KR102370219B1 - 철도차량 연결기용 합금강 - Google Patents
철도차량 연결기용 합금강 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102370219B1 KR102370219B1 KR1020200094654A KR20200094654A KR102370219B1 KR 102370219 B1 KR102370219 B1 KR 102370219B1 KR 1020200094654 A KR1020200094654 A KR 1020200094654A KR 20200094654 A KR20200094654 A KR 20200094654A KR 102370219 B1 KR102370219 B1 KR 102370219B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- weight
- alloy steel
- nanoparticles
- railway vehicle
- aar
- Prior art date
Links
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 75
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 71
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 57
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 42
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 40
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 40
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 33
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 28
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 24
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 23
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 21
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 20
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 14
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- 238000011160 research Methods 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N Oxozirconium Chemical compound [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
- B61G1/00—Couplings comprising interengaging parts of different shape or form and having links, bars, pins, shackles, or hooks as coupling means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
- C22C1/051—Making hard metals based on borides, carbides, nitrides, oxides or silicides; Preparation of the powder mixture used as the starting material therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/42—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
본 발명은 철도차량 연결기용 합금강에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한국과 중국에서 주로 사용되는 AAR 연결기에 대해서 요구되는 기계적 성질과, 러시아 등에서 주로 사용되는 CA-3 연결기에 대해서 요구되는 기계적 성질을 모두 충족시킬 수 있도록 함으로써 동북아시아와 러시아를 연결하는 철도시스템에서 안전하게 사용할 수 있도록 하는 철도차량 연결기용 합금강에 관한 것이다.
Description
본 발명은 철도차량 연결기용 합금강에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한국과 중국에서 주로 사용되는 AAR 연결기에 대해서 요구되는 기계적 성질과, 러시아 등에서 주로 사용되는 CA-3 연결기에 대해서 요구되는 기계적 성질을 모두 충족시킬 수 있도록 함으로써 동북아시아와 러시아를 연결하는 철도시스템에서 안전하게 사용할 수 있도록 하는 철도차량 연결기용 합금강에 관한 것이다.
철도차량의 연결기는 추진력 및 제동력을 차량 간에 전달하는 기능을 하는 안전상 매우 중요한 구성품으로, 최근 들어 화차를 포함하는 철도차량의 장대화 필요성으로 인하여 그 구조적 안정성이 더욱 중요해지고 있다.
그리고, 최근 러시아를 포한한 동북아 경제의 중요성이 커지고 있고, 동북 아시아의 운송, 물류 및 연결성 향상은 미래 성장 동력 과제 중 하나로 부상하고 있다.
그에 따라, 한반도와 중국, 중앙아시아, 러시아, 유럽의 연결을 목표로 하는 대륙철도에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 특히 화차의 경우 한반도와 중국에서는 AAR 타입 연결기를 사용하고, 러시아를 포함한 CIS 국가와 몽골에서는 CA-3 타입 연결기를 사용하여 연결기의 헤드 형상이 서로 상이하여 상호간 연결이 불가능할 뿐만 아니라, 요구하고 있는 연결기 재료의 기계적 성질 또한 상이하다.
이와 관련하여 헤드 형상이 서로 상이한 AAR 타입 연결기와 CA-3 타입 연결기를 상호 연결할 수 있도록 하는 가변형 연결기 및 연결기 어댑터와 관련된 기술은 활발히 개발되고 있지만, 두 종류의 연결기에 대하여 요구되는 기계적 성질을 만족하는 재질과 관련된 개발은 미흡한 실정이다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래기술로 대한민국 등록특허공보 제10-1931494호에는 철도차량 연결기용 합금강이 게재되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 필수성분으로서 탄소(C), 망간(Mn), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 인(P) 및 황(S)을 함유하고, 잔부가 철(Fe) 및 불순물로 이루어진 것에 그 특징이 있다.
즉, 상기 종래기술은 위와 같은 조성으로 인해 기후변화가 심한 대륙횡단 열차에 적용할 수 있는 기계적 성질을 갖으므로 기후변화와 철도차량 연결기 간의 마찰로 인해 마모되는 것을 절감함으로써 내구성이 증진될 수 있도록 한 것에 기술적 특징이 있으나, AAR 타입 연결기에 대한 기계적 성질 규정인 'AAR M201, Gr.E'(이하, 'AAR M201'이라 한다) 기준의 충족 여부만을 고려하고 있어 CA-3 타입 연결기에 대한 기계적 성질 규정인 러시아 국가표준 'GOST 22703, 20 GL'(이하, 'GOST 22703'이라 한다) 기준의 충족 여부에 대해서는 확인할 수 없는 단점이 있다.
또한, 기후변화가 심한 대륙철도의 경우 깨짐이나 마모 등과 관련하여 연결기의 기계적 성질 중 경도(hardness)가 상당히 중요한데, 상기 종래기술은 기계적 성질 중 경도 조건에 대한 기준을 충족하는지 여부 또한 확인할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, AAR 타입 연결기에 대한 기계적 성질 규정인 'AAR M201'과, CA-3 타입 연결기에 대한 기계적 성질 규정인 'GOST 22703'의 기준을 동시에 충족할 수 있는 연결기용 합금강의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 AAR 타입 연결기에 대한 기계적 성질 규정인 'AAR M201'과, CA-3 타입 연결기에 대한 기계적 성질 규정인 'GOST 22703'의 기준을 동시에 충족시킬 수 있도록 함으로써 동북아시아와 러시아를 연결하는 철도시스템에서 안전하게 사용할 수 있도록 하는 철도차량 연결기용 합금강을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,
탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)를 필수 성분으로 포함하여 이루어지는 철도차량 연결기용 합금강에 있어서, 질화티탄(TiN), 입방정 질화붕소(cBN), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화지르코늄(ZrO2) 중 어느 하나로 이루어지는 나노입자(nanopaticle)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 필수 성분으로 몰리브덴(Mo), 바나듐(V) 및 알루미늄(Al)을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필수 성분은 탄소(C) 0.240중량%, 규소(Si) 0.380중량%, 망간(Mn) 1.160중량%, 인(P) 0.014중량%, 황(S) 0.006중량%, 크롬(Cr) 0.250중량%, 니켈(Ni) 0.250중량%, 구리(Cu) 0.030중량%, 몰리브덴(Mo) 0.180중량%, 바나듐(V) 0.020중량% 및 알루미늄(Al) 0.020중량%로 이루어지고, 잔부는 철과 불순물 및 상기 나노입자로 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 필수 성분들과 나노입자를 포함하는 합금강을 870℃에서 4시간 동안 1차 열처리한 후 공랭시키고, 870℃에서 4시간 동안 2차 열처리한 후 수랭시키며, 570℃에서 4시간 동안 3차 열처리한 후 공랭시킨 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필수 성분 중 니켈(Ni)의 함량은 0.25 ~ 0.30 중량%이고, 몰리브덴(Mo)의 함량은 0.15 ~ 0.25 중량%이며, 바나듐(V)의 함량은 0.01 ~ 0.02 중량%인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 필수 성분은 탄소(C) 0.233중량%, 규소(Si) 0.427중량%, 망간(Mn) 1.222중량%, 인(P) 0.006중량%, 황(S) 0.012중량%, 크롬(Cr) 0.261중량%, 니켈(Ni) 0.260중량%, 구리(Cu) 0.042중량%, 몰리브덴(Mo) 0.175중량%, 바나듐(V) 0.019중량% 및 알루미늄(Al) 0.022중량%로 이루어지고, 잔부는 철과 불순물 및 상기 나노입자로 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예는,
탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)를 필수 성분으로 포함하여 이루어지는 철도차량 연결기용 합금강에 있어서, 산화마그네슘(MgO) 또는 99중량%의 산화규소(SiO2)와 1중량%의 탄화규소(SiC)의 조합으로 이루어진 물질 중 어느 하나의 나노입자(nanopaticle)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 필수 성분으로 몰리브덴(Mo), 바나듐(V) 및 알루미늄(Al)을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 필수 성분은 탄소(C) 0.240중량%, 규소(Si) 0.380중량%, 망간(Mn) 1.160중량%, 인(P) 0.014중량%, 황(S) 0.006중량%, 크롬(Cr) 0.250중량%, 니켈(Ni) 0.250중량%, 구리(Cu) 0.030중량%, 몰리브덴(Mo) 0.180중량%, 바나듐(V) 0.020중량% 및 알루미늄(Al) 0.020중량%로 이루어지고, 잔부는 철과 불순물 및 상기 나노입자로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필수 성분들과 나노입자를 포함하는 합금강을 870℃에서 4시간 동안 1차 열처리한 후 공랭시키고, 870℃에서 4시간 동안 2차 열처리한 후 수랭시키며, 580℃에서 4시간 동안 3차 열처리한 후 공랭시킨 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 필수 성분은 탄소(C) 0.220중량%, 규소(Si) 0.430중량%, 망간(Mn) 1.200중량%, 인(P) 0.016중량%, 황(S) 0.006중량%, 크롬(Cr) 0.260중량%, 니켈(Ni) 0.250중량%, 구리(Cu) 0.030중량%, 몰리브덴(Mo) 0.150중량%, 바나듐(V) 0.020중량% 및 알루미늄(Al) 0.030중량%로 이루어지고, 잔부는 철과 불순물 및 상기 나노입자로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 필수 성분과 나노입자를 포함하는 합금강을 580℃에서 4시간 동안 열처리한 후 공랭시킨 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 철도차량 연결기용 합금강에 AAR 타입 연결기와 CA-3 타입 연결기에 대한 기계적 성질 규정에 필수 성분으로 포함되어 있는 성분들 외에 합금강의 경도를 감소시킬 수 있도록 하는 나노입자 또는 합금강의 강도를 향상시킬 수 있도록 하는 나노입자를 선택적으로 첨가시킴으로써 AAR 타입 연결기의 기계적 성질에 대한 기준과 CA-3 타입 연결기에 대한 기계적 성질에 대한 기준을 동시에 충족시킬 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면 전세계적으로 가장 널리 사용되는 두 가지 연결기에 대한 기계적 성질 기준을 모두 충족시킬 수 있게 되어 전세계 대부분의 국가에서 범용적으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 현재 추진 중에 있는 동북아시아와 러시아를 연결하는 철도시스템에서 안전하게 사용될 수 있는 효과를 추가로 갖는다.
이하, 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 합금강의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 한국과 중국에서 주로 사용되는 AAR 연결기에 대해서 요구되는 기계적 성질과, 러시아 등에서 주로 사용되는 CA-3 연결기에 대해서 요구되는 기계적 성질을 모두 충족시킬 수 있도록 함으로써 동북아시아와 러시아를 연결하는 철도시스템에서 안전하게 사용할 수 있도록 하는 철도차량 연결기용 합금강에 관한 것으로, 먼저 AAR 연결기에 대해서 요구되는 기계적 성질에 대한 규정인 'AAR M201'과, CA-3 타입 연결기에 대한 기계적 성질 규정인 'GOST 22703'의 내용은 아래의 (표 1)과 같다. 아래의 (표 1)에서 화학성분들의 함량은 중량%를 의미한다.
상기 (표 1)에서 확인할 수 있는 바와 같이, AAR M201 규격의 경우 연결기의 화학적 조성과 관련하여 C(탄소), Si(규소), Mn(망간), P(인), S(황)의 최대치 만을 규정하여 규제가 심하지 않은 반면, GOST 22703 규격은 AAR M201 규격에 비해 Cr(크롬), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)의 최대치가 추가적으로 규정되고, C(탄소), Si(규소), Mn(망간)은 함량 범위를 한정하여 상대적으로 화학적 조성에 대한 규제가 엄격한 것을 알 수 있다.
AAR M201 규격과 GOST 22703 규격은 기계적 성질에 대한 규정에서도 서로 차이를 보이는데, GOST 22703 규격이 적용되는 러시아의 경우 상대적으로 기온이 낮은 환경에서 철도차량의 운행이 가능해야 하므로, 항복강도(Y/P), 인장강도(T/S) 및 경도(HB) 조건이 상대적으로 낮고, 내한성을 위하여 -60℃에서의 충격강도(Impact strength)를 추가적으로 요구하고 있는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 AAR M201 규격과 GOST 22703 규격에서 요구하는 화학성분, 즉 화학적 조성과 기계적 성질을 모두 만족시킬 수 있도록 하는 것에 기술적 과제가 있으므로 상기 (표 1)의 최우측에 나타낸 화학적 조성 및 기계적 성질을 충족시킬 수 있도록 구성되어 있다.
보다 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 합금강은 AAR M201 규격과 GOST 22703 규격에서 요구하는 화학성분 즉, 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)를 필수 성분으로 포함하는 합금강으로 이루어지는데, 여기에 질화티탄(TiN), 입방정 질화붕소(cBN), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화지르코늄(ZrO2) 중 어느 하나로 이루어지는 나노입자(nanopaticle)를 더 포함하여 이루어진 것에 그 특징이 있다.
이때, 상기 질화티탄(TiN), 입방정 질화붕소(cBN), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화지르코늄(ZrO2)은 합금강에 포함되어 경도를 낮추는 역할을 하는 것으로, 나노입자의 형태로 합금강에 포함되어 극소량으로도 경도 저하의 효과를 얻을 수 있게 된다.
즉, 테스트 결과 상기 (표 1)의 최우측에 표시된 기계적 성질의 목표 조건 중 연신율(El), 단면수축율(R/A), 충격강도(impact strength)는 필수 성분으로 포함되는 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)의 함량 조절을 통해 비교적 용이하게 목표 조건을 충족시킬 수 있었지만, 나머지 기계적 성질인 항복강도(Y/P), 인장강도(T/S) 및 경도(HB) 조건은 상기 필수 성분들의 함량 조절을 통해 목표 조건을 충족시키는 것에 한계가 있었다.
보다 상세히 설명하면, 합금강의 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)에 대한 목표 조건을 충족시키는 경우 경도(HB)가 목표 조건을 초과하게 되고, 합금강의 경도(HB)에 대한 목표 조건을 충족시키는 경우에는 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)가 목표 조건에 미치지 못하게 되는 문제가 발생되었다.
따라서, 상기 질화티탄(TiN), 입방정 질화붕소(cBN), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화지르코늄(ZrO2) 중 어느 하나를 나노입자의 형태로 합금강에 포함시킴으로써 합금강의 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)의 변화를 최소화하면서 경도(HB)를 낮출 수 있도록 한 것이다.
아래의 (표 2)는 경도(HB)가 203인 합금강에 질화티탄(TiN) 나노입자와 질화붕소(cBN) 나노입자를 각각 첨가하였을 때 나타나는 경도(HB) 변화를 테스트한 결과를 나타낸 것으로, 질화티탄(TiN) 나노입자와 질화붕소(cBN) 나노입자의 첨가에 의해 경도(HB)가 각각 3.94% 및 6.4% 감소한 것을 확인할 수 있다.
| 나노입자 첨가물 | 첨가안함 | 질화티탄(TiN) | 질화붕소(cBN) |
| 경도(HB) | 203 | 195 | 190 |
그리고, 마찬가지 실험에서 산화알루미늄(Al2O3) 나노입자와 산화지르코늄(ZrO2) 나노입자는 각각 최대 27% 및 38%의 경도 감소 효과를 보일 수 있는 것으로 확인되었다.
그러므로, 감소시키고자 하는 합금강의 경도 크기에 따라 질화티탄(TiN), 입방정 질화붕소(cBN), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화지르코늄(ZrO2) 중 어느 하나를 선택하여 나노입자의 형태로 합금강에 포함시킬 수 있다.
다음, 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 합금강의 다른 실시예에 따르면 필수 성분들을 포함하는 합금강에 포함되는 나노입자가 산화마그네슘(MgO), 또는 99중량%의 산화규소(SiO2)와 1중량%의 탄화규소(SiC)의 조합으로 이루어진 물질 중의 어느 하나일 수 있는데, 상기 두 가지 물질들은 합금강의 경도(HB)에 대한 목표 조건을 충족시키면서, 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)가 목표 조건에 미치지 못하게 되는 경우에 사용된다.
즉, 상기 산화마그네슘(MgO)과, 99중량%의 산화규소(SiO2)와 1중량%의 탄화규소(SiC)의 조합으로 이루어진 물질은 합금강의 강도를 향상시키기 위한 목적으로 사용되는 것으로, 마찬가지로 나노입자의 형태로 합금강에 포함되어 극소량으로도 강도 향상의 효과를 얻을 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 탄소강에 산화마그네슘(MgO) 나노입자를 첨가시키는 경우 아래의 (표 3)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 투입되는 나노입자의 양에 따라 최대 약 22.4%의 항복강도(Y/P) 향상 효과와, 약 53.1%의 인장강도(T/S) 향상 효과를 보일 수 있는 것으로 나타났다.
| 산화마그네슘 나노입자의 질량분율(%) | 0 | 0.01 | 0.03 | 0.05 | 0.07 |
| 항복강도(MPa) | 232 | 233 | 264 | 294 | 284 |
| 인장강도(MPa) | 293 | 425 | 427 | 448 | 441 |
또한, 탄소강에 99중량%의 산화규소(SiO2)와 1중량%의 탄화규소(SiC)의 조합으로 이루어진 물질의 나노입자를 첨가시키는 경우, 아래의 (표 4)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 경도(HB)가 크게 변화되지 않도록 하면서도 최대 약 60%의 강도 향상 효과를 보일 수 있는 것으로 나타났다.
| Modifier weight(g) | 0 | 77 | 120 | 460 |
| 경도(HB) | 185 - 210 | 210 | 220 | 190 |
| 강도(MPa) | 168 - 180 | 270 | 240 | 200 |
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 필수 성분, 즉 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)를 포함하는 합금강에 나노입자들을 포함시킴으로써 경도(HB)를 감소시키거나, 강도(strength), 즉 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)를 향상시킬 수 있는데, 경도(HB)를 감소시키고자 하는 경우에는 질화티탄(TiN), 입방정 질화붕소(cBN), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화지르코늄(ZrO2) 중 어느 하나로 이루어지는 나노입자(nanopaticle)를 합금강에 포함시키고, 강도를 향상시키기 위해서는 산화마그네슘(MgO)이나, 99중량%의 산화규소(SiO2)와 1중량%의 탄화규소(SiC)의 조합으로 이루어진 물질 중 어느 하나의 나노입자를 합금강에 포함시킨다.
한편, 전술한 AAR M201 규격과 GOST 22703 규격을 동시에 만족하는 화학성분으로 주조한 제1시편을 열처리 조건을 서로 달리하여 열처리한 후 기계적성질을 테스트한 결과를 아래의 (표 5)에 나타내었다.
열처리를 통해 인장강도(T/S), 연신율(El), 단면수축률(R/A) 및 경도(HB)는 목표로 하는 기계적성질 조건을 충족하도록 향상시킬 수 있었으나, 항복강도(Y/P)와 충격강도 부분에서 목표치에 미달되는 결과를 얻은 것을 확인할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 합금강은 전술한 필수 성분들 이외에도 몰리브덴(Mo), 바나듐(V) 및 알루미늄(Al)을 필수 성분으로 더 포함할 수 있는데, 먼저 상기 알루미늄(Al)은 합금강에 통상적으로 포함되는 것으로 합금강의 연성을 향상시키기 위한 목적으로 사용된다.
다음, 상기 몰리브덴(Mo)은 합금강의 충격강도(Impact strength), 즉 충격흡수율을 향상시키기 위한 목적으로 첨가된 것으로, 이는 아래의 (표 6)을 통해 확인할 수 있다.
즉, 아래의 (표 6)은 AAR M201 규격과 GOST 22703 규격을 동시에 만족하는 화학성분에 몰리브덴(Mo)을 첨가하여 주조한 제2시편을 열처리 조건을 서로 달리하여 열처리한 후 기계적성질을 테스트한 결과를 나타낸 것으로, 열처리를 통해 경도(HB)를 목표범위에 포함되도록 한 결과, 대부분의 기계적 성질이 목표범위를 충족하는 것으로 나타났다.
특히, 충격강도(Impact strength)는 몰리브덴(Mo)의 첨가에 의해 두 배 이상 향상되었으나, 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)가 저하되어 그 중 인장강도(T/S)는 목표치에 미달되는 결과를 보이는 것을 확인할 수 있다.
다음, 상기 바나듐(V)은 합금강의 강도 향상을 목적으로 첨가되는 것으로, 이는 아래의 (표 7)을 통해 확인할 수 있다.
즉, 아래의 (표 7)은 AAR M201 규격과 GOST 22703 규격을 동시에 만족하는 화학성분에 몰리브덴(Mo)과 바나듐(V)을 함께 첨가하여 주조한 제3시편을 열처리 조건을 서로 달리하여 열처리한 후 기계적성질을 테스트한 결과를 나타낸 것으로, 바나듐(V)의 첨가로 인해 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)가 향상되어 목표치를 충족하는 것으로 나타났으나, 그에 비례하여 경도(HB) 또한 향상되어 목표치를 초과하는 것으로 나타났고, 충격강도는 저하되어 마찬가지로 목표치에 미달되는 것을 확인할 수 있다.
상기한 테스트들의 결과를 통해 합금강으로 규정된 필수성분들에 몰리브덴(Mo)을 첨가할 경우 충격강도를 향상시킬 수 있고, 바나듐(V)의 첨가를 통해 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)를 향상시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
하지만, 몰리브덴(Mo)의 경우 경도(HB) 범위를 충족시키기 위한 열처리에 의해 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)가 저하되고, 이를 해소하기 위해 바나듐(V)을 첨가하는 경우 충격강도가 다시 저하되는 결과를 보여, 이러한 문제해결을 위해 몰리브덴(Mo)과 바나듐(V)의 함량을 제한할 필요가 있다.
그에 따라 몰리브덴(Mo)과 바나듐(V)의 함량을 각각 전체 합금강의 0.15 ~ 0.25 중량%와, 0.01 ~ 0.02 중량%로 제한하고, 이에 더하여 AAR M201 규격과 GOST 22703 규격에 규정되어 있는 필수 성분 중 충격강도가 우수한 니켈의 함량을 0.25 ~ 0.30 중량%이 되도록 하여 주조한 제4시편 및 제5시편을 각각 열처리한 후 기계적성질을 테스트한 결과를 아래의 (표 8)에 나타내었다.
먼저, 제4시편은 AAR M201 규격과 GOST 22703 규격에 규정되어 있는 필수 성분들의 함량을 만족시키면서, 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V)의 함량을 각각 0.25 중량%, 0.18 중량% 및 0.02 중량%로 한정하여 주조한 후 열처리 한 것으로, 경도(HB)를 제외한 모든 기계적 성질에 대한 목표치들을 충족시키는 것을 확인할 수 있다.
다음, 제5시편 또한 AAR M201 규격과 GOST 22703 규격에 규정되어 있는 필수 성분들의 함량을 만족시키면서, 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V)의 함량을 각각 0.260 중량%, 0.175 중량% 및 0.019 중량%로 한정하여 주조한 후 열처리 한 것으로, 마찬가지로 경도(HB)를 제외한 모든 기계적 성질에 대한 목표치들을 충족시키는 것을 확인할 수 있다.
즉, 상기 제4시편 및 제5시편 모두 경도(HB)를 제외한 모든 기계적 성질, 즉 항복강도(Y/P), 인장강도(T/S), 연신율(El), 단면수축률(R/A) 및 충격강도에 대한 목표조건들을 충족시키는 것으로 확인되었는데, 경도(HB)는 전술한 바와 같이, 질화티탄(TiN), 입방정 질화붕소(cBN), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화지르코늄(ZrO2) 중 어느 하나로 이루어지는 나노입자(nanopaticle)의 첨가를 통해 낮출 수 있으므로, 상기 나노입자의 첨가에 의해 AAR M201 규격과 GOST 22703 규격을 동시에 만족시키는 기계적 성질을 갖는 탄소강을 제조할 수 있게 된다.
한편, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 합금강은 열처리 조건에 의해서도 기계적 성질이 변화될 수 있는데, 아래의 (표 9)는 상기 (표 8)에 기재된 제4시편과 동일한 조성으로 이루어진 합금강 시편에 대해 한국화학융합시험연구원(KTR)과 한국철도기술연구원(KRRI)에서 각각 2차례씩 기계적 성질을 테스트 한 결과와, 새로운 조성 즉, 탄소(C) 0.220중량%, 규소(Si) 0.430중량%, 망간(Mn) 1.200중량%, 인(P) 0.016중량%, 황(S) 0.006중량%, 크롬(Cr) 0.260중량%, 니켈(Ni) 0.250중량%, 구리(Cu) 0.030중량%, 몰리브덴(Mo) 0.150중량%, 바나듐(V) 0.020중량% 및 알루미늄(Al) 0.030중량%을 포함하여 이루어진 합금강 시편에 대한 한국화학융합시험연구원(KTR)에서의 기계적 성질 테스트 결과를 열처리 조건과 함께 나타낸 것이다.
먼저, 상기 제4시편과 동일한 조성, 즉 탄소(C) 0.240중량%, 규소(Si) 0.380중량%, 망간(Mn) 1.160중량%, 인(P) 0.014중량%, 황(S) 0.006중량%, 크롬(Cr) 0.250중량%, 니켈(Ni) 0.250중량%, 구리(Cu) 0.030중량%, 몰리브덴(Mo) 0.180중량%, 바나듐(V) 0.020중량% 및 알루미늄(Al) 0.020중량%을 포함하여 이루어진 합금강 시편의 경우, 총 3차에 걸친 열처리를 수행하였는데, 한국화학융합시험연구원(KTR)에서의 1차 테스트와, 한국철도기술연구원(KRRI) 1,2차 테스트에서는 동일한 조건으로 열처리를 수행하였고, 한국화학융합시험연구원(KTR)에서의 2차 테스트에서는 3차 열처리의 온도 조건을 변화시켜 열처리를 수행하였다.
보다 상세히 설명하면, 한국화학융합시험연구원(KTR)에서의 1차 테스트와, 한국철도기술연구원(KRRI) 1,2차 테스트에서는 노멀라이징(Normalizing)에 해당되는 1차 열처리시 870℃ 온도에서 4시간 동안 1차 열처리한 후 공랭하였고, 담금질(Quenching)에 해당되는 2차 열처리시에는 마찬가지로 870℃의 온도에서 4시간 동안 열처리한 후 수랭시켰으며, 템퍼링(Tempering)에 해당되는 3차 열처리시에는 570℃의 온도에서 4시간 동안 열처리한 후 공랭시키는 열처리 작업을 수행한 후 기계적 성질들을 측정하였다.
그 결과, 세 번의 테스트에서 모두 경도(HB)를 제외한 모든 기계적 성질들, 즉 항복강도(Y/P), 인장강도(T/S), 연신율(El), 단면수축률(R/A) 및 충격강도에 대한 목표조건들을 충족시키는 것으로 확인되었는데, 한국화학융합시험연구원(KTR)에서의 1차 테스트에서는 경도(HB)가 목표범위에서 약 3.4% 정도 초과되는 것으로 측정되었고, 한국철도기술연구원(KRRI)에서의 1,2차 테스트에서는 경도(HB)가 각각 목표범위에서, 약 2.7% 및 약 5.0% 정도 초과되는 것으로 측정되었다.
전술한 (표 2)에서 질화티탄(TiN) 나노입자와 질화붕소(cBN) 나노입자의 첨가에 의해 경도(HB)를 각각 3.94% 및 6.4% 감소시킬 수 있는 것을 확인하였으므로, 탄소(C) 0.240중량%, 규소(Si) 0.380중량%, 망간(Mn) 1.160중량%, 인(P) 0.014중량%, 황(S) 0.006중량%, 크롬(Cr) 0.250중량%, 니켈(Ni) 0.250중량%, 구리(Cu) 0.030중량%, 몰리브덴(Mo) 0.180중량%, 바나듐(V) 0.020중량% 및 알루미늄(Al) 0.020중량%을 포함하여 이루어진 합금강에 질화티탄(TiN) 나노입자와 질화붕소(cBN) 나노입자 중 어느 하나를 선택하여 첨가시킬 경우 경도(HB) 조건을 포함하는 모든 기계적 성질들의 목표조건들을 충족시킬 수 있는 철도차량 연결기용 합금강을 제조할 수 있게 된다.
그리고, 상기와 동일한 조성으로 이루어진 합금강에 대한 한국화학융합시험연구원(KTR)에서의 2차 테스트에서는 템퍼링(Tempering)에 해당하는 3차 열처리 온도만 580℃로 달리하여 전술한 세 차례의 열처리와 동일한 조건으로 열처리 작업을 수행한 후 기계적 성질들을 측정하였다.
그 결과, 항복강도(Y/P)를 제외한 모든 기계적 성질들에 대한 목표조건들을 충족시키는 것으로 확인되었는데, 항복강도(Y/P)는 목표치에서 약 3.2% 정도 미달되는 것으로 확인되었다.
전술한 (표 3) 및 (표 4)에서 산화마그네슘(MgO) 나노입자 또는 99중량%의 산화규소(SiO2)와 1중량%의 탄화규소(SiC)의 조합으로 이루어진 물질의 나노입자(nanopaticle) 첨가에 의해 항복강도(Y/P)를 향상시킬 수 있는 것을 확인하였으므로, 3차 열처리 온도를 580℃로 하는 경우에는 합금강에 산화마그네슘(MgO) 나노입자와 9중량%의 산화규소(SiO2)와 1중량%의 탄화규소(SiC)의 조합으로 이루어진 물질의 나노입자 중 어느 하나를 선택하여 첨가시킬 경우 항복강도(Y/P)를 포함하는 모든 기계적 성질들의 목표조건들을 충족시킬 수 있는 철도차량 연결기용 합금강을 제조할 수 있게 된다.
다음, 탄소(C) 0.220중량%, 규소(Si) 0.430중량%, 망간(Mn) 1.200중량%, 인(P) 0.016중량%, 황(S) 0.006중량%, 크롬(Cr) 0.260중량%, 니켈(Ni) 0.250중량%, 구리(Cu) 0.030중량%, 몰리브덴(Mo) 0.150중량%, 바나듐(V) 0.020중량% 및 알루미늄(Al) 0.030중량%을 포함하여 이루어진 합금강의 경우 열처리 시간의 단축시킴과 동시에 경도(HB)가 목표범위를 초과하는 것을 방지하기 위해 템퍼링(Tempering)에 해당되는 열처리만을 수행한 후 기계적 성질들을 측정하였는데, 열처리는 580℃의 온도에서 4시간 동안 수행한 후 공랭시켰다.
그 결과, 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)를 제외한 다른 기계적 성질들에 대한 목표조건들을 충족시키는 것으로 확인되었으며, 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)는 각각 목표치에서 약 6.2%와 약 4.1% 만큼 미달되는 것으로 확인되었다.
전술한 바와 같이, 산화마그네슘(MgO) 나노입자 또는 99중량%의 산화규소(SiO2)와 1중량%의 탄화규소(SiC)의 조합으로 이루어진 물질의 나노입자를 합금강에 첨가하는 경우, 경도(HB)에 큰 변화없이 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)를 향상시킬 수 있으므로, 탄소(C) 0.220중량%, 규소(Si) 0.430중량%, 망간(Mn) 1.200중량%, 인(P) 0.016중량%, 황(S) 0.006중량%, 크롬(Cr) 0.260중량%, 니켈(Ni) 0.250중량%, 구리(Cu) 0.030중량%, 몰리브덴(Mo) 0.150중량%, 바나듐(V) 0.020중량% 및 알루미늄(Al) 0.030중량%을 포함하여 이루어진 합금강에 산화마그네슘(MgO) 나노입자 또는 99중량%의 산화규소(SiO2)와 1중량%의 탄화규소(SiC)의 조합으로 이루어진 물질의 나노입자를 첨가하여 580℃의 온도에서 4시간 동안 열처리하게 되면 항복강도(Y/P)와 인장강도(T/S)를 포함하는 모든 기계적 성질들의 목표조건들을 충족시킬 수 있는 철도차량 연결기용 합금강을 제조할 수 있게 된다.
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 철도차량 연결기용 합금강에 의하면 철도차량 연결기용 합금강에 AAR 타입 연결기와 CA-3 타입 연결기에 대한 기계적 성질 규정에 필수 성분으로 포함되어 있는 성분들 외에 합금강의 경도를 감소시킬 수 있도록 하는 나노입자 또는 합금강의 강도를 향상시킬 수 있도록 하는 나노입자를 선택적으로 첨가시킴으로써 AAR 타입 연결기의 기계적 성질에 대한 기준과 CA-3 타입 연결기에 대한 기계적 성질에 대한 기준을 동시에 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전세계적으로 가장 널리 사용되는 두 가지 연결기에 대한 기계적 성질 기준을 모두 충족시킬 수 있게 되어 전세계 대부분의 국가에서 범용적으로 사용될 수 있음과 동시에 현재 추진 중에 있는 동북아시아와 러시아를 연결하는 철도시스템에서 안전하게 사용될 수 있는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.
전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명은 철도차량 연결기용 합금강에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한국과 중국에서 주로 사용되는 AAR 연결기에 대해서 요구되는 기계적 성질과, 러시아 등에서 주로 사용되는 CA-3 연결기에 대해서 요구되는 기계적 성질을 모두 충족시킬 수 있도록 함으로써 동북아시아와 러시아를 연결하는 철도시스템에서 안전하게 사용할 수 있도록 하는 철도차량 연결기용 합금강에 관한 것이다.
Claims (12)
- 철도차량 연결기용 합금강에 있어서,
필수 성분으로 탄소(C) 0.240중량%, 규소(Si) 0.380중량%, 망간(Mn) 1.160중량%, 인(P) 0.014중량%, 황(S) 0.006중량%, 크롬(Cr) 0.250중량%, 니켈(Ni) 0.250중량%, 구리(Cu) 0.030중량%, 몰리브덴(Mo) 0.180중량%, 바나듐(V) 0.020중량% 및 알루미늄(Al) 0.020중량%를 포함하고,
잔부는 철과 불순물 및 나노입자(nanopaticle)로 이루어지되,
상기 나노입자는 질화티탄(TiN), 입방정 질화붕소(cBN), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화지르코늄(ZrO2) 중 어느 하나로 이루어져,
AAR 타입 연결기와 CA-3 타입 연결기의 기계적 성질에 대한 규정인 'AAR M201'과 'GOST 22703' 기준을 동시에 충족시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 합금강.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 필수 성분들과 나노입자를 포함하는 합금강을 870℃에서 4시간 동안 1차 열처리한 후 공랭시키고, 870℃에서 4시간 동안 2차 열처리한 후 수랭시키며, 570℃에서 4시간 동안 3차 열처리한 후 공랭시킨 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 합금강.
- 삭제
- 철도차량 연결기용 합금강에 있어서,
필수 성분으로 탄소(C) 0.233중량%, 규소(Si) 0.427중량%, 망간(Mn) 1.222중량%, 인(P) 0.006중량%, 황(S) 0.012중량%, 크롬(Cr) 0.261중량%, 니켈(Ni) 0.260중량%, 구리(Cu) 0.042중량%, 몰리브덴(Mo) 0.175중량%, 바나듐(V) 0.019중량% 및 알루미늄(Al) 0.022중량%를 포함하고,
잔부는 철과 불순물 및 나노입자(nanopaticle)로 이루어지되,
상기 나노입자는 질화티탄(TiN), 입방정 질화붕소(cBN), 산화알루미늄(Al2O3) 및 산화지르코늄(ZrO2) 중 어느 하나로 이루어져,
AAR 타입 연결기와 CA-3 타입 연결기의 기계적 성질에 대한 규정인 'AAR M201'과 'GOST 22703' 기준을 동시에 충족시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 합금강.
- 철도차량 연결기용 합금강에 있어서,
필수 성분으로 탄소(C) 0.240중량%, 규소(Si) 0.380중량%, 망간(Mn) 1.160중량%, 인(P) 0.014중량%, 황(S) 0.006중량%, 크롬(Cr) 0.250중량%, 니켈(Ni) 0.250중량%, 구리(Cu) 0.030중량%, 몰리브덴(Mo) 0.180중량%, 바나듐(V) 0.020중량% 및 알루미늄(Al) 0.020중량%를 포함하고,
잔부는 철과 불순물 및 나노입자(nanopaticle)로 이루어지되,
상기 나노입자는 산화마그네슘(MgO) 또는 99중량%의 산화규소(SiO2)와 1중량%의 탄화규소(SiC)의 조합으로 이루어진 물질 중 어느 하나로 이루어져,
AAR 타입 연결기와 CA-3 타입 연결기의 기계적 성질에 대한 규정인 'AAR M201'과 'GOST 22703' 기준을 동시에 충족시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 합금강.
- 삭제
- 삭제
- 제 7항에 있어서,
상기 필수 성분과 나노입자를 포함하는 합금강을 870℃에서 4시간 동안 1차 열처리한 후 공랭시키고, 870℃에서 4시간 동안 2차 열처리한 후 수랭시키며, 580℃에서 4시간 동안 3차 열처리한 후 공랭시킨 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 합금강.
- 철도차량 연결기용 합금강에 있어서,
필수 성분으로 탄소(C) 0.220중량%, 규소(Si) 0.430중량%, 망간(Mn) 1.200중량%, 인(P) 0.016중량%, 황(S) 0.006중량%, 크롬(Cr) 0.260중량%, 니켈(Ni) 0.250중량%, 구리(Cu) 0.030중량%, 몰리브덴(Mo) 0.150중량%, 바나듐(V) 0.020중량% 및 알루미늄(Al) 0.030중량%를 포함하고,
잔부는 철과 불순물 및 나노입자(nanopaticle)로 이루어지되,
상기 나노입자는 산화마그네슘(MgO) 또는 99중량%의 산화규소(SiO2)와 1중량%의 탄화규소(SiC)의 조합으로 이루어진 물질 중 어느 하나로 이루어져,
AAR 타입 연결기와 CA-3 타입 연결기의 기계적 성질에 대한 규정인 'AAR M201'과 'GOST 22703' 기준을 동시에 충족시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 합금강.
- 제 11항에 있어서,
상기 필수 성분들과 나노입자를 포함하는 합금강을 580℃에서 4시간 동안 열처리한 후 공랭시킨 것을 특징으로 하는 철도차량 연결기용 합금강.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200094654A KR102370219B1 (ko) | 2020-07-29 | 2020-07-29 | 철도차량 연결기용 합금강 |
| EP20888730.7A EP3974557A4 (en) | 2020-07-29 | 2020-12-15 | Alloy steel for railway coupler |
| PCT/KR2020/018300 WO2022025362A1 (ko) | 2020-07-29 | 2020-12-15 | 철도차량 연결기용 합금강 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200094654A KR102370219B1 (ko) | 2020-07-29 | 2020-07-29 | 철도차량 연결기용 합금강 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220014948A KR20220014948A (ko) | 2022-02-08 |
| KR102370219B1 true KR102370219B1 (ko) | 2022-03-08 |
Family
ID=80035603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200094654A KR102370219B1 (ko) | 2020-07-29 | 2020-07-29 | 철도차량 연결기용 합금강 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3974557A4 (ko) |
| KR (1) | KR102370219B1 (ko) |
| WO (1) | WO2022025362A1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002363697A (ja) | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Nippon Steel Corp | 耐ころがり疲労損傷性および耐破壊性に優れたレールおよびその製造法 |
| JP2002363702A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-12-18 | Nippon Steel Corp | 耐摩耗性および延性に優れた低偏析性パーライト系レール |
| KR101931494B1 (ko) | 2017-03-02 | 2018-12-21 | (주)천호케스팅 | 철도차량 연결기용 합금강 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3773500A (en) * | 1970-03-26 | 1973-11-20 | Nippon Steel Corp | High tensile steel for large heat-input automatic welding and production process therefor |
| CA1084310A (en) * | 1976-04-12 | 1980-08-26 | Hiroaki Masui | High tension steel sheet product |
| DE4200545A1 (de) * | 1992-01-11 | 1993-07-15 | Butzbacher Weichenbau Gmbh | Gleisteile sowie verfahren zur herstellung dieser |
| JP3432713B2 (ja) * | 1997-08-29 | 2003-08-04 | 新日本製鐵株式会社 | 強度と靭性に優れた構造用厚鋼板 |
| JP2000256784A (ja) * | 1999-03-10 | 2000-09-19 | Nippon Steel Corp | 高靱性耐摩耗部材用厚鋼板 |
| JP3793388B2 (ja) * | 2000-03-08 | 2006-07-05 | 新日本製鐵株式会社 | 耐震建築用大入熱溶接用鋼 |
| JP2005002385A (ja) * | 2003-06-10 | 2005-01-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 成形性と靱性に優れた鋼管とその製造方法 |
| CN102534416B (zh) * | 2012-01-05 | 2014-03-12 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 一种载货列车连接件用钢及其制备方法 |
| KR101499868B1 (ko) * | 2014-10-17 | 2015-03-12 | 이태영 | 철도 차량용 브레이크 디스크 제조 방법 |
-
2020
- 2020-07-29 KR KR1020200094654A patent/KR102370219B1/ko active IP Right Grant
- 2020-12-15 WO PCT/KR2020/018300 patent/WO2022025362A1/ko unknown
- 2020-12-15 EP EP20888730.7A patent/EP3974557A4/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002363702A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-12-18 | Nippon Steel Corp | 耐摩耗性および延性に優れた低偏析性パーライト系レール |
| JP2002363697A (ja) | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Nippon Steel Corp | 耐ころがり疲労損傷性および耐破壊性に優れたレールおよびその製造法 |
| KR101931494B1 (ko) | 2017-03-02 | 2018-12-21 | (주)천호케스팅 | 철도차량 연결기용 합금강 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220014948A (ko) | 2022-02-08 |
| EP3974557A4 (en) | 2023-01-18 |
| WO2022025362A1 (ko) | 2022-02-03 |
| EP3974557A1 (en) | 2022-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6210155B2 (ja) | 鉄道車両用車輪および鉄道車両用車輪の製造方法 | |
| AU2013221988B2 (en) | Abrasion resistant steel plate with high strength and high toughness, and processing for preparing same | |
| KR101520208B1 (ko) | 기소강 및 그의 제조 방법, 및 기소강을 이용한 기계 구조 부품 | |
| WO2014178099A1 (ja) | 非調質鋼材 | |
| CN112281080A (zh) | 一种轨道车辆制动盘用低合金钢及其热处理方法 | |
| WO2018001355A1 (zh) | 一种低合金铸钢及其热处理方法和在铁路行业的应用 | |
| WO2022004247A1 (ja) | 耐疲労き裂伝播特性に優れるレールおよびその製造方法 | |
| CA2994195C (en) | Impact resistant ductile iron castings | |
| EP2918694B1 (en) | Steel member and process for producing same | |
| KR102389019B1 (ko) | 항복강도가 우수한 오스테나이트계 고망간 강재 | |
| CN104846294B (zh) | 非正火钢组合物和使用该组合物的连杆及制造连杆的方法 | |
| KR102370219B1 (ko) | 철도차량 연결기용 합금강 | |
| US6758919B2 (en) | Cast steel composition for railway components | |
| KR102042062B1 (ko) | 냉간압조용 선재 및 이의 제조방법 | |
| JP5401762B2 (ja) | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度パーライト系レール | |
| CA2353922C (en) | Cast steel composition for railway components | |
| CN112930415A (zh) | 形状优良的超低温用奥氏体高锰钢材及其制造方法 | |
| JP2020070495A (ja) | レールおよびその製造方法 | |
| KR20210014142A (ko) | 스틸 피스톤용 강재 | |
| RU2819029C1 (ru) | Легированная сталь, применяемая при изготовлении сцепных устройств железнодорожного подвижного состава | |
| KR101599520B1 (ko) | 회주철 | |
| JP2022130746A (ja) | 非調質鍛造部品および非調質鍛造用鋼 | |
| KR102488759B1 (ko) | 고온강도가 우수한 디스크 브레이크용 오스테나이트계 강재 및 그 제조방법 | |
| KR101808434B1 (ko) | 드라이브 샤프트용 강재 및 이의 제조 방법 | |
| EP3778966A1 (en) | Rail and method for manufacturing same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20200729 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20210825 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20220111 Patent event code: PE09021S01D |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20220211 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20220228 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20220302 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |