KR102359299B1 - Ultra-high strength, high co-ni secondary hardening martensitic steel and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은, Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 탄소(C) 0.32∼0.38 중량%, 크롬(Cr) 2.00∼3.00 중량%, 몰리브덴(Mo) 1.00∼2.50 중량%, 코발트(Co) 15.50∼17.00 중량%, 니켈(Ni) 12.00∼13.00 중량%, 텅스텐(W) 0.48∼1.60 중량%, 바나듐(V) 0.05∼0.3 중량%, 티타늄(Ti) 0.01∼0.03 중량% 및 잔부의 철(Fe)을 포함하는, Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy and a method for manufacturing the same, and more specifically, to 0.32 to 0.38 wt% of carbon (C), 2.00 to 3.00 wt% of chromium (Cr), and 1.00 wt% of molybdenum (Mo). ∼2.50 wt%, cobalt (Co) 15.50∼17.00 wt%, nickel (Ni) 12.00∼13.00 wt%, tungsten (W) 0.48∼1.60 wt%, vanadium (V) 0.05∼0.3 wt%, titanium (Ti) 0.01 It relates to a Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy and a method for manufacturing the same, including -0.03% by weight and the balance iron (Fe).
Description
본 발명은, 극초고강도 고함량 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-high strength, high content Co-Ni-based secondary hardening martensite alloy and a method for manufacturing the same.
일반적으로 이차경화형 합금은 우수한 강도비 인성을 제공하여 국방 및 우주항공산업은 물론 자동차 및 스포츠 용품 등 첨단구조재료용 소재로 폭넓게 활용되는 대표적인 금속소재로 다량의 Co 및 Ni을 함유하고 있다. In general, secondary hardening type alloys contain large amounts of Co and Ni as representative metal materials widely used as materials for advanced structural materials such as automobiles and sporting goods as well as national defense and aerospace industries by providing excellent strength ratio and toughness.
대표적인 이차경화형 합금으로는 미국에서 개발되어 특허등록된 AerMet Series(AerMet 100, AerMet 310, AerMet 340)가 있으며, 최근에 개발된 AerMet 340의 경우, 2.3 GPa의 인장강도 수준에서 9.3% 이상의 연신율을 제공할 수 있는 것으로 알려져 있다.A typical secondary hardening alloy is the AerMet Series (AerMet 100, AerMet 310, AerMet 340) developed and patented in the United States. In the case of the recently developed AerMet 340, it provides an elongation of 9.3% or more at a tensile strength level of 2.3 GPa. known to be able to
최근 연비 및 기동성 향상 등 관련 산업 전반에 걸친 성능향상이 요구됨에 따라, 관련 구조 요소의 중량을 감소시킬 수 있는 비강도 확보의 중요성이 더욱 심화되고 있다. Recently, as performance improvement across related industries such as improvement of fuel efficiency and mobility is required, the importance of securing specific strength that can reduce the weight of related structural elements is further deepening.
지금까지 이차경화형 합금의 개발은 합금기지내 침상으로 형성되어 강도 증가에 주된 기여를 하는 준안정 M2C 탄화물의 미세구조적 인자(크기 및 분포 특성 등)를 포함한 석출거동 제어에 집중되어 왔으며, 이에 따라 해당 M2C 석출에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 Mo(몰리브덴), Cr(크롬)의 함량 조절과 함께, 비록 M2C 내 포함되지는 않으나, 기지내 고용되어 M2C 형성에 간접적인 영향을 미칠 수 있는 Co(코발트) 및 Ni(니켈)함량 조절 효과에 대한 연구가 지속적으로 진행되어 왔다. So far, the development of secondary hardening alloys has been focused on controlling the precipitation behavior, including microstructural factors (size and distribution characteristics, etc.) of metastable M 2 C carbides, which are formed as needles in the alloy matrix and mainly contribute to the increase in strength. Accordingly, along with controlling the content of Mo (molybdenum) and Cr (chromium), which can directly affect the M 2 C precipitation, although not included in M 2 C, it is dissolved in the matrix and indirectly affects M 2 C formation Studies on the effects of controlling the Co (cobalt) and Ni (nickel) content have been continuously conducted.
산업 전반에 걸친 고성능화에 적극적으로 대응하며, 동시에 점차 가혹화 되고 있는 사용 환경에서 안정성이 담보되기 위해서는 극초고강도화에 따른 비강도 향상이 필요한 것으로 기존 M2C에 의한 석출강화만으로는 일정한 한계가 있는 것으로 보고되고 있다. In order to actively respond to high performance throughout the industry and at the same time ensure stability in the increasingly harsh use environment, it is necessary to improve specific strength according to ultra - high strength. is becoming
본 발명은 상기 언급한 문제점을 해결하기 위해서, 점점 더 가혹해지는 구조재료 환경에서의 인성 및 연성의 저하를 최소화하는 동시에 보다 향상된 강도를 겸비할 수 있는, M2C 및 MC 복합 석출상을 주요 강화상(major reinforcing phases of complex precipitates)으로 포함하는 극초고강도 고함량 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금을 제공하는 것이다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention mainly strengthens M 2 C and MC composite precipitated phases, which can have improved strength while minimizing deterioration in toughness and ductility in increasingly harsh structural material environments. It is to provide an ultra-high strength and high content Co-Ni-based secondary hardening martensite alloy including as major reinforcing phases of complex precipitates.
본 발명은, 본 발명에 의한 복합 석출상을 주요 강화상으로 포함하는, 극초고강도 고함량 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing an ultra-high strength and high content Co-Ni-based secondary hardening martensite alloy comprising the composite precipitated phase according to the present invention as a main reinforcing phase.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따라, 탄소(C) 0.32∼0.38 중량%, 크롬(Cr) 2.00∼3.00 중량%, 몰리브덴(Mo) 1.00∼2.50 중량%, 코발트(Co) 15.50∼17.00 중량%, 니켈(Ni) 12.00∼13.00 중량%, 텅스텐(W) 0.48∼1.60 중량%, 바나듐(V) 0.05∼0.3 중량%, 티타늄(Ti) 0.01∼0.03 중량% 및 잔부의 철(Fe)을 포함하는, Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, carbon (C) 0.32 to 0.38 wt%, chromium (Cr) 2.00 to 3.00 wt%, molybdenum (Mo) 1.00 to 2.50 wt%, cobalt (Co) 15.50 to 17.00 wt%, nickel Co comprising (Ni) 12.00 to 13.00 wt%, tungsten (W) 0.48 to 1.60 wt%, vanadium (V) 0.05 to 0.3 wt%, titanium (Ti) 0.01 to 0.03 wt%, and the balance iron (Fe) -It relates to a Ni-based secondary hardening type martensite alloy.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금의 인장강도는 2.5 GPa이상인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the tensile strength of the Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy may be 2.5 GPa or more.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금은, M2C 및 MC(M은 합금 기지 원소에서 선택된다.) 을 포함하는 석출상을 포함하는 강화상을 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy includes a strengthening phase including a precipitation phase including M 2 C and MC (M is selected from alloy matrix elements.) it could be
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 M2C 및 MC에서 M은 V인 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, M in M 2 C and MC may be V.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 란타늄(La) 0.01∼0.03 중량%을 더 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy may further include 0.01 to 0.03 wt% of lanthanum (La).
본 발명의 일 실시예에 따라, 탄소(C) 0.32∼0.38 중량%, 크롬Cr) 2.00∼3.00 중량%, 몰리브덴(Mo) 1.00∼2.50 중량%, 코발트(Co) 15.50∼17.00 중량%, 니켈(Ni) 12.00∼13.00 중량%, 텅스텐(W) 0.48∼1.60 중량%, 바나듐(V) 0.05∼0.3 중량% 및 잔부의 철(Fe)을 포함하는 강재를 제조하는 단계; 상기 강재를 오스테나이징하는 단계; 및 상기 오스테나이징된 강재를 시효처리하는 단계; 를 포함하는, Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조방법에 관한 것이다. According to an embodiment of the present invention, carbon (C) 0.32 to 0.38 wt%, chromium Cr) 2.00 to 3.00 wt%, molybdenum (Mo) 1.00 to 2.50 wt%, cobalt (Co) 15.50 to 17.00 wt%, nickel ( Ni) 12.00 to 13.00% by weight, tungsten (W) 0.48 to 1.60% by weight, vanadium (V) 0.05 to 0.3% by weight and the remainder to prepare a steel containing iron (Fe); austenizing the steel; and aging the austenized steel; It relates to a method for producing a Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy, including a.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 강재를 제조하는 단계는, 진공유도용해 후 열간 가공하여 제조하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the manufacturing of the steel material may be manufactured by hot working after vacuum induction melting.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 오스테나이징하는 단계는, 상기 강재를1000 ℃내지 1200 ℃의 온도에서 60분 내지 120분 동안 유지한 후 급랭하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the step of austenizing may include maintaining the steel material at a temperature of 1000 ° C. to 1200 ° C. for 60 minutes to 120 minutes and then quenching the steel.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시효처리하는 단계는, 오스테나이징 처리된 강재를 450 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서 60분 내지 600분 동안 시효처리하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the aging treatment may include aging the austenized steel at a temperature of 450° C. to 500° C. for 60 minutes to 600 minutes.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시효처리하는 단계는, 450 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서 60분 내지 600분 동안 다단 등온 시효처리하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the aging treatment may be a multi-stage isothermal aging treatment at a temperature of 450° C. to 500° C. for 60 minutes to 600 minutes.
본 발명은, 주된 탄화물 형성 원소인 Mo 이외에도 Mo와 동일한 합금원소 효과를 유발할 수 있는 텅스텐(W)과 미소합금원소인 바나듐(V)을 동시에 첨가함으로써 M2C 및 MC탄화물의 복합석출이 가능하며, 이러한 복합 석출상을 주요 미세구조적 특징으로 하는 고함량 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금을 제공할 수 있다. 상기 합금은, 2.5 GPa이상의 극초고강도 수준에서 인성의 급격한 저하를 최소화할 수 있어 우수한 비강도 특성을 요구하는 다양한 구조재료용 소재로 폭넓은 활용이 가능하다. In the present invention, composite precipitation of M 2 C and MC carbides is possible by simultaneously adding tungsten (W), which can cause the same alloying effect as Mo, and vanadium (V), which is a microalloy element, in addition to Mo, which is the main carbide forming element, , it is possible to provide a high content Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy having such a composite precipitated phase as a major microstructural feature. The alloy can minimize a sudden decrease in toughness at an ultra-high strength level of 2.5 GPa or more, so that it can be widely used as a material for various structural materials requiring excellent specific strength characteristics.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 오스테나이징 처리 후 평가된 경도값을 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 오스테나이징 처리를 통해 얻은 실시예의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 오스테나이징 처리 후 시효시간에 따른 실시예의 경도 변화를 나타낸 것이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 의한 DSC 분석 결과를 나타낸 것으로, 두 합금의 시효처리시 발생되는 탄화물 석출거동의 차이를 설명한 것이다. 1 shows the hardness values evaluated after the austenizing treatment according to the present invention, according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a scanning electron microscope photograph of an embodiment obtained through the austenizing treatment according to the present invention, according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the change in hardness of the embodiment according to the aging time after the austenizing treatment according to the present invention, according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows the results of DSC analysis according to the present invention according to an embodiment of the present invention, and explains the difference in the carbide precipitation behavior occurring during the aging treatment of the two alloys.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms used in this specification are terms used to properly express a preferred embodiment of the present invention, which may vary depending on the intention of a user or operator or a custom in the field to which the present invention belongs. Accordingly, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification. Like reference numerals in each figure indicate like elements.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is said to be located "on" another member, this includes not only a case in which a member is in contact with another member but also a case in which another member exists between the two members.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components.
이하, 본 발명의 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금 및 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy and the Co-Ni-based secondary hardening type martensitic alloy manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.
본 발명은, Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 기계적 성질, 특히 강도가 우수한 고함량 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금일 수 있다.The present invention relates to a Co-Ni-based secondary hardening type martensitic alloy, and according to an embodiment of the present invention, the Co-Ni-based secondary hardening type martensitic alloy has a high content of Co-Ni having excellent mechanical properties, in particular, strength. It may be a secondary hardening type martensite alloy.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 탄소(C), 크롬(Cr) 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 바나듐(V), 티타늄(Ti) 및 잔부의 철(Fe) 및 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy is carbon (C), chromium (Cr) molybdenum (Mo), cobalt (Co), nickel (Ni), tungsten (W), It may contain vanadium (V), titanium (Ti), and the remainder iron (Fe) and impurities that are unavoidably incorporated.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 상기 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 2.5GPa 이상의 인장강도를 제공하고, M2C와 함께 MC(M은 합금 기지 원소에서 선택된다.)에 따른 복합 석출상을 주요 강화상으로 포함하는 극초고강도 고함량 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금일 수 있다. 즉, 상기 복합 석출상을 주요 강화상으로 하는 극초고강도 고함량 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금은 종래의 이차경화형 마르텐사이트 합금의 기계적 성질을 보다 향상시키기 위한 방안으로 기존 AerMet 340에 첨가되는 Mo를 일부 W으로 대체하고, 추가적으로 V을 첨가함으로써 주요 강화상인 M2C와 함께 MC탄화물을 복합석출시킨 주요 미세구조적 특징을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy provides a tensile strength of 2.5 GPa or more, and M 2 C along with MC (M is selected from the alloy matrix elements.) It may be an ultra-high strength, high content Co-Ni-based secondary hardening martensite alloy including a composite precipitated phase as a main reinforcing phase. That is, the ultra-high strength, high content Co-Ni-based secondary hardening martensite alloy using the composite precipitation phase as the main reinforcing phase is a method for further improving the mechanical properties of the conventional secondary hardening martensitic alloy. Mo added to the existing AerMet 340 By substituting some W and adding V, the main microstructural features of composite precipitation of MC carbide with M 2 C, the main reinforcing phase, can be included.
특히 이때 첨가되는 텅스텐(W)은 M2C의 성장 및 조대화를 억제함으로써 M2C에 의한 기지내 탄소의 빠른 소모를 억제하며, 또한 바나듐(V)첨가는 M2C 이후 MC 탄화물의 석출을 촉진하는 것으로 이차경화 향상에 기여할 수 있다. 이러한 결과는 기존 이차경화형 합금강의 동일한 열처리 조건하에서 보다 효과적인 미세구조를 유도할 수 있는 방안으로 최종 열처리된 합금에서 보다 향상된 비강도 특성을 확보할 수 있기 때문에 다양한 구조재료 산업분야에서의 폭넓은 활용이 가능할 수 있다. In particular, tungsten (W) added at this time suppresses the growth and coarsening of M 2 C, thereby suppressing the rapid consumption of carbon in the matrix by M 2 C, and addition of vanadium (V) prevents the precipitation of MC carbides after M 2 C It can contribute to the improvement of secondary hardening by promoting These results show that it is a method to induce a more effective microstructure under the same heat treatment conditions of the existing secondary hardening type alloy steel. It may be possible.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 합금은, 적어도 0.32%의 탄소(C)를 포함하고, 상기 탄소는 주로 Cr, Mo, V, Ti 과 같은 탄화물 형성 원소와 결합하여 공정탄화물을 포함한 미용해 1차 탄화물의 형성뿐만 아니라 시효 시 이차경화 합금탄화물에 의한 경도 및 강도확보를 위해 필수적으로 첨가된다. 하지만 다량 첨가 시 용접성 저하는 물론 합금의 취성을 유발할 수 있기 때문에 탄소 함량은 0.32∼0.38 %로 한정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the alloy contains at least 0.32% of carbon (C), and the carbon is mainly combined with carbide forming elements such as Cr, Mo, V, and Ti to be slightly dissolved including eutectic carbides. In addition to the formation of primary carbides, it is essential to secure hardness and strength due to secondary hardening alloy carbides during aging. However, when a large amount is added, the carbon content can be limited to 0.32 to 0.38 % because weldability may deteriorate as well as cause brittleness of the alloy.
본 발명의 일 실시예에 상기 합금은, 적어도 2.00%의 크롬(Cr)을 포함하고,In one embodiment of the present invention, the alloy comprises at least 2.00% of chromium (Cr),
상기 크롬은 소입성 향상 이외에도 비록 단독으로는 M2C 탄화물 형성에 기여하지 않지만 Mo와 같이 첨가될 때 M2C내 포함되어 강도 및 경도 확보에 기여할 수 있다. 하지만 다량의 크롬 첨가 시 합금 기지내 잔류오스테나이트 함량을 증가시켜 내충격성 확보에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 특히 크롬은 합금 내 잔류하는 S와 결합하여 균열의 핵생성 장소로서 역할을 할 수 있는 CrS 개재물의 형성뿐만 아니라 과시효시 결정립계에서 형성되어 입계 취성을 유발할 수 있는 Cr-rich M7C3 및 M23C6 탄화물의 형성을 촉진할 수 있기 때문에 크롬의 함량을 2.00∼3.00 %로 한정할 수 있다. In addition to improving hardenability, although chromium alone does not contribute to the formation of M 2 C carbides, when added with Mo, it may be included in M 2 C to contribute to securing strength and hardness. However, when a large amount of chromium is added, the content of retained austenite in the alloy matrix is increased, which may have a negative effect on securing impact resistance. In particular, chromium combines with S remaining in the alloy to form CrS inclusions that can serve as nucleation sites for cracks, as well as Cr-rich M 7 C 3 and M 23 Since the formation of C 6 carbides can be promoted, the content of chromium can be limited to 2.00 to 3.00%.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 합금은, 적어도 1.00 %의 몰리브덴(Mo)을 포함하고, 상기 몰리브덴은 M2C 탄화물을 형성하는 주된 합금원소이나 뜨임저항성(tempering resistance)뿐만 아니라 응력부식균열에 대한 저항성 확보에 효과적인 것으로 알려져 있다. 하지만 다량의 몰리브덴 첨가는 합금의 경화열처리를 위한 재가열 또는 오스테나이징 처리시 조대한 M6C 탄화물의 잔류를 초래할 수 있으며, 이외에도 시효처리시 M2C 탄화물의 성장 및 조대화 저항성을 오히려 저하시킬 수 있기 때문에 몰리브덴의 함량을 1.00∼2.50 %로 한정할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the alloy comprises at least 1.00% molybdenum (Mo), wherein the molybdenum is the main alloying element forming M 2 C carbide, but tempering resistance as well as stress corrosion cracking It is known to be effective in securing resistance to However, the addition of a large amount of molybdenum may result in residual M 6 C carbide during reheating or austenizing treatment for hardening heat treatment of the alloy, and in addition, growth and coarsening resistance of M 2 C carbide during aging treatment may be reduced. Therefore, the content of molybdenum can be limited to 1.00 to 2.50%.
본 발명의 일 실시예에 따라, 적어도 15.50 %의 코발트(Co)을 포함하고, 상기 코발트는 비록 M2C를 형성하는 주요 합금원소는 아니나, 전위회복을 지체시켜 M2C 탄화물의 핵생성장소인 전위밀도 증가에 기여할 뿐만 아니라 이때 형성된 M2C 탄화물의 핵생성 구동력 증가에 기여하여 보다 미세한 M2C의 석출을 유도할 수 있다. 따라서 코발트는 이차경화형 마르텐사이트강의 효시인 HY180을 시작으로 AF1410, AerMet series 등에 필수적으로 첨가되고 있으며, 특히 해당 합금이 고강도화됨에 따라 코발트 함량 또한 증가되고 있다. 하지만 코발트는 Ms 온도를 증가시키는 대표적인 합금원소로 과도한 첨가는 최종 미세구조인 마르텐사이트 래스의 미세화에 오히려 부정적인 효과를 초래할 수 있을 뿐만 아니라 고가의 전략원소로 제조단가 상승에 기여하기 때문에 코발트 함량을 15.50∼17.00 %로 한정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, at least 15.50% of cobalt (Co) is included, and although cobalt is not a major alloying element forming M 2 C, it retards dislocation recovery to form a nucleation site of M 2 C carbides. It not only contributes to an increase in the phosphorus dislocation density, but also contributes to an increase in the driving force for nucleation of the M 2 C carbides formed at this time, thereby inducing the precipitation of finer M 2 C. Therefore, cobalt is essential to AF1410, AerMet series, etc., starting with HY180, the beginning of secondary hardening type martensitic steel, and in particular, as the alloy is strengthened, the cobalt content is also increasing. However, cobalt is a representative alloying element that increases the Ms temperature. Excessive addition of cobalt can have a negative effect on the refinement of the final microstructure, martensite lath, as well as contribute to an increase in manufacturing cost as an expensive strategic element. It can be limited to ∼17.00%.
본 발명의 일 실시예에 따라, 적어도 12.00 %의 니켈(Ni)을 포함하고, 상기 니켈은 강의 경화능 및 인성 향상에 효과적인 원소일 뿐만 아니라 시효 초기 시멘타이트 안정성을 감소시켜 이후 석출하는 M2C 탄화물로의 탄소의 공급을 용이하게 한다. 하지만 니켈은 기본적으로 오스테나이트 안정화원소로서 과도한 첨가는 Cr과 마찬가지로 합금내 잔류오스테나이트의 형성으로 강도를 제한하는 요인이 될 수 있기 때문에 니켈 함량을 12.00∼13.00 %로 한정하였다.According to an embodiment of the present invention, it contains at least 12.00% of nickel (Ni), wherein the nickel is an element effective for improving hardenability and toughness of steel as well as reducing cementite stability at the initial stage of aging to precipitate M 2 C carbide thereafter It facilitates the supply of carbon to the furnace. However, since nickel is basically an austenite stabilizing element, excessive addition can be a factor limiting strength by the formation of retained austenite in the alloy like Cr, so the nickel content is limited to 12.00 to 13.00%.
본 발명의 일 실시예에 따라, 적어도 0.48%의 텅스텐(W)을 포함하고, 상기 텅스텐은, 몰리브덴과 화학적 특성이 유사한 동족 합금원소이나 상대적으로 느린 확산속도로 시효 시 M2C 탄화물의 성장 및 조대화를 효과적으로 억제할 수 있다. 하지만 다량 첨가 시, Ti 과 마찬가지로 미용해 1차 탄화물에 의한 파괴인성 감소를 야기할 수 있기 때문에 감소된 Mo함량에 따른 이차경화 정도를 보상하는 수준에서 텅스텐 함량을 0.48∼1.60 %로 한정할 수 잇다.According to an embodiment of the present invention, it contains at least 0.48% tungsten (W), wherein the tungsten is a cognate alloying element having similar chemical properties to molybdenum, but M 2 C carbide growth and Coarseness can be effectively suppressed. However, when a large amount is added, like Ti, it can cause a decrease in fracture toughness due to undissolved primary carbides, so the tungsten content can be limited to 0.48∼1.60% at a level that compensates for the secondary hardening according to the reduced Mo content. .
본 발명의 일 실시예에 따라, 적어도 0.05%의 바나듐(V)을 포함하고, 상기 바나듐은, 탄소 및 질소와 결합하여 미세한 탄질화물을 형성할 수 있는 주요 합금원소로 결정립계 고착에 의한 결정립 미세화뿐만 아니라 시효 시 MC 탄화물 형성에 주된 기여를 한다. 하지만 다량 첨가 시 미용해 1차 탄화물의 고온 안정성을 증가시키며, 결과적으로 오스테나이징 온도의 증가가 불가피하게 된다. 따라서 오스테나이징 온도의 큰 증가없이 미용해 1차 탄화물을 효과적으로 분해하기 위해 바나듐 함량을 0.05∼0.3 %로 한정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, at least 0.05% of vanadium (V) is included, and the vanadium is a major alloying element capable of forming fine carbonitrides by combining with carbon and nitrogen, as well as refining grains by fixing grain boundaries. However, it is a major contributor to the formation of MC carbides upon aging. However, when a large amount is added, the high-temperature stability of the undissolved primary carbide is increased, and as a result, an increase in the austenizing temperature is unavoidable. Therefore, in order to effectively decompose the undissolved primary carbide without a significant increase in the austenizing temperature, the vanadium content can be limited to 0.05 to 0.3%.
본 발명의 일 실시예에 따라, 최대 0.03 % 이내의 티타늄(Ti)을 포함하고, 상기 티타늄은 Ti2CS 형성을 통해 MnS 또는 CrS 황화물과 같은 인성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 개재물 제어를 위해 첨가되나, 합금의 응고과정에서 미세한 탄질화물의 형성을 촉진할 수 있기 때문에 결정립 미세화관점에서 선택적으로 사용된다. 그러나 다량 첨가는 V과 유사하게 미용해 1차 탄화물의 급격한 성장을 야기할 수 있기 때문에 0.01∼0.03 %로 한정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it contains titanium (Ti) within a maximum of 0.03%, and the titanium is added to control inclusions that may negatively affect toughness, such as MnS or CrS sulfide, through Ti 2 CS formation. However, it is selectively used from the viewpoint of grain refinement because it can promote the formation of fine carbonitrides in the solidification process of the alloy. However, it can be limited to 0.01 to 0.03% because a large amount can cause rapid growth of undissolved primary carbides similar to V.
본 발명의 일 실시예에 따라, 란타늄(La)을 더 포함할 수 있고, 상기 란타늄은 필수적이지는 않으나 La2OS 또는 LaO 개재물의 형성을 통해 MnS 및 CrS의 형성을 효과적으로 제어할 수 있기 때문에 최대 0.03 % 이내; 또는 0.01∼0.03 %로 한정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it may further include lanthanum (La), and the lanthanum is not essential, but the formation of MnS and CrS can be effectively controlled through the formation of La 2 OS or LaO inclusions. within 0.03%; Alternatively, it may be limited to 0.01 to 0.03%.
본 명세서 및 상세한 설명 전반에 대해 나타낸 “퍼센트” 또는 기호 “%”는 달리 언급하지 않는 한 중량%를 의미한다. 또한, 상기 M2C 및 MC에서 M은 합금 기지 원소에서 선택될 수 있고, 예를 들어, V일 수 있다. References to “percent” or the symbol “%” throughout this specification and detailed description mean percent by weight unless otherwise indicated. In addition, M in M 2 C and MC may be selected from an alloy matrix element, for example, may be V.
본 발명은, 본 발명에 의한 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제조방법은, 강재를 제조하는 단계; 강재를 오스테나이징하는 단계; 및 시효처리하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy according to the present invention, and according to an embodiment of the present invention, the manufacturing method includes the steps of: manufacturing a steel; austenizing the steel; And it may include the step of aging.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제조방법은, 향상된 기계적 성질을 가지는 이차경화형 합금으로, 2.5 GPa 이상의 인장강도를 지니는 극초고강도 고함량 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금을 제조할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the manufacturing method is a secondary hardening type alloy having improved mechanical properties, and it is possible to manufacture an ultra-high strength high content Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy having a tensile strength of 2.5 GPa or more.
상기 강재를 제조하는 단계는, 합금원료를 진공유도용해 후 열간 가공 공정을 통해서 강재를 제조하는 것으로, 예를 들어, 잉곳을 1150 ℃ 이상; 또는 1150 ℃내지 1250 ℃ 온도에서 2시간 이상 균질화 처리 후, 사이징 압연을 통하여 제조할 수 있다. 상기 강재는, 탄소(C), 크롬(Cr) 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 바나듐(V), 티타늄(Ti) 및 잔부의 철(Fe) 및 불가피하게 혼입되는 불순물을 포함하고(또는, 란타늄(La)을 더 포함할 수 있다.), 상기 강재의 구성 및 조성비는 상기 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금에 언급한 바와 같다. The step of manufacturing the steel material is to manufacture the steel material through a hot working process after vacuum induction melting of the alloy raw material, for example, the ingot 1150 ℃ or more; Alternatively, after homogenization treatment at a temperature of 1150 ° C. to 1250 ° C. for 2 hours or more, it can be prepared through sizing rolling. The steel is carbon (C), chromium (Cr) molybdenum (Mo), cobalt (Co), nickel (Ni), tungsten (W), vanadium (V), titanium (Ti) and the remainder iron (Fe) and It contains impurities that are unavoidably mixed (or may further include lanthanum (La)), and the composition and composition ratio of the steel are the same as those mentioned for the Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy.
상기 강재를 오스테나이징하는 단계는, 상기 강재를 1000 ℃내지 1200 ℃의 온도에서 60분 내지 120분 동안 유지하여 오스테나이징 처리하고 급랭하는 것으로, 합금원소가 기지 내에 완전히 고용되어 시효 시 첨가된 합금원소의 영향을 충분히 반영할 수 있도록 하며, 고온 오스테나이징 처리를 통해 합금의 용해 및 냉각 중 기지로 고용되지 않고 잔류하는 미용해 1차 탄화물을 최대한 분해하고자 하였다. 즉, 강도를 증가시키고, 오스테나이트의 함량을 낮추기 위해서 온도를 낮추면서 1차 및 2차 오스테나이징 처리할 수 있다. The step of austenizing the steel material is to maintain the steel material at a temperature of 1000 ° C. to 1200 ° C. for 60 minutes to 120 minutes, austenizing treatment, and quenching. The alloy element is completely dissolved in the matrix and added during aging. In order to sufficiently reflect the influence of alloying elements, high-temperature austenizing treatment was used to decompose as much as possible the undissolved primary carbide remaining as a matrix during melting and cooling of the alloy. That is, primary and secondary austenizing treatment may be performed while lowering the temperature to increase strength and decrease the content of austenite.
상기 시효처리하는 단계는, 오스테나이징 처리된 강재를 450 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서 60분 내지 600분 동안 시효 처리하는 것으로, Mo, W, Cr, V 등을 함유하는 과포화된 기지로부터 미세한 M2C 및 MC의 복합석출을 유도하며, 이를 통해 이차경화현상을 극대화할 수 있다. 또한, 상기 시효처리하는 단계는 다단 시료처리하며, 상기 다단 시료처리는 등온시효처리를 반복적으로 실시하는 것으로, 상기 시효처리하는 단계는, 450 ℃ 내지 500 ℃; 460 ℃ 내지 490 ℃; 또는 465 ℃내지 480 ℃의 온도에서 60분 이상 내지 600분 동안 다단 등온시효처리할 수 있다. The aging treatment step is to aging the austenized steel at a temperature of 450 ° C. to 500 ° C. for 60 minutes to 600 minutes, and a fine M from a supersaturated matrix containing Mo, W, Cr, V, etc. 2 It induces complex precipitation of C and MC, and through this, the secondary hardening phenomenon can be maximized. In addition, the aging treatment is a multi-stage sample treatment, the multi-stage sample treatment is to repeatedly perform isothermal aging treatment, the aging treatment step, 450 ℃ to 500 ℃; 460°C to 490°C; Alternatively, a multi-stage isothermal aging treatment may be performed at a temperature of 465° C. to 480° C. for 60 minutes or more to 600 minutes.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples.
실시예Example
잉곳은 1200 ℃에서 2시간 균질화 처리 후, 사이징압연을 실시하여 강재를 제조하였다. 제조된 강재는 각각 1050 ℃, 1150 ℃에서 오스테나이징 및 본압연을 통해 합금판재를 제조하였다. 실시예의 경우 합금의 오스테나이징 처리시 미용해 1차 입자의 충분한 기지 재고용을 위해 상대적으로 높은 온도인 1150 ℃에서 실시하였다. 이후, 1038 ℃에서 재오스테나이징 및 약 80℃의 ??칭오일을 사용하여 유냉을 실시하였으며, 오스테나이징 후 잔류하는 오스테나이트의 함량을 최소화하기 위하여 -196 ℃에서 심냉처리 하였다. 이렇게 제조된 판재로부터 인장 및 경도시험편을 채취하였으며, 이후 채취된 시험편의 등온시효처리는 468 ℃에서 다단계시효(468 ℃ 시효 - -196℃, 1h 심냉처리 - 468 ℃ 시효 - -196 ℃, 1h 심냉처리 - 468 ℃ 시효 - -196 ℃, 1h 심냉처리)를 실시하였다. 이후 열처리가 완료된 시험편에 대하여 ASTM E8에 따라 인장시험을 진행하였으며, 경도에 대한 평가는 로크웰 “C” 스케일로 총 7회 측정 후 최대 및 최소값을 제외한 평균값을 사용하였다. The ingot was homogenized at 1200 ° C. for 2 hours, and then sizing rolling was performed to manufacture steel. The manufactured steel material was manufactured by austenizing and main rolling at 1050 °C and 1150 °C, respectively. In the case of Examples, the austenizing treatment of the alloy was carried out at a relatively high temperature of 1150° C. for sufficient matrix re-dissolution of undissolved primary particles. Thereafter, oil cooling was performed using re-austenizing at 1038°C and quenching oil at about 80°C, and deep cooling at -196°C to minimize the content of austenite remaining after austenizing. Tensile and hardness test specimens were collected from the thus-prepared sheet material, and then, isothermal aging treatment of the collected specimens was performed at 468 ℃ multi-step aging (468 ℃ aging - -196 ℃, 1h deep cooling treatment - 468 ℃ aging - -196 ℃, 1h deep cooling Treatment - 468 ° C. Aging - -196 ° C., 1 h deep cooling treatment) was performed. Thereafter, a tensile test was performed according to ASTM E8 on the heat-treated specimen, and the average value excluding the maximum and minimum values was used after measuring a total of 7 times on the Rockwell “C” scale for evaluation of hardness.
표 1에 고순도 합금원료를 사용하여 진공유도용해 후 얻어진 강 잉곳(40kg)의 성분 및 이의 조성비를 확인할 수 있다. In Table 1, the composition and composition ratio of the steel ingot (40 kg) obtained after vacuum induction melting using high-purity alloy raw materials can be confirmed.
비교예comparative example
실시예와 동일한 공정으로 진행하고 표 1에 고순도 합금원료를 사용하여 진공유도용해 후 얻어진 강 잉곳(40kg)의 성분 및 이의 조성비를 확인할 수 있다. The components of the steel ingot (40 kg) obtained after vacuum induction melting using the high-purity alloy raw material and using the high-purity alloy raw material in Table 1 and the composition ratio thereof can be confirmed in Table 1.
구분weight%
division
※비교예: 대조강(AerMet 340)※Comparative example: Control steel (AerMet 340)
도 1은, 1038 ℃ 오스테나이징 처리에 따른 실시예의 경도변화를 비교예와 비교하여 나타낸 것으로, 비교예와 실시예 모두 오스테나이징 처리를 통해 경도가 증가한 것을 확인할 수 있다. 이러한 오스테나이징 처리에 따른 경도의 증가는 합금의 용해 및 냉각 중 고용되지 않고 기지내에 잔류하는 미용해 탄화물 및 압연과정에서 동적/정적으로 석출되는 탄화물이 기지로 재고용되었기 때문인 것으로 관련 결과는 도 2에서 확인할 수 있다. 특히, V을 함유하는 실시예의 경우 초기 탄화물의 기지 내 재고용이 두드러지게 나타나며, 이에 기인하여 오스테나이징 처리에 따른 경도증가(ΔHRc)가 비교예보다 크게 나타남을 알 수 있다.1 shows the hardness change of the Example according to the 1038 ° C. austenizing treatment compared to the comparative example, and it can be seen that the hardness increased through the austenizing treatment in both the comparative example and the example. The increase in hardness due to this austenizing treatment is because undissolved carbides remaining in the matrix that are not dissolved during melting and cooling of the alloy and carbides that are dynamically/statically precipitated in the rolling process are re-dissolved into the matrix. can be checked in In particular, in the case of the example containing V, the re-dissolution of the initial carbide in the matrix is remarkably shown, and due to this, it can be seen that the increase in hardness (ΔHRc) according to the austenizing treatment is larger than that of the comparative example.
도 3은, 등온시효열처리에 따른 실시예의 경도변화를 비교예와 비교하여 나타낸 것으로, 비교예와 실시예 모두 시효가 진행됨에 따라 경도가 증가하는 전형적인 이차경화 거동을 보이며, 모든 시효구간에서 실시예가 비교예보다 우수한 경도특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이러한 실시예에서의 향상된 이차경화 정도는 기존의 시효 시 석출되는 M2C 탄화물뿐만 아니라 V첨가에 따른 이차경화형 MC 탄화물의 추가적인 석출에 기인하는 것으로 관련 결과는 도 4를 기초로 다음과 같이 설명될 수 있다.3 is a comparison of the hardness change of the Example according to the isothermal aging heat treatment with the comparative example. Both the comparative example and the example show a typical secondary hardening behavior in which the hardness increases as aging progresses, and in all aging sections, the Example It can be seen that the comparative example exhibits superior hardness characteristics. The improved secondary hardening degree in this example is due to the additional precipitation of secondary hardening type MC carbides according to V addition as well as M 2 C carbides that are precipitated during aging, and the related results will be explained as follows based on FIG. can
먼저, 100-200℃의 상대적으로 저온에서 관찰되는 첫 번째 발열피크는 저온 천이탄화물 형성과 관련된 것으로, 이후 온도가 200∼300℃ 및 350∼500℃로 증가함에 따라 천이탄화물은 분해되며, 이 후 시멘타이트 및 M2C 가 형성됨에 따라 두 번째, 세 번째 발열피크가 관찰되게 된다. 이 외에도 실시예의 경우, 500∼600℃의 보다 고온에서 추가적인 발열반응을 확인할 수 있으며, 이는 Kissinger method를 활용하여 계산된 유효활성화에너지(Eeff: 236 kJ/mol)를 고려할 때 bcc-Fe 금속에서의 V 확산과 관련된 270 kJ/mol과 유사한 것으로 분석되었으며, 이러한 결과는 시효 시 해당 온도구간에서의 V확산을 통해 MC 탄화물이 형성되는 것을 뒷받침한다. First, the first exothermic peak observed at a relatively low temperature of 100-200°C is related to the formation of low-temperature transition carbides, and then, as the temperature increases to 200-300°C and 350-500°C, the transition carbides are decomposed, and then As cementite and M 2 C are formed, second and third exothermic peaks are observed. In addition to this, in the case of the example, an additional exothermic reaction can be confirmed at a higher temperature of 500 to 600 ° C. This is when considering the effective activation energy (E eff : 236 kJ/mol) calculated using the Kissinger method, in bcc-Fe metal It was analyzed to be similar to 270 kJ/mol related to the V diffusion of
즉, 전술한 바와같이 실시예에서의 복합석출물의 형성은 상대적으로 고온(500∼600℃) 영역에서 관찰되는 추가적인 발열반응을 통해 설명될 수 있으며, 결과적으로 도 3에 나타낸 바와같이, 전반적인 시효구간에서 실시예의 이차경화 정도의 향상은 V첨가에 의한 MC 석출에 기인한다. That is, as described above, the formation of composite precipitates in the embodiment can be explained through an additional exothermic reaction observed in a relatively high temperature (500 to 600° C.) region, and as a result, as shown in FIG. 3, the overall aging period The improvement in the degree of secondary hardening in Examples is due to the precipitation of MC by the addition of V.
한편, 350∼500℃ 영역에서의 M2C 형성과 관련된 발열반응을 보면, 실시예에서 M2C 석출과 관련된 발열반응이 좀 더 고온에서 형성되는 것을 확인할 수 있으며, 이는 Mo함량을 W으로 일부 대체한 실시예에서 M2C의 성장이 보다 억제되고 있는 것을 보여준다. On the other hand, if you look at the exothermic reaction related to the formation of M 2 C in the region of 350 to 500° C., it can be seen that the exothermic reaction related to the M 2 C precipitation is formed at a higher temperature in the examples, which is a part of the Mo content by W It shows that the growth of M 2 C is more inhibited in the alternative embodiment.
한편, 실시예에서의 전술한 미세구조적 차이(M2C 성장속도 억제 및 MC 복합 석출)는 도 3의 경도특성뿐만 아니라 인장성질에 있어서도 유사한 결과를 기대할 수 있는 것으로 최대시효구간에서의 비교예 및 실시예의 인장성질을 평가하여 표 2에 나타내었다.On the other hand, the above-mentioned microstructural difference (inhibition of M 2 C growth rate and MC composite precipitation) in Examples can expect similar results in tensile properties as well as hardness characteristics of FIG. 3, and comparative examples and Table 2 shows the evaluation of the tensile properties of Examples.
(468℃ × h)aging treatment time
(468℃ × h)
(MPa)The tensile strength
(MPa)
(MPa)yield strength
(MPa)
(%)elongation at break
(%)
도 3과 유사하게 실시예에서 보다 향상된 강도를 나타내고 있으며, 여기서 주목할 점은 실시예의 5h 최대시효조건의 경우, 비교예와 유사한 연성 수준에서 2.5 GPa 이상의 인장강도 확보가 가능하다는 것으로 W첨가에 따른 M2C 탄화물의 미세화와 V첨가에 의한 MC 탄화물의 복합석출이 고함량 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금의 강도(경도)비 연성을 향상시킬 수 있는 효과적인 설계 방안이 될 수 있음을 설명한다. Similar to FIG. 3, the example shows improved strength, and it is noteworthy that in the case of the 5 h maximum aging condition of the example, it is possible to secure a tensile strength of 2.5 GPa or more at a ductility level similar to that of the comparative example. It is explained that 2C carbide refinement and composite precipitation of MC carbide by V addition can be an effective design method to improve the strength (hardness) and ductility of a high content Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, even if the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or replaced or substituted by other components or equivalents Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (10)
Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금.
0.32 to 0.38 wt% of carbon (C), 2.00 to 3.00 wt% of chromium (Cr), 1.00 to 2.50 wt% of molybdenum (Mo), 15.50 to 17.00 wt% of cobalt (Co), 12.00 to 13.00 wt% of nickel (Ni), tungsten (W) 0.48 to 1.60 wt %, vanadium (V) 0.05 to 0.3 wt %, titanium (Ti) 0.01 to 0.03 wt %, and the balance iron (Fe),
Co-Ni-based secondary hardening martensitic alloy.
상기 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금의 인장강도는 2.5 GPa이상인 것인,
Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금.According to claim 1,
The tensile strength of the Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy is 2.5 GPa or more,
Co-Ni-based secondary hardening martensitic alloy.
상기 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금은, M2C 및 MC(M은 합금 기지 원소에서 선택된다.) 을 포함하는 석출상을 포함하는 강화상을 포함하는 것인,
Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금.
2. The method of claim 1
The Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy, M 2 C and MC (M is selected from the alloy matrix element.) It will include a reinforcing phase including a precipitation phase containing,
Co-Ni-based secondary hardening martensitic alloy.
상기 M2C 및 MC에서 M은 V인 것인,
Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금.
4. The method of claim 3,
In the M 2 C and MC, M is V,
Co-Ni-based secondary hardening martensitic alloy.
상기 Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금은, 란타늄(La) 0.01∼0.03 중량%을 더 포함하는 것인,
Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금.
According to claim 1,
The Co-Ni-based secondary hardening type martensite alloy, which further comprises 0.01 to 0.03 wt% of lanthanum (La),
Co-Ni-based secondary hardening martensitic alloy.
상기 강재를 오스테나이징하는 단계; 및
상기 오스테나이징된 강재를 시효처리하는 단계;
를 포함하고,
상기 오스테나이징하는 단계는, 상기 강재를 1000 ℃ 내지 1200 ℃의 온도에서 60분 내지 120분 동안 유지한 후 급랭하고,
상기 시효처리하는 단계는, 오스테나이징 처리된 강재를 450 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서 60분 내지 600분 동안 시효처리하는 것인,
Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조방법.
0.32 to 0.38 wt% of carbon (C), 2.00 to 3.00 wt% of chromium (Cr), 1.00 to 2.50 wt% of molybdenum (Mo), 15.50 to 17.00 wt% of cobalt (Co), 12.00 to 13.00 wt% of nickel (Ni), Preparing a steel material containing 0.48 to 1.60 wt% of tungsten (W), 0.05 to 0.3 wt% of vanadium (V), and the balance iron (Fe);
austenizing the steel; and
aging the austenized steel;
including,
In the austenizing step, the steel material is maintained at a temperature of 1000 ° C. to 1200 ° C. for 60 minutes to 120 minutes and then quenched,
In the aging treatment, the austenized steel material is aged at a temperature of 450 ° C. to 500 ° C. for 60 minutes to 600 minutes.
A method for producing a Co-Ni-based secondary hardening martensite alloy.
상기 강재를 제조하는 단계는, 진공유도용해 후 열간 가공하여 제조하는 것인,
Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The step of manufacturing the steel material is to be prepared by hot working after vacuum induction melting,
A method for producing a Co-Ni-based secondary hardening martensite alloy.
상기 시효처리하는 단계는, 450 ℃ 내지 500 ℃의 온도에서 60분 내지 600 분 동안 등온 시효처리를 다단계로 진행하는 것인,,
Co-Ni계 이차경화형 마르텐사이트 합금의 제조방법.7. The method of claim 6,
In the step of aging, isothermal aging at a temperature of 450 ° C. to 500 ° C. for 60 minutes to 600 minutes is performed in multiple steps,
A method for producing a Co-Ni-based secondary hardening martensite alloy.
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