KR102327928B1 - Steel material having softening resistance at high temperature and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고온연화저항성이 우수한 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태는 중량%로, C: 0.15~0.35%, Si: 0.4~0.6%, Mn: 0.85~1.25%, Cr: 0.80~1.10%, Mo: 0.65~1.05%, P: 0.03% 이하, S: 0.03% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 표면으로부터 0.05D에서 0.95D까지 영역의 미세조직은 면적%로, 페라이트: 12~18%, 베이나이트: 80% 이상, 잔부 마르텐사이트를 포함하는 고온연화저항성이 우수한 강재 및 그 제조방법을 제공한다.
(단, 상기 D는 강재의 직경이며, 단위는 mm임.)
The present invention relates to a steel material having excellent high temperature softening resistance and a method for manufacturing the same.
One embodiment of the present invention is by weight%, C: 0.15 to 0.35%, Si: 0.4 to 0.6%, Mn: 0.85 to 1.25%, Cr: 0.80 to 1.10%, Mo: 0.65 to 1.05%, P: 0.03% Below, S: 0.03% or less, the balance contains Fe and other unavoidable impurities, and the microstructure of the region from 0.05D to 0.95D from the surface is area%, ferrite: 12-18%, bainite: 80% or more, balance Provided are a steel material having excellent high temperature softening resistance containing martensite and a method for manufacturing the same.
(However, D is the diameter of the steel, and the unit is mm.)

Description

고온연화저항성이 우수한 강재 및 그 제조방법{STEEL MATERIAL HAVING SOFTENING RESISTANCE AT HIGH TEMPERATURE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Steel material with excellent high temperature softening resistance and its manufacturing method

본 발명은 고온연화저항성이 우수한 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steel material having excellent high temperature softening resistance and a method for manufacturing the same.

일본, 유럽 등에서는 초고층 건물에 고온에서 강도저하가 상대적으로 낮은 내화강(판)을 사용하는데, 시공적인 측면에서는 내화피복량 경감(일반적으로 30~40㎜t 도료처리), 시공편리 및 기간 단축, 안정성이 확보되며, 가장 중요한 화재 발생 시 인명이 건물 밖으로 피할 수 있는 시간을 크게 늘릴 수 있기 때문이다. In Japan, Europe, etc., high-rise buildings use fireproof steel (plate) with relatively low strength degradation at high temperatures. This is because, in the event of a fire, which is most important, the time that people can escape from the building can be greatly increased.

국내는 내화강에 대한 KS 등록은 되어 있으나, 성능설계 기준이 있지 않기 때문에 사용하지 못하고 있다. 다만, 이를 적용하는 활동이 국내에서 진행되고 있기 때문에 새로운 시장환경이 형성될 가능성은 높다. 내화강판 사용 시, 이를 체결하는 볼트 또한 내화특성을 가져야 한다. 일본(KOBE, NSSMC, JFE 등)은 이미 90년대부터 내화강 사용에 대한 규정이 있어서 내화 볼트의 개발도 이미 진행되었는데, 이러한 내화 볼트는 600℃의 온도를 기준으로 하여, 상온대비 항복강도비(고온연화저항성)가 0.30~0.35인 특성을 갖고 있다. 따라서, 국내도 내화강 적용이 확대된다면, 내화 볼트의 개발이 필요하고, 이에 대한 KS 등록이 따라야 할 것으로 판단된다.In Korea, KS registration for refractory steel is available, but it cannot be used because there is no performance design standard. However, since the activities to apply it are underway in Korea, there is a high possibility that a new market environment will be formed. When using a fire-resistant steel plate, the bolts that fasten it must also have fire-resistance properties. Japan (KOBE, NSSMC, JFE, etc.) has already had regulations on the use of refractory steel since the 1990s, so the development of refractory bolts has already progressed. High temperature softening resistance) is 0.30 to 0.35. Therefore, if the application of refractory steel is expanded in Korea, it is necessary to develop refractory bolts, and it is judged that KS registration for it is necessary.

한편, 중동, 유럽 등을 중심으로 미래도시를 위한 건물 대형화가 진행되고 있다. 초대형 빌딩에 필요한 중요한 항목 중 하나는 건물의 경량화로, 뼈대역할을 하는 내화용 구조물의 강도 증가가 이루어지고 있고, 이를 체결하는 내화 볼트 또한 고온연화저항성이 향상될 필요가 있다.Meanwhile, large-scale buildings for future cities are underway in the Middle East and Europe. One of the important items required for a super-large building is to reduce the weight of the building, and the strength of the fire-resisting structure serving as a skeleton is increased.

고온에서의 연화저항성을 향상시키는데 효과적인 방법 중 하나는 미세탄화물을 석출시키는 것이다. Cr, Mo 및 미량 합금원소인 Nb, V 등의 첨가를 통해 미세한 Mo2C 및 미량 원소 탄질화 석출물 등을 고온에서 형성시켜 페라이트 입내의 전위를 피닝(pinning)함에 따라 고온강도를 확보할 수 있기 때문이다.One of the effective methods for improving the softening resistance at high temperatures is to precipitate fine carbides. This is because high-temperature strength can be secured by pinning dislocations in ferrite grains by forming fine Mo2C and trace element carbonitride precipitates at high temperature through the addition of Cr, Mo and trace alloying elements Nb, V, etc. .

이러한 기술들의 예로는, 특허문헌 1 및 2가 있다. 특허문헌 1은 600℃에서 337~348MPa 수준의 항복강도를 확보하기 위해, C: 0.15~0.30%, Mn: 0.30~0.60%, Cr: 1.0~2.0%, Mo: 0.30~0.80%, S: 0.015%이하, P: 0.015%이하, Ti: 0.10%이하로 구성되는 합금조성을 이용하고 있으며, 특허문헌 2는 600℃에서 367~385MPa 수준의 항복강도를 확보하기 위해, C: 0.15~0.25%, Si≤ 0.2%, Mn: 0.1~0.7%, Cr: 0.2~1%, Mo: 0.3~0.5%, Al: 0.01~0.05%, N: 0.007~0.03%로 구성되는 합금조성을 이용하고 있다. 그러나, 이들 기술은 고온 항복강도가 낮기 때문에 초고층건물용으로 적합하지 않아, 신규한 합금조성을 갖는 강재의 개발이 필요한 상황이다.Examples of such techniques include Patent Documents 1 and 2. Patent Document 1 describes, in order to secure a yield strength of 337 to 348 MPa at 600 ° C, C: 0.15 to 0.30%, Mn: 0.30 to 0.60%, Cr: 1.0 to 2.0%, Mo: 0.30 to 0.80%, S: 0.015 % or less, P: 0.015% or less, Ti: using an alloy composition consisting of 0.10% or less, Patent Document 2, in order to secure a yield strength of 367-385 MPa level at 600 ° C, C: 0.15-0.25%, Si An alloy composition consisting of ≤ 0.2%, Mn: 0.1 to 0.7%, Cr: 0.2 to 1%, Mo: 0.3 to 0.5%, Al: 0.01 to 0.05%, and N: 0.007 to 0.03% is used. However, these technologies are not suitable for high-rise buildings because of their low yield strength at high temperature, and the development of steel materials having a novel alloy composition is required.

일본 공개특허공보 제1995-216506호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1995-216506 일본 공개특허공보 제1998-102203호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1998-102203

본 발명의 일측면은, 고온연화저항성이 우수한 강재 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a steel material having excellent high temperature softening resistance and a method for manufacturing the same.

본 발명의 일 실시형태는 중량%로, C: 0.15~0.35%, Si: 0.4~0.6%, Mn: 0.85~1.25%, Cr: 0.80~1.10%, Mo: 0.65~1.05%, P: 0.03% 이하, S: 0.03% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 표면으로부터 0.05D에서 0.95D까지 영역의 미세조직은 면적%로, 페라이트: 12~18%, 베이나이트: 80% 이상, 잔부 마르텐사이트를 포함하는 고온연화저항성이 우수한 강재를 제공한다.One embodiment of the present invention is by weight%, C: 0.15 to 0.35%, Si: 0.4 to 0.6%, Mn: 0.85 to 1.25%, Cr: 0.80 to 1.10%, Mo: 0.65 to 1.05%, P: 0.03% Below, S: 0.03% or less, the balance contains Fe and other unavoidable impurities, and the microstructure of the region from 0.05D to 0.95D from the surface is area%, ferrite: 12-18%, bainite: 80% or more, balance To provide a steel having excellent resistance to high temperature softening containing martensite.

(단, 상기 D는 강재의 직경이며, 단위는 mm임.)(However, D is the diameter of the steel, and the unit is mm.)

본 발명의 다른 실시형태는 중량%로, C: 0.15~0.35%, Si: 0.4~0.6%, Mn: 0.85~1.25%, Cr: 0.80~1.10%, Mo: 0.65~1.05%, P: 0.03% 이하, S: 0.03% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 1000~1100℃에서 가열하는 단계; 상기 가열된 빌렛을 출측온도가 1000~1150℃가 되도록 사상압연하여 선재를 얻는 단계; 상기 선재를 830~880℃에서 권취하는 단계; 상기 권취된 선재를 300℃ 이하까지 2℃/s 이하의 냉각속도로 냉각하는 단계; 상기 냉각된 선재를 780~820℃에서 구상화 소둔 열처리하는 단계; 상기 열처리된 선재를 신선하는 단계; 상기 신선된 선재를 냉간성형하는 단계; 상기 냉간성형된 선재를 880~920℃에서 가열 후 ??칭하는 단계; 및 상기 ??칭된 선재를 520~580℃에서 템퍼링하는 단계를 포함하는 고온연화저항성이 우수한 강재의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention is by weight%, C: 0.15 to 0.35%, Si: 0.4 to 0.6%, Mn: 0.85 to 1.25%, Cr: 0.80 to 1.10%, Mo: 0.65 to 1.05%, P: 0.03% Hereinafter, S: heating the billet containing 0.03% or less, the balance Fe and other unavoidable impurities at 1000 ~ 1100 ℃; obtaining a wire rod by finishing rolling the heated billet so that the exit temperature is 1000 to 1150°C; winding the wire rod at 830 to 880°C; cooling the wound wire rod to 300°C or less at a cooling rate of 2°C/s or less; spheroidizing annealing heat treatment of the cooled wire rod at 780 ~ 820 °C; drawing the heat-treated wire rod; cold forming the fresh wire rod; heating the cold-formed wire rod at 880 to 920° C. and then quenching; and tempering the quenched wire rod at 520 to 580 °C.

본 발명의 일측면에 따르면, 고온연화저항성이 우수한 강재 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a steel material excellent in high temperature softening resistance and a method for manufacturing the same.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발명예 1을 광학현미경으로 관찰한 미세조직 사진이다.1 is a microstructure photograph of Inventive Example 1 according to an embodiment of the present invention observed with an optical microscope.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 고온연화저항성이 우수한 강재에 대하여 설명한다. 먼저, 본 발명의 합금조성에 대하여 설명한다. 다만, 하기 설명되는 합금조성의 단위는 특별한 언급이 없는 한, 중량%로 간주한다.Hereinafter, a steel material excellent in high temperature softening resistance according to an embodiment of the present invention will be described. First, the alloy composition of the present invention will be described. However, the unit of the alloy composition described below is considered as weight % unless otherwise specified.

C: 0.15~0.35%C: 0.15~0.35%

C는 강도를 확보하기 위한 주요 원소이다. 상기 C의 함량이 0.15% 미만인 경우에는 충분한 강도를 얻기가 쉽지 않고, QT 열처리 후 충분한 소입성 확보가 용이하지 않다. 반면, 0.35%를 초과하는 경우에는 높은 함량의 Cr 및 Mo 첨가에 의해 중심 편석과 조대 탄화물이 형성될 가능성이 높다. 따라서, 상기 C의 함량은 0.15~0.35%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 C 함량의 하한은 0.18%인 것이 보다 바람직하고, 0.20%인 것이 보다 더 바람직하며, 0.22%인 것이 가장 바람직하다. 상기 C 함량의 상한은 0.32%인 것이 보다 바람직하고, 0.30%인 것이 보다 더 바람직하며, 0.28%인 것이 가장 바람직하다.C is a major element for securing strength. When the content of C is less than 0.15%, it is not easy to obtain sufficient strength, and it is not easy to secure sufficient hardenability after QT heat treatment. On the other hand, when it exceeds 0.35%, there is a high possibility that central segregation and coarse carbides are formed by the addition of high amounts of Cr and Mo. Accordingly, the content of C is preferably in the range of 0.15 to 0.35%. The lower limit of the C content is more preferably 0.18%, even more preferably 0.20%, and most preferably 0.22%. The upper limit of the C content is more preferably 0.32%, even more preferably 0.30%, and most preferably 0.28%.

Si: 0.4~0.6%Si: 0.4~0.6%

Si은 페라이트 고용강화를 통해 QT 후 강도를 증가시키는 역할을 한다. 또한, Si은 페라이트와 탄화물 계면에 존재하기 때문에 열처리 시 C 확산을 억제하는 역할을 하며, 도금 시 강도저하를 억제하는 역할을 한다. 상기 Si의 함량이 0.4% 미만인 경우에는 강도 증가 및 도금 시 강도 저하 억제 효과를 충분히 얻기 곤란하고, 0.6%를 초과하는 경우에는 냉간단조 시 다이스 성형이 어려울 수 있다. 따라서, 상기 Si의 함량은 0.4~0.6%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 Si 함량의 하한은 0.43%인 것이 보다 바람직하고, 0.45%인 것이 보다 더 바람직하며, 0.48%인 것이 가장 바람직하다. 상기 Si 함량의 상한은 0.57%인 것이 보다 바람직하고, 0.55%인 것이 보다 더 바람직하며, 0.52%인 것이 가장 바람직하다.Si serves to increase the strength after QT through solid solution strengthening of ferrite. In addition, since Si exists at the interface between ferrite and carbide, it plays a role in suppressing C diffusion during heat treatment, and serves to suppress a decrease in strength during plating. When the Si content is less than 0.4%, it is difficult to sufficiently obtain the effect of increasing strength and suppressing strength decrease during plating, and when it exceeds 0.6%, it may be difficult to form a die during cold forging. Accordingly, the Si content is preferably in the range of 0.4 to 0.6%. The lower limit of the Si content is more preferably 0.43%, even more preferably 0.45%, and most preferably 0.48%. The upper limit of the Si content is more preferably 0.57%, even more preferably 0.55%, and most preferably 0.52%.

Mn: 0.85~1.25%Mn: 0.85-1.25%

Mn은 강도 증가 역할도 하지만, 고객사에서 QT 열처리 할 때 변태 노즈를 충분히 지연시켜주는 소입성 확보 목적으로도 첨가된다. 상기 Mn의 함량이 0.85% 미만인 경우에는 소입성 및 목표 강도 확보에 어려움이 있고, 1.25%를 초과하는 경우에는 편석에 의한 신선 중 가공 단선이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 0.85~1.25%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 Mn 함량의 하한은 0.90%인 것이 보다 바람직하고, 0.95%인 것이 보다 더 바람직하며, 1.0%인 것이 가장 바람직하다. 상기 Mn 함량의 상한은 1.20%인 것이 보다 바람직하고, 1.15%인 것이 보다 더 바람직하며, 1.1%인 것이 가장 바람직하다.Mn not only serves to increase strength, but is also added for the purpose of securing hardenability by sufficiently delaying the transformation nose during QT heat treatment at the customer. When the content of Mn is less than 0.85%, it is difficult to obtain hardenability and target strength, and when it exceeds 1.25%, disconnection of processing may occur during drawing due to segregation. Accordingly, the Mn content is preferably in the range of 0.85 to 1.25%. The lower limit of the Mn content is more preferably 0.90%, even more preferably 0.95%, and most preferably 1.0%. The upper limit of the Mn content is more preferably 1.20%, even more preferably 1.15%, and most preferably 1.1%.

Cr: 0.80~1.10%Cr: 0.80 to 1.10%

Cr은 고온에서 유지 시 미세한 Cr계 탄화물을 형성시키는 주요 원소이다. 다만, 본 발명에 따르면, 탄화물 형성원소 중 Cr만을 단독 첨가하는 경우에는 고온 연화저항성 확보에 어려움이 있을 수 있다. 상기 Cr의 함량이 0.80% 미만인 경우에는 600℃에서의 항복강도가 낮아질 수 있으며, 1.10%를 초과하는 경우에는 중심 편석 및 조대 탄화물이 형성될 가능성이 있고, 마르텐사이트가 다량 형성될 가능성이 높다. 따라서, 상기 Cr의 함량은 0.80~1.10%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 Cr 함량의 하한은 0.85%인 것이 보다 바람직하고, 0.88%인 것이 보다 더 바람직하며, 0.90%인 것이 가장 바람직하다. 상기 Cr 함량의 상한은 1.05%인 것이 보다 바람직하고, 1.02%인 것이 보다 더 바람직하며, 1.00%인 것이 가장 바람직하다.Cr is a major element that forms fine Cr-based carbides when maintained at a high temperature. However, according to the present invention, when only Cr among the carbide forming elements is added alone, it may be difficult to secure resistance to softening at high temperature. If the content of Cr is less than 0.80%, the yield strength at 600 ℃ may be lowered, and if it exceeds 1.10%, there is a possibility that central segregation and coarse carbides are formed, and there is a high possibility that a large amount of martensite is formed. Accordingly, the content of Cr is preferably in the range of 0.80 to 1.10%. The lower limit of the Cr content is more preferably 0.85%, more preferably 0.88%, and most preferably 0.90%. The upper limit of the Cr content is more preferably 1.05%, even more preferably 1.02%, and most preferably 1.00%.

Mo: 0.65~1.05%Mo: 0.65~1.05%

Mo는 고가이나 Cr과 더불어 고온연화저항성을 크게 올리는 원소이다. 상기 Cr과 마찬가지로 Mo만을 단독 첨가하는 경우에는 고온 연화저항성 확보에 어려움이 있을 수 있다. 상기 Mo의 함량이 0.65% 미만인 경우에는 600℃에서의 항복강도가 낮아질 수 있으며, 1.05%를 초과하는 경우에는 마르텐사이트가 다량 형성될 가능성이 높고, 원가경쟁력 측면에서도 불리하다. 따라서, 상기 Mo의 함량은 0.65~1.05%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 Mo 함량의 하한은 0.7%인 것이 보다 바람직하고, 0.75%인 것이 보다 더 바람직하며, 0.80%인 것이 가장 바람직하다. 상기 Mo 함량의 상한은 0.95%인 것이 보다 바람직하고, 0.90%인 것이 보다 더 바람직하며, 0.85%인 것이 가장 바람직하다.Mo is expensive, but together with Cr, it is an element that greatly increases the high temperature softening resistance. As with Cr, when only Mo is added, it may be difficult to secure resistance to softening at high temperatures. If the content of Mo is less than 0.65%, the yield strength at 600 ℃ may be lowered, and if it exceeds 1.05%, there is a high possibility that a large amount of martensite is formed, and it is disadvantageous in terms of cost competitiveness. Accordingly, the Mo content is preferably in the range of 0.65 to 1.05%. The lower limit of the Mo content is more preferably 0.7%, more preferably 0.75%, and most preferably 0.80%. The upper limit of the Mo content is more preferably 0.95%, more preferably 0.90%, and most preferably 0.85%.

P: 0.03% 이하P: 0.03% or less

P는 강재의 인성을 저하시키는 역할을 하기 때문에 2차 정련공정에서 탈인 처리를 한다. 상기 P의 함량이 0.03%를 초과하는 경우 FeP 등이 입계에 형성되어 충격 특성 등의 저하가 발생하고, 집중적인 탈인처리를 통해 강내 P 함량을 낮추기 위해서는 원가가 상승하기 때문에, 상기 P의 함량은 0.03%이하인 것이 바람직하다. Since P plays a role in reducing the toughness of steel, it is dephosphorized in the secondary refining process. When the content of P exceeds 0.03%, FeP or the like is formed at the grain boundary, and the impact properties are deteriorated. It is preferable that it is 0.03% or less.

S: 0.03% 이하S: 0.03% or less

S는 다량 함유 시 입계에 MnS 개재물을 형성하여 가공성을 저하시키므로, 상기 S의 함량은 0.03%이하인 것이 바람직하다. When S is contained in a large amount, it forms MnS inclusions at grain boundaries to reduce workability, so the S content is preferably 0.03% or less.

본 발명 강재의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 철강제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않은 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 철강제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.The remaining component of the steel material of the present invention is iron (Fe). However, since unintended impurities from raw materials or the surrounding environment may inevitably be mixed in the normal steel manufacturing process, this cannot be excluded. Since these impurities are known to anyone skilled in the steel manufacturing process, all of them are not specifically mentioned in this specification.

본 발명의 일 실시형태에 따른 강재는 표면으로부터 0.05D에서 0.95D까지 영역의 미세조직이 면적%로, 페라이트: 12~18%, 베이나이트: 80% 이상, 잔부 마르텐사이트를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 언급되는 상기 D는 강재의 직경이며, 단위는 mm이다. 상기 페라이트는 연성이 우수하기 때문에 신선 및 단조 가공성 확보에 효과적인 미세조직이다. 상기 페라이트의 분율이 12% 미만인 경우에는 가공중 단선이 발생할 가능성이 있으며, 18%를 초과하는 경우에는 강도 확보에 어려움이 있을 수 있다. 상기 베이나이트는 강도 확보에 효과적인 미세조직이다. 상기 베이나이트의 분율이 80% 미만인 경우에는 목표 강도달성에 어려운 단점이 있다.In the steel material according to an embodiment of the present invention, the microstructure of the region from 0.05D to 0.95D from the surface is an area%, ferrite: 12 to 18%, bainite: 80% or more, it is preferable to include the remainder martensite . The D mentioned here is the diameter of the steel material, and the unit is mm. Since the ferrite has excellent ductility, it is an effective microstructure for wire drawing and forging workability. If the fraction of ferrite is less than 12%, disconnection may occur during processing, and if it exceeds 18%, it may be difficult to secure strength. The bainite is an effective microstructure for securing strength. When the fraction of the bainite is less than 80%, there is a disadvantage in that it is difficult to achieve the target strength.

본 발명의 일 실시형태에 따른 강재는 20~100nm의 크기를 갖는 탄화물의 개수가 100㎛2 당 120개 이상인 것이 바람직하다. 상기 20~100nm의 크기를 갖는 탄화물의 수가 100㎛2 당 120개 미만인 경우에는 강도 및 연성 확보에 어려움이 있을 수 있다. 한편, 상기 탄화물은 (Fe,Cr,Mn)23C6, (Fe,Cr)7C3, Mo6C로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.In the steel according to an embodiment of the present invention, the number of carbides having a size of 20 to 100 nm is preferably 120 or more per 100 μm 2 . When the number of carbides having a size of 20 to 100 nm is less than 120 per 100 μm 2 , it may be difficult to secure strength and ductility. Meanwhile, the carbide may be at least one selected from the group consisting of (Fe,Cr,Mn) 23 C 6 , (Fe,Cr) 7 C 3 , and Mo 6 C.

전술한 바와 같이 제공되는 본 발명의 강재는 인장강도: 1000MPa 이상, 항복강도: 900MPa 이상, 연신율: 14% 이상, 상온 항복강도와 600℃ 항복강도의 비: 0.47 이상일 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 강재는 우수한 강도, 연신율 및 고온연화저항성을 확보할 수 있다. 한편, 강재에 내화특성을 부여하기 위해서는, 강재가 내화특성을 갖도록 하거나 도료량을 많이 사용해야 하는데, 본 발명의 강재는 우수한 내화특성을 가짐으로써 건축물에 적용시 기존 강재에 비하여 도료량을 대략 2/3 수준으로 절감시킬 수 있어 공사비용 절감을 기대할 수 있다.The steel of the present invention provided as described above has tensile strength: 1000 MPa or more, yield strength: 900 MPa or more, elongation: 14% or more, and the ratio of room temperature yield strength and 600 ° C. yield strength: 0.47 or more. As such, the steel of the present invention can secure excellent strength, elongation, and resistance to high temperature softening. On the other hand, in order to impart fire-resistance properties to steel, the steel material must have fire-resistance properties or use a large amount of paint. The steel of the present invention has excellent fire-resistance properties. As it can be reduced to 3 levels, it can be expected to reduce the construction cost.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 고온연화저항성이 우수한 강재의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a steel material having excellent high temperature softening resistance according to an embodiment of the present invention will be described.

우선, 상술한 합금조성을 갖는 빌렛을 1000~1100℃에서 가열한다. 상기 빌렛 가열온도가 1000℃ 미만인 경우에는 조대탄화물이 잔존하게 되는 단점이 있으며, 1100℃를 초과하는 경우에는 오스테나이트 결정립도가 커지기 때문에 선재의 연성이 저하되는 단점이 있다. 따라서, 상기 빌렛 가열온도는 1000~1100℃의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 빌렛 가열 온도의 하한은 1010℃인 것이 보다 바람직하고, 1030℃인 것이 보다 더 바람직하며, 1040℃인 것이 가장 바람직하다. 상기 빌렛 가열 온도의 상한은 1090℃인 것이 보다 바람직하고, 1070℃인 것이 보다 더 바람직하며, 1060℃인 것이 가장 바람직하다.First, the billet having the above-described alloy composition is heated at 1000 ~ 1100 ℃. When the billet heating temperature is less than 1000 ℃, there is a disadvantage that coarse carbide remains, and when it exceeds 1100 ℃, there is a disadvantage that the ductility of the wire rod decreases because the austenite grain size increases. Therefore, the billet heating temperature is preferably in the range of 1000 ~ 1100 ℃. The lower limit of the billet heating temperature is more preferably 1010°C, even more preferably 1030°C, and most preferably 1040°C. The upper limit of the billet heating temperature is more preferably 1090°C, even more preferably 1070°C, and most preferably 1060°C.

상기 빌렛 가열시, 가열시간은 90~120분일 수 있다. 상기 가열시간이 90분 미만인 경우에는 조대탄화물이 잔존할 수 있으며, 120분을 초과하는 경우에는 오스테나이트 결정립이 조대화될 수 있다. 따라서, 상기 가열시간은 90~120분인 것이 바람직하다. 상기 빌렛 가열시간의 하한은 95분인 것이 보다 바람직하고, 100분인 것이 보다 더 바람직하며, 103분인 것이 가장 바람직하다. 상기 빌렛 가열시간의 상한은 115분인 것이 보다 바람직하고, 110분인 것이 보다 더 바람직하며, 108분인 것이 가장 바람직하다.When the billet is heated, the heating time may be 90 to 120 minutes. If the heating time is less than 90 minutes, coarse carbides may remain, and if it exceeds 120 minutes, austenite grains may be coarsened. Therefore, the heating time is preferably 90 to 120 minutes. The lower limit of the billet heating time is more preferably 95 minutes, even more preferably 100 minutes, and most preferably 103 minutes. The upper limit of the billet heating time is more preferably 115 minutes, even more preferably 110 minutes, and most preferably 108 minutes.

이후, 상기 가열된 빌렛을 출측온도가 1000~1150℃가 되도록 사상압연하여 선재를 얻는다. 상기 사상압연시 출측온도가 1000℃ 미만인 경우에는 압연 부하에 의해 압연설비의 교체주기가 증가하는 단점이 있으며, 1150℃를 초과하는 경우에는 빌렛 가열온도를 과도하게 높이거나 압연속도를 과도하게 높여야 하는 단점이 있다. 따라서, 상기 사상압연시 출측온도는 1000~1150℃의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 사상압연시 출측온도의 하한은 1020℃인 것이 보다 바람직하고, 1040℃인 것이 보다 더 바람직하며, 1060℃인 것이 가장 바람직하다. 상기 사상압연시 출측온도의 상한은 1130℃인 것이 보다 바람직하고, 1110℃인 것이 보다 더 바람직하며, 1090℃인 것이 가장 바람직하다. 한편, 본 발명에서는 작은 직경의 선재를 얻기 위하여 압연속도를 증가시켜야 할 뿐만 아니라, 소재와 압연설비와의 마찰로 인해 압연온도가 빌렛가열 온도에 유사하거나 높을 수 있다.Thereafter, the heated billet is finished-rolled so that the exit temperature is 1000 to 1150° C. to obtain a wire rod. When the exit temperature during the finishing rolling is less than 1000 ℃, there is a disadvantage that the replacement cycle of the rolling equipment increases due to the rolling load, and when it exceeds 1150 ℃, the billet heating temperature must be excessively increased or the rolling continuity must be excessively increased. There are disadvantages. Therefore, the exit temperature during the finishing rolling is preferably in the range of 1000 ~ 1150 ℃. The lower limit of the exit temperature during the finishing rolling is more preferably 1020°C, even more preferably 1040°C, and most preferably 1060°C. The upper limit of the exit temperature during the finishing rolling is more preferably 1130°C, even more preferably 1110°C, and most preferably 1090°C. On the other hand, in the present invention, in order to obtain a wire rod having a small diameter, it is necessary to increase the rolling continuity, and the rolling temperature may be similar to or higher than the billet heating temperature due to friction between the material and the rolling equipment.

이후, 상기 선재를 830~880℃에서 권취한다. 상기 권취온도가 830℃ 미만인 경우에는 권취코일의 형상이 불량해지는 단점이 있으며, 880℃를 초과하는 경우에는 스케일 두께 증가로 인해 중량 손실이 큰 단점이 있다. 따라서, 상기 권취온도는 830~880℃의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 권취온도의 하한은 835℃인 것이 보다 바람직하고, 840℃인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 권취온도의 상한은 870℃인 것이 보다 바람직하고, 860℃인 것이 보다 더 바람직하며, 850℃인 것이 가장 바람직하다.Then, the wire rod is wound at 830 ~ 880 ℃. When the coiling temperature is less than 830 ℃, there is a disadvantage that the shape of the winding coil is poor, and when it exceeds 880 ℃, there is a disadvantage in that the weight loss is large due to an increase in the scale thickness. Therefore, the coiling temperature is preferably in the range of 830 ~ 880 ℃. The lower limit of the coiling temperature is more preferably 835°C, and even more preferably 840°C. The upper limit of the coiling temperature is more preferably 870°C, even more preferably 860°C, and most preferably 850°C.

이후, 상기 권취된 선재를 300℃ 이하까지 2℃/s 이하의 냉각속도로 냉각한다. 상기 냉각정지온도가 300℃를 초과하는 경우에는 저온조직이 형성될 수 있는 단점이 있다. 따라서, 상기 냉각정지온도는 300℃ 이하의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 냉각정지온도는 290℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 270℃ 이하인 것이 보다 더 바람직하며, 260℃ 이하인 것이 가장 바람직하다. 한편, 본 발명에서는 상기 냉각정지온도의 하한에 대해서 특별히 한정하지 않으나, 200℃ 미만의 냉각정지온도에서는 선재 물성에 크게 영향을 미치지 않으므로, 상기 냉각정지온도의 하한은 200℃일 수 있다. 상기 냉각정지온도의 하한은 210℃인 것이 보다 바람직하고, 230℃인 것이 보다 더 바람직하며, 240℃인 것이 가장 바람직하다. 상기 냉각속도가 2℃/s를 초과하는 경우에는 저온조직이 형성되는 단점이 있을 수 있다. 따라서, 상기 냉각속도는 2℃/s 이하인 것이 바람직하다. 상기 냉각속도는 1.5℃/s 이하인 것이 보다 바람직하고, 1℃/s 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.8℃/s 이하인 것이 가장 바람직하다.Thereafter, the wound wire rod is cooled to 300° C. or less at a cooling rate of 2° C./s or less. When the cooling stop temperature exceeds 300° C., there is a disadvantage that a low-temperature tissue may be formed. Therefore, it is preferable that the cooling stop temperature has a range of 300° C. or less. The cooling stop temperature is more preferably 290 ℃ or less, more preferably 270 ℃ or less, and most preferably 260 ℃ or less. On the other hand, in the present invention, the lower limit of the cooling stop temperature is not particularly limited, but at a cooling stop temperature of less than 200 °C, the physical properties of the wire are not significantly affected, so the lower limit of the cooling stop temperature may be 200 °C. The lower limit of the cooling stop temperature is more preferably 210°C, even more preferably 230°C, and most preferably 240°C. When the cooling rate exceeds 2° C./s, there may be a disadvantage in that a low-temperature tissue is formed. Therefore, it is preferable that the cooling rate is 2° C./s or less. The cooling rate is more preferably 1.5°C/s or less, more preferably 1°C/s or less, and most preferably 0.8°C/s or less.

이후, 상기 냉각된 선재를 780~820℃에서 구상화 소둔 열처리한다. 상기 구상화 소둔 열처리 온도가 780℃ 미만인 경우에는 충분히 구상화가 되지 않아 강도가 높은 단점이 있으며, 820℃를 초과하는 경우에는 조대 결정립이 부분적으로 섞여 재질편차를 야기하는 단점이 있다. 따라서, 상기 열처리온도는 780~820℃의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 구상화 소둔 열처리 온도의 하한은 785℃인 것이 보다 바람직하고, 790℃인 것이 보다 더 바람직하며, 795℃인 것이 가장 바람직하다. 상기 구상화 소둔 열처리 온도의 상한은 815℃인 것이 보다 바람직하고, 810℃인 것이 보다 더 바람직하며, 805℃인 것이 가장 바람직하다.Thereafter, the cooled wire rod is subjected to a spheroidizing annealing heat treatment at 780 to 820°C. When the spheroidizing annealing heat treatment temperature is less than 780 ℃, there is a disadvantage in that the strength is not sufficiently spheroidized, and when it exceeds 820 ℃, the coarse grains are partially mixed to cause material deviation. Therefore, the heat treatment temperature is preferably in the range of 780 ~ 820 ℃. The lower limit of the spheroidizing annealing heat treatment temperature is more preferably 785°C, even more preferably 790°C, and most preferably 795°C. The upper limit of the spheroidizing annealing heat treatment temperature is more preferably 815°C, even more preferably 810°C, and most preferably 805°C.

상기 구상화 소둔 열처리시, 열처리 시간은 10~22시간일 수 있다. 상기 열처리 시간이 10시간 미만인 경우에는 구상화가 충분히 되지 않을 수 있으며, 22시간을 초과하는 경우에는 구상화가 거의 완료되어 효과가 없고, 열처리비용이 크게 증가하는 단점이 있다. 따라서, 상기 열처리 시간은 10~22시간인 것이 바람직하다. 상기 열처리 시간의 하한은 12시간인 것이 보다 바람직하고, 14시간인 것이 보다 더 바람직하며, 15시간인 것이 가장 바람직하다. 상기 열처리 시간의 상한은 20시간인 것이 보다 바람직하고, 18시간인 것이 보다 더 바람직하며, 17시간인 것이 가장 바람직하다.During the spheroidizing annealing heat treatment, the heat treatment time may be 10 to 22 hours. If the heat treatment time is less than 10 hours, the spheroidization may not be sufficient, and if it exceeds 22 hours, the spheroidization is almost ineffective, and there is a disadvantage in that the heat treatment cost is greatly increased. Therefore, the heat treatment time is preferably 10 to 22 hours. The lower limit of the heat treatment time is more preferably 12 hours, still more preferably 14 hours, and most preferably 15 hours. The upper limit of the heat treatment time is more preferably 20 hours, still more preferably 18 hours, and most preferably 17 hours.

이후, 상기 열처리된 선재를 신선한다. 상기 신선을 통해 최종적으로 얻고자 하는 제품에 적용 가능하도록 상기 냉각된 선재의 직경을 감소시킬 수 있다. 본 발명에서는 상기 신선 공정에 대해서 특별히 한정하지 않으며, 당해 기술분야에서 이용되는 신선 공정을 적용할 수 있다.Thereafter, the heat-treated wire rod is fresh. The diameter of the cooled wire rod may be reduced to be applicable to a product to be finally obtained through the wire drawing. In the present invention, the wire drawing process is not particularly limited, and a wire drawing process used in the art may be applied.

이후, 상기 신선된 선재를 냉간성형한다. 상기 냉간성형 공정을 통해 본 발명이 적용하고자 하는 제품의 형태로 가공할 수 있다. 본 발명에서는 상기 냉간성형 공정에 대해서 특별히 한정하지 않으며, 당해 기술분야에서 이용되는 냉간성형 공정을 적용할 수 있다.Thereafter, the drawn wire rod is cold-formed. Through the cold forming process, the present invention can be processed into a product to be applied. In the present invention, the cold forming process is not particularly limited, and a cold forming process used in the art may be applied.

이후, 상기 냉간성형된 선재를 880~920℃에서 가열 후 ??칭한다. 상기 ??칭시, 가열온도가 880℃ 미만인 경우에는 조대 탄화물이 존재하게 될 수 있다. 한편, 열처리 설비의 한계로 인해 상기 가열온도의 상한은 920℃일 수 있다. 따라서, 상기 ??칭시, 가열온도는 880~920℃의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 ??칭시, 가열온도의 하한은 885℃인 것이 보다 바람직하고, 890℃인 것이 보다 더 바람직하며, 895℃인 것이 가장 바람직하다. 상기 ??칭시, 가열온도의 상한은 915℃인 것이 보다 바람직하고, 910℃인 것이 보다 더 바람직하며, 905℃인 것이 가장 바람직하다.Thereafter, the cold-formed wire rod is heated at 880 to 920° C. and then quenched. At the time of quenching, if the heating temperature is less than 880° C., coarse carbides may be present. On the other hand, due to the limitation of the heat treatment facility, the upper limit of the heating temperature may be 920 °C. Therefore, during the quenching, the heating temperature is preferably in the range of 880 to 920 ℃. During the quenching, the lower limit of the heating temperature is more preferably 885°C, even more preferably 890°C, and most preferably 895°C. During the quenching, the upper limit of the heating temperature is more preferably 915°C, even more preferably 910°C, and most preferably 905°C.

이후, 상기 ??칭된 선재를 520~580℃에서 템퍼링한다. 상기 템퍼링 온도가 520℃ 미만인 경우에는 연성이 감소되는 단점이 있으며, 580℃를 초과하는 경우에는 강도 저하 폭이 크기 때문에, 강도가 낮아지는 단점이 있다. 따라서, 상기 템퍼링 온도는 520~580℃의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 템퍼링 온도의 하한은 525℃인 것이 보다 바람직하고, 530℃인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 템퍼링 온도의 상한은 570℃인 것이 보다 바람직하고, 560℃인 것이 보다 더 바람직하며, 550℃인 것이 가장 바람직하다.Then, the quenched wire rod is tempered at 520 ~ 580 ℃. When the tempering temperature is less than 520° C., there is a disadvantage in that ductility is reduced, and when it exceeds 580° C., since the width of the strength reduction is large, there is a disadvantage in that the strength is lowered. Therefore, the tempering temperature is preferably in the range of 520 ~ 580 ℃. As for the lower limit of the said tempering temperature, it is more preferable that it is 525 degreeC, and it is still more preferable that it is 530 degreeC. The upper limit of the tempering temperature is more preferably 570°C, even more preferably 560°C, and most preferably 550°C.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are only examples for explaining the present invention in more detail, and do not limit the scope of the present invention.

(실시예)(Example)

하기 표 1에 기재된 합금조성을 갖는 용강을 연속주조한 뒤, 강편 압연하여 160×160mm2의 크기를 갖는 빌렛을 제조하였다. 상기 빌렛을 1030℃에서 95분간 가열하고, 이후, 출측온도가 1045℃가 되도록 마무리 압연하고, 845℃에서 권취한 뒤, 1.5℃/s의 냉각속도로 280℃까지 냉각하여 17mm의 직경을 갖는 선재를 제조하였다. 상기 선재의 인장강도를 측정한 후, 하기 표 1에 나타내었다. 이후, 상기 선재를 805℃에서 구상화 소둔 열처리한 후, 신선 및 냉간성형하여 볼트로 제작한 뒤, 이 볼트를 900℃에서 가열 후 ??칭하고, 이어서, 540℃에서 템퍼링하였다. 이와 같이 제조된 볼트에 대하여 미세조직, 탄화물 수 및 기계적 물성을 측정한 뒤, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. After continuously casting molten steel having the alloy composition shown in Table 1, the steel slab was rolled to prepare a billet having a size of 160 × 160 mm 2 . The billet is heated at 1030°C for 95 minutes, then finish-rolled so that the exit temperature is 1045°C, wound at 845°C, cooled to 280°C at a cooling rate of 1.5°C/s, and a wire having a diameter of 17 mm was prepared. After measuring the tensile strength of the wire rod, it is shown in Table 1 below. Thereafter, the wire rod was subjected to spheroidizing annealing heat treatment at 805° C., followed by wire drawing and cold forming to produce bolts, and then the bolts were heated at 900° C. and quenched, followed by tempering at 540° C. After measuring the microstructure, number of carbides, and mechanical properties of the bolts prepared in this way, the results are shown in Table 2 below.

이 때, 상기 미세조직은 광학현미경을 이용하여 ×200배 시야에서 촬영, 총 10장을 확보한 후 결정립이 원형임을 가정, 평균값을 이용하여 측정하였고, 상기 20~100nm의 크기를 갖는 탄화물 분율은 레플리카 석출물 추출법을 이용하여 시험편을 제작, 투과전자현미경을 통해 임의의 100㎛2 영역을 측정하였다. 항복강도, 인장강도의 기계적 물성은 인장 시험을 통해 측정하였다. 이 때, 600℃에서의 항복강도 측정시 cross head 속도는 12m/m으로 유지하였다.At this time, the microstructure was measured using an average value, assuming that the crystal grains were circular after securing a total of 10 sheets by using an optical microscope at a ×200-fold field of view, and the carbide fraction having a size of 20 to 100 nm was A test piece was prepared using a replica precipitate extraction method, and an arbitrary 100 μm 2 area was measured through a transmission electron microscope. The mechanical properties of yield strength and tensile strength were measured through a tensile test. At this time, the cross head speed was maintained at 12 m/m when measuring the yield strength at 600 °C.

구분division 합금조성(중량%)Alloy composition (wt%) 인장강도
(MPa)
tensile strength
(MPa)
CC SiSi MnMn CrCr MoMo PP SS 비교예1Comparative Example 1 0.20.2 0.50.5 0.850.85 00 00 0.020.02 0.010.01 320320 비교예2Comparative Example 2 0.20.2 0.50.5 0.850.85 0.80.8 00 0.020.02 0.010.01 610610 비교예3Comparative Example 3 0.20.2 0.50.5 0.850.85 00 0.80.8 0.020.02 0.010.01 650650 발명예1Invention Example 1 0.20.2 0.50.5 0.850.85 0.80.8 0.80.8 0.020.02 0.010.01 820820 발명예2Invention Example 2 0.20.2 0.50.5 0.850.85 1.11.1 0.80.8 0.020.02 0.010.01 910910 비교예4Comparative Example 4 0.20.2 0.50.5 0.850.85 1.41.4 0.80.8 0.020.02 0.010.01 970970 비교예5Comparative Example 5 0.20.2 0.50.5 0.850.85 0.80.8 0.50.5 0.020.02 0.010.01 760760 발명예3Invention example 3 0.20.2 0.50.5 0.850.85 0.80.8 1One 0.020.02 0.010.01 890890 비교예6Comparative Example 6 0.20.2 0.50.5 0.850.85 0.80.8 1.41.4 0.020.02 0.010.01 10101010 비교예7Comparative Example 7 0.20.2 0.50.5 0.850.85 0.60.6 0.80.8 0.020.02 0.010.01 780780

구분division 선재 미세조직(면적%)
Wire rod microstructure (area%)
신선시
단선
여부
fresh poetry
monorail
Whether
인장강도
(MPa)
tensile strength
(MPa)
항복강도
(MPa)
yield strength
(MPa)
600℃ 항복강도
/상온 항복강도
600℃ yield strength
/room temperature yield strength
20~100nm의 크기를 갖는 탄화물 수
(개/100㎛2)
Number of carbides with a size of 20 to 100 nm
(pcs/100㎛ 2 )
페라
이트
blow
site
펄라
이트
perla
site
베이
나이트
Bay
Night
마르텐
사이트
marten
site
비교예1Comparative Example 1 4141 5959 00 00 미단선short line 760760 660660 0.180.18 00 비교예2Comparative Example 2 3232 4747 2020 1One 미단선short line 910910 810810 0.190.19 2525 비교예3Comparative Example 3 3030 4444 2525 1One 미단선short line 930930 830830 0.290.29 3232 발명예1Invention Example 1 1818 00 8080 22 미단선short line 11201120 10401040 0.480.48 127127 발명예2Invention Example 2 1212 00 8686 22 미단선short line 11951195 10951095 0.550.55 152152 비교예4Comparative Example 4 00 00 3838 6262 단선monorail 단선으로 인한 미측정Unmeasured due to disconnection 8989 비교예5Comparative Example 5 2828 1919 5252 1One 미단선short line 10301030 930930 0.320.32 9191 발명예3Invention example 3 1313 00 8585 22 미단선short line 11801180 10801080 0.500.50 165165 비교예6Comparative Example 6 00 00 2222 7878 단선monorail 단선으로 인한 미측정Unmeasured due to disconnection 9090 비교예7Comparative Example 7 2222 00 7777 1One 미단선broken line 990990 870870 0.320.32 7878

상기 표 1 및 2를 통해 알 수 있듯이, 본 발명이 제안하는 합금조성과 제조조건을 만족하는 발명예 1 내지 3의 경우에는 본 발명의 미세조직을 만족할 뿐만 아니라, 20~100nm의 크기를 갖는 탄화물 수 또한 120개/100㎛2 이상임을 알 수 있다. 이로 인해, 인장강도 및 항복강도가 우수할 뿐만 아니라, 상온 항복강도와 600℃ 항복강도의 비가 0.47 이상으로서, 우수한 고온연화저항성을 확보하고 있음을 알 수 있다. As can be seen from Tables 1 and 2, in the case of Inventive Examples 1 to 3 that satisfy the alloy composition and manufacturing conditions proposed by the present invention, not only the microstructure of the present invention is satisfied, but also carbides having a size of 20 to 100 nm It can be seen that the number is also 120/100㎛ 2 or more. For this reason, it can be seen that not only the tensile strength and yield strength are excellent, but also the ratio of the room temperature yield strength to the 600°C yield strength is 0.47 or more, which ensures excellent high temperature softening resistance.

비교예 1은 Cr 및 Mo가 미첨가된 경우이고, 비교예 2 및 3은 각각 Mo 및 Cr이 미첨가된 경우로서, 본 발명이 얻고자 하는 미세조직을 확보하고 있지 못하고 있을 뿐만 아니라, 20~100nm의 크기를 갖는 탄화물 수 또한 120개/100㎛2 미만임을 알 수 있다. 이로 인해, 본 발명이 얻고자 하는 기계적 물성이나 고온연화저항성 또한 확보하고 있지 못함을 알 수 있다.Comparative Example 1 is a case in which Cr and Mo are not added, and Comparative Examples 2 and 3 is a case in which Mo and Cr are not added, respectively, and not only does not secure the microstructure to be obtained by the present invention, but also 20~ It can be seen that the number of carbides having a size of 100 nm is also less than 120/100 μm 2 . For this reason, it can be seen that the mechanical properties or high temperature softening resistance to be obtained by the present invention are not secured either.

비교예 4는 본 발명이 제안하는 Cr 함량을 초과하는 경우로서, 본 발명이 얻고자 하는 미세조직을 확보하고 있지 못하고 있을 뿐만 아니라, 20~100nm의 크기를 갖는 탄화물 수 또한 120개/100㎛2 미만임을 알 수 있다. 아울러, 마르텐사이트가 다량 형성됨에 따라 신선시 단선이 발생하였다. Comparative Example 4 is a case in which the Cr content proposed by the present invention is exceeded, and not only does not secure the microstructure to be obtained by the present invention, but also the number of carbides having a size of 20 to 100 nm is also 120/100 μm 2 It can be seen that less than In addition, as a large amount of martensite was formed, disconnection occurred during drawing.

비교예 5는 본 발명이 제안하는 Mo 함량에 미달하는 경우로서, 본 발명이 얻고자 하는 미세조직을 확보하고 있지 못하고 있을 뿐만 아니라, 20~100nm의 크기를 갖는 탄화물 수 또한 120개/100㎛2 미만임을 알 수 있다. 아울러, 600℃에서의 항복강도가 낮아 고온연화저항성이 낮음을 알 수 있다.Comparative Example 5 is a case that is less than the Mo content proposed by the present invention, and not only does not secure the microstructure to be obtained by the present invention, but also the number of carbides having a size of 20 to 100 nm is also 120 / 100 μm 2 It can be seen that less than In addition, it can be seen that the high-temperature softening resistance is low due to the low yield strength at 600°C.

비교예 6은 본 발명이 제안하는 Mo 함량을 초과하는 경우로서, 본 발명이 얻고자 하는 미세조직을 확보하고 있지 못하고 있을 뿐만 아니라, 20~100nm의 크기를 갖는 탄화물 수 또한 120개/100㎛2 미만임을 알 수 있다. 아울러, 마르텐사이트가 다량 형성됨에 따라 신선시 단선이 발생하였다.Comparative Example 6 is a case exceeding the Mo content proposed by the present invention, and not only does not secure the microstructure to be obtained by the present invention, but also the number of carbides having a size of 20 to 100 nm is also 120 /100㎛ 2 It can be seen that less than In addition, as a large amount of martensite was formed, disconnection occurred during drawing.

비교예 7은 본 발명이 제안하는 Cr 함량에 미달하는 경우로서, 본 발명이 얻고자 하는 미세조직을 확보하고 있지 못하고 있을 뿐만 아니라, 20~100nm의 크기를 갖는 탄화물 수 또한 120개/100㎛2 미만임을 알 수 있다. 아울러, 600℃에서의 항복강도가 낮아 고온연화저항성이 낮음을 알 수 있다.Comparative Example 7 is a case that does not meet the Cr content suggested by the present invention, and not only does not secure the microstructure to be obtained by the present invention, but also the number of carbides having a size of 20 to 100 nm is also 120 /100㎛ 2 It can be seen that less than In addition, it can be seen that the high-temperature softening resistance is low due to the low yield strength at 600°C.

도 1은 발명예 1을 광학현미경으로 관찰한 미세조직 사진이다. 도 1을 통해 알 수 있듯이, 발명예 1의 경우 본 발명이 제안하는 적절한 분율의 페라이트, 베이나이트 및 마르텐사이트가 형성되어 있음을 알 수 있다. 1 is a microstructure photograph of Inventive Example 1 observed with an optical microscope. As can be seen from FIG. 1 , in the case of Inventive Example 1, it can be seen that ferrite, bainite, and martensite of appropriate fractions proposed by the present invention are formed.

Claims (7)

중량%로, C: 0.15~0.35%, Si: 0.4~0.6%, Mn: 0.85~1.25%, Cr: 0.80~1.10%, Mo: 0.65~1.05%, P: 0.03% 이하, S: 0.03% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
표면으로부터 0.05D에서 0.95D까지 영역의 미세조직은 면적%로, 페라이트: 12~18%, 베이나이트: 80% 이상, 잔부 마르텐사이트를 포함하며,
인장강도: 1000MPa이상, 항복강도: 900MPa이상, 상온 항복강도와 600℃ 항복강도의 비: 0.47 이상인 고온연화저항성이 우수한 강재.
(단, 상기 D는 강재의 직경이며, 단위는 mm임.)
By weight%, C: 0.15 to 0.35%, Si: 0.4 to 0.6%, Mn: 0.85 to 1.25%, Cr: 0.80 to 1.10%, Mo: 0.65 to 1.05%, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less , the balance Fe and other unavoidable impurities,
The microstructure of the region from 0.05D to 0.95D from the surface is area %, ferrite: 12 to 18%, bainite: 80% or more, and the remainder contains martensite,
Tensile strength: 1000 MPa or more, Yield strength: 900 MPa or more, Ratio of room temperature yield strength to 600°C yield strength: 0.47 or more Steel with excellent resistance to high temperature softening.
(However, D is the diameter of the steel, and the unit is mm.)
청구항 1에 있어서,
상기 강재는 20~100nm의 크기를 갖는 탄화물의 개수가 100㎛2 당 120개 이상인 고온연화저항성이 우수한 강재.
The method according to claim 1,
The steel is a steel with excellent high temperature softening resistance, wherein the number of carbides having a size of 20 to 100 nm is 120 or more per 100 μm 2 .
청구항 2에 있어서,
상기 탄화물은 (Fe,Cr,Mn)23C6, (Fe,Cr)7C3, Mo6C로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 고온연화저항성이 우수한 강재.
3. The method according to claim 2,
The carbide is at least one selected from the group consisting of (Fe,Cr,Mn) 23 C 6 , (Fe,Cr) 7 C 3 , Mo 6 C steel having excellent resistance to high temperature softening.
삭제delete 중량%로, C: 0.15~0.35%, Si: 0.4~0.6%, Mn: 0.85~1.25%, Cr: 0.80~1.10%, Mo: 0.65~1.05%, P: 0.03% 이하, S: 0.03% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 1000~1100℃에서 가열하는 단계;
상기 가열된 빌렛을 출측온도가 1000~1150℃가 되도록 사상압연하여 선재를 얻는 단계;
상기 선재를 830~880℃에서 권취하는 단계;
상기 권취된 선재를 300℃ 이하까지 2℃/s 이하의 냉각속도로 냉각하는 단계;
상기 냉각된 선재를 780~820℃에서 구상화 소둔 열처리하는 단계;
상기 열처리된 선재를 신선하는 단계;
상기 신선된 선재를 냉간성형하는 단계;
상기 냉간성형된 선재를 880~920℃에서 가열 후 ??칭하는 단계; 및
상기 ??칭된 선재를 520~580℃에서 템퍼링하는 단계를 포함하는 고온연화저항성이 우수한 강재의 제조방법.
By weight%, C: 0.15 to 0.35%, Si: 0.4 to 0.6%, Mn: 0.85 to 1.25%, Cr: 0.80 to 1.10%, Mo: 0.65 to 1.05%, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less , heating the billet containing the balance Fe and other unavoidable impurities at 1000 ~ 1100 ℃;
obtaining a wire rod by finishing rolling the heated billet so that the exit temperature is 1000 to 1150°C;
winding the wire rod at 830 to 880°C;
cooling the wound wire rod to 300°C or less at a cooling rate of 2°C/s or less;
spheroidizing annealing heat treatment of the cooled wire rod at 780 ~ 820 °C;
drawing the heat-treated wire rod;
cold forming the fresh wire rod;
heating the cold-formed wire rod at 880 to 920° C. and then quenching; and
A method of manufacturing a steel having excellent resistance to high temperature softening, comprising the step of tempering the quenched wire rod at 520 to 580°C.
청구항 5에 있어서,
상기 빌렛 가열시, 가열 시간은 90~120분인 고온연화저항성이 우수한 강재의 제조방법.
6. The method of claim 5,
When the billet is heated, the heating time is 90 to 120 minutes.
청구항 5에 있어서,
상기 구상화 소둔 열처리시, 열처리 시간은 10~22시간인 고온연화저항성이 우수한 강재의 제조방법.
6. The method of claim 5,
In the case of the spheroidizing annealing heat treatment, the heat treatment time is 10 to 22 hours, a method of manufacturing a steel having excellent resistance to high temperature softening.
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