KR20000025694A - 선재용 고강도강 및 신선성이 우수한 선재의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선재용 고강도강 및 신선성이 우수한 선재의 제조방법에 관한 것이며; 그 목적하는 바는 고강도 선재를 제조함에 있어 강의 화학성분설계 또는/및 연속제어냉각조건을 적절히 제어하여, 신선시 단선발생을 유발시키는 초석 세멘타이트 및 저온조직의 발생을 억제시킴으로써, 신선가공전의 페이턴팅처리 없이 직접 신선을 실시하더라도 총단면감소율 85% 이상의 냉간신선가공에 의하여 215kg/㎟이상의 인장강도 및 단면 감소율 30%이상을 갖는 고강도 강선을 제조할 수 있는 냉간신선 가공성이 우수한 선재용 고강도강 및 이를 이용하여 선재를 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량%로 탄소:0.85-0.95%, 실리콘:0.4-1.2%, 망간:0.4-0.7%, 크롬:0.2-0.4%, 바나듐:0.04-0.10%, 티타늄:0.01-0.05%, 인:0.02%이하, 황:0.02%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 구성되는 것을 특징으로 하는 선재용 고강도강에 관한 것을 그 요지로 하며,

또한, 본 발명은 상기 고강도강으로 이루어진 소재를 900-1050℃범위로 가열하여 선재 열간압연한 후, 850-950℃의 냉각 개시온도로 부터 500℃까지의 평균냉각속도를 5-12℃/sec로 하여 연속제어냉각하는 것을 특징으로 하는 신선성이 우수한 고강도 선재의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

선재용 고강도강 및 신선성이 우수한 선재의 제조방법

본 발명은 콘크리트 보강용 강선, 고강도 케이블(cable), 고강도 와아어 로프, 또는 피아노 선재 등의 제조를 위한 고강도강 및 이를 이용하여 고강도 선재를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신선 가공시 가공성이 우수한 고강도강 및 이를 이용하여 고강도의 선재로 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 용도 특성에 따라 고강도가 요구되어 지는 콘크리트 보강용 강선, 고강도 케이블, 고강도 와아어 로프, 피아노 선재 등에 적용되는 것으로는 저렴하고 용이하게 제조할 수 있는 공석강선 또는 과공석 강선등이 주로 이용되고 있다. 이들 강선들은 일반적으로 사용되는 특성에 적합하도록 적당한 강도와 선경을 갖도록, 대부분의 경우 선경 8-13mm의 선재로 부터 통상 페이턴팅(patenting)이라는 열처리와 총감면율 85% 이상의 냉간변형량을 갖는 신선공정을 거쳐, 최종 제품의 특성으로 요구되어 지는 크기와 강도를 갖는 강선으로 제조된다.

최근 소재의 사용환경이 점차 가혹해지고, 또한 초대형 거대 건축구조물로의 신축이 증가하는 추세에 따라, 이들 강선에 대해 요구되는 강도가 과거에 비해 급격히 증가하여 초고강도가 요구되어 지고 있다. 이 때문에 탄소함량의 증가, 합금원소의 첨가, 선재 제조공정의 최적화 및 신선가공 공정의 개량 등에 의해 강선의 고강도화를 꾀하고 있다.

신선용 고탄소강에서의 강도를 증가시키는 방법으로는, 강선의 주된 미세조직인 펄라이트에서의 세멘타이트 분율증가, 층상간격의 미세화 및 고용원소첨가에 의한 펄라이트에서의 페라이트 고용강화 방법 등을 들수 있다.

상기 세멘타이트 분율증가는 소재 탄소함량 증가에 의해 이루어지며, 또한 상기 펄라이트 층상간격의 미세화는 소재 탄소함량 증가, 소재의 경화능을 향상시키는 합금원소의 첨가 및 선재 제조시 소재의 냉각속도의 증가 등에 의하여 이루어진다.

이와같은 방법에 의해 제조된 고강도강 선재를 신선가공하는 경우 가장 중요시 되는 것은 우수한 신선 가공성을 확보하기 위해 층상간격이 미세한 펄라이트 조직을 얻는 것이다. 이러한 미세한 펄라이트를 얻기 위해 일반적으로 신선전 또는 신선 도중에 페이턴팅이라는 열처리를 행하게 된다. 페이턴팅열처리는 신선가공에 적합한 미세한 펄라이트를 얻는 목적 이외에도, 극심한 가공경화를 이완시키고 연속되는 신선가공에 요구되는 연성을 확보하기 위한 목적으로도 사용된다. 이러한 페이턴팅 열처리는 일반적으로 납(Pb)조에서 행하여지며, 이로인해 환경오염, 장치비용증가, 생산성 저하 등의 문제점이 제기되고 있다. 따라서, 다른 매체를 이용한 열처리 방법에 대해 조사 연구되고 있으나, 가장 바람직한 방법은 이러한 페이턴팅 열처리 없이 직접 냉간신선이 가능한 고강도 선재를 개발하는 것이다.

또한, 고탄소강에서의 고강도화를 위한 탄소함량 증대 및 합금원소 첨가에 의한 방법은 소재의 고강도화에 따른 연성 및 신선가공성 저하효과 이외에도, 고탄소강에서의 탄소함량 증대는 강도 향상에는 효과적이나 선재로 열간가공되는 소재인 빌렛 및 선재에서의 중심부 편석을 심화시켜 초석 세멘타이트 발생을 촉진시킨다. 특히 다른 제품과는 달리 콘크리트 보강용 강선, 고강도 와이어 로프 혹은 피아노 선재 등에 사용되는 소재는 선재의 선경이 8-13mm범위로 선경이 작은 제품에 비하여 선재제조시 냉각속도가 상대적으로 느리므로 초석 세멘타이트 억제가 용이하지 않다. 한편, 합금원소의 첨가는 펄라이트 미세화와 더불어 경화능(hardenability)의 증대로 선재 제조시 연속냉각 공정에서 마르텐사이트 등과 같은 저온조직 발생의 문제점을 야기시킨다.

이러한 초석 세멘타이트나 저온조직의 존재는 냉간 신선 가공시 단선의 원인으로 작용하여 선재의 신선 가공성을 급격히 저하시키는 효과를 가진다. 따라서, 페이턴팅 열처리 없이 직접 냉간신선이 가능한 고강도 선재의 제조를 위해서는 선재 스텔모아(stelmor) 냉각설비에서 생산이 가능한 소재의 강도를 향상시키는 화학성분의 설계 및 이와 연계하여 선재 냉각설비에서의 연속 제어 냉각조건을 설정하여야 한다.

상기 연속 제어냉각을 통하여 신선성이 우수한 고강도강 선재를 제조하는 종래의 기술로는 일본특허 공개공보(평)4-100772, (평)4-254526, (평)6-271937 등을 들 수 있다.

상기 일본특허 공개공보(평)4-100772에서는 C:0.9-1.1%, Si:0.15-1.5%, Mn:0.3-0.6 %, Cr:0.1-0.5%를 포함하는 강에 있어서, 선재압연후 750-950℃로 부터 냉각시 초석 세멘타이트가 석출되지 않는 임계탄소함량을 550℃까지 냉각속도에 대한 함수로 표현한 것을 특징으로 하며 실리콘의 함량 증가에 따른 경화능 향상으로 발생되는 저온조직 생성에 대해서는 고려하고 있지 않으며, 망간의 함량을 0.3-0.6%로 제한하였기 때문에 망간을 0.6%이상 함유하는 고강도가 요구되는 선경이 비교적 큰 소재에는 적용이 곤란하다. 또한 적용범위의 탄소함량이 0.9-1.1%로 일반적으로 연주에 의해 제조된 블룸으로 부터 제조된 선재의 중심편석 부위의 탄소농도가 다른 부위와 비교하여 약 1.1배로 높은 경향으로 탄소함량 1.0%이상을 함유한 대경선재에 있어서의 초석세멘타이트 생성은 피할 수 없는 현상이므로 적용이 곤란하다.

상기 일본특허 공개공보(평)4-254526은 C:0.9-1.3%, Si:0.1-2.0%, Mn:0.2-1.3%, Cr:0.1-0.8%를 포함하는 고탄소강의 제조에 있어서, 열간압연 후 연속냉각시 초석 세멘타이트가 석출되지 않는 임계냉각개시 온도를 성분함량에 대해 설정한 것으로서 연속냉각의 주된 요소인 냉각속도에 대해서는 명확한 제한을 두고 있지 않으며, 상기 일본특허 공개공보(평)4-100772에서와 마찬가지로 탄소함량 1.0%이상을 함유하였으므로 선경 8-13mm범위의 대경선재에 있어서 초석 세멘타이트 생성은 피할 수 없는 현상이므로 적용이 곤란하다.

상기 일본특허 공개공보(평)6-271937은 C:0.9-1.2%, Si:0.5-2.0%, Mn:0.2-1.0%, Al:0.02-0.07%, N:0.003-0.015%를 포함하는 고탄소강의 제조에 있어서 열간압연 후 연속냉각의 주된 요소인 냉각속도에 대해서는 명확한 제한을 두고 있지 않으며, 상기 일본특허공보들에서와 마찬가지로 탄소함량 1.0%이상을 함유하였으므로 연속냉각 적용시 선경 8-13mm 범위의 대경선재에 있어서 초석 세멘타이트 생성은 피할 수 없는 현상이므로 적용이 곤란하다.

이에 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점을 해결하기 위해 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 고강도 선재를 제조함에 있어 강의 화학성분설계 또는/및 연속제어냉각조건을 적절히 제어하여, 신선시 단선발생을 유발시키는 초석 세멘타이트 및 저온조직의 발생을 억제시킴으로써, 신선가공전의 페이턴팅처리 없이 직접 신선을 실시하더라도 총단면감소율 85% 이상의 냉간신선가공에 의하여 215kg/㎟이상의 인장강도 및 단면 감소율 30%이상을 갖는 고강도 강선을 제조할 수 있는 냉간신선 가공성이 우수한 선재용 고강도강 및 이를 이용하여 선재를 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량%로 탄소:0.85-0.95%, 실리콘:0.4-1.2%, 망간:0.4-0.7%, 크롬:0.2-0.4%, 바나듐:0.04-0.10%, 티타늄:0.01-0.05%, 인:0.02%이하, 황:0.02%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 구성되는 것을 특징으로 하는 선재용 고강도강에 관한 것이며,

또한, 본 발명은 상기 고강도강으로 이루어진 소재를 900-1050℃범위로 가열하여 선재 열간압연한 후, 850-950℃의 냉각 개시온도로 부터 500℃까지의 평균냉각속도를 5-12℃/sec로 하여 연속제어냉각하는 것을 특징으로 하는 신선성이 우수한 고강도 선재의 제조방법에 관한 것이다.

다음에서는 본 발명을 상세히 설명하는데, 먼저 본 발명의 조건을 만족하는 고강도강의 성분조성에 대하여 상세히 설명한 다음, 상기 고강도강을 이용하여 고강도 선재를 제조하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.

상기 탄소는 강도 증가에 가장 효과적이며 경제적인 원소로, 소재의 소입성, 강도, 가공경화율, 충격인성, 피로특성에 효과를 미친다. 그 함량이 0.85%미만인 경우에는 총 단면감소율 85%이상의 냉간신선 후에도 목표로 하는 강도인 인장강도 215kg/㎟이상 및 단면간소율 30%이상을 확보하기 곤란하며, 0.95%를 초과하는 경우에는 소재의 중심편석 부위의 탄소농도가 1.05%수준 이상으로 되어 선재 냉각설비인 스텔모아 냉각설비에서 선경 8-13mm와 같은 선재로 제조할 때 초석 세멘타이트의 발생을 피할 수 없어 이로인해 신선가공시 단선이 발생할 우려가 있다. 따라서, 본 발명에서는 탄소의 함량을 0.85-0.95%로 하는 것이 바람직하다.

상기 실리콘은 탈산제로 사용되며, 페라이트 내에 고용되는 고용강화 효과가 큰 원소로서 강도 향상에 효과적이며, 지연파괴(delayed fracture), 충격인성, 내피로성에 영향을 미친다. 또한, 초석 세멘타이트 생성을 억제하는 효과를 갖는다. 그 함량이 0.4%미만인 경우는 탈산 및 고용강화 효과가 충분치 않으며, 1.2%를 초과하는 경우에는 냉간가공성 저하로 신선가공이 용이하지 않고 또한 소재의 용접성저하, 열간압연시 변형저항 증대, 탈탄증대, 신선가공시 탈스케일 처리성 약화 등의 문제점이 발생한다. 따라서, 본 발명에서는 실리콘의 함량을 0.4-1.2%로 하는 것이 바람직하다.

상기 망간은 탈산제로 사용되며 소재의 경화능 및 강도를 향상시키며 강중의 유황(S)과 결합하여 유황에 기인되는 크랙의 생성을 방지하는 효과를 갖는 원소이다. 특히 제조되는 선재의 선경이 큰 경우 소재의 경화능향상에 의한 미세펄라이트를 형성시키는 효과가 크다. 그 함량이 0.4%미만인 경우는 경화능 향상효과를 나타내기에 충분하지 않으며, 0.7%를 초과하는 경우는 편석에 의한 소재의 국부적인 경화능 증가 및 경화능이 큰 합금원소와 동시에 첨가할 경우 발생되는 선재제조시 저온조직의 생성을 촉진시키므로 신선가공시 이로인한 단선이 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 망간의 함량을 0.4-0.7%로 하는 것이 바람직하다.

상기 크롬은 망간과 마찬가지로 경화능을 향상시키며 펼라이트 층상간격을 미세화하는 효과를 갖어 강도를 향상시키며 탈탄 억제 및 흑연화 방지효과를 가지는 원소이다. 그 함량이 0.2%미만인 경우는 강도향상효과가 충분치 않으며, 0.4%를 초과하는 경우는 경화능의 증가로 선재제조시 저온조직이 생성될 가능성이 높고 또한 경화능이 큰 합금원소와 동시에 첨가할 경우 발생되는 저온조직의 생성을 촉진시키므로 신선가공시 이로인한 단선이 발생될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 크롬의 함량을 0.2-0.4%로 하는 것이 바람직하다.

상기 바나듐은 오스테나이트 결정입도 미세화 효과와 고용강화, 석출강화 효과가 큰 원소로서, 소입성, 피로특성, 강도, 충격인성 및 지연파괴 저항성에 효과가 큰 원소이다. 또한, 초석 세멘타이트 생성을 억제하는 효과를 갖는다. 그 함량이 0.04%미만인 경우는 충분한 양이 고용되지 않아 소재의 경화능 향상효과가 충분치 않아 미세 펄라이트 조직을 얻기가 용이하지 않고 또한 오스테나이트 결정립 미세화 효과 및 석출강화 효과가 충분하지 못하며, 0.10%를 초과하는 경우는 그 효과가 포화되어 비경제적이며 페라이트 내에 바나듐 탄질화물의 과다 석출로 펄라이트 내의 페라이트가 급격히 강화되어 연성이 감소하여 신선가공성이 저하하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 바나듐의 함량을 0.04-0.10%로 하는 것이 바람직하다.

상기 티타늄은 바나듐과 유사한 효과를 가지는 원소이며, 특히 오스테나이트 결정립 미세화에 크게 영향을 미치는 원소이다. 그 함량이 0.01%미만인 경우는 오스테나이트 결정립 미세화 효과를 충분히 나타내지 못하며, 0.05%를 초과하는 경우는 그 첨가효과가 포화되어 더 이상 오스테나이트 결정립 감소에 효과적이지 못하고 또한 과다 첨가되는 경우 열간압연시 변형저항을 증가시키는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 티타늄의 함량을 0.01-0.05%로 하는 것이 바람직하다.

상기 인(P) 및 황(S)은 0.02%이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 인은 0.02%를 초과하는 경우, 결정립계 편석되어 인성을 저하시키기 때문이며, 상기 황은 0.02%를 초과하는 경우, 저융점원소로 입계 편석되어 인성을 저하시키고 유화물을 형성시켜 신선 가공시 유해한 영향을 미치기 때문이다.

다음에서는 상기한 바와같은 고강도강을 이용하여, 고강도 선재로 제조하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에서는 상기 고강도강으로 이루어진 소재를 900-1050℃범위로 가열하여 선재 열간압연한다.

상기 가열온도가 900℃미만으로 낮춰지는 경우에 있어서는 열간압연시 소재의 압연온도저하에 따라 열간변형 저항의 증가로 압연롤의 부하가 커지게 되어 롤 수명이 저하되는 문제점이 발생된다. 또한, 상기 가열온도가 1050℃를 초과하여 높아지는 경우에 있어서는 실리콘이 많이 함유된 강에서 발생하기 쉬운 탈탄현상이 가속화되어 소재의 탈탄이 증가하게 되며 오스테나이트 입자경 증가로 펄라이트 변태시 생성된 펄라이트의 콜로니(colony)입자경이 크게 되어 신선가공성을 저하시키며 또한 선재권취시 권취불량, 표면흠 발생 등 선재품질의 저하를 야기시키는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 선재 열간압연을 위한 가열을 900-1050℃로 행하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 선재 열간압연을 선경 8-13mm범위까지 행하여도, 그 목적하는 바를 달성할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 열간압연후, 850-950℃의 냉각 개시온도로 부터 500℃까지의 평균냉각속도를 5-12℃/sec로 하여 연속제어냉각한다.

상기 냉각 개시온도를 850-950℃로 하는 이유는 다음과 같다. 즉, 850℃보다 낮은 온도의 냉각개시온도에서는 냉각개시온도가 초석 세멘타이트 석출온도범위에 가까우며, 연속냉각시 초석 세멘타이트 석출이 짧은 시간에 이루어지게 되어 선재 냉각설비인 스텔모아 냉각설비에서 연속 냉각개시 초기에 초석 세멘타이트가 석출하게 되어 냉각제어가 곤란하기 때문이며, 950℃보다 높은 온도의 냉각개시 온도에서는 오스테나이트 입자가 조대화되어 펄아이트 변태시 생성된 펄라이트의 콜로니입자경이 크게되어 신선가공성을 저하시키며 또한 선재 권취시 권취불량, 표면흠발생 등의 선재품질 저하를 야기시키기 때문이다.

상기 연속냉각시, 냉각개시온도로 부터 500℃까지의 평균냉각속도를 5-12℃/sec로 하는 이유는 다음과 같다. 즉, 선재제조시 상기 평균냉각속도가 5℃/sec미만인 경우는 오스테나이트 입계에서의 초석 세멘타이트 석출 및 성장에 필요한 시간이 충분하여 펄라이트 내의 세멘타이트 보다 두께가 월등하게 큰 초석 세멘타이트의 형성이 이루어지며, 또한 오스테나이트로 부터 변태된 펄라이트도 층상간격이 조대해져 고강도를 얻기 곤란하며 신선가공의 저하를 야기하며, 상기 평균냉각속도가 12℃/sec를 초과하는 경우는 선재 중심부의 탄소 및 망간 등의 합금원소가 농축된 부분에서의 펄라이트 변태에 충분한 시간을 확보하지 못하여 신선 가공성을 저하시키는 저온조직이 발생한다. 따라서, 본 발명에서는 냉각 개시온도로 부터 500℃까지의 평균냉각속도를 5-12℃/sec로 하여 연속제어냉각하는 것이 바람직하다.

한편, 상술한 바와같은 본 발명의 방법에 의해 제조되는 선재는 신선가공하여 제품화되어지는데, 이같은 신선가공을 행할 때의 신선속도는 최종 제품선에서의 신선속도로 하여 100-400m/min의 범위로 하는 것이 바람직하다. 상기 신선속도가 100m/min미만인 경우에는 신선공정에서의 생산성이 낮아 비경제적이며, 400m/min을 초과하는 경우에는 소재의 고강도화를 위한 탄소함량 증가 및 실리콘 등의 합금원소 첨가로 인해 신선시 치명적인 결함인 딜라미네이션(delamination)의 발생을 야기할 우려가 있기 때문이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

실시예 1

하기 표1과 같은 화학성분을 함유하는 50kg의 잉고트를 준비하였다. 준비된 잉고트를 진공유도 융해하여 1250℃에서 8시간 균질화 처리하고, 압연비 15:1로 열간압연을 실시한 후, 900℃에서 5분 유지후 냉각속도를 하기 표2와 같이 각각 3℃/sec, 7℃/sec, 15℃/sec로 변화시켜 냉각하여 선재를 얻었다. 얻어진 선재의 단면 절단후 조직검사하여 초석 세멘타이트(C)와 저온조직(M)인 베이나이트 또는 마르텐사이트의 발생여부를 조사하여 그 결과를 하기 표2에 나타내었다. 이때, 조직검사는 2000배 배율하에서 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)을 이용하였다.

	C	Mn	Si	P	S	Cr	V	Ti
발명재1	0.87	0.61	0.61	0.005	0.003	0.25	0.082	0.020
발명재2	0.91	0.61	0.40	0.006	0.003	0.24	0.083	0.021
발명재3	0.89	0.55	1.02	0.005	0.004	0.26	0.062	0.015
발명재4	0.90	0.59	0.80	0.005	0.003	0.35	0.041	0.018
발명재5	0.85	0.045	0.59	0.005	0.004	0.25	0.079	0.050
비교재1	1.30	0.53	0.90	0.005	0.003	-	-	-
비교재2	0.95	0.55	0.22	0.005	0.003	-	-	-
비교재3	0.98	0.71	0.87	0.005	0.003	-	-	0.030
비교재4	0.92	0.81	1.41	0.003	0.005	-	-	-

	사용강종	냉각속도(℃/sec)	미세조직
발명예 1	발명재1	7	P
발명예 2	발명재2	7	P
발명예 3	발명재3	7	P
발명예 4	발명재4	7	P
발명예 5	발명재5	7	P
비교예 1	비교재1	7	P + C
비교예 2	비교재2	7	P + C
비교예 3	비교재3	7	P + C + M
비교예 4	비교재4	7	P + M
비교예 5	발명재1	15	P + M
비교예 6	발명재2	15	P + M
비교예 7	발명재3	3	P + C
비교예 8	발명재4	3	P + C
비교예 9	발명재5	15	P + M
비교예 10	비교재1	3	P + C
비교예 11	비교재2	3	P + C
비교예 12	비교재3	3	P + C
비교예 13	비교재4	3	P + C

상기 표2에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 조건을 만족하는 합금성분과 냉각속도에 의해 제조된 경우(발명예 1-5)는 미세조직이 냉간신선가공에 적절한 완전 펄라이트로 구성되어 있는 반면, 본 발명의 합금성분 또는/및 냉각속도 범위에서 벗어난 경우(비교예 1-13)는 비록 미세한 펄라이트 조직을 함유하더라도 냉간 신선가공에 유해한 초석 세멘타이트나 마르텐사이트를 함유하고 있음을 알 수 있었다.

실시예 2

상기 표1과 같은 화학성분을 갖는 50kg의 잉고트들을 진공유도 용해하여 1250℃에서 8시간 균질화 처리후 가공하여 선재 160×160mm 빌렛에 용접하여, 선재공장에서 1000℃로 1시간 20분 가열후 추출하여 열간압연을 실시하였으며, 열간압연후 레잉헤드온도를 850℃로 하였으며, 선재 스텔모아 냉각설비에서 냉각속도를 조절하여 선경 11mm의 선재를 제조하였다.

제조된 선재들을 탈스케일처리, 윤활제 도포하는 등의 전처리(하기 표3에서의 비교재 1,2,3의 강종을 사용하는 경우는 페이턴팅을 실시하고, 나머지는 실시하지 않음)를행한 후, 연속신선기에서 신선속도를 120m/min의 속도로 하여 최종 제품의 선경 4.28mm까지(냉간가공율 약 85%) 냉간신선가공을 실시하였다.

상기한 바와같이 하여 제조된 선재와 신선된 최종제품선의 일부를 취하여 인장시험기에서 인장속도 5mm/min의 일축인장시험을 행하고, 측정된 인장강도 및 단면감소율을 하기 표3에 나타내었다.

	사용강종	선재	신선선
		선경(mm)	인장강도(kg/㎟)	선경(mm)	인장강도(kg/㎟)	단면감소율(%)
발명예A	발명재1	11	142.1	4.28	220.2	44.8
발명예B	발명재2	11	141.8	4.28	217.8	43.4
발명예C	발명재3	11	148.2	4.28	231.2	36.5
발명예D	발명재4	11	145.6	4.28	226.9	38.4
발명예E	발명재5	11	140.2	4.28	215.3	48.4
비교예A	비교재1	11	157.3	단선	-	-
비교예B	비교재2	11	139.5	5.0	196.0	58.5
비교예C	비교재3	11	147.4	5.0	203.9	50.3
비교예D	비교재4	11	150.2	5.0	212.4	21.6

상기 표3에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 조건을 만족하는 발명예(A-E)의 경우는 페이턴팅을 실시하지 않고서도, 85%이상 냉간신선가공시 인장강도 215kg/㎟이상 및 단면감소율 30%이상을 확보할 수 있었다.

상술한 바와같이, 본 발명에 의하면 강 성분조성 및 연속제어냉각조건을 제어함으로써, 신선가공전의 페이턴팅처리를 행하지 않고 직접 신선을 실시하더라도 총단면감소율 85% 이상의 냉간신선가공에 의하여 215kg/㎟이상의 인장강도 및 단면 감소율 30%이상을 갖는 고강도 강선을 제조할 수 있기 때문에, 선경 8-13mm범위와 같은 고강도의 대경선재를 보다 저렴하게 제조할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 중량%로 탄소:0.85-0.95%, 실리콘:0.4-1.2%, 망간:0.4-0.7%, 크롬:0.2-0.4%, 바나듐:0.04-0.10%, 티타늄:0.01-0.05%, 인:0.02%이하, 황:0.02%이하, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 구성되는 것을 특징으로 하는 선재용 고강도강
2. 고강도 선재를 제조하는 방법에 있어서,

   상기 제1항의 고강도강으로 이루어진 소재를 900-1050℃범위로 가열하여 선재 열간압연한 후, 850-950℃의 냉각 개시온도로 부터 500℃까지의 평균냉각속도를 5-12℃/sec로 하여 연속제어냉각하는 것을 특징으로 하는 신선성이 우수한 고강도 선재의 제조방법
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 선재 열간압연은 선경이 8-13mm범위가 되도록 행하는 것임을 특징으로 하는 신선성이 우수한 고강도 선재의 제조방법