서 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the art.

본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 예시를 설명하기 위하여 사용되는 것이다. 때문에 가령 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수여야만 하는 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다. 덧붙여, 본 출원에서 사용되는 "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 명확히 지칭하기 위하여 사용되는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것의 존재를 예비적으로 배제하고자 사용되는 것이 아님에 유의해야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific examples. So, for example, a singular expression includes a plural expression unless the context clearly has to be singular. In addition, terms such as "include" or "include" used in the present application are used to clearly refer to the existence of features, steps, functions, components or combinations thereof described in the specification, but other features It should be noted that it is not used to preliminarily exclude the presence of elements, steps, functions, components, or combinations thereof.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한, 특정 용어가 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 가령, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Meanwhile, unless otherwise defined, all terms used in the present specification should be viewed as having the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Therefore, unless clearly defined in the specification, a specific term should not be interpreted as an excessively ideal or formal meaning. For example, in the present specification, expressions in the singular include plural expressions unless the context clearly has exceptions.

또한, 본 명세서의 "약", "실질적으로" 등은 언급한 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.In addition, "about", "substantially" and the like in the present specification are used in or close to the numerical value when manufacturing and material tolerances specific to the stated meaning are presented, and are accurate to aid understanding of the present invention. Or absolute figures are used to prevent unreasonable use of the stated disclosure by unconscionable infringers.

본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유용 선재는 중량%로, C: 0 초과 0.009% 이하, Si: 0.07 내지 0.25%, Mn: 0.5 내지 2.0%, P: 0.05 내지 0.2%, S: 0.03% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다. 또한, 일 예에 따르면, 상기 선재는 중량%로, Sb: 0.03 내지 0.08%로 더 포함할 수 있다.The wire rod for high-strength steel fibers according to an example of the present invention is in wt%, C: greater than 0, 0.009% or less, Si: 0.07 to 0.25%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.05 to 0.2%, S: 0.03% or less , The remaining Fe and unavoidable impurities. In addition, according to an example, the wire rod may be further included in a weight %, Sb: 0.03 to 0.08%.

한편, 상기 고강도 강섬유용 선재를 건식, 습식 신선하여 동일한 합금조성을 가진 고강도 강섬유로 제조하기 때문에 강섬유의 합금조성을 한정한 이유에 대한 설명은 중복되므로 생략하나, 당해 기술분야의 통상의 기술자가 명확히 이해할 수 있는 범위에서 고강도 강섬유용 선재의 합금조성을 한정한 이유와 마찬가지로 동일하게 해석될 수 있다. On the other hand, since the high-strength steel fiber wire is made of high-strength steel fibers having the same alloy composition by dry and wet drawing, the explanation of the reason for limiting the alloy composition of the steel fibers is redundant, so it is omitted, but it can be clearly understood by those skilled in the art. It can be interpreted in the same way as the reason for limiting the alloy composition of the high-strength steel fiber wire within the range.

이하에서는 상기 합금조성에 대해서 한정한 이유에 대하여 구체적으로 설명한다. 하기 성분조성은 특별한 기재가 없는 한 모두 중량%를 의미한다.Hereinafter, the reasons for limiting the alloy composition will be described in detail. All of the following component compositions refer to% by weight unless otherwise specified.

탄소(C): 0 초과 0.009중량% 이하Carbon (C): more than 0 and 0.009% by weight or less

C는 세멘타이트를 구성하는 원소로 펄라이트 조직을 형성할 때 강도를 효과적으로 향상시키는 원소이다. 그러나, C함량이 과도하면 펄라이트 조직이 페라이트 사이에 형성되어 신선 가공 중 단선을 유발할 수 있는 문제점이 있다. 또한, C함량이 과도한 경우 경한 상과 연한 상간의 입계가 더욱 명확해짐에 따라 내입계 내식성이 저하되는 문제점이 있다.C is an element constituting cementite and is an element that effectively improves strength when forming a pearlite structure. However, if the C content is excessive, a pearlite structure is formed between ferrites, which may cause disconnection during wire drawing. In addition, when the C content is excessive, as the grain boundary between the hard phase and the soft phase becomes more clear, there is a problem in that the grain boundary corrosion resistance is deteriorated.

본 발명에서는 상술한 문제점을 방지하기 위해 C함량의 상한을 0.009중량%로 제어한다.In the present invention, in order to prevent the above-described problems, the upper limit of the C content is controlled to 0.009% by weight.

실리콘(Si): 0.07 내지 0.25중량%Silicon (Si): 0.07 to 0.25% by weight

Si은 0.1중량% 증가 시 인장강도를 약 15~20MPa 증가시켜 페라이트 경화형 원소이며, 용강 내 산소를 제거하는 탈산제 역할을 한다. Si함량이 0.07중량% 미만이면 탈산제 역할을 충분히 수행하기 어렵고, Si 함량이 0.25중량%를 초과하게 되면 페라이트 경화에 의한 습식 신선 시 단선 가능성이 증가하기 때문에 그 이하로 유지하는 것이 바람직하다.Si is a ferrite-hardening element by increasing the tensile strength by about 15 to 20 MPa when increasing 0.1% by weight, and acts as a deoxidizer to remove oxygen in the molten steel. If the Si content is less than 0.07% by weight, it is difficult to sufficiently perform the role of the deoxidizing agent, and if the Si content exceeds 0.25% by weight, the possibility of disconnection during wet drawing due to ferrite hardening increases, so it is preferable to keep it below that.

망간(Mn): 0.5 내지 2.0중량%Manganese (Mn): 0.5 to 2.0% by weight

Mn은 소입성 향상 및 강 중 S을 제어하기 위해 사용되는 원소이며, 또한 페라이트 강에서 Mn은 0.1중량% 증가 시 강도를 약 5~10MPa 증가시킨다. Mn함량이 0.5중량% 미만이면 소입성 및 목표로 하는 강도 확보가 어렵고, Mn함량이 2.0중량%를 초과하게 되면 편석에 의한 가공 단선이 발생하기 때문에 그 이하로 유지하는 것이 바람직하다.Mn is an element used to improve hardenability and control S in steel, and in ferritic steel, when Mn increases by 0.1% by weight, the strength increases by about 5 to 10 MPa. If the Mn content is less than 0.5% by weight, it is difficult to secure the hardenability and the target strength, and if the Mn content exceeds 2.0% by weight, it is preferable to keep the amount below that, because work disconnection due to segregation occurs.

인(P): 0.05 내지 0.2중량%Phosphorus (P): 0.05 to 0.2% by weight

P는 0.1중량% 첨가 시 강도를 약 90MPa 증가시키는 고용강화 원소이나, 통상적으로 P는 강 중 C함량이 높을 경우 입계 편석을 유도할 수 있고, 입계에 FeP로 형성될 수 있으며, 이로 인하여 신선 중 단선을 유발시킬 수 있는 것으로 알려져 있다.P is a solid solution strengthening element that increases the strength by about 90 MPa when 0.1% by weight is added, but in general, P can induce grain boundary segregation when the C content in the steel is high, and may be formed as FeP at the grain boundary. It is known to cause disconnection.

그러나, 본 발명에서는 C함량이 0.009중량% 이하인 극저탄소강을 대상으로 하여 입계 편석이 방지되며, 냉각 조건을 제어하여 FeP의 형성을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명은 P를 강 중에 적극 첨가하여 고용강화 효과를 확보할 수 있게 된다. 또한, 이에 따라 본 발명에서는 C함량에 따른 강도 저하를 P의 적극 첨가로 보상할 수 있게 된다. 또한, 첨가된 P는 고용 상태로 입내에 대부분 존재하여 내입계 내식성을 향상시킬 수 있다.However, in the present invention, grain boundary segregation is prevented by targeting an ultra-low carbon steel having a C content of 0.009% by weight or less, and the formation of FeP can be suppressed by controlling the cooling conditions. Therefore, in the present invention, it is possible to secure a solid solution strengthening effect by actively adding P to the steel. In addition, accordingly, in the present invention, it is possible to compensate for the decrease in strength according to the C content by actively adding P. In addition, the added P is mostly present in the grain in a solid solution state, so that the intergranular corrosion resistance can be improved.

상술한 효과를 위해 본 발명에서 P는 0.05중량% 이상 첨가하여 목표 강도를 확보하며, 내식성을 향상시킨다. 다만, 그 함량이 0.2중량%를 초과하는 경우에는 페라이트 경도가 크게 증가하여 오히려 신선 중 단선을 유발할 수 있으므로, P함량을 0.2중량% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.For the above-described effect, in the present invention, P is added in an amount of 0.05% by weight or more to secure a target strength and improve corrosion resistance. However, if the content exceeds 0.2% by weight, the ferrite hardness increases significantly and may cause disconnection during wire drawing, so it is preferable to control the P content to 0.2% by weight or less.

황(S): 0.03중량% 이하Sulfur (S): 0.03% by weight or less

S는 다량 함유 시 입계에 MnS 개재물이 발생하여 가공성을 저하시키므로 그 함량을 0.03중량% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.When S is contained in a large amount, MnS inclusions are generated at the grain boundaries, which lowers the workability, so it is preferable to control the content to 0.03% by weight or less.

또한, 상술한 성분 외에 본 발명은 비틀림 특성을 향상시키기 위하여 안티몬(Sb)을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 이하, 안티몬 함량을 한정한 이유에 대하여 설명한다.In addition, in addition to the above-described components, the present invention may optionally further include antimony (Sb) in order to improve torsional properties. Hereinafter, the reason for limiting the antimony content will be described.

안티몬(Sb): 0.03 내지 0.08중량%Antimony (Sb): 0.03 to 0.08% by weight

Sb는 Sb 산화물로 오스테나이트 결정립계에 편석되어 고온 압연 시 오스테나이트 결정립 크기를 미세화시킬 수 있으며, 상기 미세화된 오스테나이트 결정립에서 냉각되면서 변태된 페라이트 결정립 크기 또한 미세화되며, 그에 따라 강도 상승의 효과가 있다. Sb is an Sb oxide that is segregated at the austenite grain boundary, so that the austenite grain size can be refined during high-temperature rolling, and the ferrite grain size transformed by cooling in the micronized austenite grain is also refined, thereby increasing strength. .

또한, 본 발명에서는 비틀림 특성의 향상을 위해 Sb를 첨가한다. 결정면이 신선방향[001]으로 회전할 때, Sb의 첨가로 미세화된 페라이트 결정립은 입계 사이 결함, 보이드(void) 등이 상대적으로 낮아 회전하는데 부하(응력)이 작으므로, 강재의 비틀림 특성이 향상된다. In addition, in the present invention, Sb is added to improve torsional properties. When the crystal plane rotates in the drawing direction [001], the ferrite grains refined by the addition of Sb rotate with relatively low intergranular defects and voids, but the load (stress) is small, so the torsion characteristics of the steel are improved. do.

상술한 효과를 위해 본 발명에서는 Sb을 0.03중량% 이상으로 첨가하여, 페라이트 결정립의 미세화로 인한 비틀림 특성을 확보한다. 그러나, Sb함량이 0.1중량% 이상인 경우에는 오스테나이트 결정립계에 편석되는 Sb 산화물의 양이 많아져 Sb 클러스터를 형성하고, 이는 연성을 악화시켜 취성 파괴를 초래할 수 있으므로, 그 함량을 0.1중량% 미만으로 제어하는 것이 바람직하다. 일 예에 따르면 신선 가공성을 위해 보다 바람직하게는, Sb함량의 상한을 0.08중량% 이하로 제어한다.For the above-described effect, in the present invention, Sb is added in an amount of 0.03% by weight or more, thereby securing torsion characteristics due to refinement of ferrite grains. However, when the Sb content is 0.1% by weight or more, the amount of Sb oxide segregated at the austenite grain boundary increases to form Sb clusters, which may deteriorate ductility and cause brittle fracture, so the content is less than 0.1% by weight. It is desirable to control. According to an example, more preferably, the upper limit of the Sb content is controlled to be 0.08% by weight or less for wire drawing processability.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조 과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 상기 불순물들은 통상의 제조 과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다. The remaining component of the present invention is iron (Fe). However, since unintended impurities from raw materials or the surrounding environment may inevitably be mixed in a typical manufacturing process, this cannot be excluded. Since the impurities are known to anyone of ordinary skill in the manufacturing process, all the contents are not specifically mentioned in the present specification.

상술한 합금조성을 가진 본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유용 선재의 횡단면의 미세조직은 평균 결정립 크기가 70㎛ 이상인 페라이트가 면적분율로 99.5% 이상으로 분포될 수 있다. 본 발명에 따르면, 고강도 강섬유용 선재는 C함량 0.009중량% 이하인 극저탄소강을 이용하여 신선 가공 시 단선을 유발할 수 있는 펄라이트 조직을 제한하고, 상기와 같이 강의 주 조직이 페라이트로 이루어지게 된다. In the microstructure of the cross-section of the wire rod for high strength steel fibers according to an example of the present invention having the above alloy composition, ferrite having an average grain size of 70 μm or more may be distributed in an area fraction of 99.5% or more. According to the present invention, the wire rod for high-strength steel fibers uses ultra-low carbon steel having a C content of 0.009% by weight or less to limit the pearlite structure that can cause disconnection during wire drawing, and the main structure of the steel is made of ferrite as described above.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유용 선재는 인장강도가 500MPa 이상일 수 있다.In addition, the high strength steel fiber wire rod according to an example of the present invention may have a tensile strength of 500 MPa or more.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유용 선재는 단면감소율(RA)이 60% 이상일 수 있다.In addition, the wire rod for high-strength steel fibers according to an example of the present invention may have a cross-sectional reduction ratio (RA) of 60% or more.

이하에서는 본 발명의 고강도 강섬유용 선재의 제조방법에 대해 먼저 설명한 다음, 고강도 강섬유의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a high-strength steel fiber wire rod according to the present invention will be first described, and then a detailed description will be given of a method of manufacturing a high-strength steel fiber.

본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유용 선재의 제조방법은 중량%로, C: 0 초과 0.009% 이하, Si: 0.07 내지 0.25%, Mn: 0.5 내지 2.0%, P: 0.05 내지 0.2%, S: 0.03% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 1000~1200℃의 가열로에서 90~120분 유지한 후 압연하는 단계, 850~950℃의 온도범위에서 권취하는 단계 및 상기 권취온도에서 180 내지 220℃까지 10℃/초 이상의 속도로 냉각하는 단계를 포함한다. 일 예에 따르면, 상기 빌렛은 중량%로, Sb: 0.03 내지 0.08%로 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing a wire rod for high strength steel fibers according to an embodiment of the present invention is in weight%, C: more than 0, 0.009% or less, Si: 0.07 to 0.25%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.05 to 0.2%, S: Rolling after maintaining the billet containing 0.03% or less, remaining Fe and inevitable impurities in a heating furnace at 1000 to 1200°C for 90 to 120 minutes, winding at a temperature range of 850 to 950°C, and 180 at the coiling temperature And cooling to 220° C. at a rate of 10° C./sec or more. According to an example, the billet may be further included in a weight percent, Sb: 0.03 to 0.08%.

상술한 합금조성을 갖는 빌렛을 가열로에서 상술한 온도범위 및 시간 동안 가열하여 강도 확보를 위한 고용강화 원소를 충분히 고용할 수 있다. 이이서 가열된 빌렛을 통상적인 압연 조건에서 압연한다. 본 발명의 일 예에 따르면 상기 압연하는 단계는 900~1100℃의 온도범위에서 조압연, 사상압연을 순차적으로 수행하는 것을 포함할 수 있다.The billet having the above alloy composition is heated in a heating furnace for the above-described temperature range and time to sufficiently dissolve a solid solution strengthening element for securing strength. Then, the heated billet is rolled under normal rolling conditions. According to an example of the present invention, the rolling may include sequentially performing rough rolling and finishing rolling in a temperature range of 900 to 1100°C.

또한, 본 발명의 일 예에 따르면 상기 냉각하는 단계는 상기 권취온도에서 280 내지 320℃까지 10 내지 15℃/초의 속도로 냉각한 다음, 180 내지 220℃까지 30℃/초 이상의 속도로 냉각하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명에서는 280 내지 320℃에서 180 내지 220℃까지 30℃/초 이상의 고속의 냉각 속도로 냉각함으로써, 고용 P의 양을 유지하고 FeP 형성을 억제할 수 있다.In addition, according to an example of the present invention, the cooling step includes cooling from the coiling temperature to 280 to 320°C at a rate of 10 to 15°C/second, and then cooling to 180 to 220°C at a rate of 30°C/second or more. Can include. In the present invention, by cooling from 280 to 320°C to 180 to 220°C at a high-speed cooling rate of 30°C/sec or more, the amount of solid solution P can be maintained and FeP formation can be suppressed.

상술한 단계에 따라 제조된 고강도 강섬유용 선재는 인장강도가 500MPa 이상일 수 있다.The high-strength steel fiber wire rod manufactured according to the above-described steps may have a tensile strength of 500 MPa or more.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유용 선재는 단면감소율(RA)이 60% 이상일 수 있다.In addition, the wire rod for high-strength steel fibers according to an example of the present invention may have a cross-sectional reduction ratio (RA) of 60% or more.

본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유는 상기 제조 과정에 따라 제조된 고강도 강섬유용 선재를 신선 가공하여 얻는다.The high-strength steel fiber according to an embodiment of the present invention is obtained by drawing a wire for high-strength steel fiber manufactured according to the above manufacturing process.

본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유의 제조방법은 상술한 고강도 강섬유용 선재를 최종감면량 99%까지 건식 및 습식 신선하는 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a high-strength steel fiber according to an embodiment of the present invention may include dry and wet drawing of the above-described high-strength steel fiber wire up to a final reduction of 99%.

상술한 단계에 따라 제조된 고강도 강섬유는 인장강도*단면적*0.008의 하중 인가 시 비틀림 횟수가 40회 이상일 수 있다. The high-strength steel fiber manufactured according to the above-described steps may have a number of twists of 40 or more when a load of tensile strength * cross-sectional area * 0.008 is applied.

또한, 본 발명의 일 예에 따르면 Sb를 첨가하여 비틀림 특성을 향상할 수 있다. Sb의 첨가로 미세화된 페라이트 결정립은 입계 사이 결함, 보이드 등이 상대적으로 낮아 회전하는데 부하(응력)이 작으므로, 강재의 비틀림 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, according to an example of the present invention, it is possible to improve the torsion characteristics by adding Sb. Ferrite grains refined by the addition of Sb rotate with relatively low intergranular defects, voids, etc., but the load (stress) is small, so the torsional characteristics of the steel can be improved.

상술한 효과를 위해 일 예에 따르면 본 발명의 고강도 강섬유는 Sb함량을 0.03 내지 0.08중량%로 제어할 수 있다. Sb함량을 0.03중량% 이상으로 첨가하여 페라이트 결정립의 미세화로 인한 비틀림 특성을 확보할 수 있으면서도, 그 함량의 상한을 0.08중량% 이하로 제어하여 충분한 신선 가공성을 확보할 수 있다. 상기 Sb함량을 0.03 내지 0.08중량%로 제어한 고강도 강섬유는 인장강도*단면적*0.008의 하중 인가 시 비틀림 횟수가 45회 이상으로 비틀림 특성이 향상된다.For the above-described effect, according to an example, the high-strength steel fiber of the present invention can control the Sb content to 0.03 to 0.08% by weight. By adding the Sb content in an amount of 0.03% by weight or more, it is possible to secure a torsion characteristic due to refinement of ferrite grains, and while controlling the upper limit of the content to 0.08% by weight or less, sufficient wire drawing workability can be secured. The high-strength steel fiber having the Sb content controlled at 0.03 to 0.08% by weight has improved torsional properties such that the number of twists is 45 or more when a load of tensile strength * cross-sectional area * 0.008 is applied.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유는 인장강도가 1500MPa 이상일 수 있다. In addition, the high-strength steel fiber according to an example of the present invention may have a tensile strength of 1500 MPa or more.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유는 단면감소율(RA)은 60% 이상일 수 있다.In addition, the high-strength steel fiber according to an example of the present invention may have a cross-sectional reduction ratio (RA) of 60% or more.

또한, 본 발명의 일 예에 따른 고강도 강섬유는 내식성이 우수하며, 상기 강섬유를 황산 5% 용액에 1시간 침지한 후 형성된 부식 피트(pit)의 최대 깊이가 10㎛ 이하일 수 있다.In addition, the high-strength steel fiber according to an example of the present invention has excellent corrosion resistance, and the maximum depth of the corrosion pit formed after the steel fiber is immersed in a 5% sulfuric acid solution for 1 hour may be 10 μm or less.

본 발명에서는 극저탄소강을 대상으로 하여 C함량에 따라 내입계 내식성이 저하되는 문제를 방지하면서도, 적극 첨가한 P가 고용 상태로 입내에 대부분 존재하여 내입계 내식성을 향상할 수 있다. 이로 인해, 고강도 강섬유의 내식성을 향상시킬 수 있다.In the present invention, while preventing the problem that the intergranular corrosion resistance is deteriorated according to the C content targeting the ultra-low carbon steel, it is possible to improve the intergranular corrosion resistance because the positively added P is mostly present in the grain in a solid solution state. For this reason, the corrosion resistance of the high-strength steel fiber can be improved.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, it should be noted that the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by matters described in the claims and matters reasonably inferred therefrom.

{실시예}{Example}

아래 표 1과 같은 조성을 갖는 강을 전로에서 제강한 다음, 통상적인 조건에서 주조(1.8m/분)하여 연주 빌렛(단면: 160*160mm2)을 제조하였다. 그 다음 가열로 온도 1010℃에서 90분 유지한 후 압연한 다음 권취온도 880℃에서 권취한 후 300℃까지 12℃/초로 냉각하였다. 이후 FeP의 형성을 억제하기 위해 200℃까지 30℃/초로 냉각하여 고강도 강섬유용 선재를 제조하였다. 제조된 선재의 강도, 단면감소율(RA)는 표 1에 기재하였다. Steel having the composition shown in Table 1 below was made into steel in a converter, and then cast (1.8m/min) under normal conditions to produce a playing billet (cross section: 160*160mm 2 ). Then, it was held at a heating furnace temperature of 1010°C for 90 minutes, rolled, and then wound at a coiling temperature of 880°C and cooled to 300°C at 12°C/sec. Thereafter, in order to suppress the formation of FeP, a wire rod for high strength steel fiber was manufactured by cooling to 200° C. at 30° C./sec. The strength and cross-sectional reduction ratio (RA) of the manufactured wire rod are shown in Table 1.

상기 제조된 고강도 강섬유용 선재는 고객사에서 최종감면량 99%까지 건식 및 습식 신선하여 직경 0.55mm의 고강도 강섬유로 제조하였다. 이때 습식 신선의 속도는 30m/초이며, 패스 당 감면량은 12%이며, 다이스 어프로치 각도는 12도이다. 제조된 고강도 강섬유의 인장강도, 단면감소율(RA), 비틀림(회), 딜라미네이션 발생 여부 및 부식 피트(pit)는 이하의 표 2에 표시하였다.The prepared high-strength steel fiber wire rod was dry and wet-drawn by the customer to a final reduction of 99%, and was made of high-strength steel fiber with a diameter of 0.55 mm. At this time, the speed of wet drawing is 30m/sec, the reduction amount per pass is 12%, and the die approach angle is 12 degrees. The tensile strength, cross-sectional reduction rate (RA), twist (times), delamination occurrence, and corrosion pit of the prepared high-strength steel fiber are shown in Table 2 below.

표 2에서 고강도 강섬유의 비틀림 특성의 평가는 제조된 강섬유에 인장강도*단면적*0.008의 하중을 인가하여 비틀림 길이 100*D(D: 강섬유의 직경)를 기준으로 비틀림 횟수를 측정하여 수행되었다. 측정된 비틀림 횟수는 표 2에 나타내었다.In Table 2, the evaluation of the torsional properties of the high-strength steel fibers was performed by applying a load of tensile strength * cross-sectional area * 0.008 to the manufactured steel fibers and measuring the number of twists based on the torsion length 100 * D (D: diameter of the steel fiber). The measured number of twists is shown in Table 2.

또한, 표 2에서 고강도 강섬유의 내식성의 평가는 강섬유를 황산 5% 용액에 1시간 침지한 후 강섬유 표면으로부터 깊이 방향으로 형성된 부식 피트를 측정하여 수행되었다. 측정된 부식 피트(pit)는 표 2에 나타내었다.In addition, the evaluation of the corrosion resistance of the high-strength steel fibers in Table 2 was performed by measuring the corrosion pits formed in the depth direction from the steel fiber surface after immersing the steel fiber in a 5% sulfuric acid solution for 1 hour. The measured corrosion pit is shown in Table 2.

  성분 (중량 %)Ingredient (% by weight) 선재Wire rod CC SiSi MnMn SbSb PP SS 인장
강도
(MPa)
Seal
burglar
(MPa)
RA
(%)
RA
(%)
비교예1Comparative Example 1 0.00840.0084 0.190.19 0.750.75 00 0.0040.004 0.00480.0048 502502 70.2 70.2 발명예1Invention Example 1 0.00860.0086 0.18 0.18 0.74 0.74 00 0.06 0.06 0.00470.0047 592592 68.5 68.5 발명예2Inventive Example 2 0.00680.0068 0.20 0.20 0.78 0.78 00 0.11 0.11 0.00480.0048 627627 67.8 67.8 발명예3Invention Example 3 0.00680.0068 0.25 0.25 0.82 0.82 00 0.17 0.17 0.00550.0055 657657 67.0 67.0 발명예4Invention Example 4 0.00720.0072 0.25 0.25 0.81 0.81 00 0.20 0.20 0.00540.0054 697697 66.9 66.9 비교예2Comparative Example 2 0.00660.0066 0.22 0.22 0.77 0.77 00 0.24 0.24 0.00480.0048 732732 68.2 68.2 발명예5Inventive Example 5 0.00680.0068 0.25 0.25 0.82 0.82 0.030.03 0.17 0.17 0.00550.0055 677677 68.0 68.0 발명예6Invention Example 6 0.00720.0072 0.25 0.25 0.81 0.81 0.080.08 0.16 0.16 0.00540.0054 702702 67.1 67.1 비교예3Comparative Example 3 0.00680.0068 0.250.25 0.820.82 0.10.1 0.17 0.17 0.00550.0055 취성
파괴
Brittle
Destruction
XX
비교예4Comparative Example 4 0.270.27 0.210.21 0.790.79 00 0.160.16 0.00640.0064 575575 58.058.0 비교예5Comparative Example 5 0.520.52 0.220.22 0.820.82 00 0.190.19 0.00510.0051 820820 49.149.1

강섬유Steel fiber 인장
강도
(MPa)
Seal
burglar
(MPa)
RA
(%)
RA
(%)
비틀림
(회)
torsion
(time)
딜라미네이션Delamination 부식
피트
(㎛)
corrosion
feet
(㎛)
비교예1Comparative Example 1 13201320 68.4 68.4 38.9 38.9 미발생Not occurring 15.7 15.7 발명예1Invention Example 1 15081508 63.6 63.6 40.0 40.0 미발생Not occurring 9.89.8 발명예2Inventive Example 2 15401540 72.1 72.1 40.5 40.5 미발생Not occurring 9.79.7 발명예3Invention Example 3 16301630 73.0 73.0 40.1 40.1 미발생Not occurring 5.25.2 발명예4Invention Example 4 16921692 60.1 60.1 40.2 40.2 미발생Not occurring 10.010.0 비교예2Comparative Example 2 단선monorail XX XX XX XX 발명예5Inventive Example 5 16811681 62.5 62.5 48.5 48.5 미발생Not occurring 9.89.8 발명예6Invention Example 6 17651765 67.8 67.8 49.2 49.2 미발생Not occurring 5.3 5.3 비교예3Comparative Example 3 취성
파괴
Brittle
Destruction
XX XX XX XX
비교예4Comparative Example 4 단선monorail XX XX XX XX 비교예5Comparative Example 5 단선monorail XX XX XX XX

이하에서 표 1,2를 참조하여 각 발명예 및 비교예를 평가한다.Hereinafter, each invention example and a comparative example are evaluated with reference to Tables 1 and 2.

본 발명이 대상으로 하는 극저탄소강과는 다르게 C함량이 각각 0.27중량%, 0.52중량%인 중/고탄소강인 비교예 4,5는 탄소 함량이 과도하게 증가한 결과로 생성된 펄라이트 조직이 가공 시 단선을 유발하였다. 또한, 비교예 4,5와 같은 중/고탄소강의 경우 가공성을 향상하기 위해 LP(항온) 열처리 등의 부수적인 공정이 필수적으로 포함되어야 하는 단점이 있다.Unlike the ultra-low carbon steel targeted by the present invention, Comparative Examples 4 and 5, which are medium/high carbon steels with C content of 0.27% by weight and 0.52% by weight, respectively, are broken when processing the pearlite structure produced as a result of excessive increase in carbon content. Caused. In addition, in the case of medium/high carbon steels such as Comparative Examples 4 and 5, there is a disadvantage that ancillary processes such as LP (constant temperature) heat treatment must be essentially included in order to improve workability.

비교예 4.5 외에는 표 1에서, 각 발명예 및 비교예 1 내지 3의 C함량은 약 0.008중량% 내외의 극저탄소강에 해당한다. 각 발명예 및 비교예 1 내지 3의 합금조성은 P,Sb 함량 외에는 유사하게 조성하였다. In Table 1, except for Comparative Example 4.5, the C content of each Inventive Example and Comparative Examples 1 to 3 corresponds to about 0.008% by weight of ultra-low carbon steel. The alloy compositions of each Inventive Example and Comparative Examples 1 to 3 were similarly composed except for the P and Sb contents.

발명예 1~4와 비교예 1,2는 P함량에 변화를 두어 강섬유용 선재, 강섬유로 제조하였으며, 발명예 3,5,6과 비교예 3은 Sb함량에 변화를 두어 강섬유용 선재, 강섬유로 제조하였다. 이하에서, P, Sb함량에 따른 발명예와 비교예의 강섬유용 선재, 강섬유의 물성을 평가한다.Inventive Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were made of steel fiber wire and steel fiber by varying the P content, and Inventive Examples 3, 5 and 6 and Comparative Example 3 changed the Sb content to change the Sb content to make the steel fiber wire and steel fiber. It was prepared with. Hereinafter, the physical properties of the steel fiber wires and steel fibers of the invention examples and comparative examples according to the P and Sb contents are evaluated.

(1) P함량에 따른 강섬유용 선재, 강섬유의 물성 평가(1) Evaluation of physical properties of steel fiber wire rod and steel fiber according to P content

표 2의 비교예 1,2와 발명예 1~4를 참조하면, P함량이 높아짐에 따라 고용 강화의 효과로 강섬유용 선재, 강섬유의 인장강도가 증가함을 알 수 있다. 또한, 첨가된 P는 고용 상태로 입내에 대부분 존재하여, 최대 깊이가 10㎛ 이하의 부식 피트를 모두 충족하여 내식성이 향상되는 것을 알 수 있다. Referring to Comparative Examples 1 and 2 and Inventive Examples 1 to 4 of Table 2, it can be seen that as the P content increases, the tensile strength of the steel fiber wire rod and the steel fiber increases due to the effect of solid solution strengthening. In addition, it can be seen that the added P is mostly present in the mouth in a solid solution state, and the corrosion resistance is improved by satisfying all corrosion pits having a maximum depth of 10 μm or less.

그러나, 비교예 1과 같이 P함량이 0.004중량%로서, 그 함량이 0.05중량% 미만인 경우에는 최종 강섬유에서 목표 인장강도 값인 1500MPa을 달성하지 못하였으며, 비틀림 횟수도 40회 이하로 비틀림 특성이 좋지 않았다. 또한, 측정된 부식 피트도 15.7㎛으로서 내식성이 좋지 않았다. However, as in Comparative Example 1, when the P content was 0.004% by weight and the content was less than 0.05% by weight, the target tensile strength value of 1500 MPa was not achieved in the final steel fiber, and the number of twists was also 40 times or less. . In addition, the measured corrosion pits were also 15.7 µm, indicating poor corrosion resistance.

또한, 비교예 2와 같이 P함량이 0.24중량%로서, 그 함량이 0.2중량%를 초과하는 경우에는 페라이트 경도가 지나치게 증가하여 최종 강섬유를 제조하기 위한 신선 가공 중 단선되었다. In addition, as in Comparative Example 2, when the P content was 0.24% by weight, and the content exceeded 0.2% by weight, the ferrite hardness was excessively increased, leading to disconnection during the drawing process for producing the final steel fiber.

이와는 반면, P함량을 0.05 내지 0.2중량%로 제어한 발명예 1~4를 참조하면, 목표로 하는 1500MPa 이상의 인장강도, 60% 이상의 단면감소율 및 최대 깊이가 10㎛ 이하의 부식 피트를 모두 충족하는 강섬유로 제조할 수 있음을 알 수 있다.On the other hand, referring to Inventive Examples 1 to 4 in which the P content is controlled to 0.05 to 0.2% by weight, the target tensile strength of 1500 MPa or more, a cross-sectional reduction rate of 60% or more, and a maximum depth of 10 μm or less are satisfied. It can be seen that it can be made of steel fibers.

한편, 도 1a, 도 1b는 각각 발명예 1, 4의 강섬유용 선재의 횡단면 미세조직 사진에 해당한다. 도 1a, 1b를 참조하면, 발명예 1, 4의 강섬유용 선재의 횡단면 미세조직은 전체 페라이트로 구성되어 있음을 알 수 있으며, 상기 페라이트의 평균 결정립 크기가 70㎛, 최소 결정립 크기가 30㎛임을 알 수 있다. 도 1a, 도 1b에 따른 페라이트 결정립 크기는 각 도면을 참조하면 P함량이 증가함에 따라 결정립 크기가 감소하지 않음을 알 수 있다. 이로부터, 본 발명예에서는 P가 입내에 잘 고용되어 있음을 알 수 있다.Meanwhile, FIGS. 1A and 1B correspond to microstructure photographs in cross-sections of the steel fiber wires of Inventive Examples 1 and 4, respectively. 1A and 1B, it can be seen that the cross-sectional microstructure of the steel fiber wires of Inventive Examples 1 and 4 is composed of the entire ferrite, and the average grain size of the ferrite is 70 μm and the minimum grain size is 30 μm. Able to know. As for the ferrite grain size according to FIGS. 1A and 1B, referring to each drawing, it can be seen that the grain size does not decrease as the P content increases. From this, it can be seen that in the examples of the present invention, P is well dissolved in the mouth.

상술한 바에 따르면, P함량은 본 발명과 같이 0.05 내지 0.2중량%로 제어하는 것이 바람직함을 알 수 있다.According to the above, it can be seen that the P content is preferably controlled to be 0.05 to 0.2% by weight as in the present invention.

(2) Sb함량에 따른 강섬유용 선재, 강섬유의 물성 평가(2) Evaluation of physical properties of steel fiber wire rod and steel fiber according to Sb content

표 2의 발명예 3,5,6 및 비교예 3은 각각 Sb함량을 0중량%, 0.03중량%, 0.08중량%, 0.1중량%로 상이하게 조성하였으며, 이외의 합금조성은 유사하게 조성하였다.Inventive Examples 3, 5, 6 and Comparative Example 3 of Table 2 were differently composed of 0% by weight, 0.03% by weight, 0.08% by weight, and 0.1% by weight of the Sb content, and other alloy compositions were similarly composed.

표 2를 참조하면, Sb함량이 증가할수록 강섬유용 선재, 강섬유의 인장강도가 증가함을 알 수 있다. 또한, 발명예 3과 발명예 5,6을 비교하면, Sb를 첨가한 경우 Sb의 첨가로 미세화된 페라이트 결정립은 입계 사이 결함, 보이드 등이 상대적으로 낮아 회전하는데 부하(응력)이 작으므로, Sb를 첨가하지 않은 경우보다 비틀림 횟수가 5회 정도 더 많아 비틀림 특성이 보다 우수함을 알 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that as the Sb content increases, the tensile strength of the steel fiber wire and steel fiber increases. In addition, when comparing Inventive Example 3 with Inventive Examples 5 and 6, when Sb was added, the ferrite grains refined by the addition of Sb had relatively low intergranular defects and voids, and the load (stress) was small to rotate. It can be seen that the number of twisting is more than 5 times than the case where is not added, so that the twisting characteristics are better.

그러나, Sb함량이 0.1중량%로 0.08중량%를 초과하여 과다 첨가된 비교예 3의 경우에는 오스테나이트 결정립계에 편석되는 Sb클러스터를 과도하게 형성하여 선재 제조 시 취성 파괴 거동을 보였다.However, in the case of Comparative Example 3 in which the Sb content exceeded 0.08% by weight to 0.1% by weight was excessively added, the Sb cluster segregated at the austenite grain boundary was excessively formed, and thus brittle fracture behavior was shown in the manufacture of the wire rod.

상술한 바에 따르면, Sb함량은 본 발명과 같이 최종 강섬유의 비틀림 특성을 향상시키기 위해 그 함량을 0.03 내지 0.08중량%로 제어하는 것이 바람직함을 알 수 있다.According to the above, it can be seen that the Sb content is preferably controlled to 0.03 to 0.08% by weight in order to improve the torsional properties of the final steel fiber as in the present invention.

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.As described above, although exemplary embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited thereto, and those of ordinary skill in the art are within the scope of not departing from the concept and scope of the following claims. It will be appreciated that various modifications and variations are possible.

Claims (13)

중량%로, C: 0 초과 0.009% 이하, Si: 0.07 내지 0.25%, Mn: 0.5 내지 2.0%, P: 0.05 내지 0.2%, S: 0 초과 0.03% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
횡단면의 미세조직은 평균 결정립 크기가 70㎛ 이상인 페라이트가 면적분율로 99.5% 이상으로 분포되는 고강도 강섬유용 선재.
In wt%, C: more than 0 0.009% or less, Si: 0.07 to 0.25%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.05 to 0.2%, S: more than 0 0.03% or less, including the remaining Fe and unavoidable impurities,
The microstructure of the cross section is a wire rod for high strength steel fibers in which ferrite with an average grain size of 70㎛ or more is distributed in an area fraction of 99.5% or more.
제1항에 있어서,
중량%로, Sb: 0.03 내지 0.08%로 더 포함하는 고강도 강섬유용 선재.
The method of claim 1,
In weight%, Sb: a wire rod for high-strength steel fibers further comprising 0.03 to 0.08%.
제1항에 있어서,
인장강도는 500MPa 이상인 고강도 강섬유용 선재.
The method of claim 1,
A wire rod for high-strength steel fibers with a tensile strength of 500 MPa or more.
제1항에 있어서,
단면감소율이 60% 이상인 고강도 강섬유용 선재.
The method of claim 1,
High-strength steel fiber wire rod with a cross-sectional reduction of more than 60%.
중량%로, C: 0 초과 0.009% 이하, Si: 0.07 내지 0.25%, Mn: 0.5 내지 2.0%, P: 0.05 내지 0.2%, S: 0 초과 0.03% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 1000~1200℃의 가열로에서 90~120분 유지한 후 압연하는 단계;
850~950℃의 온도범위에서 권취하는 단계; 및
상기 권취한 온도에서 180 내지 220℃까지 10℃/초 이상의 속도로 냉각하는 단계;를 포함하는 고강도 강섬유용 선재의 제조방법.
By weight %, C: more than 0 0.009% or less, Si: 0.07 to 0.25%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.05 to 0.2%, S: more than 0 0.03% or less, billet containing the remaining Fe and unavoidable impurities Rolling after maintaining 90 to 120 minutes in a heating furnace of 1000 to 1200 ℃;
Winding in a temperature range of 850 to 950°C; And
Cooling at a rate of 10° C./sec or more from 180 to 220° C. at the wound temperature.
제5항에 있어서,
상기 냉각하는 단계는,
상기 권취한 온도에서 280 내지 320℃까지 10 내지 15℃/초의 속도로 냉각한 다음, 180 내지 220℃까지 30℃/초 이상의 속도로 냉각하는 것을 포함하는 고강도 강섬유용 선재의 제조방법.
The method of claim 5,
The cooling step,
A method for producing a wire rod for high strength steel fiber comprising cooling at a rate of 10 to 15° C./sec to 280 to 320° C. at the coiled temperature and then cooling to 180 to 220° C. at a rate of 30° C./sec or more.
제5항에 있어서,
상기 빌렛은,
중량%로, Sb: 0.03 내지 0.08%로 더 포함하는 고강도 강섬유용 선재의 제조방법.
The method of claim 5,
The billet,
A method of manufacturing a wire rod for high-strength steel fibers further comprising, in weight%, Sb: 0.03 to 0.08%.
제5항에 있어서,
상기 압연하는 단계는,
900~1100℃의 온도범위에서 조압연, 사상압연을 순차적으로 수행하는 것을 포함하는 고강도 강섬유용 선재의 제조방법.
The method of claim 5,
The rolling step,
A method of manufacturing a wire rod for high strength steel fiber comprising sequentially performing rough rolling and finishing rolling in a temperature range of 900 to 1100°C.
중량%로, C: 0 초과 0.009% 이하, Si: 0.07 내지 0.25%, Mn: 0.5 내지 2.0%, P: 0.05 내지 0.2%, S: 0 초과 0.03% 이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
인장강도*단면적*0.008의 하중 인가 시 비틀림 횟수가 40회 이상인 고강도 강섬유.
In wt%, C: more than 0 0.009% or less, Si: 0.07 to 0.25%, Mn: 0.5 to 2.0%, P: 0.05 to 0.2%, S: more than 0 0.03% or less, including the remaining Fe and unavoidable impurities,
High-strength steel fiber with a number of twists of 40 or more when a load of tensile strength * cross-sectional area * 0.008 is applied.
제9항에 있어서,
중량%로, Sb: 0.03 내지 0.08%로 더 포함하는 고강도 강섬유.
The method of claim 9,
In weight%, Sb: high-strength steel fibers further comprising 0.03 to 0.08%.
제9항에 있어서,
인장강도는 1500MPa 이상인 고강도 강섬유.
The method of claim 9,
High-strength steel fiber with a tensile strength of 1500 MPa or more.
제9항에 있어서,
단면감소율이 60% 이상인 고강도 강섬유.
The method of claim 9,
High-strength steel fiber with a cross-sectional reduction rate of 60% or more.
제9항에 있어서,
상기 강섬유를 황산 5% 용액에 1시간 침지한 후 형성된 부식 피트(pit)의 최대 깊이가 10㎛ 이하인 고강도 강섬유.
The method of claim 9,
High-strength steel fiber having a maximum depth of 10 μm or less of a corrosion pit formed after immersing the steel fiber in a 5% sulfuric acid solution for 1 hour.
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