KR20100029135A

KR20100029135A - 연성이 우수한 선재 및 고강도 강선 및 그들의 제조 방법

Info

Publication number: KR20100029135A
Application number: KR1020107001849A
Authority: KR
Inventors: 신고 야마사끼; 세이끼 니시다
Original assignee: 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2010-03-15
Also published as: US9212410B2; ES2605255T3; EP2175043B1; BRPI0903902A2; US20100126643A1; CA2697352C; CN101765672A; EP2175043A1; JP5114684B2; EP2175043A4; BRPI0903902B1; CA2697352A1; US20160145713A1; CN101765672B; US9689053B2; JPWO2009119359A1; WO2009119359A1

Abstract

본 발명은, 신선 가공성이 우수한 강선재를 얻고, 그것을 소재로 하는 연선성이 우수한 강선을 높은 생산성하에서 수율 좋고 저렴하게 제공하는 것으로, 성분이, C:0.80 내지 1.20％, Si:0.1 내지 1.5％, Mn:0.1 내지 1.0％, Al:0.01％ 이하, Ti:0.01％ 이하, W:0.005 내지 0.2％와 Mo:0.003 내지 0.2％ 중 어느 1종 또는 2종, N:10 내지 30ppm, B:4 내지 30ppm(중, 고용 B가 3ppm 이상), O:10 내지 40ppm을 함유하고, 잔량부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 펄라이트 조직의 면적률이 97％ 이상, 잔량부가 비펄라이트 조직이며, 비펄라이트 조직의 면적률과 조대한 펄라이트 조직의 면적률의 합계가 15％ 이하인 연성이 우수한 고강도 선재를, 신선하여, 인장 강도가 3600㎫ 이상이고, 그 중심부에 있어서의 길이 5㎛ 이상인 보이드 수 밀도가 100개/㎟ 이하인 연성이 우수한 고탄소 강선을 얻는다.

Description

연성이 우수한 선재 및 고강도 강선 및 그들의 제조 방법{WIRE ROD AND HIGH-STRENGTH STEEL WIRE EXCELLENT IN DUCTILITY, AND PROCESSES FOR PRODUCTION OF BOTH}

본 발명은, 연성(延性)이 우수한 선재, 그 선재를 이용하여 제조된 연성과 연선성(stranding property)이 우수한 고강도의 강선 및 그들의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 예를 들어 자동차의 래디얼 타이어나 산업용 벨트 등의 보강재로서 이용되는 스틸 코드, 나아가서는 소잉 와이어 등의 용도에 적합한 강선을 얻기 위한 연성이 우수한 압연 선재, 그 압연 선재로부터 얻어진 고강도 강선 및 그들의 제조 방법에 관한 것이다.

자동차의 래디얼 타이어나, 각종 벨트, 호스의 보강재로서 이용되는 스틸 코드용의 강선, 혹은 소잉 와이어용의 강선은, 일반적으로 강편을 열간 압연한 후, 조정 냉각하여 선 직경(직경)이 4 내지 6㎜인 강 선재(압연 선재)로 하고, 이 압연 선재를 직경 0.15 내지 0.40㎜로 극세강선으로 신선 가공함으로써 제조된다. 또한, 이 극세강선을, 다시 스트랜딩으로 복수개 꼬아 합쳐 연강선(撚鋼線)으로 함으로써 스틸 코드가 제조된다.

신선 공정에서는, 4 내지 6㎜의 압연 선재를 1차 신선 가공하여 직경을 3 내지 4㎜로 하고, 계속해서 중간 파텐팅(patenting) 처리를 행하고, 다시 2차 신선 가공하여 1 내지 2㎜의 직경으로 한다. 이후, 최종 파텐팅 처리를 행하고, 계속해서 황동 도금을 실시하고, 다시 최종 습식 신선 가공을 실시하여 직경 0.15 내지 0.40㎜인 강선으로 한다.

최근, 제조 비용 저감의 목적에서, 중간 파텐팅을 생략하고, 조정 냉각 후의 압연 선재로부터, 최종 파텐팅 선 직경인 1 내지 2㎜까지 다이렉트로 신선하는 경우가 많아지고 있다. 이로 인해, 압연 선재로부터의 다이렉트 신선 특성, 이른바 생인성(rod drawability)이 요구되게 되어, 압연 선재의 연성 및 가공성에 대한 요구가 매우 커지고 있다.

선재의 연성을 나타내는 지표인 드로잉값은, 오스테나이트 입경에 의존하고, 오스테나이트 입경을 미세화함으로써 향상된다. 이것으로부터, Nb, Ti, B 등의 탄화물이나 질화물을 피닝 입자로서 이용함으로써, 오스테나이트 입경을 미세화하는 시도가 이루어지고 있다.

예를 들어, 일본 특허 출원 공개 평8-3639호 공보에는, Nb:0.01 내지 0.1％, Zr:0.05 내지 0.1％, Mo:0.02 내지 0.5％ 중 1종 이상을 첨가 원소로서 함유시킴으로써, 극세강선의 인성·연성을 한층 높이는 기술이 개시되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2001-131697호 공보에도, NbC를 이용한 오스테나이트 입경의 미세화가 제안되어 있다.

그러나 이들 첨가 원소는 고가이므로, 비용 증가를 초래하게 된다. 또한, Nb는 조대한 탄화물, 질화물을, Ti는 조대한 산화물을 형성하기 때문에, 직경 0.40㎜ 이하의 가는 선 직경까지 신선하면 단선되는 경우가 있었다. 또한, 본 발명자들에 의한 검증에 따르면, BN의 피닝에서는, 드로잉값에 영향을 미칠 만큼 오스테나이트 입경을 미세화하는 것은 어려운 것이 확인되어 있다.

한편, 일본 특허 출원 공개 평8-3639호 공보에 개시된 바와 같이, 파텐팅 온도를 저하시켜 선재의 조직을 베이나이트로 조정하고, 이에 의해 고탄소 선재의 신선 가공성을 높이는 기술도 제안되어 있다. 그러나 인라인에서 압연 선재를 베이나이트 조직으로 하기 위해서는, 용융염에 침지할 필요가 있고, 또한 고비용을 초래할 우려가 있는 동시에, 메커니컬 디스케일링성을 저하시킬 우려도 있다.

본 발명은 상기 현상에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 스틸 코드나 소잉 와이어 등의 용도에 적합한 강선을 제조하기 위한 연성이 우수한 선재와 그 선재로 제조된 강선을 제공하는 것 및 그 선재와 강선을 높은 생산성하에 수율 좋고 저렴하게 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 선재의 연성을 열화시키는 요인에 대해 신선 과정에서 발생하는 조대한 보이드에 착안하였다. 그리고 그러한 보이드의 발생을 억제할 수 있으면, 선재의 생인성이 향상되는 동시에, 연선성이 향상된 강선을 얻을 수 있는 것을 발견하였다.

그러한 발견에 기초하여, 본 발명은 하기 (1), (2)에 나타내는 선재, (3)에 나타내는 강선, (4)에 나타내는 선재의 제조 방법, (5)에 나타내는 강선의 제조 방법에 의해, 상기 과제를 해결한다.

(1) 성분이, 질량％ 또는 질량ppm으로, C:0.80 내지 1.20％, Si:0.1 내지 1.5％, Mn:0.1 내지 1.0％, Al:0.01％ 이하, Ti:0.01％ 이하, W:0.005 내지 0.2％와 Mo:0.003 내지 0.2％ 중 어느 1종 또는 2종, N:10 내지 30ppm, B:4 내지 30ppm(중, 고용 B가 3ppm 이상), O:10 내지 40ppm을 함유하고, 잔량부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 펄라이트 조직의 면적률이 97％ 이상, 잔량부가 베이나이트, 의사 펄라이트, 초석 페라이트로 이루어지는 비펄라이트 조직이고, 비펄라이트 조직의 면적률과 겉보기 라멜라 간격이 600㎚ 이상인 조대한 펄라이트 조직의 면적률의 합계가 15％ 이하인 것을 특징으로 하는, 연성이 우수한 고강도 강선용 선재.

(2) 성분으로서, 질량％로, Cr:0.5％ 이하, Ni:0.5％ 이하, Co:0.5％ 이하, V:0.5％ 이하, Cu:0.2％ 이하, Nb:0.1％ 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는, (1)에 기재된 연성이 우수한 고강도 강선용 선재.

(3) (1) 또는 (2)에 기재된 선재를, 파텐팅 처리한 후에 신선한 강선이며, 인장 강도가 3600㎫ 이상이고, 그 중심부에 있어서의 길이 5㎛ 이상의 보이드 수 밀도가 100개/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는, 연성이 우수한 고강도 강선.

(4) (1) 또는 (2)에 기재된 성분의 강편을, 선 직경 3 내지 7㎜인 선재로 열간 압연하고, 그 선재를 800 내지 950℃의 온도 영역에서 권취한 후, 800℃로부터 700℃까지 냉각되는 동안의 냉각 속도가 20℃/s 이상인 냉각 방법으로 파텐팅 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, (1) 또는 (2)에 기재된 연성이 우수한 고강도 강선용 선재의 제조 방법.

(5) (4)에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 선재를 신선하고, 중간 파텐팅 후 다시 냉간 신선을 실시하는 것을 특징으로 하는, (3)에 기재된 연성이 우수한 고강도 강선의 제조 방법.

본 발명을 적용함으로써, 스틸 코드나 소잉 와이어 등에 이용되는 연성, 특히 연선성이 우수한 고강도 강선을, 연성이 우수한 고강도 선재로부터 높은 생산성하에서 수율 좋고 저렴하게 얻을 수 있다.

도 1은 Mo를 함유하는 강을 이용한 압연 선재의 조대 펄라이트와 비펄라이트의 면적률의 합계치와 신선 후의 보이드 수 밀도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2는 Mo를 함유하는 강을 이용한 강선의 보이드 수 밀도와 연선(stranding wire) 단선시의 파단 응력(40％는 파단 없음을 나타냄)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 Mo를 함유하는 강을 이용한 압연 선재의, 권취 후의 800 내지 700℃에 있어서의 냉각 속도와, 냉각 후의 조대 펄라이트와 비펄라이트의 면적률의 합계치의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 W를 함유하는 강을 이용한 압연 선재의 조대 펄라이트와 비펄라이트의 면적률의 합계치와 신선 후의 보이드율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 W를 함유하는 강을 이용한 강선의 보이드 수 밀도와 연선 단선시의 파단 응력(40％는 파단 없음을 나타냄)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 W를 함유하는 강을 이용한 압연 선재의, 권취 후의 800 내지 700℃에 있어서의 냉각 속도와, 냉각 후의 조대 펄라이트와 비펄라이트의 면적률의 합계치의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 선재의 조직을 설명하기 위한 사진을 이용한 도면으로, (a)는 비펄라이트 조직의 예를, (b)는 조대 펄라이트 조직의 예를 각각 나타내는 도면이다.
도 8은 신선 후의 강선 중에 형성된 조대한 보이드를 설명하기 위한 사진을 이용한 도면이다.

본 발명자들은, 선재의 신선 과정에서 생성되고, 신선 후의 강선에 잔류하는 보이드가, 선재와 강선의 연성에 미치는 영향에 대해 조사·연구를 거듭하여 하기의 사실을 발견하였다.

(a) 신선 가공성은, 일반적으로는 C량을 저하시키고, 연질 상(相)인 페라이트, 의사 펄라이트 및 베이나이트(이하, 이들을 비펄라이트 조직이라 함)를 증가시킴으로써 향상된다. 이것은, 그물 모양으로 분산된 비펄라이트 조직이 가공에 의한 변형을 받아, 가공 경화가 매크로적으로는 균일하게 진행되기 때문이다.

그러나 고강도의 강선을 안정적으로 얻기 위해, C량을 0.7％ 이상, 특히 0.8％ 이상으로 증가시키면, 비펄라이트 조직분율은 저하되어, 점재하여 존재하게 된다. 도 7의 (a)에 그러한 비펄라이트 조직의 일례를 나타낸다.

이러한 분산 상태의 비펄라이트 조직은, 신선 가공시에 국소적으로 큰 변형을 받아, 조기에 보이드가 발생한다. 특히, 큰 비펄라이트 조직이 분산되어 있으면 조대한 보이드가 발생하고, 이후의 중간 파텐팅, 최종 신선시로 인계되어 그 신선 특성을 열화시킨다. 도 8에 조대한 보이드의 일례를 나타낸다.

(b) 라멜라 구조를 가진 펄라이트 조직이기는 하지만, 라멜라 간격이 평균적 라멜라 간격의 수배인 라멜라 구조를 갖는 조대한 펄라이트 조직은, 연질부이며, 상기와 동일한 이유에 의해 최종 신선시의 신선 특성을 열화시킨다.

선재 압연 후의 스텔모어(stelmor)에 의한 파텐팅시에 있어서, 권취된 선재의 링 겹침부에서는 냉각 속도가 저하되는 경향에 있다. 이러한 조대한 펄라이트는, 냉각 속도의 저하에 기인하는 비교적 높은 온도에서 생성된 펄라이트 조직이라 생각된다.

신선시의 연성 열화를 억제하기 위해서는, 조대한 펄라이트 조직의 면적률을 저하시켜, 조대한 보이드의 발생을 억제하는 것이 유효하다. SEM에 의한 관찰의 결과, 겉보기상의 라멜라 간격이 600㎚ 이상인 조직(이하, 조대 펄라이트라 함)이 증가하면 보이드율이 증가한다. 또한, 도 7의 (b)에 조대 펄라이트 조직의 일례를 나타낸다.

(c) 비펄라이트 조직 및 조대 펄라이트에 기인하는 조대한 보이드의 발생을 억제하여, 신선시의 연성의 열화를 억제하기 위해서는, 펄라이트 분율을 97％ 이상으로 하는 동시에, 비펄라이트 면적률과 조대 펄라이트 면적률의 합계를 15％ 이하로 하는 것이 유효하다.

(d) Mo 및 W는, 펄라이트와 모상 오스테나이트의 계면에 농축되어, 이른바 용질 끌림 효과(solute drag effect)에 의해 펄라이트의 성장을 억제하는 효과가 있다. 이들 원소를 적량 첨가함으로써, 600℃ 이상의 고온 영역에 있어서의 펄라이트의 성장만을 억제하는 것이 가능하여, 종래의 설비를 이용하여 생산성을 저하시키는 일 없이 조대 펄라이트의 생성을 억제할 수 있다.

또한, Mo 및 W는 켄칭성을 향상시켜 페라이트 생성을 억제하는 효과도 갖고, 비펄라이트 조직의 저감에도 유효하다.

그러나 이들 원소는 과잉으로 첨가되면, 전체 온도 영역에 있어서의 펄라이트 성장이 억제되어, 파텐팅에 장시간을 필요로 하여 생산성의 저하를 초래하는 동시에, 조대한 Mo₂C 탄화물이나 W₂C 탄화물이 석출되어 신선 가공성이 저하된다.

(e) B는 오스테나이트 입계에 편석되고, 파텐팅 처리시의 오스테나이트 온도로부터의 냉각 중에, 오스테나이트 입계로부터 발생하는 페라이트, 의사 펄라이트, 베이나이트 등의 비펄라이트 조직의 발생을 억제하는 동시에, 이러한 켄칭성의 향상 효과에 의해 조대 펄라이트의 생성도 억제된다.

B는 N과 화합물을 형성하므로, 입계에 편석되는 B량은 전체 B량, N량 및 펄라이트 변태 전의 가열 온도에 의해 결정된다. 고용 B의 양이 적으면 상기 효과는 작고, 과잉이면 펄라이트 변태에 앞서, 조대한 Fe₂₃(CB)₆이 석출되어 신선 가공성이 저하된다.

(f) Mo, W 중 1종 또는 2종과 B를 복합 첨가하여, 고용 B를 확보할 수 있는 열처리 조건에서 파텐팅 처리를 행함으로써, 비펄라이트 조직과 조대 펄라이트의 생성이 더욱 억제된다.

(g) 상기와 같이 비펄라이트 조직과 조대 펄라이트의 면적률을 억제한 선재를 이용하여 신선되고, 그 결과, 조대한 보이드의 생성이 억제된 강선은 연선성이 우수하다. 특히, 강선 중에 존재하는 길이 5㎛ 이상의 보이드는 균열로 발전하는 경우가 있고, 그러한 보이드 수 밀도를 100개/㎟ 이하로 억제할 수 있으면, 연선시의 단선을 억제하는 것이 가능하다.

본 발명은, 상기한 발견에 기초하여 이루어진 것이다. 이하, 본 발명에 대해 순차 설명한다. 또한, 이하의 설명에서, 성분의 함유량의 ％, ppm은, 각각 질량％, 질량ppm을 의미한다.

선재의 조직, 보이드에 대해 :

선재는, 열간 압연 후의 조정 냉각에 의해 파텐팅 처리되고, 펄라이트 조직의 면적률이 97％ 이상, 잔량부가 베이나이트, 의사 펄라이트, 초석 페라이트로 이루어지는 비펄라이트 조직이 된다. 97％ 미만이면, 필요한 선재의 강도를 확보할 수 없고, 또한 신선시의 연성이 저하되기 때문이다.

펄라이트 변태는, 오스테나이트 입계에 있어서 펄라이트 조직이 핵 생성되고, 성장함으로써 진행된다. 펄라이트 조직의 핵이 되는 층상 조직이 형성될 때까지는, 페라이트, 시멘타이트가 불규칙적으로 성장한 비펄라이트 조직이 되므로, 통상은 선재의 펄라이트 조직이 100％가 되는 일은 없다.

파텐팅 처리된 압연 선재의 생인성은, 선재 중의 비펄라이트 조직 및 조대 펄라이트 조직의 면적률과 상관이 있고, 비펄라이트 조직과 조대 펄라이트 조직의 면적률의 합계를 15％ 이하로 억제할 수 있으면, 신선시에 있어서의 조기의 보이드 발생이 억제되어, 중간 파텐팅 후의 최종 신선시의 신선성(연성)이 향상된다.

또한, 선재의 비펄라이트 조직과 조대 펄라이트 조직의 면적률의 합계를 15％ 이하로 하면, 신선 후의 강선에 잔류하는 조대한 보이드의 밀도가 저감되어, 강선의 연성이 향상되어, 스트랜딩시에 단선되는 일이 매우 적어진다.

강선 중에 잔류하는 보이드는, 도 8에 나타내는 바와 같이 신선 방향으로 길게 신장되어 존재하고 있다. 본 발명자들의 검토에 따르면, 강선의 연성에 영향을 미치는 것은 길이 5㎛ 이상의 조대한 보이드이며, 선재의 비펄라이트 조직과 조대 펄라이트 조직의 면적률의 합계를 15％ 이하로 하면, 그러한 보이드의 수 밀도가 강선의 중심부에 있어서 100개/㎟ 이하가 되어, 강선의 연선성이 향상되는 것을 알 수 있었다.

도 1에, 후술하는 제1 실시예(Mo를 단독으로 함유하는 강을 이용한 예)에서 얻어진 값을 이용하여 작성한, 신선 전의 선재의 비펄라이트 조직과 조대 펄라이트 조직의 면적률의 합계와 신선 후의 강선의 보이드 수 밀도의 관계를 나타낸다. 또한, 도 2에, 마찬가지로 하여 작성한 강선의 보이드 수 밀도와 연선 단선시의 파단 응력(40％는 파단 없음을 나타냄)의 관계를 나타낸다.

이들 도면에는, 선재의 비펄라이트와 조대 펄라이트의 면적률의 합계를 15％ 이하로 하면, 강선의 보이드의 수 밀도가 100개/㎟ 이하가 되어, 파단 없이 스트랜딩할 수 있는 것이 나타나 있다.

이들 비펄라이트 조직과 조대 펄라이트 조직의 저감에는, 강편의 C, Si, Mn량을 소정의 범위로 조정하는 데 더하여, 전술한 바와 같이 Mo, W 중 1종 또는 2종과 B를, Mo:0.003 내지 0.2％, W:0.005 내지 0.2％, B:4 내지 30ppm의 범위에서 복합 첨가한 후에, 상기 강편을, 선 직경 3 내지 7㎜로 열간 압연하여 800 내지 950℃의 온도 영역에서 권취하고, 그 후, 800℃로부터 700℃까지 냉각되는 동안의 냉각 속도가 20℃/s 이상인 냉각 방법으로 파텐팅 처리를 행하는 것이 유효하다.

도 3에, 후술하는 제1 실시예에서 얻어진, 파텐팅 처리시의 800 내지 700℃의 사이의 냉각 속도와 파텐팅 처리 후의 비펄라이트 조직과 조대 펄라이트 조직의 면적률의 합계의 관계를 나타낸다.

20℃/s보다 냉각 속도를 작게 하면, 상기한 성분의 강을 이용해도, B가 BN으로서 석출되어 고용 B량이 저하되므로, 비펄라이트 조직이나 조대 펄라이트 조직을 억제하는 것이 어렵다. 바람직한 냉각 속도는 25℃/s 이상이다. 냉각 속도의 상한은 특별히 한정하고 있지 않지만, 지나치게 냉각 속도를 크게 하면, 펄라이트 변태 후의 인장 강도(TS)가 필요 이상으로 높아져 생인성을 손상시키므로, 50℃/s 이하인 것이 바람직하다.

냉각 속도의 조정은, 스텔모어에 있어서는, 에어의 블로워를 링 겹침부에 집중적으로 배치하는 것이나, 측면에 블로워를 장착하는 등에 의해, 링 겹침부의 냉각 속도가 20℃/s 이상이 되도록 제어한다.

또한, 펄라이트 조직의 라멜라 간격은 온도에 의존하고, 라멜라 간격이 성긴 조대 펄라이트는 650℃ 근방에서 생성되는 것이라 추정된다. 실제의 링 형상 선재의 제조 공정에 있어서는, 링의 겹침부가 반드시 존재한다. 겹침부에 있어서는, 냉각 속도가 필연적으로 주위의 평균적인 부위보다 저하되므로, 오스테나이트 온도 영역의 냉각 속도를 20℃/s 이상으로 제어하였다고 해도, 겹침부에 있어서 국소적으로 650℃ 근방까지 상승하는 것을 억제하는 것은 매우 곤란하다. 그로 인해, Mo나 W와 B를 첨가함으로써 조대 펄라이트의 생성을 억제할 수는 있어도, 그것을 제로로 하는 것은 사실상 불가능하다고 할 수 있다.

상기에 있어서, 권취 온도 범위를 800 내지 950℃의 온도 영역으로 지정하고 있는 것은, 디스케일링성을 확보하는 동시에, B의 탄화물이나 질화물의 석출을 억제하여 고용 B를 확보하는 것 및 오스테나이트 입경의 조대화를 억제함으로써, 비펄라이트 조직 및 조대 펄라이트 조직을 미세화하여, 이들 조직을 기점으로 발생하는 보이드의 사이즈를 미세화하는 것을 목적으로 하고 있다.

선재 및 강선의 성분 조성 :

C : C는, 강도를 높이는 데 유효한 원소이다. 그 함유량이 0.80％ 미만인 경우에는, 3600㎫ 이상의 높은 강도를 안정적으로 최종 제품인 강선에 부여시키는 것이 곤란해지고, 동시에 오스테나이트 입계에 초석 페라이트의 석출이 촉진되어, 필요한 펄라이트 조직 면적률을 얻는 것이 곤란해진다. 한편, C의 함유량이 1.20％를 초과하여 많아지면 오스테나이트 입계에 그물 모양의 초석 시멘타이트가 생성되어 신선 가공시에 단선이 발생하기 쉬워질 뿐만 아니라, 최종 신선 후에 있어서의 극세선재의 인성·연성을 현저하게 열화시킨다. 따라서, C의 함유량을 0.80 내지 1.20％로 하였다.

Si : Si는 강도를 높이는 데 유효한 원소이다. 또한, 탈산제로서 유용한 원소이며, Al을 함유하지 않는 강선재를 대상으로 할 때에도 필요한 원소이다. 그 함유량이 0.1％ 미만에서는 탈산 작용이 과소이다. 한편, Si량이 1.5％를 초과하여 많아지면 과공석강(過共析鋼)에 있어서도 초석 페라이트의 석출을 촉진하는 동시에, 신선 가공에서의 한계 가공도가 저하된다. 또한, 메커니컬 디스케일링(이하, MD라 약기함)에 의한 신선 공정이 곤란해진다. 따라서, Si의 함유량을 0.1 내지 1.5％로 하였다. Si량의 바람직한 상한은 0.6％ 미만, 보다 바람직하게는 0.35％ 미만이다.

Mn : Mn도 Si와 마찬가지로, 탈산제로서 유용한 원소이다. 또한, 켄칭성을 향상시켜, 선재의 강도를 높이는 데도 유효하다. 또한 Mn은, 강 중의 S를 MnS로서 고정하여 열간 취성을 방지하는 작용을 갖는다. 그 함유량이 0.1％ 미만에서는 상기한 효과를 얻기 어렵다. 한편, Mn은 편석되기 쉬운 원소이며, 1.0％를 초과하면 특히 선재의 중심부에 편석되고, 그 편석부에는 마르텐사이트나 베이나이트가 생성되므로, 신선 가공성이 저하된다. 따라서, Mn의 함유량을 0.1 내지 1.0％로 하였다.

Al : Al은, 경질 비변형의 알루미나계 비금속 개재물을 생성하여 연성 열화와 신선성 열화의 원인이 되므로, 그러한 열화를 초래하지 않도록 Al의 함유량은 0％를 포함하는 0.01％ 이하로 하였다.

Ti : Ti는, 경질 비변형의 산화물을 생성하여 연성 열화와 신선성 열화의 원인이 되므로, 그러한 열화를 초래하지 않도록 Ti의 함유량은 0％를 포함하는 0.01％ 이하로 규정하였다.

Mo, W : Mo 및 W는, 펄라이트와 모상 오스테나이트의 계면에 농축되어, 이른바 용질 끌림 효과에 의해 펄라이트의 성장을 억제하는 효과가 있고, 각각 단독으로, 혹은 조합하여 첨가된다.

Mo는 0.003％ 이상, W는 0.005％ 이상 첨가함으로써, 600℃ 이상의 고온 영역에 있어서의 펄라이트의 성장만을 억제하는 것이 가능하여, 조대 펄라이트의 생성을 억제할 수 있다. 또한, Mo 및 W는, 켄칭성의 향상 효과도 갖고, 페라이트의 생성을 억제하여 비펄라이트 조직을 저감시키는 데도 유효하다.

그러나 모두 0.2％를 초과하여 과잉으로 첨가되면, 전체 온도 영역에 있어서의 펄라이트 성장이 억제되고, 파텐팅에 장시간을 필요로 하여, 생산성의 저하를 초래하는 동시에, 조대한 Mo₂C 탄화물이나 W₂C 탄화물이 석출되어 신선 가공성이 저하된다.

따라서, Mo의 함유량을 0.003 내지 0.2％로 하고, W의 함유량을 0.005 내지 0.2％로 하였다. Mo와 W의 양쪽을 첨가하는 경우는, 합계량을 0.2％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 또한 0.16％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

Mo의 바람직한 범위는 0.01％ 이상 0.15％ 이하이고, 보다 바람직한 범위는 0.02％ 이상 0.10％ 이하이고, 더욱 바람직한 범위는 0.04％ 이상 0.08％ 이하이다.

또한, W의 바람직한 범위는 0.01％ 이상 0.15％ 이하이고, 보다 바람직한 범위는 0.02％ 이상 0.10％ 이하이고, 더욱 바람직한 범위는 0.04％ 이상 0.08％ 이하이다.

N : N은, 강 중에서 B와 질화물을 생성하여, 가열시에 있어서의 오스테나이트 입도의 조대화를 방지하는 작용이 있고, 그 효과는 10ppm 이상 함유시킴으로써 유효하게 발휘된다. 그러나 함유량이 30ppm을 초과하여 지나치게 많아지면, 질화물량이 지나치게 증대하여 오스테나이트 중의 고용 B량을 저하시킨다. 또한, 고용 N이 신선 중의 시효를 촉진시킬 우려가 발생된다. 따라서, N의 함유량을 10 내지 30ppm으로 하였다.

O : O는, Si 기타와 복합 개재물을 형성함으로써, 신선 특성에의 악영향을 미치지 않는 연질 개재물을 형성시키는 것이 가능해진다. 이러한 연질 개재물은 압연 후에 미세 분산시키는 것이 가능하고, 피닝 효과에 의해 γ 입경을 미세화하여 파텐팅 선재의 연성을 향상시키는 효과가 있다. 그로 인해, 하한을 10ppm보다 많은 값으로 하였다. 그러나 함유량이 40ppm을 초과하여 지나치게 많아지면, 경질의 개재물을 형성하여 신선 특성이 열화되므로, O의 함유량을 10ppm 초과 내지 40ppm으로 하였다.

또한, Mo를 단독으로 함유시키는 경우에는, O를 20ppm을 초과하여 함유시키는 것이 바람직하다.

B : B는 고용 상태에서 오스테나이트 중에 존재하는 경우, 입계에 농화되어 페라이트, 의사 펄라이트, 베이나이트 등의 비펄라이트 조직의 생성을 억제한다. 이를 위해 고용 B는 3ppm 이상 필요하다. 한편, B를 지나치게 첨가하면 오스테나이트 중에 있어서 조대한 Fe₃(CB)₆탄화물의 석출을 촉진시켜, 신선성에 악영향을 미친다. 이상을 만족시키기 위해 B 함유량의 하한치를 4ppm, 상한치를 30ppm(중, 고용 B는 3ppm 이상)으로 하였다.

B의 바람직한 범위는 6ppm 이상 20ppm 이하이고, 보다 바람직한 범위는 8ppm 이상 15ppm 이하이고, 더욱 바람직한 범위는 10ppm 이상 13ppm 이하이다. 또한, 고용 B의 바람직한 범위는 5ppm 이상 15ppm 이하이고, 보다 바람직한 범위는 6ppm 이상 12ppm 이하이고, 더욱 바람직한 범위는 8ppm 이상 10ppm 이하이다.

P, S : 이들은 불순물이며, 특별히 함유량을 규정하지 않지만, 종래의 극세강선과 마찬가지로 연성을 확보하는 관점에서, 각각 0.02％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 이용되는 강선재는 상기 원소를 기본 성분으로 하는 것이지만, 또한 강도, 인성, 연성 등의 기계적 특성의 향상을 목적으로 하여, 이하와 같은 원소를 1종 또는 2종 이상 적극적으로 첨가해도 좋다.

Cr:0.5％ 이하, Ni:0.5％ 이하, Co:0.5％ 이하, V:0.5％ 이하, Cu:0.2％ 이하, Nb:0.1％ 이하.

이하, 각 원소에 대해 설명한다.

Cr : Cr은 펄라이트의 라멜라 간격을 미세화하여, 강선의 강도나 선재의 신선 가공성을 향상시키는 데 유효한 원소이다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는 0.1％ 이상의 첨가가 바람직하다. 한편, Cr량이 지나치게 많으면 변태 종료 시간이 길어져, 열간 압연 후의 선재 중에 마르텐사이트나 베이나이트 등의 과냉 조직이 발생할 우려가 있는 것 외에, 메커니컬 디스케일링성도 나빠지므로, 첨가하는 경우의 상한을 0.5％로 하였다.

Ni : Ni는 강선의 강도 상승에는 그다지 기여하지 않지만, 인성을 높이는 원소이다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는 0.1％ 이상의 첨가가 바람직하다. 한편, Ni를 과잉으로 첨가하면 변태 종료 시간이 길어지므로, 첨가하는 경우의 상한치를 0.5％로 하였다.

Co : Co는, 압연 선재에 있어서의 초석 시멘타이트의 석출을 억제하는 데 유효한 원소이다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는 0.1％ 이상의 첨가가 바람직하다. 한편, Co를 과잉으로 첨가해도 그 효과는 포화되어 경제적으로 낭비이므로, 첨가하는 경우의 상한치를 0.5％로 하였다.

V : V는 페라이트 중에 미세한 탄질화물을 형성함으로써, 가열시의 오스테나이트립의 조대화를 방지하는 동시에, 압연 후의 강도 상승에도 기여한다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는 0.05％ 이상의 첨가가 바람직하다. 그러나 지나치게 과잉으로 첨가하면, 탄질화물의 형성량이 지나치게 많아지는 동시에, 탄질화물의 입자 직경도 커지므로, 첨가하는 경우의 상한을 0.5％로 하였다.

Cu : Cu는, 강선의 내식성을 높이는 효과가 있다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는 0.1％ 이상의 첨가가 바람직하다. 그러나 과잉으로 첨가하면, S와 반응하여 입계 중에 CuS를 편석하기 때문에, 선재 제조 과정에서 강괴나 선재 등에 흠집을 발생시킨다. 이러한 악영향을 방지하기 위해, 첨가하는 경우의 상한을 0.2％로 하였다.

Nb : Nb는, 강선의 내식성을 높이는 효과가 있다. 이러한 작용을 유효하게 발휘시키기 위해서는 0.05％ 이상의 첨가가 바람직하다. 한편, Nb를 과잉으로 첨가하면 변태 종료 시간이 길어지므로, 첨가하는 경우의 상한을 0.1％로 하였다.

압연 선재의 제조 조건 :

상기와 같은 성분으로 이루어지는 강의 빌릿(강편)을 가열 후, 열간 압연에 의해, 최종 제품 직경에 따른 선 직경 3 내지 7㎜의 압연 선재로 한다. 그때, 전술한 바와 같이 권취 온도를 800℃ 내지 950℃의 온도 영역으로 하는 동시에, 권취 후의 냉각에 있어서, 800℃로부터 700℃까지 냉각되는 동안의 냉각 속도를 20℃/s 이상으로 함으로써, 초석 페라이트나 조대 펄라이트의 생성을 억제한다.

신선 조건 :

상기와 같은 제조 조건으로 제조되고, 상기와 같은 성분 조성, 조직의 조건을 만족하는 연성이 우수한 강선재를 냉간 신선하고, 도중에 1회의 최종 파텐팅 처리를 실시한 후, 최종의 냉간 신선을 하여, 인장 강도가 3600㎫ 이상이고, 강선의 중심에 있어서의 길이 5㎛ 이상의 보이드 수 밀도가 100개/㎟ 이하인 고강도 강선을 얻는다. 그때, 냉간 신선의 진변형은, 3 이상, 바람직하게는 3.5 이상으로 한다.

다음에 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 물론 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 가하여 실시하는 것도 물론 가능하고, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

(제1 실시예)

Mo를 함유하는 강을 이용한 경우의 실시예이며, 표 1에 나타내는 화학 성분의 강을 이용한 빌릿을 가열 후, 열간 압연에 의해 직경 3 내지 7㎜의 선재로 하고, 압연 후의 선재를 소정의 온도에서 링 형상으로 권취한 후, 스텔모어에 의한 파텐팅 처리를 실시하였다.

스텔모어에 의한 파텐팅 처리시, 선재의 겹침부는 냉각 속도가 저하되기 때문에, 변태 온도가 높아져, 조대 펄라이트가 발생하기 쉽다. 800℃로부터 700℃까지의 냉각 속도는, 스텔모어 컨베이어 상에서 링 겹침부의 온도를 비접촉 타입의 온도계를 이용하여 0.5m 간격으로 측정함으로써, 800℃로부터 700℃까지의 냉각되는 소요 시간 t를 측정하고, 냉각 속도를 (800-700)/t로서 구하였다.

파텐팅 후의 압연 선재에 대해, 소정의 샘플을 잘라내어 인장 시험을 실시하는 동시에, 비펄라이트 조직 및 조대 펄라이트 조직의 면적률 측정을 위해, 직경 1.0 내지 1.5m의 링 형상의 선재 링을 8등분하고, 이들 8개의 선재로부터 10㎜ 길이의 샘플을 잘라내고, 선재 길이 방향(L방향) 중심부의 단면을 관찰할 수 있도록 수지 매립한 후, 알루미나 연마하고, 포화 피크랄로 부식시켜 SEM 관찰을 실시하였다.

SEM의 관찰 영역은 1/4D 부분을, 200×300㎛의 영역을 2000배로 측정하고, 시멘타이트가 입상으로 분산된 의사 펄라이트부, 판상 시멘타이트가 주위의 펄라이트 라멜라 간격의 3배 이상의 간격으로 성기게 분산되어 있는 베이나이트부, 오스테나이트를 따라 석출된 초석 페라이트부의 면적률을, 비펄라이트 조직으로서, 화상 해석에 의해 측정하였다. 또한, 겉보기상의 라멜라 간격이 600㎚ 이상인 조대 펄라이트 조직의 면적분율을 화상 해석 장치에 의해 측정하였다. 이들의 측정을 상기 8개의 샘플을 이용하여 행하고, 그 평균치 및 최대치를 구하였다.

선재의 신선 특성을 얻기 위해, 파텐팅 처리 후의 압연 선재의 스케일을 산세로 제거한 후, 인산염 피막 처리(phosphate treatment)에 의해 인산 아연 피막을 부여한 길이 10m의 선재를 준비하고, 1패스당의 단면 감소율 16 내지 20％의 단두식(單頭式) 신선을 행하고, 도중에서 한번, 납로(LP) 혹은 유동 베드(FBP)에 의한 파텐팅(최종 파텐팅)을 실시하고, 그 후 선 직경 0.15 내지 0.3㎜까지 습식 연속 신선하여, 최종 신선 직경의 강선을 얻었다. 얻어진 강선으로부터 샘플을 취출하여, 인장 시험과 보이드 수 밀도의 측정을 실시하였다.

신선된 강선 중의 보이드 수 밀도는, 길이 10㎜의 강선의 L 단면 중심부의 관찰이 가능하도록 매립하여 연마하고, 포화 피크랄로 부식시켜, SEM으로 선재 중심부의 길이 10㎜, 폭 20㎛의 영역을 5000배로 촬영하고, 길이 5㎛ 이상의 보이드 수를 측정하여, 관찰 면적으로 나눔으로써 얻었다.

다음에, 이와 같이 작성한 강선을 이용하여, 강선 강도(TS)의 40％의 장력, 10000rpm의 조건으로 스트랜딩을 실시하여, 단선의 발생 유무 및 파단하였을 때의 파단 응력을 조사하였다. 파단 응력은, 강선 강도(TS)에 대한 파단하였을 때의 장력의 비로 나타내었다. 상기한 가공 조건에서는, 40％는 파단이 없는 것을 나타낸다.

결과를 표 2에 나타낸다. 표 2에 있어서, No.1 내지 29는, 각각 표 1의 대응하는 No.1 내지 29의 강을 이용한 것으로, No.1 내지 16은 본 발명예, No.17 내지 29는 비교예이다. 비교예의 강선의 특성란이「―」인 것은, 최종 신선 패스 혹은 그 전의 패스에서 단선된 것으로, 최종 신선 직경은 그때의 패스 직경을 기재하였다.

표 2의 값에 기초하여, 도 1에, 비펄라이트 조직과 조대 펄라이트 조직의 면적률의 합계치와 최종 신선 후의 강선의 보이드 수 밀도의 관계를 나타내고, 도 2에, 강선의 보이드 수 밀도와 연선 단선시의 파단 응력의 관계를 나타내었다. 또한, 도 3에, 권취 후의 선재의 800℃ 내지 700℃에 있어서의 냉각 속도와, 조대 펄라이트 조직과 비펄라이트 조직의 면적률의 합계치의 관계를 나타내었다.

도 1에는, 본 발명예에 있어서 비펄라이트 및 조대 펄라이트의 분율을 15％ 이하로 억제하면, 신선 후의 강선에 있어서, 길이 5㎛ 이상의 조대한 보이드의 발생을 100개/㎟ 이하로 억제할 수 있는 것, 또한 도 2에는, 본 발명예에 있어서 보이드의 발생을 100개/㎟ 이하로 억제하면, 단선 없이 스트랜딩할 수 있는 것이 나타내어져 있다. 또한, 도 3에는, 선재의 800℃ 내지 700℃에 있어서의 냉각 속도를 20℃/s 이상으로 함으로써, 비펄라이트 및 조대 펄라이트의 분율을 15％ 이하로 억제할 수 있는 것이 나타내어져 있다.

표 2에 나타내어지는 바와 같이, 본 발명예에 있어서는, 모두 단선되는 일 없이 인장 강도가 높은 강선이 얻어지고, 또한 그 강선은 연선 단선되는 일 없이 연선으로 가공할 수 있었다.

이에 대해, 비교예에서는 다음과 같은 문제가 있어, 신선 과정에서 단선되거나, 신선 후의 스트랜딩에서 연선 단선되었다.

17은 권취 온도가 낮기 때문에, 파텐팅 처리 전에 B의 질화물 및 탄화물이 석출되어, 고용 B량을 확보할 수 없었으므로, 비펄라이트 및 조대 펄라이트를 억제할 수 없었던 예이다.

18은 B량이 낮으므로, 비펄라이트 및 조대 펄라이트를 억제할 수 없었던 예이다.

19는 B량이 과잉이며, 다량의 B 탄화물 및 초석 시멘타이트가 오스테나이트 입계에 석출되어 버려, 신선 특성이 좋지 않았던 예이다.

20은 Si량이 과잉이며, 비펄라이트(초석 페라이트) 석출을 억제할 수 없었던 예이다.

21은 C량이 과잉이며, 초석 시멘타이트 석출을 억제할 수 없었기 때문에, 단선에 의해 신선이 불가능했던 예이다.

22는 Mn량이 과잉이며, 압연시에 펄라이트 변태가 종료되지 않았기 때문에 신선 가공성이 저하되어, 단선된 예이다.

23은 압연 후의 권취 온도가 지나치게 높았기 때문에, 냉각 과정에 BN이 다량으로 석출된 것, 덧붙여 또한 오스테나이트 입경이 조대화되었기 때문에, 조대한 입계 페라이트가 생성되어 연성이 열화된 예이다.

24는 Mo량이 과잉이며, 압연시에 펄라이트 변태가 종료되지 않았기 때문에, 1차 신선을 할 수 없었던 예이다.

25 내지 27은 B 무첨가이므로, 비펄라이트 및 조대 펄라이트를 억제할 수 없었던 예이다.

28은 권취 후의 냉각 속도가 작으므로, 인장 강도(TS)도 낮고, 비펄라이트, 조대 펄라이트 모두 많은 예이다.

29는 Mo 무첨가이므로, 조대 펄라이트의 생성을 억제할 수 없었던 예이다.

(제2 실시예)

Mo를 함유하는 강을 이용한 경우의 실시예이며, 표 3에 나타내는 화학 성분의 강 빌릿을 이용하여, 제1 실시예와 마찬가지로 직경 5㎜, 5.5㎜의 선재로 하고, 그 선재를 소정의 온도에서 링 형상으로 권취한 후, 스텔모어에 의한 파텐팅 처리 혹은 용융염에 침지하는 파텐팅 처리(DLP)를 실시하였다.

파텐팅 후의 압연 선재에 대해, 제1 실시예과 마찬가지로 샘플을 취출하고, 인장 시험을 실시하는 동시에 SEM 관찰을 실시하였다.

계속해서, 선재의 신선 특성을 얻기 위해, 제1 실시예와 마찬가지로 신선하여, 최종 신선 직경의 강선을 얻었다. 얻어진 강선으로부터 샘플을 취출하여, 인장 시험과 보이드 수 밀도의 측정을 실시하였다.

또한, 작성한 강선을 이용하여, 제1 실시예와 마찬가지로 스트랜딩을 실시하여, 단선의 발생의 유무 및 파단하였을 때의 파단 장력을 조사하였다.

압연 선재의 제조 조건, 압연 선재의 신선 도중에서 행해지는 최종 파텐팅 조건 및 얻어진 선재 및 강선의 특성을 표 4에 나타낸다. 표 4에 있어서, No.a 내지 h는, 각각 표 3의 대응하는 No.a 내지 h의 강을 이용한 것이며, No.a 내지 d는 본 발명예이고, No.e 내지 h는 비교예이다.

본 발명예에 있어서는, 모두 단선되는 일 없이 인장 강도가 높은 강선이 얻어지고, 또한 그 강선은 연선 단선되는 일 없이 연선으로 가공할 수 있었다.

이에 대해, 비교예에서는, 강의 성분 조성은 본 발명의 조건을 만족하고 있어 강선으로 신선되어 있지만, 권취 후의 냉각 속도가 작으므로, 선재의 조대 펄라이트, 비펄라이트 모두 많아, 신선 후에 잔류하는 보이드 밀도도 높아져 있고, 스트랜딩에서 연선 단선되었다

(제3 실시예)

W를 함유하는 강을 주로 이용하고, 일부에 W와 Mo의 양쪽을 함유하는 강을 이용한 경우의 실시예이며, 표 5에 나타내는 화학 성분의 강 빌릿을 이용하여, 제1 실시예와 마찬가지로 직경 4 내지 6㎜의 선재로 하고, 그 선재를 소정의 온도에서 링 형상으로 권취한 후, 스텔모어에 의한 파텐팅 처리를 실시하였다.

파텐팅 후의 압연 선재에 대해, 제1 실시예와 마찬가지로 샘플을 취출하여, 인장 시험을 실시하는 동시에 SEM 관찰을 실시하였다.

또한, 작성한 강선을 이용하여, 제1 실시예와 마찬가지로 스트랜딩을 실시하고, 단선의 발생 유무 및 파단하였을 때의 파단 장력을 조사하였다.

압연 선재의 제조 조건, 압연 선재의 신선 도중에서 행해지는 최종 파텐팅 조건 및 얻어진 선재 및 강선의 특성을 표 6에 나타낸다.

표 6에 있어서, No.1 내지 16은, 각각 표 5의 본 발명예의 No.1 내지 16의 강을 이용한 본 발명예이며, 마찬가지로 17 내지 28은 비교예이다. 비교예의 강선의 특성란이「―」인 것은, 최종 신선 패스 혹은 그 전의 패스에서 단선된 것이며, 최종 신선 직경은 그때의 패스 직경을 기재하였다.

표 6의 값에 기초하여, 도 4 내지 도 6에, 제1 실시예의 도 1 내지 도 3과 동일한 관계를 나타내었다. 도 4 내지 도 6에는, W를 함유하는 강을 이용한 경우라도, Mo를 함유하는 강을 이용한 제1 실시예와 동일한 관계가 얻어지는 것이 나타내어져 있다.

표 6에 나타내어지는 바와 같이, 본 발명예에 있어서는, 모두 단선되는 일 없이 인장 강도가 높은 강선이 얻어지고, 또한 그 강선은 연선 단선되는 일 없이 연선으로 가공할 수 있었다.

이에 대해, 비교예에서는 다음과 같은 문제가 있어, 신선 과정에서 단선되거나, 신선 후의 스트랜딩에 의해 연선 단선되었다.

18은 압연 후의 권취 온도가 지나치게 높았기 때문에, 냉각 과정에 BN이 다량으로 석출된 것, 덧붙여 또한 오스테나이트 입경이 조대화되었으므로, 조대한 입계 페라이트가 생성되어 연성이 열화된 예이다.

19, 22, 24, 26, 29는 B량이 낮거나, 혹은 무첨가이므로, 비펄라이트 및 조대 펄라이트를 억제할 수 없었던 예이다.

19, 26, 30은 W가 무첨가이므로, 조대 펄라이트의 생성을 억제할 수 없었던 예이다.

20은 냉각 속도가 작기 때문에, TS도 낮고, 조대 펄라이트, 비펄라이트 모두 많은 예이다.

21은 B량이 과잉이며, 다량의 B 탄화물 및 초석 시멘타이트가 오스테나이트 입계에 석출되어 버려, 신선 특성이 좋지 않았던 예이다.

23은 Si량이 과잉이며, 비펄라이트(초석 페라이트) 석출을 억제할 수 없었던 예이다.

25는 C량이 과잉이며, 초석 시멘타이트 석출을 억제할 수 없었기 때문에, 1차 신선에서 단선된 예이다.

27은 Mn량이 과잉이며, 압연시에 펄라이트 변태가 종료되지 않았기 때문에 신선 가공성이 저하되어, 단선된 예이다.

28은 W량이 과잉이며, 압연시에 펄라이트 변태가 종료되지 않았기 때문에, 1차 신선에서 단선된 예이다.

(제4 실시예)

W를 함유하는 강을 이용한 경우의 실시예이며, 표 7에 나타내는 화학 성분의 강 빌릿을 이용하여, 제1 실시예와 마찬가지로 직경 4㎜, 5.5㎜의 선재로 하고, 그 선재를 소정의 온도에서 링 형상으로 권취한 후, 스텔모어에 의한 파텐팅 처리 혹은 용융염에 침지하는 파텐팅 처리(DLP)를 실시하였다.

또한, 얻어진 강선을 이용하여, 제1 실시예와 마찬가지로 스트랜딩을 실시하고, 단선의 발생 유무 및 파단하였을 때의 파단 장력을 조사하였다.

압연 선재의 제조 조건, 압연 선재의 신선 도중에서 행해지는 최종 파텐팅 조건 및 얻어진 선재 및 강선의 특성을 표 8에 나타낸다.

표 8에 있어서, No.a 내지 h는, 각각 표 7의 대응하는 No.a 내지 h의 강을 이용한 것이며, No.a 내지 d는 본 발명예이고, No.e 내지 h는 비교예이다.

이에 대해, 비교예에서는, 강의 성분 조성은 본 발명의 조건을 만족하고 있어, 강선으로 신선되어 있지만, 권취 후의 냉각 속도가 작으므로, 선재의 조대 펄라이트, 비펄라이트 모두 많아, 신선 후에 잔류하는 보이드 밀도도 높아져 있고, 스트랜딩에서 연선 단선되었다.

본 발명을 적용함으로써, 스틸 코드나 소잉 와이어 등에 이용되는 연성, 특히 연선성이 우수한 고강도 강선을, 연성이 우수한 고강도 선재로부터 높은 생산성하에서 수율 좋고 저렴하게 얻을 수 있어, 그 산업상의 이용 가능성은 크다.

Claims

성분이, 질량％ 또는 질량ppm으로, C:0.80 내지 1.20％, Si:0.1 내지 1.5％, Mn:0.1 내지 1.0％, Al:0.01％ 이하, Ti:0.01％ 이하, W:0.005 내지 0.2％와 Mo:0.003 내지 0.2％ 중 어느 1종 또는 2종, N:10 내지 30ppm, B:4 내지 30ppm(중, 고용 B가 3ppm 이상), O:10 내지 40ppm을 함유하고, 잔량부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 펄라이트 조직의 면적률이 97％ 이상, 잔량부가 베이나이트, 의사 펄라이트, 초석 페라이트로 이루어지는 비펄라이트 조직이고, 비펄라이트 조직의 면적률과 겉보기 라멜라 간격이 600㎚ 이상인 조대한 펄라이트 조직의 면적률의 합계가 15％ 이하인 것을 특징으로 하는, 연성이 우수한 고강도 강선용 선재.
제1항에 있어서, 성분으로서, 질량％로, Cr:0.5％ 이하, Ni:0.5％ 이하, Co:0.5％ 이하, V:0.5％ 이하, Cu:0.2％ 이하, Nb:0.1％ 이하로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는, 연성이 우수한 고강도 강선용 선재.
제1항 또는 제2항에 기재된 선재를, 파텐팅 처리한 후에 신선한 강선이며, 인장 강도가 3600㎫ 이상이고, 그 중심부에 있어서의 길이 5㎛ 이상의 보이드 수 밀도가 100개/㎟ 이하인 것을 특징으로 하는, 연성이 우수한 고강도 강선.
제1항 또는 제2항에 기재된 연성이 우수한 고강도 강선용 선재를 제조하는 방법이며, 제1항 또는 제2항에 기재된 성분의 강편을, 선 직경 3 내지 7㎜인 선재로 열간 압연하고, 그 선재를 800 내지 950℃의 온도 영역에서 권취한 후, 800℃로부터 700℃까지 냉각되는 동안의 냉각 속도가 20℃/s 이상인 냉각 방법으로 파텐팅 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 연성이 우수한 고강도 강선용 선재의 제조 방법.
제3항에 기재된 연성이 우수한 고강도 강선의 제조 방법이며, 제4항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 선재를 신선하고, 중간 파텐팅 후 다시 냉간 신선을 실시하는 것을 특징으로 하는, 연성이 우수한 고강도 강선의 제조 방법.