KR20060126375A - Forging steel excellent in hydrogen crack resistance and crank shaft - Google Patents

Forging steel excellent in hydrogen crack resistance and crank shaft Download PDF

Info

Publication number
KR20060126375A
KR20060126375A KR1020060049360A KR20060049360A KR20060126375A KR 20060126375 A KR20060126375 A KR 20060126375A KR 1020060049360 A KR1020060049360 A KR 1020060049360A KR 20060049360 A KR20060049360 A KR 20060049360A KR 20060126375 A KR20060126375 A KR 20060126375A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel
inclusions
hydrogen
forging
less
Prior art date
Application number
KR1020060049360A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
와타루 우루시하라
도시키 사토
쇼고 후카야
노부유키 후지츠나
Original Assignee
가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 filed Critical 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Publication of KR20060126375A publication Critical patent/KR20060126375A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/50Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06Crankshafts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C2202/00Physical properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

A forging steel excellent in hydrogen crack resistance is provided to effectively reduce hydrogen crack sensitivity of such forging steel by noticing that high clean steel in which light weight and fatigue strength required in a large steel forging such as a crank shaft are further improved highly efficiently damages hydrogen crack resistance, and a crank shaft manufactured by forging the forging steel is provided. A forging steel excellent in hydrogen crack resistance contains, by weight percent, 0.2 to 0.6% of C, 0.1 to 0.4% of Si, 0.7 to 1.5% of Mn, 1.0% or less of Ni, 1.2 to 3.5% of Cr, 0.1 to 0.6% of Mo, 0.01 to 0.05% of Al, and 0.005% or more of at least one of Ti, Zr, Hf and Nb, wherein an average value(an average circularity) of circularities of inclusions that are contained in steel and have the maximum subtense length of 1 mum or more is 0.5 or more, the number of inclusions having the maximum subtense length of 20 mum or more is less than 40 per 100 mm^2, and the number of inclusions having an average circularity of 0.25 or more and the maximum subtense length of 1 to 10 mum or more is 100 or more per 100 mm^2.

Description

내수소균열성이 뛰어난 단조용 강 및 크랭크축{FORGING STEEL EXCELLENT IN HYDROGEN CRACK RESISTANCE AND CRANK SHAFT}FORGING STEEL EXCELLENT IN HYDROGEN CRACK RESISTANCE AND CRANK SHAFT}

도 1은 단조용 강의 내수소균열 감수성 시험 장치의 개략도로, (1)은 시험편이고, (2)는 H2SO4+ KSCN 수용액의 환경이다. 1 is a schematic diagram of a hydrogen cracking susceptibility test apparatus for forging steel, (1) is a test piece, and (2) is an environment of H 2 SO 4 + KSCN aqueous solution.

도 2는 강 중 개재물의 전자현미경 사진이다. 2 is an electron micrograph of inclusions in steel.

본 발명은, 선박이나 발전기 등의 동력 전달용 대형 크랭크축 등에 사용되는 단조용 강이고, 특히 고피로강도 및 내수소균열성이 뛰어난 고청정 강에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to forged steel used in large crankshafts for power transmission such as ships and generators, and more particularly relates to high-clean steel having excellent fatigue strength and hydrogen cracking resistance.

선박이나 발전기 등의 동력 전달용 대형 크랭크축 등에 사용되는 단조용 강으로서, 종래부터, ISO 규격의 36CrNiMo6, DIN 규격의 32CrMO12 또는 ISO 규격의 42CrMo4로 대표되는 이른바 Cr-Mo강이 사용되어 왔다. As forging steels used in large crankshafts for power transmission of ships and generators, etc., so-called Cr-Mo steels conventionally represented by 36CrNiMo6 of ISO standard, 32CrMO12 of DIN standard or 42CrMo4 of ISO standard have been used.

크랭크축은 그 사용 중에 가혹한 반복 응력에 노출되기 때문에, 이들 Cr-Mo강을 이용하여 제조한다 하여도, 피로 파괴의 기점이 되는 MnS 등의 개재물이 대단히 적은 고청정 강이 요구된다. 한편, 크랭크축은, 당연한 일이지만, 금후 점점 더 보다 경량으로 고성능의 품질, 즉 보다 고피로강도의 제품 요구도를 증가하여 간다. Since the crankshaft is exposed to severe cyclic stress during its use, even if it is manufactured using these Cr-Mo steels, high-clean steels with very few inclusions such as MnS, which are the starting point of fatigue failure, are required. On the other hand, the crankshaft is natural, but in the future, it is increasingly lighter and lighter, increasing the demand for high-performance quality, that is, higher fatigue strength.

그런데, Cr-Mo강의 경우, 고청정도화 및 고피로도화를 추구함에 따라, 수소균열성이 발생하기 쉽게 되기 때문에, 강의 재질면 및 정련 기술의 양면에서 대책이 생각되고 있다. 예컨대, 용강의 정련시 수소량의 상한치를 규제하여, 그것을 초과할 때에는 탈수소처리함으로써 내수소균열성이 좋은 강을 제조하고 있다. By the way, in the case of Cr-Mo steel, hydrogen cracking tends to occur as a result of purifying high cleanliness and high fatigue, so that countermeasures are considered from both the material surface of the steel and the refining technology. For example, steel having good hydrogen crack resistance is manufactured by regulating the upper limit of the amount of hydrogen during refining of molten steel and dehydrogenating when exceeding it.

또는, 일본 특허공개 2003-268438호 공보는, 대형 단강품의 내수소균열성을 향상시킬 목적으로 강 중의 S 함유량을 증가시키는 종래 방법이 MnS 개재물을 증가시켜, 강의 청정도를 저하시켜 피로 강도를 억제하는 것을 개량하고자 한다. 동 특허는, 용강 중의 S량을, 수소량과의 측면에서 맞추어 과부족 없이 조정함으로써 내수소균열성을 향상시키는 방법을 제안한다. 또는, 일본 특허공개 2003-183722호 공보는, 크랭크용 강의 청정도를 개선하기 위한 종래의 한 방법이, 2차 정련으로 개재물을 저감시키는 것을 개량하여, RH 진공 탈가스때, 취과(取鍋)와 탈가스조 사이로 용강을 환류하여 개재물을 제거하고자 하는 방법을 제안한다. Alternatively, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-268438 discloses a conventional method of increasing the S content in steel for the purpose of improving the hydrogen cracking resistance of large forged steel products by increasing the MnS inclusions, reducing the cleanliness of the steel and suppressing fatigue strength. I want to improve it. The patent proposes a method of improving the hydrogen cracking resistance by adjusting the amount of S in the molten steel in terms of the amount of hydrogen without excessive deficiency. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2003-183722 discloses that a conventional method for improving the cleanliness of crank steel is to improve the reduction of inclusions by secondary refining, and to remove the condensation during RH vacuum degassing. We propose a method for removing molten steel by refluxing molten steel between degassing tanks.

상기한 바와 같은 탈수소 처리는 시간 및 처리비의 점에서, 수소량의 저감화에 한계가 있어, 일반적으로는 1 내지 수 ppm 수준으로 제조 관리하고 있지만, 수소 균열은 미량의 수소에 의해 발생하기 때문에, 이 정도의 관리로는 수소 균열은 완전히 방지할 수 없다. 또한, 상기한 S 농도를 조정하면서 황화물을 형성하는 방법은, 오히려 제품강의 청정도 및 기계적 성질, 피로 강도의 열화를 초래하여, 더 이상의 고청정, 고피로 강도를 기대하는 것이 용이하지 않다. As described above, the dehydrogenation treatment has a limitation in reducing the amount of hydrogen in terms of time and treatment cost, and is generally manufactured and managed at a level of 1 to several ppm, but since hydrogen cracks are generated by trace amounts of hydrogen, Quality control does not completely prevent hydrogen cracking. In addition, the method of forming sulfides while adjusting the above-mentioned S concentration causes rather deterioration in cleanliness, mechanical properties, and fatigue strength of the product steel, and it is not easy to expect further high cleanness and fatigue fatigue strength.

기타, 하기 특허문헌이 이러한 종류의 단조용 강의 개량안을 개시한다. 일본 특허공개 1995-150289호 공보는, Cr계 내열강의 고온 강도를 향상시키기 위해서, 강 중의 Ta, Nb 등의 산화물의 입경과 형상을 조정하여 분산시키고 있다. 또한, 일본 특허공개 1998-194946호 공보는, CrMoV계 내열강의 고온 크립(creep) 강도 및 저온 인성을 좋게 하는 방법으로서, 제품의 열처리를 개선한다. 또, 일본 특허공개 2002-241892호 공보는, 36CrNiMo6계 크랭크의 강도, 인성, 담금질성을 좋게 하기 위해서, 저 Ni에 의한 비용 절감 및 V, Nb, Ta의 첨가 뿐만 아니라 고용 N에 의한 강도의 향상을 꾀하고 있다. 한편, 냉간 압연강 제조 분야에서 수소 취화의 억제법으로서, 부식 등의 외적 요인에 의한 수소의 침입의 억제, 또는 뜨임에 의한 석출 탄질화물을 이용한 수소 확산의 억제가 알려져 있다. 그러나, 이들은, 냉각 중 또는 상온방치 중과 같이, 부식이 생기는 것보다 단시간 동안에 생기는 수소 균열과는 수소의 거동이 상이하다. In addition, the following patent document discloses an improvement of this type of forging steel. Japanese Patent Application Laid-Open No. 1995-150289 discloses that in order to improve the high temperature strength of Cr-based heat resistant steel, the particle diameters and shapes of oxides such as Ta and Nb in the steel are adjusted and dispersed. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1998-194946 is a method of improving the high temperature creep strength and low temperature toughness of CrMoV-based heat resistant steels, thereby improving the heat treatment of the product. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-241892 discloses that in order to improve the strength, toughness and hardenability of a 36CrNiMo6-based crank, not only the cost reduction by low Ni and the addition of V, Nb and Ta, but also the strength by solid solution N are improved. Is trying to. On the other hand, suppression of hydrogen embrittlement by external factors such as corrosion or suppression of hydrogen diffusion using precipitated carbonitride by tempering is known as a method for inhibiting hydrogen embrittlement in the field of cold rolled steel production. However, these have different behaviors of hydrogen from hydrogen cracks that occur in a short time than corrosion occurs, such as during cooling or at room temperature.

본 발명은, 크랭크축과 같은 대형 단강품에 요구되는 경량화 및 피로 강도 등이 한층 더 고성능화된 고청정도 강이 내수소균열성을 손상시키는 점에 착안하여, 이러한 종류의 단조용 강의 수소 균열 감수성을 효과적으로 저감하는 것을 해 결 과제로 한다. The present invention focuses on the fact that high-clean steels, which have higher performance, such as lighter weight and fatigue strength required for large forged steel products such as crank shafts, impair hydrogen cracking resistance, and thus, hydrogen cracking sensitivity of this type of forging steel. The effective task is to reduce this problem effectively.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, The present invention, in order to solve the above problems,

(1) C: 0.2 내지 0.6%(중량%. 이하 동일함), Si: 0.1 내지 0.4%, Mn: 0.7 내지 1.5%, Ni: 1.0% 이하, Cr: 1.2 내지 3.5%, Mo: 0.1 내지 0.6%, Al: 0.01 내지 0.05% 및 Ti, Zr, Hf 또는 Nb 중 1종 이상을 합계로 0.005% 이상을 함유하는 강으로서, 강 중에 포함되는 최대 현 길이 1μm 이상의 개재물의 원형도의 평균치(이하, 평균 원형도라 함)가 0.5 이상이고, 최대 현 길이 20μm 이상의 개재물의 개수가 100 mm2당 40개 미만이고, 그 평균 원형도가 0.25 이상, 및 최대 현 길이 1 내지 1O μm인 개재물의 개수가 1OOmm2당 1OO개 이상인 내수소균열성이 뛰어난 단조용 강, (1) C: 0.2 to 0.6% (weight% or less), Si: 0.1 to 0.4%, Mn: 0.7 to 1.5%, Ni: 1.0% or less, Cr: 1.2 to 3.5%, Mo: 0.1 to 0.6 %, Al: 0.01 to 0.05% and a steel containing 0.005% or more in total of at least one of Ti, Zr, Hf or Nb, and the average value of the circularity of inclusions having a maximum chord length of 1 μm or more included in the steel (hereinafter, Average circularity) is at least 0.5, the number of inclusions having a maximum chord length of 20 μm or more is less than 40 per 100 mm 2 , the average circularity of 0.25 or more, and the number of inclusions having a maximum chord length of 1-10 μm is 100 mm the hydrogen cracking than 1OO per second excellent forging steel,

(2) Ti, Zr, Hf 또는 Nb 중 1종 이상을 합계로 0.10% 이하, 및 N을 0.02% 이하 함유하는 상기 (1)에 기재된 내수소균열성이 뛰어난 단조용 강, (2) Forging steel excellent in hydrogen crack resistance as described in said (1) containing 0.10% or less in total and 1 or more types of Ti, Zr, Hf, or Nb, and 0.02% or less of N,

(3) 강 중에 포함되는 최대 현 길이 1 내지 10μm의 개재물 중, 10% 이상의 개수를 차지하는 개재물이 Ti, Zr, Hf 또는 Nb 중 1종 이상을 합계로 1% 이상 함유하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 내수소균열성이 뛰어난 단조용 강, (3) The above (1) or (1) wherein the inclusions occupying 10% or more of the inclusions having a maximum chord length of 1 to 10 μm contained in the steel contain at least 1% of Ti, Zr, Hf or Nb in total; Forging steel with excellent hydrogen cracking resistance as described in 2),

(4) 0.005% 이하의 S를 함유하는 상기 (1), (2) 또는 (3)에 기재된 내수소균열성이 뛰어난 단조용 강, (4) forging steels having excellent hydrogen crack resistance as described in the above (1), (2) or (3) containing 0.005% or less of S;

(5) V: 0.035 내지 0.30%를 함유하는 상기 (1), (2), (3) 또는 (4)에 기재된 단조용 강, (5) V: steel forging as described in said (1), (2), (3) or (4) containing 0.035 to 0.30%,

(6) 대형 크랭크축의 제조를 용도로 하는 상기(1), (2), (3), (4) 또는 (5)에 기재된 내수소균열성 단조용 강, 및, (6) Hydrogen cracking forging steel as described in said (1), (2), (3), (4) or (5) which uses manufacture of a large crankshaft, and

(7) 상기 (1), (2), (3), (4) 또는 (5)에 기재된 단조용 강을 단조하여 제조된 크랭크축이다. (7) A crankshaft manufactured by forging the steel for forging according to the above (1), (2), (3), (4) or (5).

본 발명의 내수소균열성이 뛰어난 단조용 강은, 강의 성분 조성을 특정함과 함께, 강 중 개재물의 형상, 크기 및 개수 등의 특성치를 상대적으로 조정한 것을 특징으로 한다. The forging steel excellent in the hydrogen crack resistance of the present invention is characterized by relatively adjusting characteristic values such as shape, size and number of inclusions in the steel while specifying the composition of the steel.

우선, 강의 성분 조성에 대하여 설명한다. First, the component composition of steel is demonstrated.

C: 0.2 내지 0.6%를 함유시키는 것에 의해, 강철의 담금질성 및 강도를 높일 수 있고, 이를 위해서는 0.2% 이상 필요하지만, 0.6%보다 많아지면, 강의 인성이 열화하여, 역V 편석을 조장한다. 보다 바람직하게는, 0.3 내지 0.5%의 범위가 바람직하다. By containing C: 0.2 to 0.6%, the hardenability and strength of steel can be improved, and for this purpose, 0.2% or more is required, but when it exceeds 0.6%, toughness of steel will deteriorate and it will promote reverse V segregation. More preferably, 0.3 to 0.5% of range is preferable.

Si: 0.1 내지 0.4%를 함유시키는 것은, 강의 강도 향상 작용을 기대하기 때문이고, 충분한 강도를 확보하기 위해서는 0.1% 이상 필요하며, 지나치게 많으면 역V 편석이 현저하게 되어 강의 청정도를 저해하기 때문에, 0.4% 이하, 보다 바람직하게는 0.3% 이하가 좋다. The content of Si: 0.1 to 0.4% is expected to enhance the strength of the steel. In order to secure sufficient strength, 0.1% or more is required. When too much, the reverse V segregation becomes remarkable, and the cleanliness of the steel is inhibited. % Or less, More preferably, it is 0.3% or less.

Mn: 0.7 내지 1.5%를 함유시키는 것은, 강의 담금질성 및 강도를 보다 향상시키기 때문이고, 1.5% 이상을 초과하면, 역V 편석을 조장하기 때문에, 0.8 내지 1.2%의 범위가 보다 바람직하다. The content of Mn: 0.7 to 1.5% is because the hardenability and strength of the steel are further improved, and when it exceeds 1.5% or more, it promotes reverse V segregation, so the range of 0.8 to 1.2% is more preferable.

Ni: 1.0% 이하로 함유시키는 것은, Ni가 강 중에 고용하여 강의 담금질성을 향상시킴과 더불어 인성을 부여하기 때문이고, 고가의 Ni는 1.0% 이하로 좋다. Ni: 1.0% or less is because Ni is dissolved in steel to improve the hardenability of the steel and imparts toughness. Expensive Ni is preferably 1.0% or less.

Cr: 1.2 내지 3.5%의 함유도 강의 담금질성 및 인성을 향상시키기 때문이고, 지나치게 많으면 역V 편석의 조장을 초래하므로, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2.5%가 좋다. It is because the content of Cr: 1.2 to 3.5% improves the hardenability and toughness of the steel, and if too large, it leads to the promotion of reverse V segregation, more preferably 1.5 to 2.5%.

Mo: 0.1 내지 0.6%의 함유는, 강철의 담금질성, 강도 및 인성의 전부를 유효하게 향상시키지만, 보다 바람직하게는 0.15% 이상의 함유가 좋다. 그러나, Mo의 평형 분배 계수는 작고, 마이크로 편석(정상 편석)을 만들기 쉽기 때문에, 0.6% 이하, 보다 바람직하게는 0.35% 이하로 억제하는 것이 좋다. Although Mo: 0.1-0.6% containing improves all the hardenability, strength, and toughness of steel effectively, More preferably, 0.15% or more is preferable. However, since the equilibrium distribution coefficient of Mo is small and it is easy to produce micro segregation (normal segregation), it is preferable to suppress it to 0.6% or less, more preferably 0.35% or less.

기타, S의 존재는 강 중에서 MnS 등의 황화물을 형성하여, 강철의 피로 특성을 열화시키는 원인이 되기 때문에, 0.005% 이하, 보다 바람직하게는, 0.003% 이하가 좋다. In addition, since the presence of S forms sulfides such as MnS in the steel and causes the fatigue properties of the steel to deteriorate, 0.005% or less, and more preferably 0.003% or less.

본 발명의 단조용 강은, 상술의 각 성분을 필수적으로 함유하여 이러한 종류의 강의 기본적 조성을 구성하는 것에 더하여, 추가로 하기 성분의 함유를 특징으로 한다. The forging steel of the present invention is essentially characterized by containing the following components in addition to constituting the basic composition of this kind of steel by essentially containing the above-described components.

우선, Al: 0.01 내지 0.05%의 함유는, Al의 탈산성을 기대하기 때문이고, 0.01% 이상을 필요로 하고, 그것에 의하여 생성하는 Al2O3계 개재물이 미세하면, 수소 균열의 기점이 되는 일이 없고, 수소를 포착하여 제품 강의 내수소균열성의 향 상에 공헌한다. 이것은 상기 Al2O3가 황화물에 비하여, 후술하는 원형도가 큰 경향을 나타내기 때문이다. 한편, Al은 주로 AlN의 형태로 N을 고정하여, N 및 V 등의 배합에 의한 강철의 강화 작용을 방해하는 동시에, 기타 많은 원소와도 결합하여, 비금속 개재물이나 금속간 화합물을 생성하여, 강철의 인성에 악영향을 미치게 하기 때문에, 0.05%를 한도로 한다. First of all, the Al content of 0.01 to 0.05% is expected to deoxidize Al, and requires 0.01% or more, and when the Al 2 O 3 -based inclusions formed are fine, the starting point of hydrogen cracking becomes. It captures hydrogen and contributes to the improvement of the hydrogen cracking resistance of the product steel. This is because the Al 2 O 3 tends to have a larger circularity to be described later than the sulfide. On the other hand, Al mainly fixes N in the form of AlN, hinders the reinforcing action of the steel by the combination of N and V, and also combines with many other elements to form nonmetallic inclusions or intermetallic compounds. Since it adversely affects the toughness, the limit is 0.05%.

다음으로, Ti, Zr, Hf 또는 Nb 중 1종 또는 2종 이상을 0.005% 이상 함유시킨다. 이들 금속 원소는 강 중에서, Ti4C2S2 와 같은 미세 개재물을 구성하여 강 중에 분산되어, 고용 한계를 넘은 강 중의 잉여 수소를 흡장 포착하여, 강철의 내수소균열성을 개선하는 큰 효과가 있다. 더구나, 이들 Ti 등의 개재물이 수소를 포착할 때의 화학 결합 에너지는 강력하고, 강의 냉각시에 생기하는 수소 확산을, 보다 고온시부터 억제한다. 이것은, 이들 Ti 등의 개재물 쪽이 MnS나 Al2O3 등의 개재물보다도 수소 균열 억제 효과가 뛰어난 것을 의미한다. Next, one or two or more of Ti, Zr, Hf or Nb is contained in 0.005% or more. These metal elements form fine inclusions such as Ti 4 C 2 S 2 in the steel, are dispersed in the steel, occlude and capture excess hydrogen in the steel exceeding the solid solution limit, and have a great effect of improving the hydrogen cracking resistance of the steel. have. Moreover, the chemical bond energy when these inclusions, such as Ti, capture | acquire hydrogen is strong, and suppresses the hydrogen diffusion which arises at the time of cooling of steel from high temperature. This means that these inclusions, such as Ti, are more excellent in inhibiting hydrogen cracking than inclusions such as MnS and Al 2 O 3 .

그리고, 이상의 작용 효과를 기대하기 위해서, Ti 등은 0.005% 이상 필요하지만, 활성 원소이기 때문에, 용강 중의 불순물이나 내화물 성분과도 반응하여 거대한 개재물을 만들 우려가 있다. 이 개재물은 강의 기계적 성질 및 내수소균열성을 현저히 열화시킬 우려가 있기 때문에, 0.10% 이하, 보다 안전하게는 0.03% 이하로 제어하는 것이 바람직하다. In order to anticipate the above effects, Ti and the like are required to be 0.005% or more. However, since Ti and the like are active elements, they may react with impurities and refractory components in molten steel to make huge inclusions. Since the inclusions may significantly degrade the mechanical properties and hydrogen cracking resistance of the steel, the inclusions are preferably controlled at 0.10% or less and more safely at 0.03% or less.

한편, Ti 등의 상기 개재물의 양이나 크기 또는 종류는, Ti 등의 함유량과는 별도로, 용강의 교반 등의 정련 상태나 주조시의 인발 속도 또는 냉각 속도에도 지 배되는 면이 있지만, 본 발명에서는 특히 한정하지 않는다. On the other hand, the amount, size, or type of the inclusions such as Ti may be governed by the refining state such as stirring of molten steel, the drawing speed or the cooling rate during casting, independently of the content of Ti and the like. It does not specifically limit.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 Ti 등의 함유와 함께, N의 함유량을 0.02% 이하로 제어하는 것이 바람직한 것은, Ti 등과 결합하여 질화물이나 탄질화물을 형성하여, 강의 수소 균열 감수성의 억제에 기여하기 때문이다. N의 함유량이 0.02%를 초과하면, 생성하는 질화물 등이 조대화하여 강의 기계적 성질을 열화시키기 때문에, O.01% 이하로 억제하는 것이 보다 바람직하다. In addition, in the present invention, it is preferable to control the content of N to 0.02% or less together with the content of Ti or the like to form nitrides or carbonitrides in combination with Ti to contribute to suppressing hydrogen cracking susceptibility of steel. Because. When the content of N exceeds 0.02%, the resulting nitride or the like coarsens and deteriorates the mechanical properties of the steel. Therefore, it is more preferable to suppress the content to 0.01% or less.

본 발명의 강은, 추가로 V: 0.035 내지 0.30%를 함유할 수 있다. V는 강의 담금질시에 탄질화물을 생성함으로써 강 중의 오스테나이트 입자를 미세화하는 효과가 있고, 보다 바람직하게는, 0.007 내지 0.25%의 범위가 좋다. The steel of the present invention may further contain V: 0.035 to 0.30%. V has an effect of refining austenite particles in the steel by generating carbonitrides during quenching of the steel, and more preferably in the range of 0.007 to 0.25%.

본 발명은, 이상에서 설명한 조성에 더하여, 강 중에 존재하는 개재물의 형상, 개수 또는 크기 등의 특성치를 하기와 같이 제어하는 것이 특징이다. In addition to the composition described above, the present invention is characterized by controlling characteristic values such as the shape, number or size of inclusions present in steel as follows.

· 최대 현 길이가 1μm 이상인 개재물의 평균 원형도가 0.5 이상, Average circularity of inclusions with a maximum chord length of 1 μm or more, 0.5 or more,

· 최대 현 길이가 20μm 이상인 개재물이 40개/100 mm2 미만이고, 그 평균 원형도가 0.25 이상, 및, Less than 40/100 mm 2 inclusions having a maximum chord length of 20 μm or more, the average circularity of 0.25 or more, and

· 최대 현 길이가 1 내지 1O μm인 개재물이 1OO 개/1OOmm2 이상. 100 inclusions / OOmm 2 or more with a maximum chord length of 1 to 10 μm.

강 중에 분산되어 존재하는 각종 개재물은, 조성이나 생성 과정 등에 따라 형상이나 크기는 다양하지만, 형상에 주목하면, 구상보다 타원구상 쪽이 응력 집중 균열의 기점이 되기 쉽다. 게다가, 응력장에 변형이 집중하여 수소의 농화를 유발하기 쉽고, 이것이 구리의 수소 균열을 일으키기 쉽게 한다고 생각된다. 이 상황 을 정량적으로 검토하도록, 강 단면을 관찰하여 개재물을 2차원에서 잡아, 그 형상을 타원구상의 현 길이 및 하기 수학식 1로 나타낼 수 있는 원형도로 계측하여, 강의 수소 균열성과의 관계를 다수의 실험 데이타 분석에 의해 검토했다. 그 결과, 원형도가 작을 수록 수소 균열이 일어나기 쉬움을 발견했다. The various inclusions dispersed in steel vary in shape and size depending on the composition, production process, and the like. However, when the shape is noticed, the elliptic sphere is more likely to be the starting point of the stress concentration crack than the spherical shape. In addition, it is thought that the strain concentrates on the stress field to cause the concentration of hydrogen, which is likely to cause hydrogen cracking of copper. In order to examine this situation quantitatively, the steel cross section was observed and the inclusions were grasped in two dimensions, and the shape thereof was measured by the circular length represented by the length of the elliptic sphere and the following equation (1), and the relationship between the hydrogen cracking properties of the steel It was examined by the analysis of experimental data. As a result, it was found that the smaller the circularity, the more prone to hydrogen cracking.

Figure 112006038858439-PAT00001
Figure 112006038858439-PAT00001

즉, 최대 현 길이가 1μm 이상인 개재물의 평균 원형도가 0.5 미만인 경우 및 20μm 이상인 개재물의 평균 원형도가 0.25 미만인 경우, 그 강은 수소 균열이 생기기 쉬움을 파악할 수 있었다. 보다 안전하게는, 최대 현 길이가 1μm 이상인 개재물의 평균 원형도는 0.6 이상, 20μm 이상인 개재물의 평균 원형도는 0.4 이상으로 제어함으로써 강의 수소 균열을 유효하게 억제할 수 있다. In other words, when the average circularity of inclusions having a maximum chord length of 1 μm or more was less than 0.5 and the average circularity of inclusions having 20 μm or more was less than 0.25, the steel was easily prone to hydrogen cracking. More safely, by controlling the average circularity of inclusions having a maximum chord length of 1 μm or more to 0.6 or more and the average circularity of inclusions of 20 μm or more to 0.4 or more, hydrogen cracking of steel can be effectively suppressed.

또한, 이들 개재물의 강 중의 존재 개수의 다소도 강철의 수소 균열 감수성에 영향을 주는 것을 발견했다. 즉, 최대 현 길이가 20μm 이상인 개재물로 되면, 그 개수가 수소 균열성에 대한 영향이 커서, 100mm2당 40개 이상으로는, 동 개재물을 기점으로 하는 수소 균열이 일어나기 쉽다. 보다 안전을 위해서는, 30개 미만으로 제어하는 것이 좋다. It has also been found that some of the number of these inclusions in the steel affects the hydrogen cracking susceptibility of the steel. That is, when the maximum chord length is 20 µm or more, the number of the inclusions has a large influence on the hydrogen cracking property, and hydrogen cracks originating from the inclusions are likely to occur at 40 or more per 100 mm 2 . For more safety, it is better to control less than 30.

최대 현 길이가 1 내지 1O μm인 개재물은, 그 계면이 수소를 포착하도록 작용하여 수소 확산이 억제될 수 있음과 동시에, 수소 균열의 기점이 되기 어려운 것이 밝혀졌다. 한편, 1μm 미만의 개재물도 같은 기능을 가지므로, 그들의 함유는 방해되지 않는다. It has been found that inclusions having a maximum chord length of 1 to 10 탆 act to allow the interface to capture hydrogen, thereby inhibiting hydrogen diffusion and making it difficult to become a starting point of hydrogen cracking. On the other hand, inclusions of less than 1 μm have the same function, so that their inclusion is not disturbed.

본 발명은, 강 중 수소의 포착 성능을 효율적으로 실현하기 위해서, Ti, Zr, Hf 또는 Nb 또는 이들의 2종 이상을 0.005% 이상 함유시키지만, 이들 활성 원소는 이미 기술한 바와 같은 개재물을 형성하여 강 중에 분산된다. 그리고, 이 개재물의 최대 현 길이가 1O μm이하로 미세하면 분산되기 쉽고, 고용 한계를 넘은 잉여 수소의 포착성이 향상한다. 더구나, 이 개재물의 강력한 화학 결합 에너지는 수소의 포착 작용이 특히 뛰어나, 강의 냉각시 수소의 확산을 보다 고온시부터 억제할 수 있는 큰 이점이 있고, 이 효과는 MnS나 Al2O3 등의 개재물보다도 크다. Although the present invention contains 0.005% or more of Ti, Zr, Hf, or Nb or two or more thereof in order to efficiently realize hydrogen trapping performance in steel, these active elements form inclusions as described above. Dispersed in the river. And when the maximum chord length of this inclusion is fine to 10 micrometers or less, it will be easy to be disperse | distributed and the trapping | capacitance of excess hydrogen beyond the solid solution limit will improve. Moreover, the strong chemical bonding energy of this inclusion is particularly excellent in the capturing action of hydrogen, and has a great advantage of suppressing the diffusion of hydrogen from cooling at a higher temperature during cooling of the steel, and this effect has an effect of inclusions such as MnS and Al 2 O 3 . Greater than

또한, 이들 Ti 등 유래의 개재물의 수소에 대한 효과는, 그 최대 현 길이가 10μm 이하인 경우에 현저하고, 더구나 이 미세 개재물의 개수가 동종 개재물 중의 10% 이상, 보다 바람직하게는 20% 이상인 쪽이 현저하다. 또, 이들 Ti 등의 개재물의 기타 전 개재물 중에 차지하는 양이, 합계로 1% 이하의 미량으로서는 상기 효과를 기대할 수 없고, 보다 바람직하게는 20% 이상으로 제어하는 것이 효과적이다. In addition, the effect on the hydrogen of inclusions derived from Ti and the like is remarkable when the maximum string length is 10 μm or less, and moreover, the number of the fine inclusions is 10% or more, more preferably 20% or more in the same inclusions. Remarkable Moreover, the above-mentioned effect cannot be expected as a trace amount which the quantity which occupies in all other interference | inclusions of these inclusions, such as Ti, in total is 1% or less, More preferably, it is effective to control to 20% or more.

한편, 개재물의 각종 특성치를 이상과 같이 정량화하는 수법은 정해진 것은 아니나, 예컨대 이하의 수법으로써 얻을 수 있다. Al을 본 발명 범위로 제어한 뒤에, 슬래그의 염기도(CaO/SiO2)를 3.0 이상으로 하는 것에 의해, 산화물의 개수를 현저히 억제하여, 스피넬(spinel)을 중심으로 하는 미세 개재물로 할 수 있다. 또한 개재물을 형성하는 S, N량을 본 발명 범위로 제어하는 것에 의해 황화물이나 질화물의 크기뿐만 아니라 조성을 제어할 수 있다. 그들 개재물은 응집이나 전신(展 伸)의 조대화가 생기기 어려워, 본 발명의 특성치로 제어하기 쉽다. 한편, 그것에 더하여, 주입 속도나 교반 방법·속도, 냉각 속도, 담금질·뜨임 온도를 각 강 종마다 맞추어 조정함으로써 보다 상세한 개재물 제어를 할 수 있다. 또한, 개재물을 제어하는 원소로서 Mg나 Ca 등을 함유하더라도 좋다. 또한, 개재물의 상기한 바와 같은 현 길이, 둘레 길이, 면적 또는 개수 등은, SEM-EPMA(일본전자주식회사제 JXA·8900 RL, XM·Z0043T, XM·87562)에서의 화상 해석에 의해, 용이하게 계측할 수 있다. On the other hand, the method of quantifying various characteristic values of an inclusion as mentioned above is not fixed, but can be obtained by the following method, for example. After controlling Al in the scope of the present invention, the slag basicity (CaO / SiO 2 ) is 3.0 or more, whereby the number of oxides can be significantly suppressed to form fine inclusions centering on the spinel. In addition, by controlling the amounts of S and N forming inclusions within the scope of the present invention, not only the size of the sulfide and the nitride but also the composition can be controlled. These inclusions are unlikely to cause coagulation or coarsening of the whole body, and are easily controlled by the characteristic values of the present invention. On the other hand, more precise inclusion control can be performed by adjusting the injection speed, the stirring method / speed, the cooling rate, the quenching and tempering temperatures for each steel type. Moreover, you may contain Mg, Ca, etc. as an element which controls an inclusion. In addition, the above-mentioned chord length, circumferential length, area, or number of inclusions, etc. can be easily carried out by image analysis in SEM-EPMA (JXA.8900 RL, XM.Z0043T, XM.87562). I can measure it.

본 발명의 강은, 그 밖의 원소를 용도에 따라 첨가 함유시키는 것은 허용된다. 예컨대, 강의 담금질성을 좋게 하기 위해서 B 또는 MnS의 형태를 제어하기 위해 Ca, Mg, Te 등을 합계 0.03% 정도 이하로 함유시킬 수 있다. In the steel of the present invention, it is acceptable to add and contain other elements depending on the use. For example, in order to control the form of B or MnS in order to improve the hardenability of steel, Ca, Mg, Te, etc. can be contained in about 0.03% or less in total.

본 발명은, 상기의 화학 조성을 갖고, 동시에 크기나 형상 등을 제어한 개재물을 함유하는 강재를 단조 가공하여 제조된 선박용 대형 크랭크축을 포함하는 것이지만, 이 크랭크축은 상술한 대로의 내수소균열성을 구비한 경량이고 고성능인 제품인 것은 말할 필요도 없다. The present invention includes a large crankshaft for ships manufactured by forging a steel material having the chemical composition described above and containing inclusions having controlled sizes, shapes, and the like, but the crankshaft includes hydrogen cracking resistance as described above. Needless to say, it's a lightweight, high-performance product.

[[ 실시예Example ] ]

본 발명의 실시강 및 비교강으로서, 표 1 및 표 2에 나타내는 화학 성분을 함유하고, 슬래그 염기도를 3.0으로 조정한 단조용 강을 150 kg 진공로에서 용제하여 공시강(供試鋼)으로 했다. 각 잉곳(ingot)을 단조하여, 냉각후, 인장 강도가 950 MPa 전후가 되도록, 담금질(870℃×1시간) 및 뜨임(600℃×13시간)을 했다. 각 공시강으로부터, 20 mm 각× 5 mm 두께 크기의 시험편을, 1강종에 관하여 3개씩 잘라 내어, 각 단면을 연마했다. As the steel and comparative steel of the present invention, the forging steel containing the chemical components shown in Tables 1 and 2 and whose slag basicity was adjusted to 3.0 was dissolved in a 150 kg vacuum furnace to obtain test steel. . Each ingot was forged and quenched (870 ° C. × 1 hour) and tempered (600 ° C. × 13 hours) so as to have a tensile strength of around 950 MPa after cooling. From each test steel, the test piece of 20 mm square x 5 mm thickness size was cut out three by one steel grade, and each cross section was polished.

각 시험편을 자동 EPMA(일본전자주식회사제 JXA·8900 RL, XM·Z0043T, XM·87562)에 의해 100배의 배율로, 시야가 10×10 mm2인 반사전자상을 잡아, 최대 현 길이가 1μm 이상인 전 개재물을 인식시켰다. 동시에, 개재물의 최대 현 길이 이외의 원주, 면적 및 원형도를 자동적으로 계산함과 함께, EDS에 의해 개재물의 중심점을 1점에 관하여 10초로 자동 분석했다. Each test piece is captured by an automatic EPMA (JXA, 8900 RL, XM, Z0043T, XM, 87562) manufactured by Japan Electronics Co., Ltd., at a magnification of 100 times, to hold a reflection electron image with a field of view of 10 × 10 mm 2 , with a maximum length of 1 μm. All the inclusions recognized above. At the same time, the circumference, area, and circularity other than the maximum chord length of the inclusion were automatically calculated, and the center point of the inclusion was automatically analyzed by EDS for 10 seconds with respect to one point.

각 시험편에 대하여, 개재물의 최대 현 길이를 기준으로 하기 4종을 산출하고, 이것을 1강종에 대하여 각각 3회씩 실시하여, 각 값을 평균화했다. About each test piece, the following four types were computed based on the maximum chord length of an inclusion, this was performed three times with respect to one steel type, and each value was averaged.

· 최대 현 길이 1 내지 1O μm인 개재물의 개수. Number of inclusions with a maximum chord length of 1 to 10 μm.

· 그 안에 Ti, Zr, Hf, Nb 중 1종 또는 2종 이상을 합계 1% 이상 함유하는 개재물의 비율. The proportion of inclusions containing 1% or more in total of one or two or more of Ti, Zr, Hf, and Nb therein.

· 최대 현 길이 1μm 이상 및 20μm 이상의 개재물의 원형도의 평균치. Average value of the circularity of inclusions with a maximum chord length of at least 1 μm and at least 20 μm.

· 최대 현 길이 20μm 이상의 개재물의 개수. Number of inclusions with a maximum chord length of 20 μm or more.

다른 한편, 각 시험편의 수소 균열 감수성을, 도 1에 나타내는 단조용 강의 수소 균열 감수성의 비교 시험법에 의해 실험적으로 비교 평가했다. 둥근 막대 모양의 시험편(1)은, 길이 150 mm, 표선간 거리를 10 mm의 덤벨상으로 가공하여, 중앙 부분을 직경 4 mm로, 양단의 잡는 수단 부분을 직경 8 mm로 하여 길이 15 mm에 걸쳐 나사를 설치했다. 이 시험편을, 0.5 Mol/1H2SO4+ 0.01 Mol/1KSCN 수용액으로 이루어지는 환경에 둘러싸이도록 침지하여 시험에 제공했다. On the other hand, the hydrogen crack susceptibility of each test piece was experimentally evaluated by the comparative test method of the hydrogen crack susceptibility of the forging steel shown in FIG. 1. The round bar-shaped test piece 1 was machined with a length of 150 mm and a distance between the marks in the form of a dumbbell of 10 mm, the center portion having a diameter of 4 mm, and the holding means portions at both ends having a diameter of 8 mm at a length of 15 mm. Installed screws over. The test piece was provided in the immersion test to be surrounded in 0.5 Mol / 1H 2 SO 4 + 0.01 Mol / 1KSCN environment consisting of an aqueous solution.

각 시험편을 상기 수용액에 침지하고, 전류 밀도 0.5 A/dm2로써 음극 전해하여, 수소를 첨가하면서 도 1의 장치에 시험편(1)을 장착한다. 그리고, SSRT(저변형 속도 시험)에 의해, 시험편(1)에 장축 방향의 인장 부하를 줘 그 응력 S1(신도)을 측정했다. 이 때의 시험 장치의 크로스헤드의 인장 속도를 2×10-3 mm/분으로 했다. 이것과는 별도로, 상기 수용액에의 침지를 생략하여, 대기 중에서 상기와 같은 인장 조건하에 SSRT 시험을 실시하고, 이 군의 시험편의 파단 응력 S0를 측정했다. Each test piece is immersed in the aqueous solution, catalyzed by a current density of 0.5 A / dm 2 , and the test piece 1 is attached to the apparatus of FIG. 1 while adding hydrogen. Then, a tensile load in the long axis direction was applied to the test piece 1 by SSRT (low strain rate test) to measure the stress S 1 (elongation). The tensile velocity of the crosshead of the test apparatus at this time was 2 * 10 <-3> mm / min. Apart from this, immersion in the aqueous solution was omitted, and SSRT test was carried out in the air under the same tensile conditions as described above, and the breaking stress S 0 of the test pieces of this group was measured.

그리고, 이상의 각 측정치를 하기 수학식 2에 대입하여 수소 균열 감수성 S치를 산출했다. And each crack value was substituted into the following formula (2), and the hydrogen cracking susceptibility S value was computed.

Figure 112006038858439-PAT00002
Figure 112006038858439-PAT00002

수득된 S치를 하기 기준에 따라서 강의 수소 균열 감수성을 평가했다. The obtained S value was evaluated for hydrogen cracking susceptibility of the steel according to the following criteria.

× S치가 50 이상···내수소균열성이 뒤떨어진다. × S value is 50 or more ... inferior to hydrogen crack resistance.

△ S치가 40 내지 50···내수소균열성은 보통. △ S value of 40 to 50 ... hydrogen cracking resistance is normal.

O S치가 30 내지 40···내수소균열성이 뛰어나다. The S value is 30 to 40 ..... excellent hydrogen crack resistance.

◎ S치가 30 미만···내수소균열성이 대단히 우수하다. ◎ S value is less than 30. Hydrogen cracking resistance is very excellent.

상기 기준에 따라서, 각 시험편의 개재물 특성치와 강의 내수소균열성과의 관계를 표 3에 나타내지만, 본 발명 강의 실시예는, 강으로서의 내수소균열성이 뛰어난 것이 명백하다. 예컨대, 실시예 A와 같이, Al 함유량이 비교적 적으면, Al2O3계 개재물의 석출량도 적고, 전체로서 미세 개재물의 원형도가 비교적 낮다. 또한, 실시예 B와 같이, Ti계 성분의 함유량이 적은 경우는, 미세 개재물이 적고, 원형도도 낮다. According to the said criteria, although the relationship between the inclusion characteristic value of each test piece and the hydrogen cracking resistance of steel is shown in Table 3, it is clear that the Example of this invention steel is excellent in the hydrogen cracking resistance as steel. For example, as in Example A, when the Al content is relatively small, the amount of deposition of Al 2 O 3 -based inclusions is small, and the circularity of the fine inclusions is relatively low as a whole. In addition, as in Example B, when the content of the Ti-based component is small, there are few fine inclusions and the roundness is low.

도 2는, 강 중 개재물의 전자현미경 사진의 일례를 나타낸다. 동 도 중의 미세 개재물 Ti4C2S2는, Al 및 Ti계의 활성 원소를 함유시켜 생긴 것으로, 이들 미세 개재물을 다수 생성해 두면, 강의 수소 균열 감수성이 보다 억제됨을 이해할 수 있다. 한편, 특히, Ti 첨가가 가장 효과적이다. 또한, 실시예 F 내지 J와 같이, S 함유량을 낮추면, 수소 균열 감수성이 저하된다. 2 shows an example of an electron micrograph of inclusions in steel. The fine inclusions Ti 4 C 2 S 2 in the figure are formed by containing Al and Ti-based active elements, and it is understood that hydrogen cracking susceptibility of steel is more suppressed when a large number of these fine inclusions are produced. On the other hand, especially Ti addition is the most effective. In addition, as in Examples F to J, when the S content is lowered, hydrogen cracking susceptibility is lowered.

이들에 대하여, 비교예 K 내지 O의 경우는, 개재물의 특성치가 본 발명의 규정으로부터 벗어나고 있기 때문에, 강의 수소 균열 감수성이 한결같이 높아지고 있음을 알 수 있다. On the other hand, in the case of Comparative Examples K-O, since the characteristic value of an inclusion deviates from the prescription | regulation of this invention, it turns out that the hydrogen cracking sensitivity of steel is improving continuously.

Figure 112006038858439-PAT00003
Figure 112006038858439-PAT00003

Figure 112006038858439-PAT00004
Figure 112006038858439-PAT00004

Figure 112006038858439-PAT00005
Figure 112006038858439-PAT00005

본 발명은, 단조용 강에 통상 포함되는 C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, Al, N의 각 함유량을 각각의 기능에 따라 특정한 범위로 한정하고, 또한 Ti, Zr, Hf 또는 Nb도 함께 첨가하는 조성으로 하며, 그 위에 강 중 개재물의 형상, 크기 및 개수를 엄밀하게 특정했다. 이 두 가지 조건에 의해, 고청정도를 확보한 채로, 내수소균열성이 대단히 우수하고, 더구나 경량으로 하여 고피로강도의 단조용 강을 제공할 수 있고, 대형 크랭크축 등에 유효하게 사용할 수 있는 효과가 있다. This invention limits each content of C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, Al, and N normally contained in forging steel to a specific range according to each function, and also Ti, Zr, Hf, or Nb It was set as the composition added together, and the shape, size, and number of inclusions in steel were strictly specified on it. According to these two conditions, while maintaining high cleanliness, the hydrogen cracking resistance is very excellent, and furthermore, it is possible to provide forging steel with high fatigue strength by being light in weight, and to be effectively used for large crankshafts. There is.

Claims (7)

C: 0.2 내지 0.6%(중량%, 이하 동일함), Si: 0.1 내지 0.4%, Mn: 0.7 내지 1.5%, Ni: 1.0% 이하, Cr: 1.2 내지 3.5%, Mo: 0.1 내지 0.6%, Al: 0.01 내지 0.05% 및 Ti, Zr, Hf 또는 Nb 중 1종 이상을 합계로 0.005% 이상 함유하는 강으로서, 강 중에 포함되는 최대 현 길이가 1μm 이상인 개재물의 원형도의 평균치(이하, 평균 원형도라 함)가 0.5 이상이고, 최대 현 길이가 20μm 이상인 개재물의 개수가 100 mm2당 40개 미만이고, 그 평균 원형도가 0.25 이상, 및 최대 현 길이가 1 내지 1O μm인 개재물의 개수가 1OOmm2당 1OO개 이상인 것을 특징으로 하는 내수소균열성이 뛰어난 단조용 강. C: 0.2 to 0.6% (wt%, the same as below), Si: 0.1 to 0.4%, Mn: 0.7 to 1.5%, Ni: 1.0% or less, Cr: 1.2 to 3.5%, Mo: 0.1 to 0.6%, Al : Steel containing 0.01 to 0.05% and at least 0.005% of Ti, Zr, Hf or Nb in total, the average value of the circularity of inclusions having a maximum chord length of 1 μm or more (hereinafter, referred to as average circular degree). Is more than 0.5, the number of inclusions having a maximum string length of 20 μm or more is less than 40 per 100 mm 2 , the average circularity is 0.25 or more, and the number of inclusions having a maximum string length of 1 to 10 μm is 100 mm 2. Forging steel with excellent hydrogen cracking resistance, characterized in that more than 100 per sugar. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, Ti, Zr, Hf 또는 Nb 중 1종 이상을 합계로 0.10% 이하, 및 N을 0.02% 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 내수소균열성이 뛰어난 단조용 강. A forging steel having excellent hydrogen crack resistance, characterized by containing 0.10% or less in total of one or more of Ti, Zr, Hf, or Nb, and 0.02% or less of N. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 강 중에 포함되는 최대 현 길이 1 내지 1O μm의 개재물중, 1O% 이상의 개수를 차지하는 개재물이 Ti, Zr, Hf 또는 Nb 중 1종 이상을 합계로 1% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 내수소균열성이 뛰어난 단조용 강. Hydrogen crack resistance, characterized in that the inclusions occupying at least 10% of the inclusions having a maximum chord length of 1 to 10 μm included in the steel contain at least 1% of Ti, Zr, Hf or Nb in total. This excellent forging steel. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 0.005% 이하의 S를 함유하는 것을 특징으로 하는 내수소균열성이 뛰어난 단조용 강. Forging steel with excellent hydrogen crack resistance, characterized by containing S of 0.005% or less. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, V: 0.035 내지 0.30%를 함유하는 것을 특징으로 하는 내수소균열성이 뛰어난 단조용 강. V: Forging steel excellent in hydrogen crack resistance, characterized by containing 0.035 to 0.30%. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 대형 크랭크축의 제조를 용도로 하는 것을 특징으로 하는 내수소균열성 단조용 강. A hydrogen cracking resistant forging steel characterized by the purpose of producing a large crankshaft. 제 1 항에 따른 단조용 강을 단조하여 제조된 것을 특징으로 하는 크랭크축. Crankshaft, characterized in that produced by forging the forging steel according to claim 1.
KR1020060049360A 2005-06-03 2006-06-01 Forging steel excellent in hydrogen crack resistance and crank shaft KR20060126375A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2005-00164539 2005-06-03
JP2005164539A JP4658695B2 (en) 2005-06-03 2005-06-03 Forging steel and crankshaft with excellent hydrogen cracking resistance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060126375A true KR20060126375A (en) 2006-12-07

Family

ID=37483638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060049360A KR20060126375A (en) 2005-06-03 2006-06-01 Forging steel excellent in hydrogen crack resistance and crank shaft

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP4658695B2 (en)
KR (1) KR20060126375A (en)
CN (1) CN100489142C (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104791366A (en) * 2014-01-16 2015-07-22 Lg电子株式会社 Crank shaft, scroll compressor configured with crank shaft, and manufacturing method of crank shaft
KR20210014142A (en) * 2018-05-31 2021-02-08 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 Steel for steel piston

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL2141254T3 (en) * 2007-03-29 2016-10-31 Steel ingot for forging and integral crankshaft
EP1978124B1 (en) 2007-04-05 2014-10-22 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Forging steel, forging and crankshaft
JP5200634B2 (en) * 2007-04-11 2013-06-05 新日鐵住金株式会社 Hot rolled steel bar for forging and carburizing
JP5081175B2 (en) * 2008-07-28 2012-11-21 株式会社神戸製鋼所 Method for evaluating hydrogen cracking resistance of steel
JP4964211B2 (en) * 2008-09-30 2012-06-27 株式会社神戸製鋼所 Forged product and crankshaft manufactured from the forged product
JP5443331B2 (en) * 2009-12-24 2014-03-19 株式会社神戸製鋼所 Forged steel and assembled crankshaft
CN102242322B (en) * 2011-06-29 2012-10-10 江苏环立板带轧辊有限公司 Improved 40CrNiMo steel and preparation method thereof
CN102989954A (en) * 2012-08-22 2013-03-27 昌利锻造有限公司 Forging method of excavator engine crankshaft
CN103993146A (en) * 2014-05-26 2014-08-20 无锡宏达重工股份有限公司 Process for manufacturing marine carbon-steel shaft forgings
CN104195464A (en) * 2014-07-24 2014-12-10 安徽广源科技发展有限公司 High chrome alloy steel for mine and manufacturing method thereof
CN105838988B (en) * 2016-06-07 2018-05-18 马鞍山钢铁股份有限公司 The steel of axle of motor train unit containing niobium and its heat treatment process
CN105821304B (en) * 2016-06-07 2018-07-03 马鞍山钢铁股份有限公司 A kind of axle of motor train unit steel of titanium containing niobium and its heat treatment process
CN105886940B (en) * 2016-06-07 2018-04-24 马鞍山钢铁股份有限公司 A kind of steel of axle of motor train unit containing vanadium and its heat treatment process
CN105838989B (en) * 2016-06-07 2018-07-03 马鞍山钢铁股份有限公司 A kind of steel heat treatment process of axle of motor train unit containing niobium
CN105886904B (en) * 2016-06-07 2018-02-16 马鞍山钢铁股份有限公司 A kind of steel of axle of motor train unit containing vanadium, its production method and Technology for Heating Processing
CN105951000B (en) * 2016-07-13 2018-04-20 马鞍山钢铁股份有限公司 A kind of axle of motor train unit steel of niobium containing vanadium and its heat treatment process
JP7127999B2 (en) * 2017-03-27 2022-08-30 株式会社神戸製鋼所 Steel for forgings, forged steel crank throws and forged journals for assembled crankshafts
WO2019035401A1 (en) * 2017-08-18 2019-02-21 国立大学法人大阪大学 Steel having high hardness and excellent ductility
CN111500926B (en) * 2020-04-24 2021-07-13 建龙北满特殊钢有限责任公司 Steel material for ships and manufacturing method thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3616726B2 (en) * 1998-12-22 2005-02-02 日本高周波鋼業株式会社 White spot generation prevention steel and manufacturing method thereof
JP3663170B2 (en) * 2000-11-22 2005-06-22 株式会社神戸製鋼所 High-strength forging steel and large crankshaft for ships using the same
JP4347579B2 (en) * 2003-01-24 2009-10-21 株式会社神戸製鋼所 Forging steel and forged products obtained using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104791366A (en) * 2014-01-16 2015-07-22 Lg电子株式会社 Crank shaft, scroll compressor configured with crank shaft, and manufacturing method of crank shaft
KR20210014142A (en) * 2018-05-31 2021-02-08 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 Steel for steel piston

Also Published As

Publication number Publication date
CN100489142C (en) 2009-05-20
JP2006336092A (en) 2006-12-14
JP4658695B2 (en) 2011-03-23
CN1873042A (en) 2006-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20060126375A (en) Forging steel excellent in hydrogen crack resistance and crank shaft
KR100304817B1 (en) High toughness spring steel
US10131973B2 (en) High strength spring steel and steel wire
JP4478072B2 (en) High strength spring steel
JP2008274398A (en) Austenitic free-cutting stainless steel
WO2013061652A1 (en) Steel sheet
RU2743570C2 (en) Steel, product made of said steel and method for production thereof
KR20150126699A (en) Case-hardening steel material and case-hardening steel member
WO2009119388A1 (en) Piston ring material for internal combustion engine
JP2007186780A (en) Maraging steel with high fatigue strength, and maraging steel strip using it
JP2007327121A (en) High cleanliness spring steel and high cleanliness spring having excellent fatigue property
KR20180102166A (en) Forged steel and forged steel
JP5452253B2 (en) Forged steel and crankshaft
JP2006183136A (en) Steel for high strength spring
JP2010222604A (en) Spring steel
JP2007113071A (en) Case hardening steel having excellent rolling fatigue property and crystal grain coarsening prevention property
JP3747585B2 (en) High hardness martensitic stainless steel with excellent workability and corrosion resistance
JP2012017484A (en) Steel for bolt, bolt, and method for production of the bolt
JP2019143186A (en) Austenite-based stainless steel sheet for exhaust component, and manufacturing method of exhaust component and austenite-based stainless steel sheet for exhaust component
WO2018212196A1 (en) Steel and component
JP5323369B2 (en) Case-hardened steel with excellent machinability and grain coarsening prevention properties
KR20230010244A (en) Precipitation hardening type martensitic stainless steel sheet with excellent fatigue resistance
JP4134204B2 (en) High cleanliness spring steel
JP4515347B2 (en) Method for determining fatigue resistance of spring steel wires and spring steel wires
JP2005307257A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
E801 Decision on dismissal of amendment
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20071205

Effective date: 20080723