KR20010060700A - High strength duplex steel having a superior elongation percentage, impact strength and low yield strength and bolt made of the steel and method for manufacturing working product by using it - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A process for preparing a steel composition capable of improving mechanical characteristics such as tensile strength, elongation, impact toughness or the like while maximizing low yield ratio of steel is provided, which improves mechanical characteristics while controlling a blocky type phase fraction of retained austenite in a composite structure of ferrite and retained austenite. CONSTITUTION: This steel of composite structure comprises by weight, C:0.65 to 1.50%, Si:2.0 to 4.0%, Mn:0.1 to 0.8%, Cr:0.1 to 0.8%, P:0.01% or less, S:0.01% or less, N:0.005 to 0.01%, O:0.05% or less, one or two or more selected from Ni:0.3 to 2.0%, B:0.001 to 0.003%, V:0.01 to 0.5%, Nb:0.01 to 0.5%, Mo:0.01 to 0.5%, Ti:0.01 to 0.2%, W:0.01 to 0.5% and Cu:0.01 to 0.2%. The fine structure of the steel is a composite structure of ferrite and retained austenite and a retained austenite phase fraction of blocky type of retained austenite is 20 to 35%.

Description

연신율 및 충격인성이 우수한 고강도 저항복비를 갖는 복합조직강과 이 강조성을 갖는 볼트 및 이 강을 이용한 강가공물의 제조방법{High strength duplex steel having a superior elongation percentage, impact strength and low yield strength and bolt made of the steel and method for manufacturing working product by using it}High strength duplex steel having a superior elongation percentage, impact strength and low yield strength and bolt made of the steel and method for manufacturing working product by using it}

본 발명은 고강도이면서 항복비가 낮은 강에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페라이트와 잔류오스테나이트의 복합조직으로, 이 복합조직의 잔류오스테나이트중에 브라키타입(blocky type)의 상분율을 제어하여 연신율, 충격인성, 항복비등의 제반 기계적성질을 개선한 고강도 강 이 강으로 조성되는 볼트 그리고, 이강을 강가공물로 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steel with high strength and low yield ratio, and more specifically, to a composite structure of ferrite and residual austenite, by controlling the phase ratio of the blocky type in the residual austenite of the composite structure, elongation, impact It relates to a bolt made of high strength steel with improved mechanical properties such as toughness, yield ratio, etc., and a method of manufacturing the steel as a steel workpiece.

각종 구조물에 사용되는 강은 경량화와 고성능화를 위해 고강도화와 함께 내진성이 중요한 성질로 받아들여지고 있다. 강구조물은 지진 및 강풍에 의해 구조물의 붕괴를 초래할 수 있어 사용환경에 따라 내진성이 우수한 강재가 요구되어진다.지진 및 강풍에 의한 구조물의 붕괴를 방지하기 위해 구조부재는 항복강도가 높은 강재로 구성하여 연직하중을 지지하고, 해당 주체 구조부재에 부설한 내진용 부재는 항복강도가 낮은 강재로 구성함으로써, 대지진과 강풍시 항복강도가 높은 주체부재에서는 탄성변형으로 구조물을 유지하는 역할을 하고, 대지진과 강풍의 에너지는 내진 부재의 소성(역성)변형에 의해 충격을 흡수함으로서 강구조물용 강재의 내진성을 개선하고 있다(일본 공개특허공보 96-42187호).Steel used in various structures is considered to be an important property with high strength and high strength for light weight and high performance. Steel structures can cause the collapse of structures due to earthquakes and strong winds, so steel materials with excellent earthquake resistance are required according to the environment. Structural members are composed of steel with high yield strength to prevent the collapse of structures by earthquakes and strong winds. The seismic member supporting the vertical load and attached to the main structural member is composed of steel with low yield strength, so that the main member with high yield strength during earthquake and strong wind maintains the structure by elastic deformation. The energy of the strong wind absorbs the impact by the plastic (reverse) deformation of the seismic member, thereby improving the seismic resistance of the steel for steel structures (Japanese Patent Laid-Open No. 96-42187).

일례로, 내진성이 우수한 강구조물의 볼트체결부에서도 동일한 개념으로 내진성이 우수한 볼트를 사용하는 것이 요구되고 있다. 내진성은 강의 항복비()가 낮을수록 커지므로, 볼트의 재질이 저항복비의 특성을 갖도록 하는 것이 필요하다. 이와 함께 고강도 볼트 체결에 따른 볼트접합부의 잇점을 유지하기 위해 고강도의 특성도 함께 갖는 것이 요구된다.For example, it is required to use a bolt having excellent shock resistance with the same concept even in a bolted joint of a steel structure having excellent shock resistance. Seismic resistance of steel It is necessary to ensure that the material of the bolt has the properties of the resistive ratio because the lower the larger the value. In addition, in order to maintain the advantages of the bolted joint according to the high-strength bolt fastening is also required to have a high strength characteristics.

그러나, 강의 항복강도만 낮추면 충격흡수량이 너무 적어 그 효과를 기대하기 어려우며, 좀 더 많은 충격흡수능력을 갖기 위해서는 가일층 고강도화를 달성하면서 저항복비화하는 것이 바람직하다고 볼 수 있다. 고강도 저항복비 볼트용강이 개발될 경우 기대되어지는 잇점으로는 강구조물의 효율적인 건설을 위한 부재 체결과 볼트의 경량화 및 다기능, 고성능화를 달성하면서 아울러 강구조물 내진설계시 볼트 체결부에서도 내진설계를 제공함으로서 강구조물의 내진성을 가일층 개선할수 있다는데 있다.However, if the yield strength of the steel is lowered, the impact absorption amount is too small to expect the effect, and in order to have more impact absorption capacity, it can be seen that it is desirable to achieve resistance strength while achieving further high strength. The advantages of the development of high-strength resistive bolted steel are that the member fastening for the efficient construction of the steel structure, the weight reduction of the bolt, multi-function and high performance are achieved, and the seismic design is also provided at the bolt joint during the seismic design of the steel structure. The earthquake resistance can be further improved.

종래의 볼트용 소재는 대부분 미세조직이 템퍼드 마르텐사이트(tempered martensite)의 준단상(quasi single phase)조직이 주특징으로, 이 경우 항복비가 최소 0.8정도이다. 저항복비를 달성하기 위해서는 인장변형시 우선적으로 변형할 수 있는 연한조직의 분포가 미세조직구성상 불가피한데, 이렇게 되면 강도가 열화되는 문제가 있다. 즉, 항복비()를 낮추기 위해서 템퍼링온도를 증가시키면 항복강도는 감소되나 동시에 인장강도도 감소되기 때문에 저항복비를 기대할 수 없다. 따라서, 종래의 템퍼드 마르텐사이트 조직으로 고강도 저항복비 볼트용강을 제조한다는 것은 미세조직 구성 특징상 한계가 있다.In the conventional bolt material, the microstructure is mainly characterized by a quasi single phase structure of tempered martensite, in which case the yield ratio is at least 0.8. In order to achieve the resistance ratio, the distribution of soft tissues that can be preferentially deformed during tensile deformation is inevitable in the microstructure, which causes a problem of deterioration in strength. In other words, the yield ratio ( Increasing the tempering temperature to decrease) decreases the yield strength but also decreases the tensile strength. Therefore, the production of high strength resistive bolt steel for the conventional tempered martensite structure is limited in terms of microstructure configuration characteristics.

강재의 내진성을 개선하는 종래의 대표적인 기술로는 (1) 일본 공개특허공보 97-95734호, (2) 대한민국 특허출원번호 제98-52836호, 제98-52838호 등이 있다.Conventional representative techniques for improving the seismic resistance of steel materials include (1) Japanese Unexamined Patent Publication No. 97-95734, (2) Korean Patent Application Nos. 98-52836, 98-52838, and the like.

(1) 일본 공개특허공보 97-95734호는 내진성이 우수한 콘크리트 철근용 강재의 제조방법에 관한 것으로, 볼트용 선재와의 관련성은 적은나, 탄소 0.10-0.40%, 실리콘 0.05-0.60%, 망간 0.60-2..0%, 알루미늄 0.005-0.080%, 보론 0.008% 이하, 구리 0.3%이하, 니켈0.3%이하, 몰리브덴 0.1% 이하, 티타늄 0.1% 이하로 조성되는 강재를 제어냉각하여 항복강도 345MPa, 항복신장 1.4%이상, 충격인성 27J/cm2이상이면서 항복비 0.8수준을 확보하는 기술로서의 의미가 있어 참고적으로 소개한다.(1) Japanese Laid-Open Patent Publication No. 97-95734 relates to a method for manufacturing a steel for concrete reinforcement having excellent seismic resistance, and has a low relation with bolt wire, but 0.10-0.40% carbon, 0.05-0.60% silicon, and 0.60 manganese. -2..0%, Aluminum 0.005-0.080%, Boron 0.008% or less, Copper 0.3% or less, Nickel 0.3% or less, Molybdenum 0.1% or less, Steels composed of 0.1% or less yield control yield yield strength 345 MPa, Yield It has a meaning as a technology to secure a yield ratio of 0.8% while having a height of 1.4% or more and an impact toughness of 27J / cm 2 or above.

(2) 대한민국 특허출원 제98-52836호와 대한민국 특허출원 제98-52836호는, 본 발명자가 볼트의 강조직을 베이나이트 또는 페라이트+베이나이트의 복합조직을 갖도록 강성분과 제조조건을 제어하여 0.7이하 수준의 저항복비를 달성하는 기술을 완성한 것이다.(2) Republic of Korea Patent Application No. 98-52836 and Republic of Korea Patent Application No. 98-52836, the present inventors control the steel components and manufacturing conditions to control the steel component and manufacturing conditions so that the bolts of the stressed structure has a composite structure of bainite or ferrite + bainite The technology to achieve the following level of resistance ratio is completed.

즉, 대한민국 특허출원번호 제98-52836호는 중량%로 탄소 0.40-0.60%, 실리콘 2.0-4.0%, 망간 0.1-0.8%, 크롬 0.1-0.8%, 인 및 황 0.01% 이하, 질소 0.005-0.01%, 산소 0.005% 이하를 함유하고, 여기에 니켈 , 보론, 바나듐 또는 니요븀, 몰리브덴, 티타늄, 텅스텐, 구리, 코발트로 이루어진 그룹중 1종 또는 2종이상을 선택적 강을 Ac3변태점 이상의 온도에서 20분이상 가열하여 오스테나이트 단상으로 만들고, 이를 Ms+110℃∼Ms+210℃의 온도까지 급냉한후 베이나이트 변태를 위한 등온가열하여 베이나이트조직을 갖는 볼트를 제조하는 것으로, 볼트는 인장강도가 130~178kg/mm2이고 항복비가 0.33~0.62의 특성을 갖는 것으로 나타나 있다.That is, Korean Patent Application No. 98-52836, which is by weight% of carbon 0.40-0.60%, silicon 2.0-4.0%, manganese 0.1-0.8%, chromium 0.1-0.8%, phosphorus and sulfur 0.01% or less, nitrogen 0.005-0.01 %, Not more than 0.005% of oxygen, wherein one or two or more of the group consisting of nickel, boron, vanadium or niobium, molybdenum, titanium, tungsten, copper and cobalt is added to the steel at temperatures above the Ac 3 transformation point. After heating for more than 20 minutes to form austenite single phase, quench it to a temperature of Ms + 110 ℃ ~ Ms + 210 ℃ and isothermal heating for bainite transformation to produce a bolt having a bainite structure, the bolt is tensile strength Is 130 ~ 178kg / mm 2 and the yield ratio is shown to have a characteristic of 0.33 ~ 0.62.

대한민국 특허출원 제98-52838도 상기 대한민국 특허출원 제98-52836호와 같은 성분계를 갖는 볼트를 Ac3-[(Ac3-Ac1)/1.3]에서 Ac3-[(Ac3-Ac1)/5.5]까지의 범위내에서 가열하여 페라이트 상분율이 5-25%인 페라이트+베이나이트로 구성되는 복합조직으로 만들고, 이를 Ms+120℃∼Ms+180℃의 온도까지 급냉한후 등온열처리하여 페라이트+베이나이트의 복합조직을 갖도록 제조하는 것으로, 이 기술을 통해 제조되는 볼트는 인장강도가 125~169kg/mm2이고, 항복비가 0.33~0.61의 특성을 갖는 것으로 나타나 있다.Republic of Korea Patent Application No. 98-52838 The bolt having the same component system as the Republic of Korea Patent Application No. 98-52836 described above Ac 3 -[(Ac 3- Ac 1 ) / 1.3] Ac 3 -[(Ac 3- Ac 1 ) /5.5] is made into a composite structure consisting of ferrite + bainite having a ferrite phase fraction of 5-25%, and then quenched to a temperature of Ms + 120 ° C to Ms + 180 ° C and isothermally treated. It is manufactured to have a composite structure of ferrite + bainite, and the bolt manufactured through this technique has a tensile strength of 125 to 169 kg / mm 2 and a yield ratio of 0.33 to 0.61.

상기 (2)의 대한민국 특허출원 제98-52836호와 대한민국 특허출원 제98-52836호는 나름대로 저항복비를 달성한다는데 그 의미를 부여할 수 있겠으나, 인장강도, 연성 및 충격흡수성 등의 기계적특성과 함께 저항복비를 개선하지 못하고 있다는 기술적 한계가 있다.The above-mentioned Korean Patent Application No. 98-52836 and Korean Patent Application No. 98-52836 of (2) may give the meaning of achieving a resistance ratio in their own way, but mechanical properties such as tensile strength, ductility, and shock absorbency In addition, there is a technical limitation that it is not improving the resistance ratio.

본 발명은 상기한 선행기술들의 기술한계를 극복하기 위한 일련의 연구과정에서 완성된 것으로, 그 목적은 강의 저항복비를 최대화시키면서 인장강도, 연신율, 충격인성 등의 기계적특성도 함께 개선할 수 있는 강조성물과 그 제조방법을 제공함에 있다. 이러한 본 발명은 페라이트+잔류오스테나이트의 복합조직에서 잔류오스테나이트중의 브라키타입의 상분율을 제어하여 기계적특성을 개선하고 있다는데 그 의미를 부여할 수 있다.The present invention has been completed in a series of studies to overcome the technical limitations of the prior art, the purpose of which is to improve the mechanical properties such as tensile strength, elongation, impact toughness while maximizing the steel's resistance ratio It provides a material and a method of manufacturing the same. This invention can impart the meaning that the mechanical properties are improved by controlling the phase fraction of the brachy type in the residual austenite in the composite structure of ferrite + residual austenite.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 강은, 중량%로 탄소 0.65-1.50%, 실리콘 2.0-4.0%, 망간 0.1-0.8%, 크롬 0.1-0.8%, 인 및 황 0.01% 이하, 질소0.005-0.01%, 산소 0.005% 이하를 함유하고, 여기에 니켈 0.3-2.0%, 보론 0.001-0.003%, 바나듐:0.01∼0.5%, 니오븀:0.01∼0.5%, 몰리브덴 0.01-0.5%, 티타늄 0.01-0.2%, 텅스텐 0.01-0.5%, 구리 0.01-0.2%로 이루어진 그룹중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 나머지 Fe 및 기타 불순물로 조성되고 그 미세조직이 페라이트+잔류오스테나이트의 복합조직을 갖으며, 상기 잔류오스테나이트중에는 브라키타입이 10∼30%의 상분율을 갖는 것을 포함하여 구성된다.Steel of the present invention for achieving the above object, by weight% carbon 0.65-1.50%, silicon 2.0-4.0%, manganese 0.1-0.8%, chromium 0.1-0.8%, phosphorus and sulfur 0.01% or less, nitrogen 0.005-0.01 %, 0.005% or less of oxygen, including nickel 0.3-2.0%, boron 0.001-0.003%, vanadium: 0.01-0.5%, niobium: 0.01-0.5%, molybdenum 0.01-0.5%, titanium 0.01-0.2%, One or two or more selected from the group consisting of tungsten 0.01-0.5%, copper 0.01-0.2%, the remaining Fe and other impurities, the microstructure has a complex structure of ferrite + residual austenite, the residual austenite Among the knights, the brachy type includes one having a 10 to 30% phase fraction.

또한, 본 발명의 강가공물의 제조방법은, 중량%로 탄소 0.65-1.50%, 실리콘 2.0-4.0%, 망간 0.1-0.8%, 크롬 0.1-0.8%, 인 0.01%이하, 황 0.01% 이하, 질소 0.005-0.01%, 산소 0.005% 이하를 함유하고, 여기에 니켈 0.3-2.0%, 보론 0.001-0.003%, 바나듐:0.01∼0.5%, 니오븀:0.01∼0.5%, 몰리브덴 0.01-0.5%, 티타늄 0.01-0.2%, 텅스텐 0.01-0.5%, 구리 0.01-0.2%로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불순물로 조성되는 강가공물을 Ac3변태점 이상의 온도에서 가열하여 오스테나이트 단상으로 하고, 30℃/sec이상의 냉각속도로 Ms+220℃∼Ms+300℃의 온도까지 급냉한후 60분이상 등온열처리하고 유냉 또는 공냉하여 페라이트+잔류오스테나이트의 복합조직으로, 상기 잔류오스테나이트중의 브라키 타입의 상분율이 10∼30%을 갖도록 함을 포함하여 구성된다.In addition, the manufacturing method of the steel workpiece of the present invention, carbon by weight 0.65-1.50%, silicon 2.0-4.0%, manganese 0.1-0.8%, chromium 0.1-0.8%, phosphorus 0.01% or less, sulfur 0.01% or less, nitrogen 0.005-0.01%, oxygen 0.005% or less, including nickel 0.3-2.0%, boron 0.001-0.003%, vanadium: 0.01-0.5%, niobium: 0.01-0.5%, molybdenum 0.01-0.5%, titanium 0.01- Austenitic steels containing one or two or more selected from the group consisting of 0.2%, 0.01-0.5% tungsten and 0.01-0.2% copper and composed of the remaining Fe and other impurities are heated at a temperature above the Ac 3 transformation point. It is made into a single phase, quenched to a temperature of Ms + 220 ° C to Ms + 300 ° C at a cooling rate of 30 ° C / sec or more, isothermally heat treated for 60 minutes or more, and cooled or air-cooled to form a complex structure of ferrite + residual austenite. It is comprised, including so that the phase ratio of the brachy type in a knight may be 10-30%.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에서 '강가공물'이란 용어는 강재(예를 들어, 선재)를 일정형태로 가공한 가공물(성형물)을 의미하는 것으로, 본 발명의 복합조직강이 갖는 기계적성질을 이용할 수 있는 모든 가공물을 포함한다. 특히, 본 발명의 강은 선재로서 제조되는데 유용한 성분계로 이 선재를 가지고 가공할 수 있는 볼트, 너트, 스프링 등의 가공물을 대표적인 예로 들 수 있다.In the present invention, the term 'steel workpiece' refers to a workpiece (molded product) formed by processing a steel material (for example, a wire) in a predetermined form, and refers to any workpiece that can use the mechanical properties of the composite steel of the present invention. Include. In particular, the steel of the present invention is a component system useful for manufacturing as a wire rod, and examples thereof include workpieces such as bolts, nuts, and springs that can be processed with the wire rod.

본 발명자는 강의 미세조직이 강도와 항복비 그리고, 기타 기계적인 물성에 미치는 영향을 야금학적으로 검토하던중에 페라이트+잔류오스테나이트의 복합조직에서 잔류오스테나이트중 브라키타입의 잔류오스테나이 상분율이 일정량이 되면, 기타 기계적인 물성도 좋아지면서 고강도와 저항복비가 개선된다는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다. 즉, 본 발명에서는 인장하중이 가해지는 초기에는 연한조직인 페라이트가 우선적으로 변형을 시작하고 임계 변형량 이후 부터는 잔류 오스테나이트의 소성유기변태를 적절히 유도함으로써 고강도와 저항복비를 달성하는 것이다. 이러한 관점에서 완성된 본 발명의 강 및 그 제조방법을 구분하여 설명한다. 여기서, 브라키 타잎은 괴상 형태이로 횡축과 종축의 비(비(aspect ratio)가 약 0.5이상이 되는 형상을 의미한다.The present inventors have studied the effect of steel microstructure on strength, yield ratio, and other mechanical properties, while the metallurgical study of ferrite + residual austenite has a certain amount of brachytype residual austenite in the residual austenite. When this was achieved, the present invention was found to improve the high strength and the resistive ratio while improving other mechanical properties. That is, in the present invention, in the initial stage when the tensile load is applied, the soft structure ferrite starts to deform preferentially, and after the critical deformation amount, the high strength and the resistance ratio are achieved by appropriately inducing plastic organic transformation of the retained austenite. From this point of view, the steel of the present invention and a method of manufacturing the same will be described separately. Here, the brachy type refers to a shape in which the ratio of the abscissa and the longitudinal axis is about 0.5 or more.

[복합조직 강][Composite Steel]

탄소(C)의 함량을 0.65-1.5%으로 하는 것이 바람직하다. 탄소의 함량이 0.65%미만에서는 페라이트+잔류오스테나이트 복합조직강 제조를 위한 열처리후 페라이트+잔류오스테나이트내에 적정한 잔류 오스테나이트양, 형상 및 크기를 얻기가 곤란하고 또한, 기계적, 열적 안정성과 고강도 볼트용강으로서의 충분한 인장강도와 항복강도를 확보하기 어렵기 때문이다. 또한, 탄소의 함량이 1.50% 보다 많아지면 열처리후 단면감소율, 연신율과 충격인성 등의 특성이 저하되고, 선재제조시 편석 및 표면흠이 발생하며, 가열로 장입시 표면탈탄이 심화되고, 볼트 체결시 영구변형성 및 정적 피로특성이 열화하며, 미세복합 조직의 적절한 형상과 크기 그리고, 페라이트+잔류오스테나이트 복합조직을 확보하기 위한 변태 소요시간이 길어지며, 잔류 오스테나이트내의 탄소농도 및 계면농도구배 등에 좋지 않은 영향을 미치기 때문이다. 본 발명에서의 보다 바람직한 탄소성분의 범위로는 0.8~1.0%로 하는 것인데, 이는 페라이트+잔류 오스테나이트 복합조직을 제조하기 위한 등온 열처리시간과 적정 잔류 오스테나이트의 분율, 크기, 형상에 보다 유리하고, 또한, 복합조직의 고강도화, 고인성화, 고연신율화, 고단면감소율화, 지연파괴저항성(확산성 수소량, 입계석출물의 석출제어) 개선할 수 있으며, 열처리시 표면 탈탄을 억제하고, 볼트체결후 응력이완성(stress relaxation) 또는 영구변형저항성, 동적 및 정적 피로특성등을 매우 효과적으로 개선할 수 있기 때문이다.It is preferable to make content of carbon (C) into 0.65-1.5%. If the carbon content is less than 0.65%, it is difficult to obtain an adequate amount of retained austenite, shape and size in the ferritic + residual austenite after heat treatment for the production of ferritic + residual austenite composite steel. This is because it is difficult to secure sufficient tensile strength and yield strength as molten steel. In addition, when the carbon content is more than 1.50%, characteristics such as cross-sectional reduction rate, elongation rate and impact toughness decrease after heat treatment, segregation and surface flaws occur during wire rod manufacturing, and surface decarburization deepens when charging furnace, and bolts are fastened. Permanent deformation and static fatigue characteristics deteriorate, the appropriate shape and size of microcomposite tissues, the transformation time required to secure ferrite + residual austenite complex tissues, carbon concentration in residual austenite, and interfacial tool distribution Because it has a bad effect. The preferred carbon content in the present invention is 0.8 to 1.0%, which is more advantageous for the isothermal heat treatment time for producing the ferrite + residual austenite composite structure and the fraction, size and shape of the appropriate residual austenite. In addition, it is possible to improve the strength of the composite structure, high toughness, high elongation, high section reduction rate, delay fracture resistance (diffuse hydrogen amount, precipitation control of grain boundary precipitate), suppress surface decarburization during heat treatment, and bolt fastening This is because post stress relaxation or permanent strain resistance, dynamic and static fatigue characteristics can be improved very effectively.

실리콘(Si)의 함량을 2.0-4.0%로 한정하는 것이 바람직하다. 실리콘이 2.0%미만에서는 페라이트 변태후 잔류 오스테나이트의 기계적, 열적 안정성이 저하되어 페라이트+잔류오스테나이트 복합조직과 적정 잔류 오스테나이트양을 확보하기 어려우며 또한, 페라이트의 고용강화 효과가 미흡하여 강도확보에 어려움이 있고, 또한 지연파괴저항성, 표면 부식특성, 충격인성, 볼트 체결시 영구변형성 등에 영향을 미치고, 또한 선재 탈탄제어를 위한 선재가열로내에서의 표면 페라이트 탈탄층의 균일성 및 적정두께를 확보하기가 어려워 탈탄이 심화되고, 선재냉각시 소입성 증가로 표면 스케일 특성의 제어가 어려운 단점이 있기 때문이다. 실리콘이 4.0%를 초과하는 경우에는 상기 언급한 효과가 포화되고 소입성, 복합조직강의 구성, 충격인성, 피로특성 등에 좋지 않은 영향을 미치며, 선재제조를 위한 부룸(bloom) 또는 빌레트(billet)제조시 실리콘 편석에 의한 미세조직의 불균질화를 초래하여 최종 제품에서의 품질특성이 저하되기 때문이며, 또한 열처리시 표면 페라이트층의 두께가 증가하여 균질 표면 탈탄제어가 어렵기 때문이다. 본 발명에서의 보다 바람직한 실리콘 성분범위는 2.8-3.3%로, 베이나이트조직(페라이트+잔류 오스테나이트)을 제조하기 위한 등온 열처리시간 및 잔류 오스테나이트 분율 및 크기, 형상, 페라이트+잔류 오스테나이트 복합조직의 고강도화 및 고인성화, 지연파괴저항성(확산성 수소량, 입계석출물의 석출제어), 표면 탈탄, 볼트체결후 응력이완성(stress relaxation) 또는 영구변형저항성, 동적 및 정적 피로특성등을 고려하여 매우 효과적으로 개선할 수 있기 때문이다.It is preferable to limit the content of silicon (Si) to 2.0-4.0%. If the silicon is less than 2.0%, the mechanical and thermal stability of the retained austenite after ferrite transformation decreases, making it difficult to secure the ferrite + residual austenite composite structure and the appropriate amount of retained austenite. Difficulties also affect delayed fracture resistance, surface corrosion characteristics, impact toughness, permanent deformation during bolt fastening, and ensure uniformity and proper thickness of the surface ferrite decarburized layer in the wire heating furnace for wire decarburization control. This is because it is difficult to perform decarburization, and it is difficult to control surface scale characteristics due to increased hardenability during wire rod cooling. If the silicon exceeds 4.0%, the above-mentioned effect is saturated and adversely affects the hardenability, the composition of the composite tissue steel, the impact toughness, the fatigue characteristics, and the production of bloom or billet for wire rod manufacturing. This is because the quality characteristics in the final product are deteriorated due to the inhomogeneity of the microstructure due to the segregation of silicon at the same time, and it is difficult to control the homogeneous surface decarburization because the thickness of the surface ferrite layer increases during the heat treatment. More preferred silicon component range in the present invention is 2.8-3.3%, Isothermal heat treatment time and residual austenite fraction and size, shape, high strength and high toughness, delayed fracture resistance (diffusive hydrogen content, grain boundary) for producing bainite structure (ferrite + residual austenite) Precipitation control), surface decarburization, stress relaxation after bolting or permanent deformation resistance, dynamic and static fatigue characteristics can be improved very effectively.

망간(Mn)은 기지조직내에 치환형 고형체를 형성하여 고용강화하는 원소로 고장력볼트 특성에 매우 용용하므로 그 함량은 모재의 강도, 열처리시 소입성, 응력이완성, 편석대 생성에 따른 유해한 영향 등을 고려하여 0.1-0.8%로 하는 것이 바람직하다. 이는 망간의 함량이 0.8%를 초과할 경우 고용강화 효과보다는 주조시 망간편석으로 인한 국부소입성이 증대하고 편석대의 형성으로 조직이방성이 심화되어 조직이 불균질하게 되어 볼트 특성에 더 유해한 영향을 미치기 때문이다. 즉, 강의응고시 편석기구에 따라 거시편서과 미시편석이 일어나기 용이한데, 망간편석은 타원소에 비해 상대적으로 낮은 확산계수로 인해 편석대를 조장하고 이로 인해 경화능이 향상되어 선재제조시 중심부 저온조직(core martensite)를 생성하는 주 원인이 된다. 또한, 망간이 0.1%미만 첨가될 경우, 망간편석에 의한 편석대의 형성은 거의 없으나, 고용강화효과의 미흡으로 소입성, 영구변형저항성 및 응력이완 개선효과는 기대하기 어렵기 때문이다.Manganese (Mn) is an element that forms a solid solution to form a solid to form a solid solution, and is very soluble in high-strength bolt characteristics. It is preferable to set it as 0.1-0.8% in consideration of these. If the content of manganese exceeds 0.8%, local quenchability due to manganese segregation is increased rather than solid solution strengthening effect. Because it is crazy. That is, macro sedimentation and micro segregation are easy to occur depending on the segregation mechanism during steel coagulation. Manganese segregation promotes segregation zone due to relatively low diffusion coefficient compared with other elements, which improves hardenability, which results in low temperature structure of wire cores. core martensite). In addition, when less than 0.1% of manganese is added, the formation of segregation zones due to manganese segregation is hardly achieved, but the improvement of hardenability, permanent strain resistance and stress relaxation is difficult to expect due to the lack of solid solution strengthening effect.

크롬(Cr)의 함량은 0.1∼0.8%로 하는 것이 바람직하다. 크롬의 함량이 0.1%미만에서는 고실리콘 첨가강의 열처리시 표면탈탄제어를 위한 표면 페라이트층의 형성이 어려워 탈탄억제 효과가 거의 없고, 소입성 개선을 기대하기 어렵기 때문이다. 또한, 0.8%를 초과하면 등온열처리시 페라이트+잔류오스테나이트 복합조직의 변태 소요시간이 길어지기 때문에 바람직하지 않기 때문이며, 선재 탈탄층 제어를 위한 선재 가열로 장입시 표면 적정 페라이트층의 생성이 어려워 균질 탈탄제어에 영향을 미치기 때문이다.It is preferable to make content of chromium (Cr) into 0.1 to 0.8%. If the content of chromium is less than 0.1%, it is difficult to form a surface ferrite layer for surface decarburization control during heat treatment of high silicon-added steel, so that there is almost no decarburization inhibitory effect, and it is difficult to expect quenchability improvement. In addition, if it exceeds 0.8%, it is not preferable because the time required for transformation of ferrite + residual austenite composite structure becomes longer during isothermal heat treatment, and it is difficult to generate a proper surface ferrite layer when charging the wire furnace for wire rod decarburization layer control. This is because it affects decarburization control.

인(P) 및 황(S)의 함량은 0.01%이하로 하는 것이 바람직하다. 인은 결정입계에 편석되어 인성을 저하시키므로 그상한을 0.01%로 제한하는 것이며, 황은 저융점 원소로 입계 편석되어 인성을 저하시키고 유화물을 형성시켜 지연파괴저항성 및 응력이완특성에 유해한 영향을 미치므로 그상한을 0.01%로 제한하는 것이다.The content of phosphorus (P) and sulfur (S) is preferably 0.01% or less. Phosphorus segregates at grain boundaries and degrades its toughness, limiting its upper limit to 0.01%. Sulfur is a low melting point element that segregates grain boundaries to reduce toughness and form an emulsion, which has a detrimental effect on delayed fracture resistance and stress relaxation characteristics. The upper limit is limited to 0.01%.

질소(N)의 함량은 0.005-0.01%로 하는 것이 바람직하다. 질소의 함량이0.005%미만에서는 비확산성 수소 트랩 사이트로 작용하는 바나듐 및 니요븀계 질화물의 형성이 어렵기 때문이며, 0.01%를 초과하는 경우에는 그 효과가 포화되기 때문이다.The content of nitrogen (N) is preferably made 0.005-0.01%. This is because when the nitrogen content is less than 0.005%, it is difficult to form vanadium and niobium-based nitrides that act as non-diffusion hydrogen trap sites, and when the content exceeds 0.01%, the effect is saturated.

산소(O)의 함량은 0.0015%이하로 하는 것이 바람직하다. 산소의 함량이 0.0015%를 초과하면 조대한 산화물계 비금속개재물이 용이하게 형성되어 피로수명이 저하되기 때문이다.The content of oxygen (O) is preferably made 0.0015% or less. This is because when the oxygen content exceeds 0.0015%, coarse oxide-based nonmetallic inclusions are easily formed and fatigue life is reduced.

바나듐(V) 또는 니요븀(Nb)은 지연파괴저항성 및 응력이완성 개선원소로서, 그 첨가는 1종 또는 2종을 0.01-0.5%로 하는 것이 바람직하다. 이들의 함량이 0.05%미만에서는 모재내 바나듐 또는 니요븀계 석출물들의 분포가 적어짐에 따라 비확산성 수소 트랩사이트(trap site)로의 역할이 미흡하여 지연파괴저항성 개선효과를 기대하기 어려우며, 또한 석출강화를 기대하기 어려워 응력이완저항성에 대한 개선효과가 충분하지 못하며, 오스테나이트 결정립 미세화를 기대하기 어려워 페라이트+잔류 오스테나이트 복합조직의 구성시 조직 미세화에 영향을 미치기 때문이다. 또한, 0.5%를 초과하면 V 또는 Nb계 석출물들에 의한 지연파괴저항성 및 응력이완저항성에 대한 개선 효과가 포화하고 오스테나이트 열처리시 모재에 용해되지 않은 조대한 합금 탄화물양이 증가하여 비금속 개재물과 같은 작용을 하므로 피로특성의 저하를 초래하기 때문이다.Vanadium (V) or niobium (Nb) is an element for improving delayed fracture resistance and stress relaxation resistance, and the addition thereof is preferably 0.01% to 0.5% for one kind or two kinds. If the content is less than 0.05%, the distribution of vanadium or niobium-based precipitates in the base material decreases, and thus the role of the non-diffusible hydrogen trap site is insufficient. This is because it is difficult to improve the stress relaxation resistance is not sufficient, and it is difficult to expect attenuation of austenite grains, which affects the microstructure of the ferrite + residual austenite composite. In addition, when it exceeds 0.5%, the improvement effect on delayed fracture resistance and stress relaxation resistance by V or Nb-based precipitates is saturated, and the amount of coarse alloy carbides which are not dissolved in the base metal during austenite heat treatment increases, such as nonmetallic inclusions. This is because it causes a decrease in fatigue characteristics.

니켈(Ni)은 열처리시 표면에 니켈 농화층을 형성하여 외부수소의 투과(permeation)를 억제하여 지연파괴저항성을 개선하는 원소로, 그 함량은 0.3-2.0%로 하는 것이 바람직하다. 니켈의 함량이 0.3%미만에서는 표면농화층 형성이 불완전하여 지연파괴저항성의 개선효과를 기대하기 어려우며, 또한 탈탄제어, 인성 및 냉간성형성 향상을 위한 구상화 또는 흑연화처리시 열처리시간이 길어지며, 볼트성형시의 냉간성형성의 개선효과가 없기 때문이다. 2.0%를 초과하는 경우에는 그 효과가 포화되고 잔류 오스테나이트량의 적정한 양, 크기 및 형상 등에 부정적인 영향을 미치기 때문이다.Nickel (Ni) is an element that improves the delayed fracture resistance by forming a nickel thickened layer on the surface during heat treatment to suppress permeation of external hydrogen, and the content thereof is preferably 0.3-2.0%. If the nickel content is less than 0.3%, the formation of the surface thickening layer is incomplete, so it is difficult to expect the effect of improving the delayed fracture resistance, and the heat treatment time is increased during the spheroidization or graphitization treatment to improve the decarburization control, toughness and cold forming. This is because there is no improvement effect of cold forming during bolt forming. If it exceeds 2.0%, the effect is saturated and negatively affects the appropriate amount, size and shape of the amount of retained austenite.

붕소(보론,B)는 본 발명에서 소입성 및 지연파괴저항성 개선을 위한 입계강화원소로, 그 함량은 0.0010∼0.003%로 하는 것이 바람직하다. 붕소의 함량이 0.0010%미만에서는 열처리시 보론원자들의 입계편석에 의한 입계강화에 따른 입계강도 개선효과가 미흡하고, 또한 냉간성형성 개선을 위한 흑연화 처리시 흑연화 촉진 효과가 미흡하기 때문이다. 붕소의 함량이 0.003%를 초과할 경우에는 그 효과가 포화되고 오히려 입계에 보론계 질화물의 석출로 입계강도의 저하를 초래하기 때문이다.Boron (boron, B) is a grain boundary strengthening element for improving the hardenability and delayed fracture resistance in the present invention, the content is preferably 0.0010 to 0.003%. If the content of boron is less than 0.0010%, the effect of improving grain boundary strength due to grain boundary strengthening of boron atoms due to grain boundary segregation during heat treatment is insufficient, and the graphitization promoting effect is insufficient during graphitization treatment to improve cold forming. If the content of boron exceeds 0.003%, the effect is saturated, rather, the precipitation of boron nitride at the grain boundary leads to a decrease in grain boundary strength.

몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)의 함량은 0.01-0.5%로 하는 것이 바람직하다. 이들의 함량이 0.01%미만에서는 페라이트와 잔류 오스테나이트의 입계강화 효과가 미흡하고 또한 열처리시 소입성, 페라이트의 고용강화, Mo 및 W계 석출강화 효과가미흡하기 때문이다. 0.5%를 초과할 경우에는 그 효과가 포화되고, 소입성의 증가로 선재제조시 저온조직(마르텐사이트+베이나이트)의 생성이 용이하고 냉간성형성 개선을 위한 구상화 또는 흑연화처리시 열처리 시간이 길어지는 단점이 있기 때문이다.The content of molybdenum (Mo) and tungsten (W) is preferably 0.01-0.5%. If the content is less than 0.01%, the grain boundary strengthening effect of the ferrite and the retained austenite is insufficient, and the hardenability during the heat treatment, the solid solution strengthening of the ferrite, and the Mo and W system precipitation strengthening effects are insufficient. If it exceeds 0.5%, the effect is saturated, and as the hardenability is increased, it is easy to form low-temperature structure (martensite + bainite) during wire rod manufacturing, and the heat treatment time during spheroidization or graphitization treatment to improve cold formability This is because there is a disadvantage.

구리(Cu)의 함량은 0.01-0.2%로 하는 것이 바람직하다. 구리의 함량이 0.01%미만에서는 부식저항에 대한 개선효과가 미흡하며, 0.2%초과할 경우에는 그 개선효과가 포화되고 입계 편석시 녹는점(melting point)이 낮아져 선재압연을 위한 가열로 장입시 결정입계 취화에 따른 표면흠 발생 가능성이 높고, 최종 제품에서의 충격인성이 저하되기 때문이다.The content of copper (Cu) is preferably made 0.01-0.2%. When the copper content is less than 0.01%, the improvement effect on the corrosion resistance is insufficient. When the copper content is over 0.2%, the improvement effect is saturated and the melting point is lowered at the grain boundary segregation. This is because surface flaws are more likely to occur due to grain boundary embrittlement and impact toughness in the final product is lowered.

티타늄의 함량은 0.01-0.2%로 하는 것이 바람직하다. 티타늄의 함량이 0.01%미만에서는 오스테나이트 결정입자 미세화 효과가 미흡하며, 지연파괴저항성에 유효한 결정입계내의 티타늄계 탄,질화물의 석출분포가 미흡하여 그 개선효과를 기대하기 어렵기 때문이며, 0.2%를 초과할 경우에는 그 첨가효과가 포화되고 조대한 티타늄계 탄, 질화물을 형성하여 기계적 성질에 영향을 미치기 때문이다.The content of titanium is preferably 0.01-0.2%. If the titanium content is less than 0.01%, the effect of miniaturizing austenite crystal grains is insufficient, and the precipitation distribution of titanium-based carbon and nitrides in the grain boundary effective for delayed fracture resistance is insufficient, so that the improvement effect is difficult to be expected. 0.2% If it exceeds, the additive effect is saturated, and coarse titanium-based carbon and nitride are formed to affect the mechanical properties.

상기와 같이 조성되는 강은 그 미세조직이 페라이트+잔류오스테나이트 복합조직으로, 복합조직내 전체 잔류 오스테나이트 상분율중에서 브라키 타입(blocky-type)의 잔류 오스테나이트 상분율을 10∼30%범위로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 브라키 타입의 잔류오스테나이트 상분율이 10%미만의 경우에는 페라이트내의탄소고용한계로 인한 잔류 오스테나이트내의 탄소농도가 높아져서 잔류 오스테나이트의 기계적 안정성이 증가하게 되고, 이로 인해 인장변형초기에 잔류 오스테나이트의 소성유기 변태를 유도할 수 없게 되어 낮은 항복강도를 확보할 수 없는 문제점이 있기 때문이다. 또한, 브라키 타입의 오스테나이트 상분율이 30% 보다 많아지는 경우에는 저항복비를 확보하는데는 문제 없으나 연신율 및 단면감소율, 충격인성이 급격하게 저하되기 때문에 바람직스럽지 않다.The steel formed as described above has a microstructure of ferrite + residual austenite composite structure, and the blocky-type residual austenite phase percentage of the total residual austenite percentage in the composite structure is in the range of 10 to 30%. It is desirable to. The reason for this is that if the residual austenite phase fraction of the brachy type is less than 10%, the carbon concentration in the retained austenite is increased due to the carbon employment limit in the ferrite, which increases the mechanical stability of the retained austenite. This is because the plastic organic transformation of the retained austenite cannot be induced and thus a low yield strength cannot be secured. In addition, when the brachy type austenite phase fraction is more than 30%, there is no problem in securing a resistance ratio, but it is not preferable because the elongation, cross-sectional reduction rate, and impact toughness are sharply lowered.

[강가공물의 제조방법][Method for Manufacturing Steel Work]

상기와 같이 조성되는 강을 여하한 가공물로 제조한 다음, 이를 열처리하여 최종미세조직이 페라이트+잔류오스테나이트로서 잔류오스테나이트중 브라키 타입 오스테나이트의 상분율이 10∼30%가 되도록 열처리(가열, 등온열처리)한다. 여기서는 볼트를 예로 하여 강가공물의 제조방법을 설명한다.The steel prepared as described above is manufactured from any processed material, and then heat-treated so that the final microstructure is ferrite + residual austenite such that the phase fraction of the brachy-type austenite in the residual austenite becomes 10-30%. Isothermal heat treatment). Here, the manufacturing method of a steel workpiece is demonstrated using a bolt as an example.

볼트는 주괴(블룸 또는 빌레트)를 압연하여 선재로 만들고 이를 일정형상으로 가공하여 볼트를 제조한다. 본 발명에서는 통상의 공정에 따라 가공된 볼트를 열처리하는데 특징이 있다.The bolt is rolled ingot (bloom or billet) into a wire rod and processed into a certain shape to manufacture the bolt. In the present invention, there is a feature in heat treating a bolt processed according to a conventional process.

먼저, 가공된 볼트를 Ac3변태점이상의 온도에서 가열하는데, 이는 Ac3변태점 미만에서는 페라이트와 오스테나이트상이 공존하는 이상영역으로 오스테나이트 단상을 확보하기 어렵고 조직의 불균질을 초래할 수 있기 때문이다. 이러한 가열온도는 가능한 1150℃이하에서 하는데, 이는 1150℃를 초과하면 소재 가열시 표면탈탄과 오스테나이트 결정립 조대화를 초래하여 최종제품에서의 품질특성(기계적 성질 , 응력이완성, 표면흠, 정적 피로특성등)에 영향을 미치게 되기 때문이다. 가열시간은 오스테나이트화가 이루어는데 필요한 시간만큼 가열하는데, 약 20분이상이면 가능하다.First, the processed bolt is heated at a temperature above the Ac 3 transformation point, because below the Ac 3 transformation point, it is difficult to secure an austenite single phase as an abnormal region where the ferrite and austenite phase coexist and may cause a heterogeneity of the tissue. This heating temperature is below 1150 ℃. If it exceeds 1150 ℃, it causes surface decarburization and coarsening of austenite grains when heating the material, so that the quality characteristics (mechanical properties, stress relaxation, surface scratches, static fatigue) in the final product Characteristics, etc.). The heating time is heated by the time necessary for the austenitization to occur, but it is possible if it is about 20 minutes or more.

상기와 같이 가열하여 볼트의 조직을 오스테나이트 단상으로 하고, 30℃/sec이상의 냉각속도로 Ms+220℃∼Ms+300℃의 온도(Ms는 마르텐사이트 변태시작 온도임)까지 냉각하는 것이 바람직하다. 이는 Ms+220℃ 미만에서는 항온변태시 복합조직을 구성하고 있는 잔류 오스테나이트의 양, 크기 및 형상에 영향을 미쳐 잔류 오스테나이트의 기계적 안정성이 증가하게 되어 항복강도가 증가하기 때문에 바람직스럽지 않다. 또한, Ms+300℃를 초과하는 경우 퍼얼라이트 변태가 발생하여 본 발명에서 추구하는 페라이트+잔류오스테나이트로 구성된 복합조직을 확보하기가 어렵기 때문이다.It is preferable to heat as mentioned above to make the structure of the bolt into an austenite single phase, and to cool to a temperature of Ms + 220 ° C to Ms + 300 ° C (Ms is the martensite transformation start temperature) at a cooling rate of 30 ° C / sec or more. . This is not preferable at less than Ms + 220 ℃ because the mechanical strength of the residual austenite is increased by affecting the amount, size and shape of the residual austenite constituting the composite structure at constant temperature transformation, which increases the yield strength. In addition, when the Ms + 300 ℃ exceeds the perlite transformation occurs because it is difficult to secure a complex structure consisting of the ferrite + residual austenite pursued in the present invention.

상기한 온도구간에서 60분이상 등온열처리하고, 유냉 또는 공냉하여 페라이트+잔류오스테나이트의 복합조직으로 잔류오스테나이트중 브라키 타입의 잔류오스테나이트의 상분율이 10∼30%가 되도록 한다.The isothermal heat treatment is carried out for 60 minutes or more in the above-described temperature section, followed by oil-cooling or air-cooling, so that the phase fraction of the brachy-type residual austenite in the residual austenite is 10 to 30%.

이하, 본발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

[실시예 1]Example 1

표 1과 같은 성분조성을 갖는 강들을 시료로 하여 50kg 잉고트로 주조후 1250℃에서 48시간 균질화 열처리하여 두께 13mm로 열간압연하여 선재를 얻었다. 이때 마무리 온도는 950℃이상으로 하여 열간압연후 공냉하였으며, 압연비는 80% 이상으로 하였다.Steels having the composition as shown in Table 1 were cast as 50 kg ingot, and then homogenized and heat-treated at 1250 ° C. for 48 hours to obtain hot wires with a thickness of 13 mm. At this time, the finishing temperature was 950 ℃ or more and hot-rolled after hot rolling, the rolling ratio was 80% or more.

상기와 같이 열간압연된 소재들로 부터 기계적 성질(인장 및 충격특성) 및 지연파괴저항성을 평가하기 위한 시험편들은 압연재의 압연방향에서 채취하였다.The test pieces for evaluating mechanical properties (tensile and impact characteristics) and delayed fracture resistance from the hot rolled materials as described above were taken in the rolling direction of the rolled material.

구분division CC SiSi MnMn CrCr NiNi BB VV MoMo TiTi WW PP SS NN 발명강1Inventive Steel 1 0.810.81 2.932.93 0.330.33 0.490.49 -- -- 0.040.04 -- -- -- 0.0070.007 0.0090.009 0.0060.006 발명강2Inventive Steel 2 0.680.68 3.543.54 0.350.35 0.740.74 -- 0.00100.0010 0.190.19 -- 0.010.01 -- 0.0090.009 0.0060.006 0.0120.012 발명강3Invention Steel 3 0.900.90 3.043.04 0.290.29 0.380.38 0.660.66 -- 0.060.06 -- -- 0.030.03 0.0040.004 0.0080.008 0.0080.008 발명강4Inventive Steel 4 0.830.83 2.092.09 0.710.71 0.550.55 -- -- 0.120.12 0.250.25 0.030.03 -- 0.0050.005 0.0040.004 0.0110.011 발명강5Inventive Steel 5 0.820.82 3.923.92 0.320.32 0.320.32 -- 0.00190.0019 0.050.05 -- -- 0.180.18 0.0060.006 0.0040.004 0.0080.008 발명강6Inventive Steel 6 1.211.21 3.113.11 0.300.30 0.560.56 -- 0.00130.0013 -- 0.040.04 0.050.05 0.090.09 0.0070.007 0.0060.006 0.0050.005 발명강7Inventive Steel 7 1.421.42 2.612.61 0.790.79 0.330.33 1.101.10 -- -- 0.100.10 0.100.10 -- 0.0090.009 0.0050.005 0.0050.005 비교강1Comparative Steel 1 0.450.45 3.033.03 0.290.29 0.580.58 -- -- 0.050.05 -- -- -- 0.0050.005 0.0040.004 0.0080.008 비교강2Comparative Steel 2 0.400.40 3.423.42 0.310.31 0.790.79 -- 0.00130.0013 0.20.2 -- 0.010.01 -- 0.0060.006 0.0050.005 0.0140.014 비교강3Comparative Steel 3 0.600.60 2.992.99 0.320.32 0.330.33 0.540.54 -- 0.050.05 -- -- 0.020.02 0.0070.007 0.0090.009 0.0070.007 비교강4Comparative Steel 4 0.450.45 2.02.0 0.770.77 0.510.51 -- -- 0.110.11 0.20.2 0.030.03 -- 0.0060.006 0.0080.008 0.0090.009 비교강5Comparative Steel 5 0.440.44 3.963.96 0.230.23 0.270.27 -- 0.00150.0015 0.060.06 -- -- 0.20.2 0.0080.008 0.0080.008 0.0080.008 비교강6Comparative Steel 6 0.530.53 3.013.01 0.350.35 0.550.55 -- 0.00100.0010 -- 0.050.05 0.050.05 0.070.07 0.0040.004 0.0090.009 0.0040.004 비교강7Comparative Steel 7 0.580.58 2.562.56 0.800.80 0.290.29 1.101.10 -- -- 0.130.13 0.100.10 -- 0.0050.005 0.0060.006 0.0050.005 비교강8Comparative Steel 8 0.350.35 0.190.19 0.670.67 0.950.95 0.030.03 -- trtr 0.170.17 -- -- 0.0190.019 0.0150.015 0.0040.004 비교강9Comparative Steel 9 0.310.31 0.200.20 0.620.62 0.950.95 0.040.04 -- trtr 0.050.05 -- -- 0.0170.017 0.0100.010 0.0050.005 비교강10Comparative Steel 10 0.340.34 0.220.22 0.360.36 1.261.26 0.050.05 -- 0.0190.019 0.400.40 -- -- 0.0110.011 0.0120.012 0.0150.015 비교강11Comparative Steel 11 0.200.20 0.200.20 0.800.80 0.720.72 -- 0.00150.0015 -- 0.040.04 -- -- 0.0090.009 0.0040.004 0.0050.005 발명강2에는 Nb이 0.01%함유됨. 발명강 3에는 Cu가 0.01% 함유됨. tr은 trace의 약어임.Inventive steel 2 contains 0.01% of Nb. Inventive steel 3 contains 0.01% Cu. tr is short for trace.

표 1의 발명강(1-7)로 조성되는 선재를 오스테나이트 단상역 가열온도 범위인 Ac3변태점이상에서 1150℃이하 범위에서 20-40분간 가열하고, 페라이트+잔류오스테나이트 복합조직을 얻기 위한 등온 열처리 온도 범위인 Ms+200℃∼Ms+300℃까지 30℃/sec이상의 냉각속도로 급냉하고 60분간 열처리하여 브라키 타입의 잔류오스테나이트의 상분율을 15∼28%범위로 제조하였다(표 2의 발명재(1-11)).In order to obtain a ferrite + residual austenite composite structure, the wire formed of the inventive steel (1-7) of Table 1 was heated for 20 to 40 minutes at a temperature of 1150 ° C. or lower at the Ac 3 transformation point, which is the austenitic single-phase reverse heating temperature range. The phase fraction of Brachy type residual austenite was prepared in the range of 15 to 28% by quenching at a cooling rate of 30 ° C./sec or more to Ms + 200 ° C. to Ms + 300 ° C., which is an isothermal heat treatment temperature range, for 60 minutes (Table 2). Invention (1-11)).

또한, 표 1의 비교강(1-4)을 오스테나이트 단상역 가열온도범위인 950-1030℃ 범위에서 30-40분간 가열하고, 베이나이트 변태를 위한 등온 열처리 온도범위인 Ms+160℃에서 Ms+210℃까지 70℃/sec이상의 냉각속도로 급냉하고, 30-40분간 열처리하여 브라키 타입 잔류오스테나이트의 상분율 7-9%범위로 제조하였다(표 2의 (1-4)).In addition, the comparative steel (1-4) of Table 1 is heated for 30-40 minutes in the range of 950-1030 ℃, the austenitic single-phase heating temperature range, Ms at Ms + 160 ℃ isothermal heat treatment temperature range for bainite transformation It was quenched at a cooling rate of 70 ° C./sec or more to + 210 ° C. and heat-treated for 30-40 minutes to prepare a Brachi-type residual austenite in the range of 7-9% (Table 1-4).

또한, 비교강(4-7)을 이상역 중간온도범위인 Ac3-[(Ac3-Ac1)/2]의 온도에서 30-120분간 가열하여 페라이트 상분율을 5-25%범위로 제조하고 베이나이트 변태를 위한 Ms+140℃까지 70℃/sec 이상의 냉각속도로 급냉하고 40분간 등온유지후 유냉하여 브라키 타입의 잔류오스테나이트 상분율이 4-7%의 범위로 제조하였다(비교재(5-8)). 또한, 비교강(8-11)을 오스테나이트 단상역인 900-950℃ 범위에서 가열하고 유냉후 450℃에서 템퍼링하여 종래의 템퍼드 마르텐사이트 조직으로 제조하였다(비교재(9-12)).In addition, the ferritic phase fraction was prepared in the range of 5-25% by heating the comparative steel (4-7) at a temperature of Ac 3 -[(Ac 3 -Ac 1 ) / 2] for 30-120 minutes in the ideal temperature range. After quenching at a cooling rate of 70 ° C./sec or more to Ms + 140 ° C. for bainite transformation, and isothermally maintaining for 40 minutes, the residual austenite phase fraction of the brachy type was prepared in the range of 4-7%. 5-8)). In addition, the comparative steel (8-11) was heated in the range of 900-950 ° C, which is the austenite single phase region, and tempered at 450 ° C after oil cooling to prepare a conventional tempered martensite structure (Comparative Material (9-12)).

이들 강들의 Ms변태온도를 열분석기(dilatometry)를 이용하여 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었다. 또한, 상기와 같이 제조된 소재들에 대한 인장특성, 충격특성 을 평가하기 위하여, 인장시험편은 KS규격(KS B 0801) 4호 시험편을 이용하여 크로스 헤드 스피드(cross head speed) 5mm/min에서 시험하였다. 충격시험편은 KS규격 (KS B 0809) 3호시험편에 준하여 제조하였으며 이때 노치방향은 압연방향의 측면(L-T방향)에서 가공하였다. 열처리후 미세 복합조직내의 잔류 오스테나이트 상분율은 X-ray(Cu radiation)를 이용하여 측정하였으며 본 발명의 효과를 보이기 위한 blocky-type의 잔류 오스테나이트 상분율은 일반적인 광학현미경 측정법인 포인트 카운팅(point couting)법을 이용하여 조사하였으며, 이때의 피검면은 1000mm2이었다. 상기와 같이 제조된 발명재 및 비교재에 대하여 인장성질 및 충격인성을 측정하고, 그 결과를 표3에 나타내었다.The Ms transformation temperatures of these steels were measured using dilatometry and the results are shown in Table 2. In addition, in order to evaluate the tensile and impact characteristics of the materials manufactured as described above, the tensile test piece was tested at a cross head speed of 5 mm / min using the KS standard (KS B 0801) No. 4 test piece. It was. The impact test piece was manufactured according to KS standard (KS B 0809) No. 3 test piece, and the notch direction was machined from the side of the rolling direction (L-T direction). After the heat treatment, the residual austenite phase fraction in the microcomposite was measured using X-ray (Cu radiation). couting), and the test surface at this time was 1000 mm 2. Tensile properties and impact toughness of the inventive and comparative materials prepared as described above were measured, and the results are shown in Table 3.

구분division 대상강종Target steel grade 가열온도(℃)Heating temperature (℃) 가열시간(min)Heating time (min) 등온가열온도(℃)Isothermal heating temperature (℃) 등온열철리시간(min)Isothermal heating time (min) 잔류오스테나이트의 상분율(%)Phase fraction of retained austenite (%) 변태온도(℃)Transformation temperature (℃) Ac3 Ac 3 Ac1 Ac 1 MsMs 발명재1Invention 1 발명강1Inventive Steel 1 980980 3030 Ms+230Ms + 230 6060 1515 -- -- 210210 발명재2Invention 2 980980 3030 Ms+250Ms + 250 6060 2020 -- -- 발명재3Invention 3 980980 3030 Ms+290Ms + 290 6060 2525 -- -- 발명재4Invention 4 10501050 2020 Ms+250Ms + 250 6060 2121 -- -- 발명재5Invention 5 11501150 2020 Ms+220Ms + 220 6060 2222 -- -- 발명재6Invention 6 발명강2Inventive Steel 2 10501050 4040 Ms+250Ms + 250 6060 1414 -- -- 224224 발명재7Invention 7 발명강3Invention Steel 3 10501050 4040 Ms+250Ms + 250 9090 2727 -- -- 193193 발명재8Invention Material 8 발명강4Inventive Steel 4 10501050 4040 Ms+240Ms + 240 9090 1717 -- -- 177177 발명재9Invention Material 9 발명강5Inventive Steel 5 10001000 4040 Ms+260Ms + 260 9090 2525 -- -- 214214 발명재10Invention 10 발명강6Inventive Steel 6 11501150 4040 Ms+250Ms + 250 9090 2828 -- -- 179179 발명재11Invention 11 발명강7Inventive Steel 7 11001100 4040 Ms+230Ms + 230 100100 3030 -- -- 140140 비교재1Comparative Material 1 비교강1Comparative Steel 1 950950 3030 Ms+210Ms + 210 3030 77 -- -- 290290 비교재2Comparative Material 2 비교강2Comparative Steel 2 10001000 4040 Ms+160Ms + 160 4040 88 -- -- 307307 비교재3Comparative Material 3 비교강3Comparative Steel 3 10001000 4040 Ms+160Ms + 160 4040 99 -- -- 247247 비교재4Comparative Material 4 비교강4Comparative Steel 4 10301030 4040 Ms+160Ms + 160 4040 77 -- -- 278278 비교재5Comparative Material 5 비교강4Comparative Steel 4 X=2X = 2 8080 Ms+140Ms + 140 4040 44 880880 782782 260260 비교재6Comparative Material 6 비교강5Comparative Steel 5 X=2X = 2 3030 Ms+140Ms + 140 4040 66 961961 842842 288288 비교재7Comparative Material7 비교강6Comparative Steel 6 X=2X = 2 4040 Ms+140Ms + 140 4040 77 899899 817817 250250 비교재8Comparative Material 8 비교강7Comparative Steel 7 X=2X = 2 120120 Ms+140Ms + 140 4040 55 857857 775775 208208 비교재9Comparative Material 9 비교강8Comparative Steel 8 900900 3030 450℃×60분간템퍼링처리450 ℃ × 60 minutes tempering 00 -- -- -- 비교재10Comparative Material 10 비교강9Comparative Steel 9 900900 3030 450℃×60분간템퍼링처리450 ℃ × 60 minutes tempering 00 -- -- -- 비교재11Comparative Material 11 비교강10Comparative Steel 10 950950 3030 450℃×60분간템퍼링처리450 ℃ × 60 minutes tempering 00 -- -- -- 비교재12Comparative Material 12 비교강11Comparative Steel 11 900900 3030 450℃×60분간템퍼링처리450 ℃ × 60 minutes tempering 00 -- -- -- X는 Ac3-[(Ac3-Ac1)/X]식에서 X임X is X in the formula Ac3-[(Ac3-Ac1) / X]

구분division 인장강도(kg/mm2)Tensile Strength (kg / mm 2 ) 항복강도(kg/mm2)Yield strength (kg / mm 2 ) 연신율(%)Elongation (%) 단면감소율(%)Cross section reduction rate (%) 충격인성(J/cm2)Impact Toughness (J / cm 2 ) 항복비(항복강도/인장강도)Yield ratio (yield strength / tensile strength) 발명재1Invention 1 186186 7070 2828 6868 9090 0.370.37 발명재2Invention 2 189189 6565 2525 6565 8585 0.340.34 발명재3Invention 3 190190 4848 2323 6060 8080 0.250.25 발명재4Invention 4 190190 6262 2424 6363 8585 0.320.32 발명재5Invention 5 183183 6969 2323 6363 8080 0.380.38 발명재6Invention 6 197197 7272 2929 7070 100100 0.370.37 발명재7Invention 7 200200 7474 2525 6767 9090 0.370.37 발명재8Invention Material 8 195195 6666 2525 6565 8080 0.340.34 발명재9Invention Material 9 190190 4545 2121 6262 8080 0.240.24 발명재10Invention 10 187187 7575 2424 6767 8585 0.400.40 발명재11Invention 11 194194 7979 2020 6060 8080 0.410.41 비교재1Comparative Material 1 155155 5050 1515 3535 5555 0.330.33 비교재2Comparative Material 2 162162 7575 1515 4040 6060 0.460.46 비교재3Comparative Material 3 174174 8080 1515 4242 5555 0.460.46 비교재4Comparative Material 4 164164 7070 1616 4545 7575 0.430.43 비교재5Comparative Material 5 160160 9393 2525 4343 3838 0.580.58 비교재6Comparative Material 6 158158 9595 1919 4545 3434 0.600.60 비교재7Comparative Material7 161161 9696 2222 5050 4040 0.600.60 비교재8Comparative Material 8 169169 100100 2020 4444 3030 0.590.59 비교재9Comparative Material 9 147147 135135 1515 5757 3030 0.920.92 비교재10Comparative Material 10 147147 129129 1616 5858 2020 0.880.88 비교재11Comparative Material 11 148148 139139 1515 5757 4040 0.940.94 비교재12Comparative Material 12 110110 9595 1515 6060 5050 0.860.86

표 3에 나타난 바와같이, 발명재(1-11)들은 항복비 0.25~0.41, 인장강도 183~200kg/mm2범위를 나타낸면서 연신율 20~29%, 단면감소율 60~70%, 충격인성 80~100J/cm2의 범위를 갖고 있었다.As shown in Table 3, the inventive materials (1-11) exhibited a yield ratio of 0.25 to 0.41, a tensile strength of 183 to 200 kg / mm 2 , with an elongation of 20 to 29%, cross section reduction of 60 to 70%, and impact toughness of 80 to It had a range of 100 J / cm 2 .

이에 반해, 비교재(1~4)의 경우 항복비 0.33~0.60, 인장강도 155~174kg/mm2범위를 나타낸면서 연신율 15~16%, 단면감소율 35~45%, 충격인성 55~75J/cm2의 범위를 갖고 있었다. 또한, 비교재(5~8)의 경우 항복비 0.58~0.60, 인장강도 158~169kg/mm2범위를 나타낸면서 연신율 19~25%, 단면감소율 43~50%, 충격인성30~40J/cm2의 범위를 갖는 수준이었다. 비교재(9~12)의 경우, 항복비 0.69~0.94, 인장강도 110~147kg/mm2범위를 나타내면서 연신율 15~16%, 단면감소율 57~60%, 충격인성 20~50J/cm2의 범위를 갖는 수준이었다.In contrast, the comparative materials (1 to 4) exhibited a yield ratio of 0.33 to 0.60, a tensile strength of 155 to 174 kg / mm 2 , an elongation of 15 to 16%, a reduction of section of 35 to 45%, and an impact toughness of 55 to 75 J / cm. Had a range of two . In the case of comparative materials (5 ~ 8), the yield ratio is 0.58 ~ 0.60, the tensile strength is 158 ~ 169kg / mm 2 , and the elongation is 19 ~ 25%, the section reduction is 43 ~ 50%, impact toughness 30 ~ 40J / cm 2 It was a level having a range of. In the case of comparative materials (9 ~ 12), yield ratio 0.69 ~ 0.94, tensile strength 110 ~ 147kg / mm 2 range, elongation 15 ~ 16%, cross section reduction 57 ~ 60%, impact toughness 20 ~ 50J / cm 2 Had a level.

이러한 결과를 통해서 알 수 있듯이, 페라이트+잔류 오스테나이트의 복합조직이면서 잔류오스테나이트중 브라키타입의 잔류오스테나이트가 10∼30%가 되는 본 발명강들은 종래의 강종 대비 가일층 우수한 강도 및 항복비를 가지면서 연신율 및 단면감소율, 충격인성을 현저하게 개선할 수 있음을 잘 알 수 있었다.As can be seen from these results, the present invention steels having a composite structure of ferrite + residual austenite and the residual austenite of brachy type in the residual austenite are 10 to 30% have a superior strength and yield ratio compared to the conventional steel grades. Elongation, cross-sectional reduction rate, impact toughness can be remarkably improved.

상술한 바와 같이, 본 발명은 고강도 및 저항복비의 강도특성을 가지면서 고연신율, 고단면감소율, 고충격인성의 확보가 가능한 페라이트+잔류 오스테나이트로 구성되는 복합조직강의 합금성분계 및 열러리조건을 제시함으로서, 저항복비화를 달성하면서 고강도화를 동시에 확보할 수 있게 됨에 따라 연신율 및 충격인성이 우수한 고강도 저항복비 복합조직강을 제공할 수 있는 것이다.As described above, the present invention provides the alloy composition system and the thermal condition of the composite tissue steel composed of ferrite + residual austenite having high elongation, high section reduction rate and high impact toughness while having high strength and resistance ratio ratio. By presenting, it is possible to provide a high-strength resistance composite composite steel having excellent elongation and impact toughness by achieving a high-strength at the same time while achieving a high-resistance ratio.

Claims (11)

중량%로 탄소 0.65-1.50%, 실리콘 2.0-4.0%, 망간 0.1-0.8%, 크롬 0.1-0.8%, 인 0.01%이하, 황 0.01% 이하, 질소 0.005-0.01%, 산소 0.005% 이하를 함유하고, 여기에 니켈 0.3-2.0%, 보론 0.001-0.003%, 바나듐:0.01∼0.5%, 니오븀:0.01∼0.5%, 몰리브덴 0.01-0.5%, 티타늄 0.01-0.2%, 텅스텐 0.01-0.5%, 구리 0.01-0.2%로 이루어진 그룹중에서 선택된 1종 또는 2종 이상, 그 미세조직이 페라이트+잔류오스테나이트의 복합조직을 갖으며, 상기 잔류스테나이트중 브라키 타입의 잔류오스테나이트의 상분율이 10∼30%가 되는 것을 포함하여 이루어지는 연신율 및 충격인성이 우수한 고강도 저항복비를 갖는 복합조직강.By weight, it contains carbon 0.65-1.50%, silicon 2.0-4.0%, manganese 0.1-0.8%, chromium 0.1-0.8%, phosphorus 0.01% or less, sulfur 0.01% or less, nitrogen 0.005-0.01%, oxygen 0.005% or less Here, nickel 0.3-2.0%, boron 0.001-0.003%, vanadium: 0.01-0.5%, niobium: 0.01-0.5%, molybdenum 0.01-0.5%, titanium 0.01-0.2%, tungsten 0.01-0.5%, copper 0.01- One or two or more selected from the group consisting of 0.2%, the microstructure has a complex structure of ferrite + residual austenite, and the residual percentage of brachy type residual austenite in the residual austenite is 10-30% Composite tissue steel having a high-strength resistance ratio excellent in elongation and impact toughness comprising the thing. 제 1항에 있어서, 상기 탄소는 0.8∼1.0%의 범위로 함유되는 것을 특징으로 하는 연신율 및 충격인성이 우수한 고강도 저항복비를 갖는 복합조직강.The composite tissue steel according to claim 1, wherein the carbon is contained in a range of 0.8 to 1.0%. 제 1항에 있어서, 상기 실리콘은 2.8∼3.3%의 범위로 함유되는 것을 특징으로 하는 연신율 및 충격인성이 우수한 고강도 저항복비를 갖는 복합조직강.The composite tissue steel according to claim 1, wherein the silicon is contained in a range of 2.8 to 3.3%. 제 1항에 있어서, 상기 브라키 타입의 잔류오스테나이트의 상분율은 15∼25%임을 특징으로 하는 연신율 및 충격인성이 우수한 고강도 저항복비를 갖는 복합조직강.The composite tissue steel according to claim 1, wherein the phase fraction of the brachy type residual austenite is 15 to 25%. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항의 강조성을 갖는 볼트Bolts with emphasis of any one of claims 1 to 4 제 5항에 있어서, 상기 볼트는 항복비 0.25~0.41, 인장강도 183~200kg/mm2,연신율 20~29%, 단면감소율 60~70%, 충격인성 80~100J/cm2의 범위를 갖음을 특징으로 하는 볼트According to claim 5, The bolt has a yield ratio of 0.25 ~ 0.41, tensile strength 183 ~ 200kg / mm 2 , elongation 20 ~ 29%, cross section reduction 60 ~ 70%, impact toughness of 80 ~ 100J / cm 2 Featured bolt 중량%로 탄소 0.65-1.50%, 실리콘 2.0-4.0%, 망간 0.1-0.8%, 크롬 0.1-0.8%, 인 0.01%이하, 황 0.01% 이하, 질소 0.005-0.01%, 산소 0.005% 이하를 함유하고, 여기에 니켈 0.3-2.0%, 보론 0.001-0.003%, 바나듐:0.01∼0.5%, 니오븀:0.01∼0.5%, 몰리브덴 0.01-0.5%, 티타늄 0.01-0.2%, 텅스텐 0.01-0.5%, 구리 0.01-0.2%로 이루어진 그룹중 1종 또는 2종 이상을 선택적으로 함유하고, 나머지 Fe 및 기타 불순물로 조성되는 강가공물을 Ac3변태점 이상의 온도에서 20분이상 가열하여 오스테나이트 단상으로 만들어 30℃/sec이상의 냉각속도로 Ms+220℃∼Ms+300℃의 온도까지 급냉한후 60분이상 등온열처리하고 유냉 또는 공냉하여 그 미세조직이 페라이트+잔류오스테나이트의 복합조직을 갖으며, 상기 잔류스테나이트중 브라키 타입의 잔류오스테나이트의 상분율이 10∼30%가 되는 것을 포함하여 이루어지는 연신율 및 충격인성이 우수한 고강도 저항복비를 갖는 강가공물의 제조방법.By weight, it contains carbon 0.65-1.50%, silicon 2.0-4.0%, manganese 0.1-0.8%, chromium 0.1-0.8%, phosphorus 0.01% or less, sulfur 0.01% or less, nitrogen 0.005-0.01%, oxygen 0.005% or less Here, nickel 0.3-2.0%, boron 0.001-0.003%, vanadium: 0.01-0.5%, niobium: 0.01-0.5%, molybdenum 0.01-0.5%, titanium 0.01-0.2%, tungsten 0.01-0.5%, copper 0.01- One or two or more of the group consisting of 0.2% is selectively contained, and the steel workpiece composed of the remaining Fe and other impurities is heated at a temperature of Ac 3 or more for 20 minutes or more to make an austenite single phase of 30 ° C./sec or more. After cooling to a temperature of Ms + 220 ° C. to Ms + 300 ° C. at a cooling rate, isothermal heat treatment for at least 60 minutes, followed by oil-cooling or air-cooling, the microstructure has a complex structure of ferrite + residual austenite, and the braky of the remaining austenite. Elongation attained in which the phase fraction of the residual austenite of the type is 10 to 30% And a high strength resistance composite having excellent impact toughness. 제 7항에있어서, 상기 탄소는 0.8∼1.0%의 범위로 함유되는 것을 특징으로 하는 연신율 및 충격인성이 우수한 고강도 저항복비를 갖는 강가공물의 제조방법.8. The method according to claim 7, wherein the carbon is contained in a range of 0.8% to 1.0%. 제 7항에 있어서, 상기 실리콘은 2.8∼3.3%의 범위로 함유되는 것을 특징으로 하는 연신율 및 충격인성이 우수한 고강도 저항복비를 갖는 강가공물의 제조방법.8. The method according to claim 7, wherein the silicon is contained in a range of 2.8 to 3.3%. 제 7항에 있어서, 상기 브라키 타입의 잔류오스테나이트의 상분율은 15∼25%임을 특징으로 하는 연신율 및 충격인성이 우수한 고강도 저항복비를 갖는 강가공물의 제조방법.8. The method according to claim 7, wherein the phase fraction of the brachy type retained austenite is 15 to 25%. 제 7항 내지 제 10항에 있어서, 상기 강가공물은 볼트임을 특징으로 하는 연신율 및 충격인성이 우수한 고강도 저항복비를 갖는 강가공물의 제조방법.The method according to claim 7, wherein the steel workpiece is a bolt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100554752B1 (en) * 2001-12-27 2006-02-24 주식회사 포스코 Method for manufacturing high carbon working product having a earthquake property
KR100946130B1 (en) * 2002-12-26 2010-03-10 주식회사 포스코 Method of manufacturing high carbon Working product having superior delayed fracture resistance

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100516518B1 (en) * 2001-12-24 2005-09-26 주식회사 포스코 Steel having superior cold formability and delayed fracture resistance, and method for manufacturing working product made of it
KR100516520B1 (en) * 2001-12-27 2005-09-26 주식회사 포스코 Method for manufacturing high strength working product having low yield ratio

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60184664A (en) * 1984-02-29 1985-09-20 Nippon Steel Corp High ductile and high tensile steel containing stable retained austenite
JP3034543B2 (en) * 1990-01-19 2000-04-17 日新製鋼株式会社 Manufacturing method of tough high-strength steel
JPH0432512A (en) * 1990-05-30 1992-02-04 Sumitomo Metal Ind Ltd Production of hot rolled high strength dual-phase steel plate for working

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100554752B1 (en) * 2001-12-27 2006-02-24 주식회사 포스코 Method for manufacturing high carbon working product having a earthquake property
KR100946130B1 (en) * 2002-12-26 2010-03-10 주식회사 포스코 Method of manufacturing high carbon Working product having superior delayed fracture resistance

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