KR20110014853A - High strength wire rod for prestressed concrete stranded wire and prestressed concrete stranded wire and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A high-strength wire rod for a Prestressed Concrete strand, a PC strand, and a manufacturing method thereof are provided to improve drawability by making pearlite interlamellar spacing minute through isothermal heat treatment. CONSTITUTION: A high-strength wire rod for a Prestressed Concrete strand comprises C 0.80~0.95 weight%, Si 0.8~1.6 weight%, Mn 0.3~0.8 weight%, Cr 0.1~0.5 weight%, P less than 0.015 weight%, residual Fe, and inevitable impurities. A modified structure is composed of pearlite more than 95% and ferrite or proeutectoid cementite.

Description

고강도 PC강연선용 선재, PC강연선 및 그 제조방법{High strength wire rod for prestressed concrete stranded wire and prestressed concrete stranded wire and manufacturing method thereof}High strength wire rod for prestressed concrete stranded wire and prestressed concrete stranded wire and manufacturing method

본 발명은 고강도 PC강연선용 선재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 펄라이트 층상간격을 미세화하여 신선가공성을 향상시키고 블루잉 열처리시 강도저하를 방지한 고강도 PC강연선용 선재, PC강연선 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wire rod for high strength PC strands and a method for manufacturing the same, and in detail, to refine the pearlite layer spacing to improve the drawability and to prevent the decrease in strength during bluing heat treatment, the wire rod for high strength PC strands, PC strands and its manufacture It is about a method.

PC강연선은 프리스트레스트 콘크리트에서 긴장재로서 사용되는 강재로서, PC강선을 연선하여 제조하는 것으로 부착력, 인장강도 등이 우수하여야 한다. PC강연선을 가공하는 방법을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 탄소농도가 공석조성 정도인 용강을 블룸 또는 빌렛으로 압연하고 빌렛을 1000~1200℃에서 약 2시간 재가열한 다음에 원하는 직경의 선재로 압연한다. 이 때 마무리 압연온도는 950~1200℃ 사이이다. 이 후 800~900℃까지 수냉한 다음 링(ring)의 형태로 권취하여 stelmor 냉각대 상에서 냉각시킨다. 10~14mm 선재의 표면을 산세한 후 신선가공 중의 마찰 을 줄이기 위해 윤활제를 코팅하고 신선 가공을 통해 최종 선경까지 신선하고, 고주파열처리(블루잉 열처리)를 통해 잔류응력을 제거하여 우수한 릴렉세이션 특성을 나타내도록 한다.PC stranded wire is a steel used as tensioning material in prestressed concrete. It is manufactured by stranding PC steel wire and should have excellent adhesion and tensile strength. Brief description of the method for processing PC strands is as follows. Molten steel with a carbon concentration of vacancy composition is rolled into bloom or billet, and the billet is reheated at about 1000 to 1200 ° C. for about 2 hours and then rolled into a wire having a desired diameter. At this time, the finish rolling temperature is between 950 ~ 1200 ℃. After cooling to 800 ~ 900 ℃ and then wound in the form of a ring (ring) to cool on the stelmor cooling stand. After pickling the surface of 10 ~ 14mm wire rod, it is coated with lubricant to reduce friction during drawing process, and it is drawn to the final wire diameter through drawing process, and it shows excellent relaxation characteristics by removing residual stress through high frequency heat treatment (blueing heat treatment). To do that.

PC강연선의 강도를 획득하는 방법은 선재상태의 강도를 증가시키는 방법, 가공경화율 혹은 신선가공량을 증가시키는 방법, 블루잉 열처리시 강도의 저하를 억제하는 방법 등이 있다.The method of acquiring the strength of the PC strand includes the method of increasing the strength of the wire rod state, the method of increasing the work hardening rate or the amount of drawing, and the method of suppressing the decrease in strength during the bluing heat treatment.

종래에는 PC강연선의 고강도화를 위하여 주로 탄소 함량을 증가시켜 세멘타이트의 분율을 증가시키거나, 냉각속도를 증가시킴으로써 펄라이트 층상간격을 미세화시켜, 선재상태의 강도를 증가시키거나 가공경화율을 증가시키는 방법에 의존하였다. Conventionally, in order to increase the strength of PC strands, a method of increasing the carbon content to increase the fraction of cementite or increasing the cooling rate to refine the pearlite layer spacing, thereby increasing the strength of the wire state or increasing the work hardening rate. Relied on.

그러나, 가공경화율의 증가에 의한 강도증가를 추구하는 것은 타이어코드 같은 가공량이 매우 많은 경우에는 효과적이나 PC강연선처럼 가공량이 상대적으로 적은 경우에서는 효과적이지 못하다. However, pursuing the increase in strength by increasing the work hardening rate is effective when the processing amount such as tire cord is very large, but it is not effective when the processing amount is relatively small such as PC strand.

또한, 신선가공량을 늘리는 것은 소재의 연성을 심각하게 저하시키므로 강도확보는 손쉽게 달성할 수 있으나 가공상의 문제를 발생시킨다. In addition, increasing the amount of fresh processing seriously lowers the ductility of the material, so strength can be easily achieved, but it causes processing problems.

또한, 최종제품에 요구되는 인장강도가 증가하면서 신선가공 전 선재 상태에서도 높은 강도가 필요하게 되었다. 즉, 신선가공 중 가공경화에 의한 소재의 부위별 강도 불균형이 심화되어 신선가공이 적절하게 이뤄지지 않은 경우가 많고, 이는 최종제품의 품질 불량을 유발하는 문제가 된다.In addition, as the tensile strength required for the final product increases, high strength is required even in the state of wire rods before drawing. In other words, the strength imbalance for each part of the material due to work hardening during the fresh processing is intensified and the fresh processing is often not properly performed, which causes a problem of poor quality of the final product.

본 발명은 고탄소강 선재에 Cr을 첨가하고 항온열처리를 통하여 펄라이트 층상간격을 미세화하여 신선가공성을 향상시키고, Si의 첨가를 통하여 고용강화 효과 증대 및 블루잉 열처리에 따른 연화에 대한 저항성을 향상시킨 고강도 PC강연선용 선재 및 그 제조방법을 제공하고자 한다. 또한, 상기 선재를 이용하여 신선한 PC강연선 및 그 제조방법을 제공하고자 한다. The present invention improves the freshness by adding Cr to the high carbon steel wire and minimizing the pearlite layer spacing through constant temperature heat treatment, and increasing the solid-solution strengthening effect and the resistance to softening by bluing heat treatment through the addition of Si. To provide a wire rod for PC stranded wire and a method of manufacturing the same. In addition, it is intended to provide a fresh PC strand and a manufacturing method using the wire.

본 발명은 일구현례로서, 중량%로, C: 0.80~0.95%, Si: 0.8~1.6%, Mn: 0.3~0.8%, Cr: 0.1~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 미세조직은 펄라이트 95%이상과 잔부는 페라이트 또는 초석 세멘타이트로 이루어진 PC강연선용 선재에 관한 것이다.In one embodiment, the present invention provides, in weight percent, C: 0.80-0.95%, Si: 0.8-1.6%, Mn: 0.3-0.8%, Cr: 0.1-0.5%, P: 0.015% or less, S: 0.015% Hereinafter, the balance Fe and other unavoidable impurities, the microstructure relates to the wire rod for PC strands consisting of more than 95% of pearlite and the balance of ferrite or cementite cementite.

상기 펄라이트는 페라이트 85~90%와 세멘타이트 10~15%로 이루어진 것이 바람직하다.The pearlite is preferably composed of 85% to 90% ferrite and 10% to 15% cementite.

상기 펄라이트의 층상간격은 150nm 이하의 범위인 것이 바람직하다.The layer spacing of the pearlite is preferably in the range of 150nm or less.

또한, 본 발명은 다른 구현례로서, 상기 선재를 이용하여 제조한 PC 강연선으로서, 인장강도 2200MPa 이상인 것을 특징으로 하는 고강도 PC 강연선에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a high-strength PC strand, characterized in that the tensile strength of 2200 MPa or more as a PC strand produced using the wire rod as another embodiment.

또한, 본 발명은 다른 구현례로서, 중량%로, C: 0.80~0.95%, Si: 0.8~1.6%, Mn: 0.3~0.8%, Cr: 0.1~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 1000~1200℃로 가열하고 상기 가열된 빌렛을 950~1200℃에서 열간압연한 후 상기 열간압연된 선재를 800~900℃로 냉각하고 권취한 다음, 상기 권취된 선재를 3~15℃/s의 냉각속도로 350~450℃까지 냉각하는 단계를 포함하는 고강도 PC 강연선용 선재의 제조방법에 관한 것이다.In addition, the present invention, as another embodiment, in weight%, C: 0.80-0.95%, Si: 0.8-1.6%, Mn: 0.3-0.8%, Cr: 0.1-0.5%, P: 0.015% or less, S: A billet containing 0.015% or less, balance Fe and other unavoidable impurities is heated to 1000 to 1200 ° C., and the heated billet is hot rolled at 950 to 1200 ° C., and then the hot rolled wire is cooled to 800 to 900 ° C. and wound up. Then, the present invention relates to a method for manufacturing a high strength PC stranded wire rod comprising the step of cooling the wound wire to 350 ~ 450 ℃ at a cooling rate of 3 ~ 15 ℃ / s.

상기 빌렛의 가열은 2~3시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. Heating of the billet is preferably carried out for 2 to 3 hours.

또한, 본 발명은 다른 구현례로서, 중량%로, C: 0.80~0.95%, Si: 0.8~1.6%, Mn: 0.3~0.8%, Cr: 0.1~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 1000~1200℃로 가열하고 상기 가열된 빌렛을 950~1200℃에서 열간압연하고, 상기 열간압연된 선재를 800~900℃로 냉각하고 권취한 후 상기 권취된 선재를 3~15℃/s의 냉각속도로 350~450℃까지 냉각하고 상기 냉각된 선재를 950~1150℃로 재가열하고 상기 재가열된 선재를 10~30℃/s의 냉각속도로 펄라이트 변태 개시온도까지 냉각한 후 상기 냉각된 선재를 펄라이트 변태개시온도에서 1~3분간 항온유지하고 상기 항온 유지된 선재를 신선하고 상기 신선재를 연선 및 200~450℃로 블루잉(bluing)열처리하는 단계를 포함하는 고강도 PC 강연선의 제조방법에 관한 것이다.In addition, the present invention, as another embodiment, in weight%, C: 0.80-0.95%, Si: 0.8-1.6%, Mn: 0.3-0.8%, Cr: 0.1-0.5%, P: 0.015% or less, S: A billet containing 0.015% or less, balance Fe and other unavoidable impurities is heated to 1000-1200 ° C. and the heated billet is hot rolled at 950-1200 ° C., and the hot rolled wire is cooled to 800-900 ° C. and wound up. After cooling the wound wire to 350 ~ 450 ℃ at a cooling rate of 3 ~ 15 ℃ / s and reheating the cooled wire to 950 ~ 1150 ℃ and cooling the reheated wire 10 ~ 30 ℃ / s After cooling to the furnace pearlite transformation start temperature, the cooled wire rod is kept at a constant temperature for 1 to 3 minutes at the pearlite transformation start temperature, the wire rods kept at constant temperature are drawn, and the wire rod is stranded and blue at 200 to 450 ° C. It relates to a method for producing a high strength PC strand, comprising the step of heat treatment.

본 발명에 의하면, 신선가공성과 가공경화율 및 인장강도가 우수한 선재를 제공할 수 있고, 상기 선재를 이용하여 인장강도 2200MPa 이상의 PC강연선을 제조할 수 있으므로 이를 통해 향후 대형 콘크리트 구조물에 적용을 하여, 구조물의 경량화, 슬림화 및 공사기간의 단축 등이 가능하여 건설비용을 크게 절감할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a wire rod with excellent drawing property, work hardening rate, and tensile strength, and by using the wire rod, it is possible to manufacture PC strands with a tensile strength of 2200 MPa or more. It is possible to lighten the structure, slim down the structure and shorten the construction period, thereby greatly reducing the construction cost.

본 발명에서는 항온열처리를 적용하여 미세조직의 균일성을 최대한 확보하고, Cr을 첨가하여 항온열처리를 통해 펄라이트 층상간격의 미세화를 극대화할 수 있다. 그리고, Si의 함량을 증가시켜 고용강화 효과 증대 및 블루잉 열처리에 따른 연화에 대한 저항성을 가질 수 있다. In the present invention, by applying the constant temperature heat treatment to ensure the uniformity of the microstructure as much as possible, it is possible to maximize the miniaturization of the pearlite layer spacing through the constant temperature heat treatment by adding Cr. In addition, by increasing the content of Si may increase the solid-solution strengthening effect and have a resistance to softening due to the bluing heat treatment.

이하, 본 발명의 선재의 성분계 및 조성범위에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the component system and composition range of the wire rod of the present invention will be described in detail.

C(탄소): 0.80~0.95중량%C (carbon): 0.80-0.95 weight%

C는 과공석강 선재 내에서 대부분 세멘타이트의 형태로 존재한다. 세멘타이트는 페라이트와 함께 층상의 펄라이트를 형성하는데 페라이트에 비하여 고강도이므로 세멘타이트의 분율이 증가할수록 선재의 강도는 증가하게 된다. C의 함량을 증가시키면 세멘타이트의 분율이 증가하고 층상 간격이 미세해지므로 선재의 강도를 증가시키는데 매우 효과적이다. C is mostly in the form of cementite in the roughened steel wire. Cementite forms a layered pearlite together with ferrite, which is higher in strength than ferrite, so as the fraction of cementite increases, the strength of the wire increases. Increasing the content of C increases the fraction of cementite and makes the layer spacing fine, which is very effective in increasing the strength of the wire rod.

본 발명에서는 2200MPa 이상의 인장강도를 확보하기 위하여, C의 함량은 0.80중량% 이상으로 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, C의 함량이 0.95중량%를 초과하는 경우에는 냉각속도가 충분치 않은 경우 오스테나이트 입계에서 초석 세멘타이트가 발생하여 신선가공성을 저하시키는 문제점이 있다. 따라서, C의 함량을 증가시키는 경우 가공성을 해치지 않기 위해서는 냉각속도를 충분히 확보하거나 다른 합금성분계를 함께 첨가하여 상변태를 제어하는 것이 바람직하다.In the present invention, in order to secure a tensile strength of 2200 MPa or more, the content of C is preferably included at 0.80% by weight or more. However, when the content of C exceeds 0.95% by weight, when the cooling rate is not sufficient, there is a problem that the cornerstone cementite is generated at the austenite grain boundary, thereby lowering the freshness. Therefore, in order to increase the content of C in order not to impair the processability, it is preferable to secure the cooling rate sufficiently or to control the phase transformation by adding other alloy component systems together.

Si(규소): 0.8~1.6중량%Si (silicon): 0.8-1.6 wt%

Si는 기지조직인 페라이트에 고용되어 고용강화의 효과를 발휘하기도 하지만, 블루잉 열처리시 세멘타이트 조직 붕괴를 방지하여 강도저하를 억제하는 효과도 있다. 블루잉 열처리시 강선온도를 300℃ 이상으로 상승시키는데 이때 세멘타이트가 구상화되고 조대화되어 강도가 저하되는데, Si의 첨가에 의하여 펄라이트 미세조직의 페라이트/세멘타이트 계면에 Si 농화층이 생성되어 세멘타이트의 붕괴를 억제할 수 있다. Si may be dissolved in ferrite, which is a base structure, to provide an effect of solid solution strengthening. However, Si is also effective in preventing strength degradation by preventing cementite structure collapse during bluing heat treatment. During bluing heat treatment, the steel wire temperature is raised to 300 ℃ or more. At this time, the cementite is spheroidized and coarsened to decrease the strength.Si addition of Si forms a concentrated layer of Si at the ferrite / cementite interface of the pearlite microstructure. The collapse of can be suppressed.

Si의 함량이 0.8중량% 미만인 경우에는 상기의 효과가 미미하다. 그리고, Si의 함량이 1.6중량%를 초과하는 경우에는 항온열처리를 위한 재가열시 소재의 표면에 탈탄이 쉽게 발생되고 신선가공성이 저하되어 본 발명이 목표하고자 하는 강도를 얻기 어려워진다.When the content of Si is less than 0.8% by weight, the above effect is insignificant. In addition, when the content of Si exceeds 1.6% by weight, decarburization is easily generated on the surface of the material during reheating for incubation and fresh workability is reduced, making it difficult to obtain the strength desired by the present invention.

도1에는 각각의 블루잉 열처리 온도에서 Si의 함량 변화가 신선가공재의 인장강도에 미치는 영향을 나타내었다. 200~500℃에서 60초간 열처리하면, Si 1.3~1.6중량%를 포함한 신선가공재는 300℃까지는 강도가 증가하고, 400℃부터는 강도가 떨어지기 시작하지만, 2200MPa이상의 강도를 유지하는 것을 확인할 수 있다. 500℃에서 열처리하는 경우 강도는 급격히 떨어지는 것을 알 수 있다.Figure 1 shows the effect of the Si content change on the tensile strength of the fresh material at each bluing heat treatment temperature. When heat-treated at 200 to 500 ° C. for 60 seconds, the raw material including Si 1.3 to 1.6% by weight increased in strength up to 300 ° C. and began to drop in strength from 400 ° C., but the strength was maintained at 2200 MPa or more. When the heat treatment at 500 ℃ it can be seen that the strength drops sharply.

Mn(망간): 0.3~0.8중량%Mn (manganese): 0.3-0.8 wt%

Mn은 기지조직 내에 고용체를 형성하여 고용강화하는 원소로 매우 유용한 원소이다. 펄라이트 변태를 지연시키기 때문에 다소 느린 냉각속도에서도 미세한 펄라이트가 쉽게 생성되도록 0.3중량% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나, 0.8중량%를 초과하는 경우에는 고용강화 효과보다는 Mn편석이 발생하고 열처리시에 소재의 표면에 있는 조직의 결정립계가 산화되기 쉬어 제품 특성에 악영향을 미친다.Mn is a very useful element that forms a solid solution in the matrix structure and solidifies it. Since it delays the pearlite transformation, it is preferable to add 0.3% by weight or more so that fine pearlite is easily produced even at a slightly slow cooling rate. However, when it exceeds 0.8% by weight, Mn segregation occurs rather than a solid solution strengthening effect, and the grain boundary of the tissue on the surface of the material is easily oxidized during heat treatment, which adversely affects the product characteristics.

Cr(크롬): 0.1~0.5중량%Cr (chrome): 0.1-0.5 wt%

Cr은 펄라이트 층상간격을 미세화시키고, 항온열처리에 의하여 미세화효과가 극대화되어 C의 함량을 줄이고도 선재의 강도를 효율적으로 증가시킬 수 있다. Si과 마찬가지로 블루잉 열처리시 세멘타이트의 분절을 억제하여 강도저하를 최소화하는 효과가 있으며, 상기 효과를 충분히 발휘하기 위하여 0.1중량% 이상을 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나, Cr의 함량이 0.5중량%를 초과하는 경우에는 첨가시 소입성을 크게 증가시켜 연속냉각 공정 중에 마르텐사이트를 생성시킬 우려가 있다.Cr is finer perlite layer spacing, and the miniaturization effect is maximized by the constant temperature heat treatment to reduce the content of C can effectively increase the strength of the wire. Similarly to Si, there is an effect of minimizing the strength reduction by suppressing the segment of cementite during bluing heat treatment, and it is preferable to add 0.1% by weight or more in order to fully exhibit the effect. However, when the content of Cr exceeds 0.5% by weight, there is a concern that the hardenability during addition is greatly increased to produce martensite during the continuous cooling process.

S(황): 0.015중량%이하S (sulfur): 0.015% by weight or less

S은 제조시 불가피하게 함유되는 원소이며, 저융점 석출물의 형태로 결정립계에 석출되어 열간취화를 유발시키므로 가능한 낮게 관리하는 것이 바람직하며, 이론상 S의 함량을 0%로 제한하는 것이 가능하나, 제조공정상 필연적으로 첨가될 수 밖에 없다. 상한을 관리하는 것이 중요하며, 상기 S의 함량의 상한은 0.015중량%로 한정하는 것이 바람직하다.S is an element that is inevitably contained in the manufacturing process, and it is preferable to control it as low as possible because it precipitates at the grain boundary in the form of low melting point precipitates, causing hot embrittlement. In theory, it is possible to limit the content of S to 0%. It is inevitably added. It is important to manage the upper limit, the upper limit of the content of S is preferably limited to 0.015% by weight.

P(인): 0.015중량%이하P (phosphorus): 0.015% by weight or less

P은 제조시 불가피하게 함유되는 원소이며, 주상정 사이에 편석되어 열간취화를 일으키기도 하고, 냉간 신선 가공시 균열을 유발시키므로 가능한 낮게 관리하는 것이 바람직하며, 이론상 P의 함량을 0%로 제한하는 것이 가능하나, 제조공정상 필연적으로 첨가될 수 밖에 없다. 상한을 관리하는 것이 중요하며, 상기 P의 함량의 상한은 0.015중량%로 한정하는 것이 바람직하다.P is an element that is inevitably contained in manufacturing, and segregates between columnar tablets, causing hot embrittlement, and causing cracks during cold drawing, so it is desirable to manage P as low as possible, and theoretically limit P content to 0%. It is possible, but inevitably added in the manufacturing process. It is important to manage the upper limit, the upper limit of the content of P is preferably limited to 0.015% by weight.

본 발명의 선재의 미세조직은 펄라이트가 주상이며, 상분율로 95%이상인 것이 바람직하고 잔부는 페라이트 또는 초석 세멘타이트인 것이 바람직하다. 상기 펄라이트는 페라이트 85~90%와 세멘타이트 10~15%로 이루어지는 것이 바람직하며, 펄 라이트 중 세멘타이트 분율이 10% 미만이면 선재의 강도를 충분히 확보하지 못하며, 15%를 초과하는 경우에는 신선가공성이 저하되는 문제점이 있다.In the microstructure of the wire rod of the present invention, it is preferable that pearlite is a main phase, 95% or more in terms of phase fraction, and the remainder is ferrite or cementite cementite. The pearlite is preferably made of 85 to 90% ferrite and 10 to 15% of cementite. If the cementite fraction of pearlite is less than 10%, the strength of the wire rod may not be sufficiently secured. There is a problem of this deterioration.

또한, 상기 펄라이트의 층상간격은 150nm 이하의 범위인 것이 바람직하다. 펄라이트의 층상간격이 150nm를 초과할 경우, 선재의 강도 및 가공경화율이 낮아져서 후속 신선가공에 따른 강도의 증가가 충분하지 않아 최종 PC강연선의 강도 확보를 할 수가 없는 어려움이 있다.In addition, the layer spacing of the pearlite is preferably in the range of 150nm or less. When the lamellar spacing of pearlite exceeds 150 nm, the strength of the wire rod and the work hardening rate are lowered, so that the increase in strength due to the subsequent drawing is not sufficient, thereby making it difficult to secure the strength of the final PC strand.

이하, 본 발명의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of this invention is demonstrated.

열간압연단계Hot rolling stage

상기의 성분계 및 조성범위를 만족하는 빌렛을 1000~1200℃로 가열하며, 이 때 가열시간은 2~3시간인 것이 바람직하다. 이후 가열된 빌렛을 950~1200℃에서 열간압연하는 것이 바람직하다. 상기 열간압연단계를 통하여 10~14mm의 선재로 압연하는 것이 바람직하다. The billet which satisfies the above component system and composition range is heated to 1000 to 1200 ° C, and the heating time is preferably 2 to 3 hours. After the heated billet is preferably hot-rolled at 950 ~ 1200 ℃. It is preferable to roll with a wire of 10 ~ 14mm through the hot rolling step.

냉각 및 권취단계Cooling and winding stage

상기 열간압연된 선재를 800~900℃로 냉각하고 링 형태로 권취하고 3~15℃/s의 냉각속도로 350~450℃까지 냉각하는 것이 바람직하다.The hot rolled wire is preferably cooled to 800 ~ 900 ℃, wound in a ring form and cooled to 350 ~ 450 ℃ at a cooling rate of 3 ~ 15 ℃ / s.

재가열단계Reheating stage

상기 냉각된 선재를 950~1150℃로 재가열한 후 10~30℃/s의 냉각속도로 펄라이트 변태 개시온도까지 냉각하는 것이 바람직하다.After reheating the cooled wire to 950 ~ 1150 ℃ it is preferable to cool to the pearlite transformation start temperature at a cooling rate of 10 ~ 30 ℃ / s.

항온열처리 단계Incubation step

상기 냉각된 선재를 펄라이트 변태개시온도에서 1~3분간 항온유지하는 것이 바람직하다. 이를 통하여, 펄라이트 층상간격을 미세화하고 목표하는 강도를 얻을 수 있으며, 선재의 부위별 편차를 최대한 억제할 수 있다. 항온유지시간이 1분미만인 경우에는 상기의 효과가 미미하고, 3분을 초과하는 경우에는 선재의 미세조직이 조대화되는 경향이 있다. 또한, 본 발명에서는 560~640℃의 납조에 투입하여 항온변태를 시키는 것(LP열처리)이 바람직하다.Preferably, the cooled wire is kept at a constant temperature for 1 to 3 minutes at a pearlite transformation start temperature. Through this, it is possible to refine the pearlite layer spacing and obtain the target strength, and to suppress the variation of each part of the wire rod as much as possible. If the constant temperature holding time is less than 1 minute, the above effects are insignificant. If the constant temperature is longer than 3 minutes, the microstructure of the wire rod tends to coarsen. Moreover, in this invention, it is preferable to put in a bath of 560-640 degreeC, and to make constant temperature transformation (LP heat treatment).

신선단계Fresh stage

상기 항온 유지된 선재를 신선하는 단계로서, 목표로 하고자 하는 신선재의 특성에 따라 적정한 패스스케줄에 의하여 신선하는 것이 바람직하다.As the step of drawing the wire rod that is kept at a constant temperature, it is preferable to draw the wire by an appropriate pass schedule according to the characteristics of the wire rod to be targeted.

블루잉 열처리 단계Blueing Heat Treatment Step

상기 신선재를 200~450℃로 블루잉(bluing)열처리하며, 최종제품의 릴렉세이션 특성을 향상시키기 위하여 200~450℃의 온도범위에서 10~300초 동안 고주파 열처리를 하는 것이 바람직하다. 최종신선공정을 거치면서 신선가공량이 너무 많아서 생기게 된 잔류응력을 제거하여 릴렉세이션 특성을 향상시킬 수 있다. 200℃ 미만의 온도에서는 잔류응력을 충분히 해소할 수 없고, 450℃를 초과한 온도에서는 신선가공된 펄라이트 미세조직의 붕괴를 초래하여 강도가 저하될 수 있다. 따라서, 상기 블루잉 열처리 온도는 200~450℃로 한정하는 것이 바람직하다.It is preferable to perform a high-frequency heat treatment of the drawing material at 200-450 ° C. for bluing, and to improve relaxation characteristics of the final product for 10-300 seconds in a temperature range of 200-450 ° C. During the final drawing process, it is possible to improve the relaxation characteristics by removing residual stress caused by too much drawing processing. Residual stress may not be sufficiently resolved at a temperature below 200 ° C., and strength may be degraded at a temperature above 450 ° C. resulting in the collapse of freshly processed pearlite microstructure. Therefore, the bluing heat treatment temperature is preferably limited to 200 ~ 450 ℃.

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

(실시예)(Example)

하기 표1과 같은 성분계 및 조성범위를 만족하는 강재를 시료로 하여 50kg 잉곳으로 주조 후 빌렛에 용접하여 1000~1200℃에서 약 2시간 동안 재가열한 다음, 추출하여 11mm의 직경을 가지는 선재로 열간압연하였다. 이 때 마무리 열간압연온도는 1000℃였으며, 이 후 800~900℃까지 수냉한 다음 링(ring) 형태로 권취하여 롤러 컨베이어 상에서 3~15℃/s의 냉각속도로 송풍 냉각하였다. 이 후 580℃에서 1분 30초간 항온열처리하고 선경 4.25mm로 신선한 후 250℃에서 블루잉 열처리를 실시하였다.Using a steel material that satisfies the component system and composition range as shown in Table 1 below, the sample is cast into a 50kg ingot, welded to a billet, reheated for about 2 hours at 1000 to 1200 ° C, and then extracted and hot rolled with a wire having a diameter of 11 mm. It was. At this time, the finish hot rolling temperature was 1000 ° C., after which water was cooled to 800 ° C. to 900 ° C., and then wound up in a ring to blow air on a roller conveyor at a cooling rate of 3 ° C. to 15 ° C./s. After incubation for 1 minute and 30 seconds at 580 ℃, fresh to 4.25mm wire diameter and then bluing heat treatment at 250 ℃.

항온열처리 전, 후의 선재의 인장강도(TS) 및 단면감소율(RA)과 신선 후 신선재의 인장강도 및 단면감소율을 측정하여 하기 표2에 나타내었다.Tensile strength (TS) and cross-sectional reduction rate (RA) of the wire rods before and after incubation were measured and the tensile strength and cross-section reduction ratio of the wire rods after drawing were measured and shown in Table 2 below.

구분division C(중량%)C (% by weight) Si(중량%)Si (% by weight) Mn(중량%)Mn (% by weight) Cr(중량%)Cr (% by weight) 비고Remarks 발명예1Inventive Example 1 0.910.91 1.291.29 0.500.50 0.310.31 발명예2Inventive Example 2 0.890.89 1.581.58 0.480.48 0.310.31 비교예1Comparative Example 1 0.900.90 0.620.62 0.510.51 0.300.30 비교예2Comparative Example 2 0.890.89 1.301.30 0.510.51 -- 비교예3Comparative Example 3 0.900.90 1.301.30 0.490.49 0.80.8 마르텐사이트 형성Martensite formation

구분division 항온열처리 전 선재Wire rod before incubation 항온열처리 후 선재Wire rod after incubation 신선재Sinseonjae TS(MPa)TS (MPa) RA(%)RA (%) TS(MPa)TS (MPa) RA(%)RA (%) TS(MPa)TS (MPa) RA(%)RA (%) 발명예1Inventive Example 1 13351335 2525 14741474 3131 22682268 4848 발명예2Inventive Example 2 13781378 2121 14931493 2828 23052305 4646 비교예1Comparative Example 1 12571257 2828 13191319 3535 20852085 5454 비교예2Comparative Example 2 12451245 2727 13101310 3131 19761976 5353

비교예1은 Si의 함량이 0.62중량%로 본 발명이 의도하고자하는 Si의 함량보다 낮아 강도가 저하되는 것을 방지할 수 없어서, 선재의 인장강도가 낮게 측정되었고, 신선 후 신선재의 인장강도는 2200MPa 미만으로 측정되었다.In Comparative Example 1, the content of Si was 0.62% by weight, and thus the present invention could not prevent the strength from lowering due to the content of Si intended to be lowered. Therefore, the tensile strength of the wire rod was measured to be low. It was measured below.

비교예2는 Cr을 함유하지 아니하여 선재의 강도 향상 효과가 미미하였으며, 선재의 인장강도가 발명예에 비하여 낮음을 확인할 수 있었다.Comparative Example 2 did not contain Cr, so the strength improvement effect of the wire rod was insignificant, and the tensile strength of the wire rod was confirmed to be lower than that of the invention example.

비교예3은 Cr의 함량이 본 발명이 의도하고자 하는 Cr의 함량보다 많아 소입성이 증가하여 마르텐사이트가 형성됨을 알 수 있었다.In Comparative Example 3, since the content of Cr is greater than the content of Cr intended for the present invention, the hardenability is increased to form martensite.

발명예1,2는 본 발명에서 제어하는 성분계 및 조성범위를 만족하여 선재의 인장강도 및 단면감소율이 본 발명에서 의도하고자 하는 목표에 해당함을 확인할 수 있다.Inventive examples 1 and 2 satisfy the component system and composition range controlled in the present invention, it can be seen that the tensile strength and the reduction ratio of the wire rod correspond to the intended purpose of the present invention.

도1은 Si의 함량에 따른 블루잉 열처리 온도별 인장강도를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the tensile strength of the bluing heat treatment temperature according to the content of Si.

Claims (7)

중량%로, C: 0.80~0.95%, Si: 0.8~1.6%, Mn: 0.3~0.8%, Cr: 0.1~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하며, 미세조직은 펄라이트 95%이상과 잔부는 페라이트 또는 초석 세멘타이트로 이루어진 고강도 PC 강연선용 선재.By weight, C: 0.80-0.95%, Si: 0.8-1.6%, Mn: 0.3-0.8%, Cr: 0.1-0.5%, P: 0.015% or less, S: 0.015% or less, balance Fe and other unavoidable impurities Including, the microstructure of the pearlite 95% or more and the remainder of ferrite or cementite cemented wire rod for high strength PC strands. 제1항에 있어서, 상기 펄라이트는 페라이트 85~90%와 세멘타이트 10~15%로 이루어진 것을 특징으로 하는 고강도 PC 강연선용 선재.The wire rod of claim 1, wherein the pearlite comprises 85 to 90% of ferrite and 10 to 15% of cementite. 제1항에 있어서, 상기 펄라이트의 층상간격은 150nm 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 고강도 PC 강연선용 선재.The wire rod for high-strength PC strand according to claim 1, wherein the layered spacing of pearlite is in a range of 150 nm or less. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 선재를 이용하여 제조한 PC 강연선으로서, 인장강도 2200MPa 이상인 것을 특징으로 하는 고강도 PC 강연선.PC strand produced by using the wire of any one of claims 1 to 3, the high strength PC strand is characterized by a tensile strength of 2200MPa or more. 중량%로, C: 0.80~0.95%, Si: 0.8~1.6%, Mn: 0.3~0.8%, Cr: 0.1~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 1000~1200℃로 가열하는 단계;By weight, C: 0.80-0.95%, Si: 0.8-1.6%, Mn: 0.3-0.8%, Cr: 0.1-0.5%, P: 0.015% or less, S: 0.015% or less, balance Fe and other unavoidable impurities Heating the billet comprising 1000 to 1200 ° C; 상기 가열된 빌렛을 950~1200℃에서 열간압연하는 단계; Hot rolling the heated billet at 950˜1200 ° C .; 상기 열간압연된 선재를 800~900℃로 냉각하고 권취하는 단계; 및Cooling and winding the hot rolled wire at 800 to 900 ° C; And 상기 권취된 선재를 3~15℃/s의 냉각속도로 350~450℃까지 냉각하는 단계를 포함하는 고강도 PC 강연선용 선재의 제조방법. The method of manufacturing a high-strength PC stranded wire rod comprising the step of cooling the wound wire to 350 ~ 450 ℃ at a cooling rate of 3 ~ 15 ℃ / s. 제5항에 있어서, 상기 가열단계에서 빌렛의 가열은 2~3시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 고강도 PC 강연선용 선재의 제조방법. 6. The method of claim 5, wherein the heating of the billet in the heating step is carried out for 2 to 3 hours. 중량%로, C: 0.80~0.95%, Si: 0.8~1.6%, Mn: 0.3~0.8%, Cr: 0.1~0.5%, P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 1000~1200℃로 가열하는 단계;By weight, C: 0.80-0.95%, Si: 0.8-1.6%, Mn: 0.3-0.8%, Cr: 0.1-0.5%, P: 0.015% or less, S: 0.015% or less, balance Fe and other unavoidable impurities Heating the billet comprising 1000 to 1200 ° C; 상기 가열된 빌렛을 950~1200℃에서 열간압연하는 단계; Hot rolling the heated billet at 950˜1200 ° C .; 상기 열간압연된 선재를 800~900℃로 냉각하고 권취하는 단계; Cooling and winding the hot rolled wire at 800 to 900 ° C; 상기 권취된 선재를 3~15℃/s의 냉각속도로 350~450℃까지 냉각하는 단계;Cooling the wound wire to 350 to 450 ° C. at a cooling rate of 3 to 15 ° C./s; 상기 냉각된 선재를 950~1150℃로 재가열하는 단계;Reheating the cooled wire at 950-1150 ° C .; 상기 재가열된 선재를 10~30℃/s의 냉각속도로 펄라이트 변태 개시온도까지 냉각하는 단계;Cooling the reheated wire rod to a pearlite transformation start temperature at a cooling rate of 10 to 30 ° C./s; 상기 냉각된 선재를 펄라이트 변태개시온도에서 1~3분간 항온유지하는 단계; Maintaining the cooled wire at constant temperature for 1 to 3 minutes at a pearlite transformation start temperature; 상기 항온 유지된 선재를 신선하는 단계; 및Drawing the wire rod that is kept at a constant temperature; And 상기 신선재를 연선 및 200~450℃로 블루잉(bluing)열처리하는 단계를 포함하는 고강도 PC 강연선의 제조방법. The method of manufacturing a high-strength PC stranded wire comprising the step of bluing (heating) the wire to the stranded wire and 200 ~ 450 ℃.
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