KR20100046989A

KR20100046989A - 고강도 비조질강 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20100046989A
Application number: KR1020080106057A
Authority: KR
Inventors: 박철우; 홍석우
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2010-05-07

Abstract

본 발명은 고강도 비조질강 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 탄소(C) 0.15~0.35wt%, 실리콘(Si) 0.10~0.50wt%, 망간(Mn) 1.30~2.00wt%, 인(P) 0.030wt% 이하, 황(S) 0.040~0.070wt%, 구리(Cu) 0.30wt% 이하, 니켈(Ni) 0.30wt% 이하, 크롬(Cr) 1.00~1.60wt%, 몰리브덴(Mo) 0.10wt% 이하, 알루미늄(Al) 0.0~0.050wt% 이하, 바나듐(V) 0.10~0.30wt%, 티타늄(Ti) 0.020~0.050wt%, 보론(B) 10~50ppm, 산소(O) 30ppm 이하, 질소(N) 80ppm 이하 및 나머지 잔부가 철(Fe)과 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소로 이루어 진다. 본 발명은 안정된 탄화물과 유화물을 형성하는 합금설계로 조질열처리 없이도 고강도와 고인성 그리고 피삭성을 확보하므로 열처리 비용을 절감할 수 있으며, 부품경량화로 인한 연비효율 상승에 기여할 수 있는 이점이 있다.

비조질강, 조질처리, 피삭성

Description

고강도 비조질강 및 그 제조방법{Microalloy steel having high strength, and method for producing the same}

본 발명은 고강도 비조질강 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조질처리를 실시하지 않고도 조질 열처리강보다 우수한 기계적 성질을 갖는 고강도 비조질강 및 그 제조방법에 관한 것이다.

1000MPa 이상의 인장강도가 요구되는 고강도급 크랭크샤프트의 경우 합금강을 열처리한 조질강이 사용된다. 조질강은 중탄소강 또는 중탄소저합금강과 같은 압연재를 열간단조하고, 그 후 소입 및 소려 열처리를 실시하여 필요한 강도와 인성을 확보한다.

상기 공정 중 소입. 소려 열처리는 850℃ 내외로 가열한 후 급냉하여 재질을 경화시키는 소입(Quenching) 공정과 이를 다시 600℃ 내외의 온도로 가열하고 냉각시켜 경화된 강에 인성을 부여하는 소려(Tempering) 공정으로 구분된다.

하지만 최근에는 원가절감 차원에서 이러한 조질 열처리를 생략하고자 열간단조와 제어냉각 과정만을 거친 후 기계가공하여 제품화하는 비조질강이 개발되고 있다.

그러나, 상기 방법은 고강도를 확보하기 위한 제조공정에서의 추가설비(예컨데, 제어냉각시스템)가 요구되고, 온도품질이 항상 일정하기 어려운 점 등으로 조직 제어가 용이하지 못한 단점이 있어 조질 열처리 생략에 따른 원가절감 효과를 기대하기 어려운 실정이다.

그리고, 상기 방법은 단순히 고강도를 위한 합금설계로 인하여 피삭성을 확보할 수 없는 경우가 있고, 게다가 인성의 열화를 발생시키는 경우도 있다. 피삭성은 재료를 절삭에 의해 가공이 가능한 성질을 말한다.

물론, 비조질강의 피삭성 향상을 위해 황(S)과 인(P)을 첨가하는 방법이 있으나, 이는 황과 인이 환경유해원소로 첨가량이 많을 경우 환경적인 문제와 취성 등의 문제를 유발하므로 이에 대한 개선책이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 조질열처리를 위한 열처리 및 제어냉각시스템과 같은 추가적인 별도의 설비 없이도 제조가 가능하면서도 1100MPa 이상의 인장강도와 고 인성 및 피삭성이 확보되는 고강도 비조질강 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 탄소(C) 0.15~0.35wt%, 실리콘(Si) 0.10~0.50wt%, 망간(Mn) 1.30~2.00wt%, 인(P) 0.030wt% 이하, 황(S) 0.040~0.070wt%, 구리(Cu) 0.30wt% 이하, 니켈(Ni) 0.30wt% 이하, 크롬(Cr) 1.00~1.60wt%, 몰리브덴(Mo) 0.10wt% 이하, 알루미늄(Al) 0.0~0.050wt% 이하, 바나듐(V) 0.10~0.30wt%, 티타늄(Ti) 0.020~0.050wt%, 보론(B) 10~50ppm, 산소(O) 30ppm 이하, 질소(N) 80ppm 이하 및 나머지 잔부가 철(Fe)과 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소로 이루어진다.

상기 티타늄(Ti), 보론(B), 질소(N), 황(S)의 함량은 식1) fn1>0와 식2) 0.02<fn2<0.2를 만족한다.

[식1) fn1=Ti(wt%)+0.9V(wt%)-3.4N(wt%), 식2) fn2=Ti(wt%)+0.9V(wt%)-1.5S(wt%)]

상기 망간(Mn)과 크롬(Cr)의 함량은 식 Mn+Cr≥2.80wt%를 만족한다.

탄소(C) 0.15~0.35wt%, 실리콘(Si) 0.10~0.50wt%, 망간(Mn) 1.30~2.00wt%, 인(P) 0.030wt% 이하, 황(S) 0.040~0.070wt%, 구리(Cu) 0.30wt% 이하, 니켈(Ni) 0.30wt% 이하, 크롬(Cr) 1.00~1.60wt%, 몰리브덴(Mo) 0.10wt% 이하, 알루미늄(Al) 0.0~0.050wt% 이하, 바나듐(V) 0.10~0.30wt%, 티타늄(Ti) 0.020~0.050wt%, 보론(B) 10~50ppm, 산소(O) 30ppm 이하, 질소(N) 80ppm 이하 및 나머지 잔부가 철(Fe)과 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소로 이루어지되, 상기 티타늄(Ti), 보론(B), 질소(N), 황(S)의 함량은 하기 식 fn1>0, 0.02<fn2<0.2를 만족하고, 상기 망간(Mn)과 크롬(Cr)의 함량은 식 Mn+Cr≥2.80wt%를 만족하는 강재를 1150~1250℃의 온도범위에서 열간단조하고 공냉한다.

본 발명은 안정된 탄화물과 유화물을 형성하는 합금설계로 조질열처리 없이 고강도와 고인성 그리고, 피삭성이 확보되는 고강도 비조질강을 제조한다. 이러한 비조질강은 종래 비조질강 대비 강도 및 피삭성에서 우수하고, 제어냉각설비와 같은 추가적인 장비가 요구되지 않는다.

따라서 열처리 비용을 절감할 수 있으며, 부품의 경량화로 인한 자동차의 총중량을 감소시켜 연비효율 상승에 기여할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 고강도 비조질강 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 고강도 비조질강은 탄소(C) 0.15~0.35wt%, 실리콘(Si) 0.10~0.50wt%, 망간(Mn) 1.30~2.00wt%, 인(P) 0.030wt% 이하, 황(S) 0.040~0.070wt%, 구리(Cu) 0.30wt% 이하, 니켈(Ni) 0.30wt% 이하, 크롬(Cr) 1.00~1.60wt%, 몰리브덴(Mo) 0.10wt% 이하, 알루미늄(Al) 0.0~0.050wt% 이하, 바나듐(V) 0.10~0.30wt%, 티타늄(Ti) 0.020~0.050wt%, 보론(B) 10~50ppm, 산소(O) 30ppm 이하, 질소(N) 80ppm 이하 및 나머지 잔부가 철(Fe)과 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소로 이루어진다.

그리고 상기 합금성분을 갖는 강재를 1150~1250℃의 온도범위에서 열간단조후 공냉을 통해 비조질강으로 제조한다.

더 상세히 설명하면 본 발명은 안정된 탄화물과 유화물을 형성하는 합금설계로 조질열처리 없이 고강도와 고인성 및 피삭성이 확보되는 고강도 비조질강을 제조하는 것이다.

이를 위하여 티타늄(Ti), 보론(B), 질소(N), 황(S)의 함량은 하기 식 fn1>0, 0.02<fn2<0.2를 만족하고, 망간(Mn)과 크롬(Cr)의 함량은 식 Mn+Cr≥2.80wt%를 만족하도록 한다.

식 fn1 및 fn2는 아래와 같다.

식1) fn1=Ti(wt%)+0.9V(wt%)-3.4N(wt%)

식2) fn2=Ti(wt%)+0.9V(wt%)-1.5S(wt%)

식 fn1>0, 0.02<fn2<0.2는 안정된 탄유화물을 형성하기 위한 조건이다. 하기 식1)에서 fn1의 값이 0보다 큰 경우, 그리고 하기 식2)의 fn2값이 0.02보다 크고 0.2보다 작은 경우 탄유화물의 피삭성 향상효과가 크고, 고강도와 우수한 피삭성이 확보된다.

*황을 함유한 강에 티타늄을 첨가하면 강 중에 Ti탄유화물이 형성되므로 MnS의 생성량이 감소한다. Ti탄유화물은 MnS보다 큰 피삭성 향상효과를 가진다.

그리고 Ti는 강력한 질화물 형성원소로 질소와의 결합력이 매우 크기 때문에, Ti탄유화물의 피삭성 향상효과를 위해서는 질소의 함유량을 억제하여 TiN의 석출을 억제하고 제조공정 중 Ti의 투입시기를 조절하여야 한다.

그리고, 식 Mn+Cr≥2.80wt%는 안정적인 베이나이트(Benite) 조직이 확보되도록 한다. 베이나이트 조직은 강도가 우수한 것은 물론, 강도와 인성의 균형이 조화롭기 때문에 베이나이트 조직의 확보를 위해서는 Mn+Cr≥2.80wt%이 확보되도록 하여야 한다.

한편, 열간단조 온도는 공지의 온도로 1150보다 낮으면 가공이 어렵고, 1250℃보다 높을 경우 가공성의 열화가 발생할 수 있다.

이하, 본 발명의 합금원소들의 기능과 함유량은 다음과 같다.

탄소(C) 0.15~0.35wt%

탄소(C)는 황(S)과 함께 티타늄(Ti), 바나듐(V)과 결합하여 탄유화물을 형성하여 강의 피삭성을 높인다. 탄소는 강의 강도를 확보하는데 유효한 원소이다. 그러나 함유량이 0.15wt% 미만이면 그 효과를 얻을 수 없다. 반면, 탄소는 0.35wt%를 초과하여 함유되면 인성이 낮아지게 된다. 따라서 탄소의 함유량을 0.15~0.35wt% 범위로 설정한다.

실리콘(Si) 0.10~0.50wt%

실리콘은 강의 탈산 및 소입성을 높이는 작용을 한다. 실리콘은 함유량이 0.10wt% 미만이면 탈산효과가 불충분하고, 0.50wt%를 초과하면 효과가 포화될 뿐만 아니라 인성이 열화된다. 따라서 실리콘의 함유량은 0.10~0.50wt%의 범위로 설정한다.

망간(Mn) 1.30~2.00wt%

망간은 강의 소입성을 높임과 동시에 고용강화에 의해 피로강도를 향상시키는 효과를 가진다. 또한, 망간은 고온에서 소성을 증가시켜 주조성을 좋게한다. 특히, 망간은 유해성분인 황과 결합하여 MnS를 형성함으로서 적열취성을 방지하고 절삭가공성을 향상시킨다.

망간은 함유량이 1.30wt% 미만이면 효과가 없고 2.00wt%를 초과하면 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 오히려 인성이 저하된다. 따라서 망간의 함유량은 1.30~2.00wt%의 범위로 설정한다.

인(P) 0.030wt% 이하

인은 편석성 원소로서 강의 인성을 저하시키고 충격 저항을 저하시키는 원소이므로 0.030wt%이하로 제한한다.

황(S) 0.040~0.070wt%

황은 MnS를 형성하여 강의 피삭성을 개선한다. 황은 함유량이 과다하면 열간가공성을 저하시키고 찢어짐을 유발하며, 거대 개재물을 형성하여 표면처리시 결함의 원인이 된다. 따라서 0.040~0.070wt%의 범위로 함유한다.

구리(Cu) 0.30wt% 이하

구리는 강도상승의 효과가 있지만 과다 첨가되면 열간가공성이 열화됨과 동시에 석출물이 조대화되어 인성의 현저한 저하를 발생한다. 따라서 구리는 0.30wt% 이하로 제한한다.

니켈(Ni) 0.30wt% 이하

니켈은 강의 경화능을 증대시키고 인성을 향상시키는 효과를 가진다. 하지만 니켈은 과다 첨가되면 부품의 제조원가를 높여 비용증가를 초래하므로 0.30wt% 이하로 제한한다.

크롬(Cr) 1.00~1.60wt%

크롬은 망간과 더불어 강의 강도를 높이며 펄라이트 콜로니를 세분화하고 연성을 향상시킨다. 크롬은 함유량이 1.00wt% 미만이면 효과가 없고, 1.60wt%를 초과하면 인성이 저하되고 동시에 가공성과 피삭성도 저하된다. 따라서 크롬의 함유량은 1.00~1.60wt% 범위로 설정한다.

몰리브덴(Mo) 0.10wt% 이하

몰리브덴은 강도와 인성의 향상에 효과가 크다. 그러나 과다 첨가되면 노말라이징과 같은 열처리시 경도를 현저히 상승시켜 부품 가공성을 떨어뜨리고 제조원가를 높인다. 따라서 몰리브덴은 함유량을 0.10wt% 이하로 제한한다.

알루미늄(Al) 0.0~0.050wt% 이하

알루미늄은 강력한 탈산제로 강 중의 질소와 결합하여 결정입자를 미세화한다. 알루미늄은 과도하게 첨가되면 알루미나와 같은 비금속개재물을 증가시킨다. 비금속개재물의 증가는 슬라브 품질저하 및 주편터짐의 문제를 유발하므로 적정함유량을 0.050wt% 이하로 제한한다.

바나듐(V) 0.10~0.30wt%

바나듐은 탄소 및 황과 결합하여 탄유화물을 형성하여 피삭성을 향상시킨다. 바나듐은 강력한 질화물 형성원소로 0.10이상 함유시 질소와 결합하여 강 중에 VN을 석출하여 강도를 향상시키고 고온 결정립 미세화에 기여한다. 그러나 그 함유량이 0.30wt%를 초과하면 제조비용의 상승을 초래한다. 따라서 바나듐의 함유량은 0.10~0.30wt%의 범위로 설정한다.

티타늄(Ti) 0.020~0.050wt%

티타늄은 탄소 및 황과 결합하여 탄유화물을 형성하여 피삭성을 향상시킨다. 그러나 티타늄은 강력한 질화물원소로 열처리시 강도를 증가시키고 인성을 향상시키나 조대하게 석출된 TiN은 피로크랙의 발생기점으로 부품의 품질을 저하시키는 원인이 된다. 따라서 티타늄의 함유량은 0.020~0.050wt%의 범위로 설정한다.

보론(B) 10~50ppm

보론은 고용상태로 존재시 소입성을 향상시키고 열처리 경화능을 개선하지만 경화능의 산포가 심하여 적정 강도와 인성의 확보 및 열변형 편차의 관리가 어려워 특별관리가 요구되는 원소이다. 보론은 인의 입계편석을 방지하여 입계의 결합력을 증대함으로서 강의 충격인성을 향상시키는 역할을 한다.

보론은 함유량이 10ppm 미만이면 그 효과가 없고, 과다하게 첨가되면 더 이상의 경화능 향상을 기대하기 어려운 것은 물론 적열취성을 유발한다. 따라서 보론의 함유량은 10~50ppm 범위로 설정한다..

산소(O) 30ppm 이하

산소는 강 중의 산화성 원소와 결합하여 비금속개재물을 형성하여 강의 기계적 성질 및 피로특성을 저해하므로 그 함유량을 30ppm 이하로 제한한다.

질소(N) 80ppm 이하

질소는 티타늄, 알루미늄 및 바나듐과 결합하여 질화물을 형성하여 오스테나 이트 결정립을 미세화하므로 마모특성을 향상시킨다. 그러나 피삭성 향상을 위해서는 티타늄 및 바나듐의 탄유화물 형성이 요구되므로 최대한 저감하는 것이 좋다. 이는 질소가 티타늄, 바나듐과의 친화력이 커 TiN, VN을 형성하므로 티타늄 및 바나듐의 탄유화물 형성이 충분하지 않아 피삭성 향상효과가 저하되기 때문이다. 따라서 질소의 함유량은 80ppm이하로 제한한다.

여기서, 하한치를 제시하진 않은 원소는 불순물 개념으로 첨가하지 않아도 무방하다. 하지만 강도 및 피삭성에 기여하는 측면이 있어 상한치를 둔다.

이하, 상술한 고강도 비조질강 및 그 제조방법을 실시예를 통해 상세히 설명하기로 한다.

아래의 표 1은 각각의 성분 요소가 다른 본 발명의 실시예와 비교예를 나타낸 것이다.

구분	주요 합금성분(wt%)												비고
구분	C	Si	Mn	S	Cr	Mo	Ni	Al	V	Ti	첨가원소	미세조직	비고
1	0.23	0.24	1.71	0.055	1.28	0.03	0.08	0.025	0.20	0.040	B	B	실시예
2	0.23	0.24	1.53	0.049	1.29	0.03	0.08	0.024	0.10	0.040	B	B	실시예
3	0.23	0.38	1.74	0.054	1.29	0.03	0.08	0.033	0.10	0.040	B	B	실시예
4	0.25	0.25	2.05	0.035	0.98	0.02	0.08	0.016	0.21	0.019	-	B	비교예
5	0.10	0.25	1.05	0.069	1.00	0.06	0.09	0.004	-	0.024	B	M	비교예
6	0.25	0.50	1.67	0.065	0.52	-	0.09	0.030	0.20	0.020	-	B	비교예
7	0.25	0.50	1.63	0.050	0.51	0.09	0.01	0.038	0.11	0.023	B	B	비교예
8	0.28	0.79	1.63	0.060	0.50	0.09	0.05	0.040	-	0.023	B	B	비교예
9	0.14	0.28	1.52	0.021	0.38	0.04	0.17	-	0.08	-	Pb,Ca etc.	B	비교예
10	0.20	0.28	1.56	0.017	0.38	0.04	0.17	-	0.09	-		B	비교예
11	0.26	0.34	1.67	0.050	0.34	0.04	0.18	-	0.18	-		B	비교예
12	0.26	0.50	2.09	0.014	0.70	-	-	-	0.15	-		B	비교예
13	0.44	0.24	1.10	0.014	0.50	-	-	-	0.20	-		F+P	비교예
14	0.41	0.23	0.82	0.022	0.97	0.15	0.08	0.011	0.003	0.002	-	F+P	비교예

[B:Bainite, M:Martensite, F:Ferite, P:Pearlite]

구분	기계적 성질								비고
구분	TS	YS	EL	RA	YS/TS	충격	HB(HRC)	시험조건	비고
1	127.7	82.6	17.2	-	65	3	348(37.5)	φ25→1200℃×1Hr/inch, A,C	실시예
2	122.6	81.2	17.2	-	66	2	329(35.3)	φ25→1200℃×1Hr/inch, A,C	실시예
3	129.3	82.5	16.5	-	64	3	357(38.5)	φ25→1200℃×1Hr/inch, A,C	실시예
4	120	79.8	4.7	14.4	67	5.8	341(33.8)	1200℃, W,Q	비교예
5	122.8	91.8	10.6	33	75	8.5	365(39.4)	1200℃, W,Q	비교예
6	112.2	88.8	10	60	79	-	-	1050/1280℃→425℃(2.6c/s) →400/425℃(10분)→A,C	비교예
7	98.7	83.9	12	60	85	-	-	1040/1270℃→400℃(2.6c/s)→380/400℃(10분)→550℃(1Hr)→A,C	비교예
8	119.4	96.6	8	50	81	-	-	1060/1270℃→380℃(1.19c/s) →360/380℃(10분)→A,C	비교예
9	80	52	-	-	65	-	224(19.5)	1250℃×1Hr/inch,A,C	비교예
10	87	60	-	-	69	-	250(24.5)	1250℃×1Hr/inch,A,C	비교예
11	98	73	21	44	75	-	265(27)	1300℃ 송풍냉각	비교예
12	102	66.8	18.3	41.8	66	-	294(31)	φ45→1100℃×2Hr,A,C	비교예
13	97.2	62.4	16.2	33.4	64	-	278(29)	φ45→1100℃×2Hr,A,C	비교예
14	117.8	111.0	16.3	53.8	94	9.6	343	φ25→Q:850℃×0.5Hr/inch, T:590℃×1.0Hr/inch	비교예

[TS(MPa):인장강도, YS(MPa):항복강도, EL(%):연신율, RA:인장전·후의 단면감소율, HB:경도]

표 2의 실시예 1,2,3은 표 1의 합금설계에 따라 진공유도용해로에서 용해한 후 재가열하여 φ32의 공시재로 단조하였다. 공시재는 다시 가열온도에 따른 강도의 변화를 보기위해 1150℃,1200℃,1250℃의 온도범위에서 HTN(High Temperate Normalizing)을 실시한 후 인장시험편(KS4호)로 가공하여 시험하였다.

표 1 및 표 2를 살펴보면, 비교예 4과 5는 고강도를 나타내고 있으나 수냉처리의 결과로 인한 것이며, 비교예 6와 7 및 8은 높은 강도를 나타내고 있으나 고강도 조직 확보를 위해 열처리 후 일정 조직 구간을 통과하기 위한 제어냉각 설비가 요구되고 있다.

또한, 비교예 9 내지 비교예 13은 강도면에서 비조질강 실시예에 미치치 못하고 있으며, 비교예 14는 합금강의 조질열처리후 실적을 나타내고 있다. 그리고 비교예 11의 경우도 송풍냉각을 위한 제어 냉각 설비가 요구된다.

도 1에는 본 발명에 의한 고강도 비조질강의 HTN 온도별 경도 및 조직이 그래프가 도시되어 있고, 도 2에는 종래의 비조질강과 본 발명의 비조질강의 경도 대비 피로한도가 그래프로 도시되어 있다.

도 1을 살펴보면, 실시예 1 내지 실시예 3의 경우 종래의 비조질강의 경우처럼 별도의 제어냉각장치나 수냉시설이 필요없이 공냉만으로 훌륭한 강도를 나타내고 있으며 조직 또한 고강도 조직인 베이나이트가 나타나고 있다.

그리고, 도 2를 살펴보면, 본 발명의 비조질강이 경도 대비 피로한도가 종래와 동등 이상의 수명을 나타내고 있다.

표 1 및 표 2 그리고 도 1 및 도 2를 통해 조질열처리를 생략하고도 합금설계 만으로 고강도와 우수한 인성 그리고 피삭성이 확보되는 비조질강을 제조할 수 있음을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 고강도 비조질강의 HTN 온도별 경도 및 조직을 나타낸 그래프.

도 2에는 종래의 비조질강과 본 발명의 비조질강의 경도 대비 피로한도를 나타낸 그래프.

Claims

탄소(C) 0.15~0.35wt%, 실리콘(Si) 0.10~0.50wt%, 망간(Mn) 1.30~2.00wt%, 인(P) 0.030wt% 이하, 황(S) 0.040~0.070wt%, 구리(Cu) 0.30wt% 이하, 니켈(Ni) 0.30wt% 이하, 크롬(Cr) 1.00~1.60wt%, 몰리브덴(Mo) 0.10wt% 이하, 알루미늄(Al) 0.0~0.050wt% 이하, 바나듐(V) 0.10~0.30wt%, 티타늄(Ti) 0.020~0.050wt%, 보론(B) 10~50ppm, 산소(O) 30ppm 이하, 질소(N) 80ppm 이하 및 나머지 잔부가 철(Fe)과 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 비조질강.
청구항 1에 있어서,

상기 티타늄(Ti), 보론(B), 질소(N), 황(S)의 함량은 식1) fn1>0와 식2) 0.02<fn2<0.2를 만족하는 것을 특징으로 하는 고강도 비조질강.

[식1) fn1=Ti(wt%)+0.9V(wt%)-3.4N(wt%), 식2) fn2=Ti(wt%)+0.9V(wt%)-1.5S(wt%)]
청구항 1에 있어서,

상기 망간(Mn)과 크롬(Cr)의 함량은 식 Mn+Cr≥2.80wt%를 만족하는 것을 특징으로 하는 고강도 비조질강.
탄소(C) 0.15~0.35wt%, 실리콘(Si) 0.10~0.50wt%, 망간(Mn) 1.30~2.00wt%, 인(P) 0.030wt% 이하, 황(S) 0.040~0.070wt%, 구리(Cu) 0.30wt% 이하, 니켈(Ni) 0.30wt% 이하, 크롬(Cr) 1.00~1.60wt%, 몰리브덴(Mo) 0.10wt% 이하, 알루미늄(Al) 0.0~0.050wt% 이하, 바나듐(V) 0.10~0.30wt%, 티타늄(Ti) 0.020~0.050wt%, 보론(B) 10~50ppm, 산소(O) 30ppm 이하, 질소(N) 80ppm 이하 및 나머지 잔부가 철(Fe)과 강의 제조시 불가피하게 함유되는 원소로 이루어지되,

상기 티타늄(Ti), 보론(B), 질소(N), 황(S)의 함량은 하기 식 fn1>0, 0.02<fn2<0.2를 만족하고, 상기 망간(Mn)과 크롬(Cr)의 함량은 식 Mn+Cr≥2.80wt%를 만족하는 강재를

1150~1250℃의 온도범위에서 열간단조하고 공냉하는 것을 특징으로 하는 고강도 비조질강의 제조방법.