KR20100049264A - Ultra high strength microalloy steel for connecting rod - Google Patents

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KR20100049264A
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이창구
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Abstract

PURPOSE: High-strength microalloyed steel for a connecting rod is provided to minimize deformation by increasing the content of phosphorus and nitrogen, and to reinforce strength by increasing the content of manganese, vanadium, and titanium. CONSTITUTION: High-strength microalloyed steel for a connecting rod is composed of carbon 0.32~0.38 weight%, silicon 0.50~0.90 weight%, manganese 0.90~1.20 weight%, phosphorus 0.005~0.10 weight%, sulfur 0.06~0.10 weight%, aluminum 0.04~0.01 weight%, vanadium 0.2~0.3 weight%, calcium 0.001~0.005 weight%, magnesium 0.0005~0.03 weight%, titanium 0.001~0.1 weight%, nitrogen 0.01~0.03 weight%, residual iron and inevitable impurities.

Description

커넥팅로드용 고강도 비조질강{ULTRA HIGH STRENGTH MICROALLOY STEEL FOR CONNECTING ROD}ULTRA HIGH STRENGTH MICROALLOY STEEL FOR CONNECTING ROD}

본 발명은 우수한 가공성 및 파단특성을 구현하는 커넥팅로드용 고강도 비조질강에 관한 것이다.The present invention relates to a high-strength non-thick steel for connecting rods that realizes excellent workability and breaking characteristics.

일반적으로 차량의 커넥팅 로드는 피스톤에 연결되는 소단부와, 크랭크 축의 크랭크 핀에 연결되는 대단부와, 소단부 및 대단부 간을 일체로 연결하는 로드부로 구성되어, 피스톤의 직선 왕복운동을 회전운동으로 변환하는 역활을 한다.In general, the connecting rod of the vehicle is composed of a small end connected to the piston, a large end connected to the crank pin of the crankshaft, and a rod part integrally connecting the small end and the large end, so that the linear reciprocating motion of the piston is rotated. Converts to.

이러한 커넥팅 로드를 제조하는 방법에는 성형방법에 따라서는 소결공법, 열간단조공법 및 주조공법이 있으며, 커넥팅 로드를 가공하는 방법에는 좌면가공방식과 일체 단조 후 파단분리하는 방법이 있다.The method of manufacturing the connecting rod includes a sintering method, a hot forging method and a casting method depending on the molding method, and the method of processing the connecting rod includes a seat surface processing method and a method of breaking apart after integral forging.

소결 및 주조공법은 재질 특성상 파단이 용이하여 파단분리법을 주로 사용하고, 열간단조공법은 조질강 및 기존 중탄소강은 좌면가공방식을 사용하며, 탄소함량이 높아 펄라이트 미세조직을 갖는 고탄소 비조질강은 파단분리 방법을 사용하고 있다.The sintering and casting method is easy to break due to the characteristics of the material, so the breaking separation method is mainly used.The hot forging method uses rough steel and conventional medium carbon steel as the seat processing method, and the high carbon non-tough steel with pearlite microstructure has high carbon content. Break separation method is used.

그런데 소결재는 고가의 분말가격에 의해 제조원가가 높으며, 주철재는 피로 강도가 낮아 내구성이 떨어진다는 문제가 있었다. 특히, 조질강은 강도와 인성증가를 위한 QT 열처리에 의해 비용 증가, 높은 인성으로 파단분리법이 불가해 좌면가공방식이 적용되어 가공공정수 증가에 의한 제조원가 상승을 초래한다. 또한, 고탄소 비조질강은 파단특성은 우수하나 절삭성이 좋지 못하고, 내구 피로성능이 조질강에 비해 열세에 있다는 단점을 가지고 있다. By the way, the sintered material has a high manufacturing cost due to the expensive powder price, cast iron material has a problem of low durability due to low fatigue strength. In particular, the tempered steel is costly due to QT heat treatment for increasing strength and toughness, and the fracture separation method is not possible due to high toughness, so that the seat surface processing method is applied, resulting in an increase in manufacturing cost due to an increase in the number of processing steps. In addition, the high carbon non-alloyed steel has a disadvantage in that it has excellent fracture characteristics but poor cutting property, and endurance fatigue performance is inferior to that of the tempered steel.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 제품의 가공성을 향상시키고 파단 분활시 변형을 최소화하며 강도를 보강할 수 있는 커넥팅로드용 고강도 비조질강을 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving this problem is to provide a high-strength amorphous steel for connecting rods that can improve the workability of the product, minimize deformation during breakage and reinforce the strength.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 커넥팅로드용 고강도 비조질강은, 탄소(C) 0.32~0.38 중량%, 규소(Si) 0.50~0.90 중량%, 망간(Mn) 0.90~1.20 중량%, 인(P) 0.005~0.10 중량%, 황(S) 0.06~0.10 중량%, 알루미늄(Al) 0.04~0.01 중량%, 바나듐(V) 0.2 ~ 0.3 중량%, 칼슘(Ca) 0.001~0.005 중량%, 마그네슘(Mg) 0.0005~0.03 중량%, 티타늄(Ti) 0.001~0.1 중량%, 질소 0.01~0,03 중량%, 그리고 잔부(殘部)는 그리고 잔부(殘部)는 철(Fe) 및 불순물을 포함하는 조성을 갖는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the high-strength non-alloyed steel for connecting rods according to the present invention includes carbon (C) 0.32 to 0.38 wt%, silicon (Si) 0.50 to 0.90 wt%, manganese (Mn) 0.90 to 1.20 wt%, phosphorus ( P) 0.005 to 0.10 wt%, sulfur (S) 0.06 to 0.10 wt%, aluminum (Al) 0.04 to 0.01 wt%, vanadium (V) 0.2 to 0.3 wt%, calcium (Ca) 0.001 to 0.005 wt%, magnesium ( Mg) 0.0005 to 0.03% by weight, titanium (Ti) 0.001 to 0.1% by weight, nitrogen 0.01 to 0,03% by weight, and the balance and the balance have a composition containing iron (Fe) and impurities It is characterized by.

그리고 상기 불순물은 크롬(Cr) 0.3 중량% 이하, 몰리브덴(Mo) 0.1 중량% 이하, 니켈 0.2 중량% 이하로 구성될 수 있다.The impurity may be 0.3 wt% or less of chromium (Cr), 0.1 wt% or less of molybdenum (Mo), and 0.2 wt% or less of nickel.

본 발명에 의하면, 탄소 함량을 줄여 제품의 가공성을 향상시키고, 인 및 질소 함량을 증가시켜 파단 분활시 변형을 최소화하며, 망간, 바나듐, 및 티타늄 함량을 증가시켜 강도를 보강할 수 있다는 특유의 이점이 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the carbon content to improve the processability of the product, to increase the phosphorus and nitrogen content to minimize the deformation during fracture fragmentation, and to increase the strength by increasing the manganese, vanadium, and titanium content There is this.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 철(Fe), 탄소(C), 규소(Si), 황(S)에 칼슘(Ca) 및 마그네슘(Mg)을 적정량 첨가하고, 파단분활시 변형을 최소화하기 위해 인(P) 및 질소(N) 함량을 증가시키고, 망간(Mn), 바나듐(V) 티타늄(Ti) 함량을 증가시켜 강도를 보강한 커넥팅로드용 고강도 비조질강을 제공한다는 점에 가장 큰 특징이 있다.The present invention adds an appropriate amount of calcium (Ca) and magnesium (Mg) to iron (Fe), carbon (C), silicon (Si), sulfur (S), phosphorus (P) and to minimize deformation during breakage It is characterized by the fact that it provides a high strength amorphous steel for connecting rods having increased strength by increasing nitrogen (N) content and increasing manganese (Mn) and vanadium (V) titanium (Ti) contents.

이를 구현하기 위한 고강도 비조질강은, 탄소(C) 0.32~0.38 중량%, 규소(Si) 0.50~0.90 중량%, 망간(Mn) 0.90~1.20 중량%, 인(P) 0.005~0.10 중량%, 황(S) 0.06~0.10 중량%, 알루미늄(Al) 0.04~0.01 중량%, 바나듐(V) 0.2 ~ 0.3 중량%, 칼슘(Ca) 0.001~0.005 중량%, 마그네슘(Mg) 0.0005~0.03 중량%, 티타늄(Ti) 0.001~0.1 중량%, 질소 0.01~0,03 중량%, 그리고 잔부(殘部)는 그리고 잔부(殘部)는 철(Fe) 및 불순물을 포함하여 구성된다.High-strength non-coarse steel to implement this, carbon (C) 0.32 ~ 0.38% by weight, silicon (Si) 0.50 ~ 0.90% by weight, manganese (Mn) 0.90 ~ 1.20% by weight, phosphorus (P) 0.005 ~ 0.10% by weight, sulfur (S) 0.06 to 0.10 wt%, aluminum (Al) 0.04 to 0.01 wt%, vanadium (V) 0.2 to 0.3 wt%, calcium (Ca) 0.001 to 0.005 wt%, magnesium (Mg) 0.0005 to 0.03 wt%, titanium (Ti) 0.001-0.1 weight%, nitrogen 0.01-0.03 weight%, and remainder and remainder contain iron (Fe) and an impurity.

이러한 구성의 단조강에 있어서, 인 및 질소는 파단분활시 변형을 최소화하고, 망간, 바나늄, 및 티타늄은 강도 보강을 구현하는 등, 고강도 비조질강을 구성하는 각각의 구성요소는 독자의 특성이 있다. In the forged steel of such a configuration, each component constituting the high strength non-coated steel has its own characteristics, such as phosphorus and nitrogen to minimize deformation upon fracture breakage, and manganese, vanadium, and titanium to enhance strength. have.

따라서, 이들 구성요소들의 특성을 살리면서 가공성 및 파단 특성이 우수한 비조질강을 제조하기 위해, 이들 구성요소들을 적절한 비율로 조합하는 것이 요구된다. 그 적절한 조합비를 구하기 위하여, 본 발명자는 수많은 시행착오를 거쳤으며, 그 결과 상기 비율의 구성이 가장 적합함을 발견하게 되었다. Therefore, in order to produce non-coated steel having excellent workability and fracture characteristics while utilizing the properties of these components, it is required to combine these components in an appropriate ratio. In order to obtain the proper combination ratio, the inventor has undergone numerous trial and error, and as a result, the inventors have found that the configuration of the ratio is most suitable.

이하, 본 발명에 따른 고강도 비조질강의 조성 한정 이유를 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, looking at the reason for limiting the composition of the high strength non-coated steel according to the present invention.

(ⅰ) 탄소(C) 0.32~0.38 중량%(Iii) 0.32 to 0.38 wt% of carbon (C)

탄소는 강의 소입성에 가장 큰 영향을 미치는 원소로, 탄소 0.32~0.38 중량%는 원하는 기계적 강도를 확보하고 열처리를 가능하게 하는 구성비이다. 탄소의 함량이 0.38 중량% 이상이면 가공성에 악영향을 미칠 수 있어 부품의 성능을 저하시키고, 탄소의 함량이 0.32 중량% 이하이면 원하는 기계적 강도를 확보할 수 없게 될 수 있다. Carbon is the element which has the greatest influence on the hardenability of steel, and 0.32 to 0.38% by weight of carbon is a component ratio that secures a desired mechanical strength and enables heat treatment. If the content of carbon is more than 0.38% by weight may adversely affect the workability to reduce the performance of the parts, if the content of carbon is less than 0.32% by weight may not be able to secure the desired mechanical strength.

(ⅱ) 규소(Si) 0.50~0.90 중량%(Ii) 0.50 to 0.90 wt% of silicon (Si)

규소는 페라이트 기지조직 강화와, 콘로드 파단 분활을 용이하게 하기 위한 안정화 원소로, 규소의 함량을 0.90 중량% 이상으로 적용하면 부품의 취하 가능성이 발생되고, 규소의 함량이 0.50 중량% 이하인 경우, 페라이트의 강화 효과가 저하될 수 있다는 문제가 발생된다.Silicon is a stabilizing element for strengthening the ferrite matrix structure and facilitating the conrod fracture, and when silicon content of 0.90% by weight or more is applied, the possibility of component removal occurs, and when silicon content is 0.50% by weight or less, There arises a problem that the strengthening effect of ferrite may be lowered.

(ⅲ) 망간(Mn) 0.90~1.20 중량% (V) Manganese (Mn) 0.90 to 1.20 wt%

망간은 탈산 또는 탈황제로서의 중요한 역할을 하며, MnS 개재물 생성 및 인성 증가를 막는다. 이러한 망간은 조직 안정화 차원에서 해당 첨가량이 1.20 중량% 이상으로 많게 되면 유해한 원소로 작용될 수 있고, 망간이 0.90중량% 이하로 함유되면, 주조 과정에 탈산 또는 탈황제로서의 역활이 제대로 이루어지지 않게 될 수 있다.Manganese plays an important role as deoxidation or desulfurization agent and prevents MnS inclusion formation and increased toughness. Such manganese may act as a harmful element when its amount is added to 1.20% by weight or more in order to stabilize the tissue, and when manganese is contained in an amount of 0.90% by weight or less, the deoxidation or desulfurization agent may not function properly in the casting process. have.

(ⅳ) 인(P) 0.005~0.10 중량%(Ⅳ) Phosphorus (P) 0.005 ~ 0.10 wt%

인은 결정립계에 석출하여 인성을 감소시키고 강속에서 Fe3p의 화합물을 형성하는 원소이다 인의 함량이 0.10 중량% 이상이면 항복강도의 저하가 발생되고, 0.005중량% 이하이면 인성 감소 효과가 미미해질 수 있다. Phosphorus is an element that precipitates at grain boundaries to reduce toughness and forms a compound of Fe3p in the steel. When phosphorus content is 0.10 wt% or more, yield strength decreases, and when it is 0.005 wt% or less, the toughness reduction effect may be insignificant.

(ⅴ) 황(S) 0.06~0.10 중량%,(Iii) 0.06 to 0.10 wt% of sulfur (S),

황은 강 중에서 망간(Mn)과 결합하여 MnS 개재물을 형성하여 가공성을 향상시키는 원소로, 황의 함량이 0.10 중량% 이상이면 가공성이 필요 이상으로 향상되고, 0.06중량% 이하이면 해당 기능이 미미해 질 수 있다. Sulfur is an element that combines with manganese (Mn) in steel to form MnS inclusions to improve workability. If the sulfur content is more than 0.10% by weight, the workability is more than necessary, and if the content is less than 0.06% by weight, the function may be insignificant. .

(ⅵ) 알루미늄 0.04~0.01 중량%(Iii) Aluminum 0.04 ~ 0.01 wt%

알루미늄은 강탈산제로서 유효하나 첨가량이 많으면 강을 취약하게 하므로, 0.04%이하로 첨가하는 것이 좋다. 질화물인 AlN은 미세석출하여 강의 결정립 미세화에 효과적이다. Aluminum is effective as a strong deoxidizer, but if it is added in a large amount, the steel is brittle, so it is better to add it below 0.04%. Nitride AlN is finely precipitated and is effective for refining grains of steel.

(ⅶ) 바나듐(V) 0.2 ~ 0.3 중량%(V) Vanadium (V) 0.2 to 0.3 wt%

바나듐은 미세한 탄질화물을 석출시켜 재료의 강도 향상을 위해 첨가되는 원소로, 바나듐 함량이 0.3중량% 이상이면 취성 증가 및 가격 상승이 발생될 수 있고, 0.2 중량% 이하이면 원하는 피로강도를 얻을 수 없다.Vanadium is an element that is added to improve the strength of the material by depositing fine carbonitrides, if the vanadium content is 0.3% by weight or more may increase the brittleness and increase the price, 0.2% by weight or less can not achieve the desired fatigue strength .

(ⅷ) 칼슘(Ca) 0.001~0.005 중량%(Iii) Calcium (Ca) 0.001 to 0.005 wt%

칼슘은 미량 첨가로 가공성을 향상시킬 수 있는 원소로, 칼슘 함량이 0.005중량% 이상이면 개재물을 형성하여 강도 저하를 초래할 수 있고 0.001 중량% 이하이면 해당 기능이 미미해질 수 있다.Calcium is an element that can improve the processability by adding a trace amount, the calcium content is 0.005% by weight or more may form inclusions, and the strength may be reduced, and if the content is 0.001% by weight or less, the function may be insignificant.

(ⅸ) 마그네슘(Mg) 0.0005~0.03 중량%(Ⅸ) Magnesium (Mg) 0.0005 ~ 0.03 wt%

마그네슘은 칼슘과 동일한 절삭효과를 가지는 원소로, 마그네슘 함량이 0.03중량% 이상이면 비용이 과도하게 상승될 수 있다는 우려가 있고, 0.0005 중량% 이하이면 유화물 생성에 의한 가공성 향상을 확보하기 어렵다.Magnesium is an element having the same cutting effect as calcium, and if the magnesium content is 0.03% by weight or more, there is a concern that the cost may be excessively increased. If it is 0.0005% by weight or less, it is difficult to secure the improvement of workability due to the formation of an emulsion.

(ⅹ) 티타늄(Ti) 0.001~0.1 중량%(Iii) 0.001 ~ 0.1 wt% of titanium

티타늄은 탄질화물을 생성하여 결정립 미세화에 의한 항복강도 및 피로 강도를 상승시키는 원소로, 티타늄 함량이 0.1 중량% 이상이면 취하를 가져올 수 있고, 0.001 중량% 이하이면 생성이 미비해질 수 있다.Titanium is an element that generates carbonitride to increase yield strength and fatigue strength due to grain refinement, and when titanium is 0.1 wt% or more, it may lead to dropping, and when it is 0.001 wt% or less, production may be insufficient.

(ⅹⅰ) 질소 0.01~0.03 중량%,(Iii) 0.01 to 0.03 weight percent of nitrogen,

질소는 극히 미량 존재로도 강의 기계적 성질에 큰 영향을 미치는 원소로, 인장강도, 항복강도를 증가시키고 연신율을 저하시킨다. 질소 함량이 0.03 중량%이상이면 강도 저하가 발생될 수 있고, 0.01 중량%이하이면 바나듐, 티타늄 등과 결합하여 미세한 석출물 생성이 불가능해 질 수 있다. Nitrogen is an element that has a great influence on the mechanical properties of steel even in the presence of extremely small amounts, which increases tensile strength, yield strength and lowers elongation. If the nitrogen content is more than 0.03% by weight may cause a decrease in strength, if less than 0.01% by weight it may be impossible to produce fine precipitates in combination with vanadium, titanium and the like.

(ⅹⅱ) 철(Fe) 잔부(殘部) (Ivii) Remainder of iron (Fe)

철(Fe)은 상술한 구성 성분의 나머지 부분인 잔부(殘部)로 구성되는데, 해당 철이 잔부 이상이거나 이하가 되면, 타 구성성분의 비율이 줄어들게 되어 타 구성성분을 통한 기능 구현이 미미해질 수 있다는 문제가 있다. Iron (Fe) is composed of the remainder (殘部) that is the remainder of the above-described components, if the iron is more than or less than the balance, the ratio of the other components is reduced and the implementation of the function through the other components may be insignificant there is a problem.

(ⅹⅲ) 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni)(Ⅹⅲ) Chromium (Cr), molybdenum (Mo), nickel (Ni)

크롬은 페라이트계 스테인리스강 안정화 원소이고, 몰리브덴은 소입성을 향상시키고 내열성을 강화시키는 원소이며, 니켈은 소입성을 개선시키며 조직의 인성을 증대시키는 원소이다. 이들 원소는 경도 상승에 의한 가공성 저하 및 소재가 상승을 초래하여 불순물 개념으로 제한한다.Chromium is a ferritic stainless steel stabilizing element, molybdenum is an element that improves hardenability and heat resistance, and nickel is an element that improves hardenability and increases the toughness of the structure. These elements cause workability deterioration and material rise due to hardness increase, and are limited to the impurity concept.

이하, 본 발명에 따른 고강도 비조질강의 우수성을 확인하는 시험 예를 살펴 본다.Hereinafter, look at the test example to confirm the superiority of the high-strength non-alloy steel according to the present invention.

시험 예 1Test Example 1

아래의 표 1은 본 발명에 따른 조성을 갖는 고강도 비조질강과, 종래 기술에 적용되는 압연재를 비교하여 나타낸 것이고, 표 2는 제조된 고강도 비조질강의 기계적 성질을 측정하여 나타낸 것이다.Table 1 below shows a comparison between the high-strength amorphous steel having a composition according to the present invention and a rolled material applied in the prior art, and Table 2 shows the measured mechanical properties of the prepared high-strength non-steel.

[표 1] 화학 성분함량 (중량%)[Table 1] Chemical Composition (wt%)

Figure 112008076153105-PAT00001
Figure 112008076153105-PAT00001

[표 2] 기계적 성질[Table 2] Mechanical Properties

Figure 112008076153105-PAT00002
Figure 112008076153105-PAT00002

표 1에서, 실시예는 본 발명에 따른 화학 성분으로 구성된 고강도 비조질강이고, 비교예 1은 파단분할 콘로드용 소재로 널리 사용되고 있는 종래 기술에 따른 고탄소 비조질강이고, 비교예 2는 상용 콘로드 재질로 주로 사용되고 있는 종래 기술에 따른 조질 합금강이다. 이들 강들의 평가를 위해 전기로 제강 및 연속주조, 열간압력에 의해 압연재로 제조하였다. In Table 1, Example is a high-strength non-steel is composed of a chemical component according to the present invention, Comparative Example 1 is a high-carbon amorphous steel according to the prior art that is widely used as a material for breaking split cone rod, Comparative Example 2 is a commercial cone It is a crude alloy steel according to the prior art mainly used as a rod material. For the evaluation of these steels were made of rolled material by electric steelmaking, continuous casting, hot pressure.

표 2에서, 공시재는 RB60mm 압연재를 사용하여 실시예와 비교예 1은 비조질강 단조조건과 유사한 공시재 제작을 위해 1200℃에서 가열하여 공냉, 강제공냉 조건으로 냉각하였으며, 비교예 2는 조질 합금강과 유사한 열처리 조건으로 공시재를 제작하였다.In Table 2, the test material is a RB60mm rolled material using the rolled material RB60mm Example 1 and Comparative Example 1 was heated to 1200 ° C and cooled to air or forced air cooling conditions for the production of similar material similar to the non-steel forging conditions, Comparative Example 2 is a crude alloy steel The specimens were fabricated under similar heat treatment conditions.

공시재 물성 평가 결과, 실시예는 강제 공냉조건에서 비교예 1, 2 대비 인성이 감소되어 단조분할 공법에 유리하게 적용될 수 있음을 확인하였고, 인장강도 및 항복강도가 증가되어 내구 피로특성이 향상됨을 알 수 있었다.As a result of evaluation of the test material properties, it was confirmed that the Example can be advantageously applied to the forging method by reducing the toughness compared to Comparative Examples 1 and 2 in the forced air cooling conditions, and the tensile strength and the yield strength are increased to improve the endurance fatigue characteristics. Could know.

시험 예 2Test Example 2

도 1은 본 발명에 따른 커넥팅로드용 고강도 비조질강과 종래 기술을 비교하여 드릴 가공성 평가 결과를 나타낸 도면이다.1 is a view showing the drillability evaluation results by comparing the high-strength non-thick steel for connecting rods according to the present invention and the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 실시예는 비교예 1,2 대비 모든 가공조건에서 드릴홀이 많아 우수한 가공성을 가짐을 확인할 수 있었다. 여기서, 드릴홀수는 공구 1개가 마모 및 파손될 때까지의 가공할 수 있는 홀수를 의미한다. 이로써, 커넥팅로드 대단부 볼트홀 가공시 공구수명 감소에 의한 비용 절감, 작은 가공부하에 의한 응력 감소로 파단시 변형의 감소를 가져온다는 것을 알 수 있었다.As shown in Figure 1, the embodiment was confirmed that the drill holes in all the processing conditions compared to Comparative Examples 1 and 2 have excellent workability. Here, the drill odd number means an odd number that can be processed until one tool wears and breaks. As a result, it was found that the cost reduction due to the reduction of tool life during the machining of the connecting rod large end bolt hole and the reduction of the strain at the breakage due to the reduction of stress due to the small machining load.

시험 예 3Test Example 3

도 2는 본 발명에 따른 커넥팅로드용 고강도 비조질강과 종래 기술을 비교하여 드릴 가공성 평가 결과를 나타낸 도면이다. 특히, 도 2는 도 1과 동일 조건으로 선삭가공 하는 경우, 공구의 마모정도를 나타낸 것이다.Figure 2 is a view showing the drill workability evaluation results by comparing the high-strength non-ferrous steel for connecting rods according to the present invention and the prior art. In particular, Figure 2 shows the degree of wear of the tool, when turning in the same conditions as in FIG.

도 2에 도시된 바와 같이, 실시예를 가공한 공구의 마모깊이가 가장 적어, 콘로드 대/소단부 내경 가공시 가장 우수한 가공특성을 나타낼 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 2, the wear depth of the tool processed in the embodiment was the smallest, so that it showed the best processing characteristics at the inner diameter of the cone rod / small end.

시험 예 4Test Example 4

도 3은 본 발명에 따른 커넥팅로드용 고강도 비조질강과 종래 기술을 비교하여 소재의 영구변형율을 평가한 도면이다. 여기서, 내경 진원도는 소재의 영구변형율을 평가하여 예측할 수 있는데, 영구변형율을 평가하기 위해 시편이 사용되며, 시험방법은 고속인장시험기에서 100mm/sec의 속도로 변형하였을 때의 변형량으로 평가한다.Figure 3 is a view of evaluating the permanent strain of the material by comparing the high-strength amorphous steel for connecting rods according to the present invention and the prior art. Here, the roundness of the inner diameter can be estimated by evaluating the permanent strain of the material, the specimen is used to evaluate the permanent strain, the test method is evaluated by the amount of deformation when deformed at a speed of 100mm / sec in a high-speed tensile tester.

도 3에 도시된 바와 같이, 파단분할형 커넥팅로드 제조는 로드와 캡부의 일체 단조 후 맨드레일을 이용한 파단, 재결합, 조립의 공정을 거치게 되며, 재결합시 로드와 캡부의 파단면 밀착정도는 부품의 피로강도에 영향을 미치는 특성중에 하나이다. 이러한 밀착성을 향상시키기 위해서는 파단 후 내경의 변형량이 적어야 한다. 해당 시험에서, 실시예와 비교예 1의 영구변형률을 통해 실시예가 비교예 1에 비해 변형율이 적어 콘로드 파단분할이 용이하다는 것을 알 수 있었다.As shown in FIG. 3, the fracture splitting connecting rod is manufactured through a process of breaking, recombining, and assembling using a manrail after integral forging of the rod and the cap part. One of the characteristics that affects the fatigue strength. In order to improve such adhesion, the amount of deformation of the inner diameter after breaking should be small. In the test, the permanent strain of the Example and Comparative Example 1, it was found that the Example has a smaller strain than the Comparative Example 1, so that it is easy to break the cone rod.

시험 예 5Test Example 5

도 4는 본 발명에 따른 커넥팅로드용 고강도 비조질강과 종래 기술을 비교하여 커넥팅로드 단조 후 냉각곡선을 나타낸 도면이고, 아래의 표 3은 도 4의 조건으로 제조된 커넥팅로드 단조재의 물성 평가 결과를 나타낸 표이다.4 is a view showing a cooling curve after forging connecting rod forging by comparing the high-strength non-thick steel for connecting rod according to the present invention and the prior art, Table 3 below shows the evaluation results of the properties of the connecting rod forging material manufactured under the conditions of FIG. Table shown.

[표 3] 물성 평가 결과[Table 3] Property evaluation results

Figure 112008076153105-PAT00003
Figure 112008076153105-PAT00003

도 4 또는 표 3에 나타나 바와 같이, 비조질강은 제어냉각 조건에 따라 요구하는 특성을 얻을 수 있으며, 실시예의 경우 비교예 1 대비 트리밍 후 A1 변태점 구간에서 냉각속도를 증가하여 제어냉각을 실시하였다. 비교예 1은 실시예와 같은 냉각속도일 경우, 요구하는 페라이트+펄라이트 조직이 아닌 고경도 조직이 생성되어 가공성 및 파단특성에 악영향을 줄 수 있다. 해당 시험에서, 실시예는 비교예 1 대비 높은 인장강도, 항복강도 값을 나타내 피로 내구특성을 우수한 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 4 or Table 3, the non-coated steel can obtain the required characteristics according to the control cooling conditions, and in the case of the embodiment was controlled cooling by increasing the cooling rate in the A1 transformation point section after trimming compared to Comparative Example 1. In Comparative Example 1, when the cooling rate is the same as that of the example, high-hardness structures other than the required ferrite + pearlite structures are generated, which may adversely affect workability and fracture characteristics. In this test, the Example showed higher tensile strength and yield strength values than Comparative Example 1, it was confirmed that excellent fatigue durability characteristics.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Although the present invention has been described in detail using the preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 커넥팅로드용 고강도 비조질강과 종래 기술을 비교하여 드릴 가공성 평가 결과를 도시한 그래프.1 is a graph showing the drillability evaluation results by comparing the high-strength non-thick steel for connecting rods according to the present invention and the prior art.

도 2은 본 발명에 따른 커넥팅로드용 고강도 비조질강과 종래 기술을 비교하여 드릴 가공성 평가 결과를 도시한 그래프.Figure 2 is a graph showing the drillability evaluation results by comparing the high-strength non-thick steel for connecting rods according to the present invention and the prior art.

도 3은 본 발명에 따른 커넥팅로드용 고강도 비조질강과 종래 기술을 비교하여 소재의 영구변형율을 평가한 그래프.Figure 3 is a graph evaluating the permanent strain of the material by comparing the high-strength amorphous steel for connecting rods according to the present invention and the prior art.

도 4는 본 발명에 따른 커넥팅로드용 고강도 비조질강과 종래 기술을 비교하여 커넥팅로드 단조 후 냉각곡선을 도시한 그래프.Figure 4 is a graph showing a cooling curve after forging connecting rod by comparing the high-strength non-thick steel for connecting rod according to the present invention and the prior art.

Claims (2)

중량%로, 탄소(C) 0.32~0.38, 규소(Si) 0.50~0.90, 망간(Mn) 0.90~1.20, 인(P) 0.005~0.10, 황(S) 0.06~0.10, 알루미늄(Al) 0.04~0.01, 바나듐(V) 0.2 ~ 0.3, 칼슘(Ca) 0.001~0.005, 마그네슘(Mg) 0.0005~0.03, 티타늄(Ti) 0.001~0.1, 질소 0.01~0.03, 그리고 잔부(殘部)는 철(Fe) 및 불순물을 포함하는 조성을 갖는 커넥팅로드용 고강도 비조질강.By weight%, carbon (C) 0.32-0.38, silicon (Si) 0.50-0.90, manganese (Mn) 0.90-1.20, phosphorus (P) 0.005-0.10, sulfur (S) 0.06-0.10, aluminum (Al) 0.04- 0.01, vanadium (V) 0.2 to 0.3, calcium (Ca) 0.001 to 0.005, magnesium (Mg) 0.0005 to 0.03, titanium (Ti) 0.001 to 0.1, nitrogen 0.01 to 0.03, and the balance of iron (Fe) and High-strength amorphous steel for connecting rods having a composition containing impurities. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 불순물은 중량%로, 크롬(Cr) 0.3 이하, 몰리브덴(Mo) 0.1 이하, 니켈(Ni) 0.2 이하로 구성된 커넥팅로드용 고강도 비조질강.The impurity is a high-strength non-ferrous steel for the connecting rod composed of 0.3% by weight, Cr (Cr) or less, Molybdenum (Mo) or less, 0.1 or less nickel (Ni).
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