KR20010054260A

KR20010054260A - 소부경화가 가능한 강관 재료

Info

Publication number: KR20010054260A
Application number: KR1019990054993A
Authority: KR
Inventors: 신철수
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-12-04
Filing date: 1999-12-04
Publication date: 2001-07-02

Abstract

본 발명은 소부경화가 가능한 강관 재료에 관한 것으로서, 철을 주성분으로 하며, 여기에 C 0.0020∼0.003 중량%, Si 0.05 중량% 이하, Mn 0.6∼1.20 중량%, P 0.07∼0.12 중량%, S 0.012 중량% 이하 및 Al 0.02∼0.06 중량%가 포함되고, 이를 판재로 제조한 다음 조관하여 강관을 제조한 후 도장소부 또는 저온 템퍼링 열처리를 통해 강도를 향상시킬 수 있다.

Description

소부경화가 가능한 강관 재료{Bakehardenable tube material}

본 발명은 소부경화가 가능한 강관 재료에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소부경화능을 갖는 강관 재료를 판재 형태로 제조한 다음 이를 조관하여 강관을 제조한 후 도장소부 또는 저온 템퍼링 열처리를 통해 강도를 향상시킬 수 있는 강관 재료에 관한 것이다.

지금까지의 고강도 강관은 고강도 강판을 튜브 형태로 조관하여 전기저항 용접을 하여 제조되는데, 이때 조관공정에서 가공 경화가 일어나 판재의 강도에 비하여 향상되는 것으로 보고되어 있다.

종래 고강도 강관 제조에 사용되는 재료는 C 0.12 중량% 이하, Si 0.35 중량% 이하, Mn 0.60 중량% 이하, P 0.040 중량% 이하, S 0.040 중량% 이하를 첨가하여 구성되며 이를 판재로 제조하고 이를 다시 튜브 형태로 조관하여 전기저항 용접을 통해 강관으로 제조하였다.

그러나, 조관시 강도 향상은 모재 강도에 비하여 약 5% 정도로서 조관시 강도의 향상이 미약하며, 벤딩, 확관 또는 축관과 같은 2차 가공시에 성형성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같이 단순히 판재를 조관하여 미약한 강도 향상만을 꾀할 수 있었던 종래 강관의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소부경화능을 갖도록 강관 재료 조성을 달리하여 판재를 조관하여 강관을 제조한 후 도장소부 또는 저온 템퍼링 열처리를 가능케 하여 강관의 강도를 보다 향상시킬 수 있는 강관 재료를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소부경화가 가능한 강관 재료는 철을 주성분으로 하며, 여기에 C 0.0020∼0.003 중량%, Si 0.05 중량% 이하, Mn 0.6∼1.20 중량%, P 0.07∼0.12 중량%, S 0.012 중량% 이하 및 Al 0.02∼0.06 중량%가 포함된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 강관 재료는 소부 경화가 가능하도록 조성된 것으로서, 소부경화란 압축, 조관, 벤딩 등 소성 가공을 통해 프리스트레인(prestrain)이 가해지면 재료 내부에 전위가 다량 발생하게 되는데, 이때 전위는 자유 상태이며 도장소부(150∼180℃×15분) 또는 저온 템퍼링(150∼200℃×15분) 해주면 전위는 고용탄소에 의해 고착되어 강도가 향상되는 것을 의미한다.

이와 같이 소부경화가 가능하도록 조성된 본 발명의 강관 재료는 철을 주성분으로 하며, C 0.0020∼0.003 중량%, Si 0.05 중량% 이하, Mn 0.6∼1.20 중량%, P 0.07∼0.12 중량%, S 0.012 중량% 이하 및 Al 0.02∼0.06 중량%가 포함되도록 한다.

이때, C는 소부경화 효과를 내기 위해 첨가되는 것으로서, 금속 조직 내 고용 탄소가 존재해야만 소부 경화효과가 나타나므로 최소한의 함량인 0.0020 중량% 이상으로 첨가된다. 만일, 그 함량이 0.003 중량%를 초과면 상온에서 시효가 발생하여 소성 가공시 크랙이 생기는 등 불량을 발생시킬 수 있다.

Si는 통상 탈산제로서 첨가되나, 성형성을 저해할 수 있으므로 본 발명에서는 탈산제로 사용하지는 않았다.

Mn은 고용강화 원소로서 첨가되면 그 함량이 0.6 중량% 미만이면 고용강화 효과가 떨어지고 1.20 중량% 초과면 성형성 측면에서 불리하게 된다.

P는 고용강화 원소로서 첨가되며, 그 함량이 0.07 중량% 미만이면 고용 강화효과가 미미하고 0.12 중량% 초과면 금속조직내 입계에 석출되어 성형성을 저해하는 문제가 있다.

S는 편석이 심한 원소로서 편석시 취성을 나타낸다든지 성형성을 저해할 수 있으므로 그 함량을 0.012 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

Al은 탈산제로 첨가되며, 그 함량이 0.02 중량% 미만이면 탈산효과가 미미하고, 0.06 중량%보다 많으면 성형성이 떨어지는 문제가 발생될 수 있다.

이와같은 조성의 강관 재료를 통상의 방법에 따라 판재로 제조한 다음, 조관하여 강관으로 제조한 후 도장소부 또는 저온 템퍼링 열처리를 거치면 강관의 강도를 4∼8kgf/㎟ 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 및 비교예 1∼2

다음 표 1에 나타낸 바와 같은 조성 및 함량이 되도록 강 조성을 제조한 후 이를 전로에서 용해하고 연속 주조한 후 열간압연, 냉간압연 및 소둔 조질 압연을 실시하여 강판을 제조하였다.

제조된 강판으로 강관을 조관한 후 제조된 강관에 대하여 인장강도, 항복강도, 연신율, 소부경화량을 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

여기서, 인장성질 시험방법은 강관을 JIS 12호 시편으로 만든 다음, 25톤 즈빅 인장시험기로 10mm/분 속도로 인장 시험하였으며, 소부 경화량은 JIS 12호 시편으로 180℃에서 18분 동안 가열 유지한 후 상기와 같은 방법으로 항복강도를 측정하여 소부 경화량을 산출하였다.

상기 표 1의 결과로부터 본 발명에 따른 소부경화형 강관 재료를 사용하여 제조된 강관은 인장강도 및 항복강도가 향상되었을 뿐만 아니라 소부를 통해 강도가 향상됨을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 조성된 소부경화가 가능한 재료를 판재로 제조한 다음, 조관하여 강관을 제조한 후 도장소부 또는 저온 템퍼링 열처리를 거치면 조관시 얻어지는 강도 향상에 비하여 보다 더 강도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

철을 주성분으로 하고, 여기에 C 0.0020∼0.003 중량%, Si 0.05중량% 이하, Mn 0.6∼1.20 중량%, P 0.07∼0.12 중량%, S 0.012 중량% 이하 및 Al 0.02∼0.06 중량%가 포함된 소부경화가 가능한 강관 재료.