KR20120099153A

KR20120099153A - 냉간 단조성이 우수한 강선 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20120099153A
Application number: KR1020127020053A
Authority: KR
Inventors: 마꼬또 오꼬노기; 신고 야마사끼; 히로시 오오바; 고히찌 호소까와; 히데요 도미자와
Original assignee: 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2012-09-06
Also published as: CN102741441A; JP5026626B2; WO2011108459A1; CN102741441B; KR101297539B1; JPWO2011108459A1

Abstract

본 발명은 성분 조성이 질량%로, C : 0.25% 내지 0.60% ; Si : 0.01% 내지 0.40%, Mn : 0.20% 내지 1.50%를 함유하고, Cr : 0.20% 이하, P : 0.030% 이하, S : 0.040% 이하, N : 0.010% 이하, O : 0.0040% 이하로 제한하고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 금속 조직이 실질적으로 페라이트 입자와 구상 탄화물로 구성되는 강선이며, 상기 페라이트 입자는 평균 입경이 15㎛ 이상이며, 상기 구상 탄화물은 평균 입경이 0.8㎛ 이하이고, 또한 최대 입경이 4.0㎛ 이하이고, 또한 1㎟당의 개수가 0.5 × 10⁶ × C% 내지 5.0 × 10⁶ × C%개이며, 상기 구상 탄화물 중, 입경이 0.1㎛ 이상의 구상 탄화물 간의 최대 거리가 10㎛ 이하인 강선을 제공한다.

Description

냉간 단조성이 우수한 강선 및 그 제조 방법 {STEEL WIRE WITH EXCELLENT COLD FORGING CHARACTERISTICS AND MANUFACTURING PROCESS THEREOF}

본 발명은, 볼트, 나사, 너트 등의 기계 부품의 소재로서 사용되고, 냉간 단조나 전조 등으로 성형되는 강선과 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 성형 균열의 억제가 가능한 냉간 단조성이 우수한 강선과 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명에서 대상으로 하는 강선은, 열간 압연 막대강을 코일 형상으로 감은「바 인 코일」도 포함한다.

본 출원은 2010년3월 2일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2010-045621호를 기초로 하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

냉간 단조는 성품의 치수 정밀도나 생산성이 우수하므로, 강제의 볼트, 나사, 너트 등의 기계 부품의 성형 시에, 종래부터 행해지고 있던 열간 단조로부터의 전환이 확대되고 있다. 또한, 볼트나 너트 등의 부품은 구조 용도에 사용되는 경우가 많아, 이로 인해 C나 Mn 등의 합금 원소를 첨가해서 강도를 부여하고 있다. 그러나 합금 원소 함유량이 증대하면 강재의 변형 저항이 높아지거나 변형능이 낮아지므로, 냉간 단조 시에 금형 부하가 증대해 금형의 마모나 손상이 발생하거나, 성형 부품에 가공 균열이 발생하는 등의 과제가 있다.

또한, 최근에는 부품 제조 비용의 저감이나 부품의 고기능화를 목적으로 해서 부품 형상도 복잡화하고 있다. 이로 인해, 냉간 단조에 사용하는 강재에는 연질인 동시에, 매우 높은 연성이 요구되어, 종래부터 열간 압연재를 구상(球狀)화 어닐링 등의 열처리에 의해 연질화하여, 가공성을 향상시키는 것이 행해지고 있다. 냉간 단조용 강의 가공성에는, 금형 부하에 영향을 미치는 변형 저항과, 가공 균열의 발생에 영향을 미치는 연성이 있고, 각 용도에 따라 요구되는 특성이 달라, 이들의 양쪽, 혹은 한쪽이 요구된다.

이러한 배경을 기초로 강재의 냉간 단조성을 향상시키는 기술은 종래부터 다양한 방법이 제안되어 있다.

특허 문헌 1에서는 페라이트 입자의 평균 입경이 2 내지 5.5㎛, 또한 긴 직경이 3㎛ 이하이고, 또한 어스펙트비가 3 이하인 시멘타이트의 비율이 전체 시멘타이트에 대하여 70% 이상인 영역을 표면으로부터 선 직경의 10% 이상으로 함으로써 냉간 가공성이 향상되는 것이 개시되어 있다. 이 방법에서는 크랙의 발생 위치가 압연 선재의 표면 근방으로 되는 가공에서는 유효하지만, 크랙의 발생 위치가 압연 선재의 내부로 되는 가공에 대해서는, 가공성의 향상 효과가 작다. 실제 냉간 단조에서는 압연 선재를 절단한 후, 냉간 단조되므로, 압연 선재의 표면 근방이 크랙의 발생 위치로 되지 않는 경우가 많아, 효과가 한정된다.

특허 문헌 2에서는 시멘타이트 간 거리의 표준 편차를 시멘타이트 간 거리의 평균값으로 나눈 값을 0.50 이하로 함으로써, 즉 시멘타이트 간의 간격을 거의 균일하게 함으로써, 냉간 단조 시의 변형 저항이 저하되고, 또한 균열이 감소하는 것이 개시되어 있다. 그러나 이 방법에서는, 열간 압연 후의 조직이 유사 펄라이트나 베이나이트 조직 주체의 조직이 된다. 어닐링 전 조직이 이와 같이 미세 조직일 경우에는, 어닐링 후에 페라이트 입자가 조대화하지 않고, 변형 저항이 높아 냉간 단조 시에 금형 부하가 높아진다고 하는 과제가 있다.

일본 특허 출원 공개 제2000-73137호 공보 일본 특허 출원 공개 제2006-316291호 공보

본 발명은 기계 구조용으로 필요한 강도를 부여할 수 있고, 또한 우수한 냉간 단조성을 갖는 강선과 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 요지는 이하와 같다.

(1) 본 발명의 제1 형태는, 성분 조성이 질량%로, C : 0.25% 내지 0.60%, Si : 0.01% 내지 0.40%, Mn : 0.20% 내지 1.50%를 함유하고, Cr : 0.20% 이하, P : 0.030% 이하, S : 0.040% 이하, N : 0.010% 이하, O : 0.0040% 이하로 제한하고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 금속 조직이 실질적으로 페라이트 입자와 구상 탄화물로 구성되는 강선이다. 상기 페라이트 입자는, 평균 입경이 15㎛ 이상이며, 상기 구상 탄화물은 평균 입경이 0.8㎛ 이하이고, 또한 최대 입경이 4.0㎛ 이하이고, 또한 1㎟당의 개수가 0.5 × 10⁶ × C% 내지 5.0 × 10⁶ × C%개이며, 상기 구상 탄화물 중, 입경이 0.1㎛ 이상의 구상 탄화물 간의 최대 거리가 10㎛ 이하다.

(2) 상기 (1)에 기재된 강선은, 상기 성분 조성이 질량%로, 또한 Al : 0.001 내지 0.060%, Ti : 0.002 내지 0.050%, Ca : 0.0001 내지 0.010%, Mg : 0.0001 내지 0.010%, Zr : 0.0001 내지 0.010%, B : 0.0001 내지 0.0060%, Mo : 0.01 내지 0.10%, Ni : 0.01 내지 0.20%, Cu : 0.01 내지 0.25%, Nb : 0.001 내지 0.04%, V : 0.01 내지 0.20%, Co : 0.001 내지 0.2%, W : 0.001 내지 0.2%, REM : 0.0005 내지 0.01% 중 적어도 1종류를 함유해도 좋다.

(3) 본 발명의 제2 형태는, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 성분 조성을 갖는 강편을 가열하는 가열 공정과, 상기 강편에 대하여, 압연 종료 온도가 Ar1 온도 이상으로 설정된 열간 압연을 행함으로써 압연 선재를 얻는 열간 압연 공정과 ; 상기 압연 선재에 대하여, 상기 압연 종료 온도로부터 600℃까지를 20℃/s 이상 100℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하는 제1 냉각 공정과, 상기 제1 냉각 공정 후의 상기 압연 선재에 대하여, 600℃로부터 550℃까지를 15℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하는 제2 냉각 공정과 ; 상기 제2 냉각 공정 후의 상기 압연 선재를, 500℃ 내지 600℃, 또한 450 ＋ 8.5 × F1℃ 이상의 온도 영역에서 30초 이상 150초 이하 유지하는 유지 공정과 ; 상기 유지 공정 후의 상기 압연 선재에 대하여, 단면 감소율이 25% 이상 50% 이하의 신선 가공을 행해 신선재를 얻는 신선 가공 공정과 ; 상기 신선재에 대하여, 650℃ 이상 Ac1 이하에서 어닐링을 행하는 어닐링 공정을 구비하고, Ac1 = 723 － 10.7 × Mn% ＋ 29.1 × Si%이며, F1 = 20 × Si% ＋ 35 × Cr% ＋ 55 × Mo%인, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 강선의 제조 방법이다.

본 발명에 따르면, 강선의 변형능을 향상시킴으로써, 냉간 단조에 의한 복잡 형상 부품의 성형이 가능해져, 제품 수율이나 생산성이 향상된다. 또한, 종래 곤란했던 복잡 형상 부품의 일체 성형이 가능해진다.

도 1은 실시예 및 비교예의 강선에 대해서, 페라이트 입경과 변형 저항의 관계를 도시하는 도면이다.
도 2는 실시예 및 비교예의 강선에 대해서, 탄화물 최대 입경과 한계 압축률의 관계를 도시하는 도면이다.
도 3은 실시예 및 비교예의 강선에 대해서, 탄화물 평균 입경과 한계 압축률의 관계를 도시하는 도면이다.
도 4는 실시예 및 비교예의 강선에 대해서, 구상 탄화물 개수를 C%로 나눈 값과 한계 압축률의 관계를 도시하는 도면이다.
도 5는 실시예 및 비교예의 강선에 대해서, 탄화물 간 최대 거리와 한계 압축률의 관계를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시예 및 비교예의 강선에 대해서, Cr량과 변형 저항의 관계를 도시하는 도면이다.
도 7은 실시예 및 비교예의 강선에 대해서, F1과 유지 온도의 관계를 도시하는 도면이다.

본 발명자들은 강선의 냉간 단조성을 향상시키기 위해서, 변형 저항과 연성에 미치는 금속 조직의 영향을 검토했다. 그 결과, 변형 저항에 대해서는 탄화물의 개수 밀도와 페라이트 입경이 영향을 미치는 것에 착안하여, 변형 저항을 낮게 해서 양호한 가공성을 얻기 위해서는, 탄화물의 개수 밀도를 작게 하여 페라이트 입경을 크게 하는 것이 유효하다는 지식을 얻었다. 한편, 연성에 대해서는 탄화물의 입경과 페라이트 입경이 영향을 미치는 것에 착안하여, 연성을 높게 하기 위해서는, 탄화물의 입경을 작게 하는 동시에, 페라이트 입자를 미세화하는 것이 유효하다는 지식을 얻었다.

이와 같은 이유로부터, 변형 저항을 개선하려고 하면, 한편으로 연성이 열화하는 경향이 있지만, 본 발명자들은 변형 저항과 연성을 모두 향상시키기 위해서, 강선의 금속 조직의 개량을 검토했다. 그 결과,

(a) 페라이트 입자를 조립(粗粒)으로 하는 것,

(b) 구상 탄화물의 개수 밀도를 특정한 범위 내로 제한하는 것,

(c) 구상 탄화물의 평균 입경과 최대 입경을 작게 하는 것,

(d) 구상 탄화물 간의 분산을 균일하게 하는 것의 조건을 동시에 만족시키는 것이 유효한 것을 발견했다.

종래 기술에서는 0.2 내지 0.6%의 탄소를 함유하는 중탄소강의 페라이트 입자를 조립화하기 위해서는, 구상 탄화물의 입경을 크게 하고, 개수 밀도를 저하시킬 필요가 있다. 그로 인해, 페라이트 입자의 조립화와 구상 탄화물의 미세화의 양립은 곤란했다. 그러나 본 발명자들은, 강재 성분을 적절한 범위로 제어하고, 제조 방법을 개량함으로써, 페라이트 입자의 조대화와 구상 탄화물의 미세화를 양립시키는 것, 즉 변형 저항의 저감과 연성의 향상을 동시에 달성시키는 것에 성공했다.

보다 구체적으로는, 페라이트 입자의 조립화와 구상 탄화물의 미세화를 양립시키기 위해서는,

(e) Cr을 저감한 강 성분으로 하는 것,

(f) 열간 압연 선재의 조직을, 초석 페라이트 분율이 작고, 또한 라멜라 간격이 미세한 펄라이트 조직으로 하는 것,

(g) 신선 가공 등으로 전위를 도입하는 것,

(h) 탄화물의 구상화는 Ac1 이하의 온도 영역에서 어닐링하는 것이 중요한 것을 발견했다.

이에 의해, 종래에서는 얻는 것이 곤란했던, 중탄소강의 페라이트 입자가 조립이고, 또한 미세한 구상 탄화물이 분산된 조직을 얻을 수 있다.

또한, 조립 페라이트와 미세 구상 탄화물에 의한 조직을 갖는 강선이 냉간 단조성이 우수한 이유로서는, 성형 균열의 발생 기점이 되기 쉬운 구상 탄화물의 입경을 미세하게 함으로써 균열의 발생을 억제할 수 있고, 변형 저항을 줄이기 위해서 페라이트 입자를 조립으로 해도 연성의 열화가 억제되기 때문이라 생각된다.

이하, 상술한 지식을 기초하여 이루어진 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다.

(제1 실시 형태)

이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 냉간 단조성이 우수한 강선의 금속 조직에 대해서 설명한다.

(금속 조직)

본 실시 형태에 따른 강선의 금속 조직은, 실질적으로 페라이트 입자와 구상 탄화물로 구성된다. 금속 조직 중에 베이나이트 조직이나 마르텐사이트 조직이 포함되면 변형 저항이 증대하는 동시에 연성이 저하되어 냉간 단조성을 열화시키므로, 이들의 조직이 포함되지 않는 것이 바람직하다. 금속 조직이 실질적으로 페라이트 입자와 구상 탄화물로 구성된다 라고 함은, 금속 조직의 면적률 97% 이상이 페라이트 입자와 구상 탄화물인 것을 의미하고, 바꿔 말하면 면적률 3% 미만이면, 베이나이트 조직이나 마르텐사이트 조직 등의 존재는 허용되는 것을 의미한다.

(페라이트 입자의 평균 입경)

페라이트 입자의 조립화는 변형 저항을 저하시켜, 냉간 단조 시의 금형 부하를 줄인다. 페라이트 입자의 평균 입경이 15㎛ 미만에서는, 변형 저항의 저감 효과가 작다. 따라서, 페라이트 입자의 평균 입경의 하한은 15㎛인 것이 바람직하다.

페라이트 입자의 평균 입경은, 예를 들어 EBSP(Electron　Back　Scattering Pattern) 장치를 사용해서 측정된다. 구체적으로는, 강선의 길이 방향에 수직인 강선 단면의, 표층(표면) 근방부와, 1/4D부[강선 표면으로부터 강선의 중심 방향으로 강선 직경(D)의 1/4 떨어진 부분]와, 1/2D부(강선의 중심 부분)에서 각각 275㎛ × 165㎛의 영역을 측정한다. 측정한 페라이트 조직의 결정 방위 맵으로부터, 방위차 15도 이상으로 되는 경계를 페라이트 입계라 인식한다. 또, 1개의 페라이트 입자의 원 상당 입경을 페라이트 입자의 입경이라 정의하고, 그 체적 평균을 평균 입경이라 정의한다. 입경 1㎛ 미만의 결정립에 대해서는 제외한 후에 체적 평균은 계산된다.

(구상 탄화물의 최대 입경)

구상 탄화물의 최대 입경은, 성형 균열의 발생에 영향을 미치고, 최대 입경이 조대해지면 변형을 받은 탄화물의 주위로부터 크랙이 발생해 균열이 발생하기 쉬워진다. 구상 탄화물의 최대 입경이 4.0㎛를 초과하면, 연성이 저하되어 냉단(冷緞) 균열이 발생하기 쉬워진다. 이로 인해 구상 탄화물의 최대 입경의 상한을 4.0㎛, 바람직하게는 3.0㎛ 이하로 한다.

(구상 탄화물의 평균 입경)

구상 탄화물의 평균 입경이 0.8㎛를 초과하면 연성이 저하되어 냉단 균열이 발생하기 쉬워진다. 이로 인해 구상 탄화물의 평균 입경의 상한을 0.8㎛, 바람직하게는 0.6㎛로 한다.

또, 구상 탄화물이라 함은, 탄화물의 긴 직경/짧은 직경으로 나타내는 어스펙트비가 5 이하인 시멘타이트를 의미한다. 구상 탄화물 이외의 시멘타이트의 전체 시멘타이트에 대한 체적률이 5% 미만이면, 냉간 단조성에 미치는 영향이 작기 때문에, 5% 미만의 구상 탄화물 이외의 시멘타이트를 함유해도 좋다. 또, 구상 탄화물의 평균 입경이라 함은, 구상 탄화물의 원 상당 직경의 개수 평균을 의미한다. 원 상당 직경 0.1㎛ 미만의 구상 탄화물에 대해서는 제외한 후에 개수 평균은 계산된다.

(1㎟당 구상 탄화물의 개수)

1㎟당 구상 탄화물의 개수가 0.5 × 10⁶ × C%개 미만인 경우, 냉간 단조 시에, 탄화물의 주위에 크랙이 발생하고, 가공 균열이 발생하는 경우가 있다. 또한, 5.0 × 10⁶ × C%개를 초과할 경우, 변형 저항이 증가해 금형 부하를 증가시킨다. 이로 인해, 1㎟당의 구상 탄화물의 개수의 하한을 0.5 × 10⁶ × C%개, 바람직하게는 1.0 × 10⁶ × C%개로 하고, 상한을 5.0 × 10⁶ × C%개, 바람직하게는 2.0 × 10⁶ × C%개로 한다. 또한, "C%"라 함은, C 함유량(질량%)을 의미하고, 예를 들어 C 함유량이 0.45 질량%일 경우, C% = 0.45이다. Mn%, Mo%, Si%, Cr% 등의 표기도 마찬가지로, 각 성분의 함유량을 의미한다.

(구상 탄화물 간의 최대 거리)

0.1㎛ 이상의 구상 탄화물 간의 최대 거리가 10㎛를 초과하면, 구상 탄화물의 분포가 불균일해져, 강도의 불균일 부위가 생성된다. 강도의 불균일 부위가 존재하면, 단조 가공 시에 국부적으로 변형이 집중함으로써, 냉단 균열이 발생하는 경우가 있다. 이로 인해, 구상 탄화물 간의 최대 거리의 상한을 10㎛, 보다 바람직하게는 8㎛로 한다.

구상 탄화물의 평균 입경, 구상 탄화물 최대 입경, 구상 탄화물의 개수/C, 구상 탄화물 간 거리는, 예를 들어 주사형 전자 현미경 사진을 화상 해석함으로써 구해진다. 구체적으로는, 강선의 길이 방향에 수직인 강선 단면의, 표층(표면) 근방부와, 1/4D부[강선 표면으로부터 강선의 중심 방향으로 강선 직경(D)의 1/4 떨어진 부분]와, 1/2D부(강선의 중심 부분)에서 25㎛ × 20㎛의 시야를 5000배의 배율로 각 5 시야, 합계 15 시야 관찰하고, 촬영 사진을 화상 해석하는 것으로 구할 수 있다. 구상 탄화물의 원 상당 직경의 개수 평균을 평균 입경으로 하고, 측정 시야 중의 최대 입경을 최대 입경으로 한다. 또한, 0.1㎛ 이상의 탄화물이 포함되지 않는 영역에 그려지는 원의 최대 직경을 탄화물 간의 최대 거리로 한다.

다음에, 본 실시 형태에 따른 강선의 성분 조성에 대해서 설명한다.

본 실시 형태에 따른 강선은, 필수적인 화학 성분으로서, C, Si, Mn을 함유한다. 각 화학 성분의 적합한 함유량의 범위와 그 이유를 이하에 설명한다. 또한, 본 출원에 있어서 함유량을 나타내는 %는 질량%를 의미한다.

(C : 0.25 내지 0.60%)

C는 기계 부품으로서의 강도를 확보한다. 0.25% 미만에서는 기계 부품으로서 필요한 강도를 확보할 수 없고, 0.60%를 넘으면 연성 및 인성이 열화한다.

이로 인해, C 함유량에 대해서는, 하한값을 0.25%, 바람직하게는 0.30%, 보다 바람직하게는 0.35%로 하고, 상한값을 0.60%, 바람직하게는 0.55%, 보다 바람직하게는 0.50%로 한다.

(Si : 0.01 내지 0.40%)

Si는 탈산 원소로서 기능을 하는 동시에, 강에 필요한 강도, 켄칭성을 부여하고, 템퍼링 연화 저항을 향상하는데도 유효한 원소다. 0.01% 미만에서는 이들의 효과가 불충분하고, 0.40%를 넘으면 인성, 연성이 열화하는 동시에, 경도가 상승해 냉간 단조성을 열화시킨다.

이로 인해, Si 함유량에 대해서는, 하한값을 0.01%, 바람직하게는 0.03%, 보다 바람직하게는 0.05%로 하고, 상한값을 0.40%, 바람직하게는 0.35%, 보다 바람직하게는 0.30%로 한다.

(Mn : 0.20 내지 1.50%)

Mn은 강에 필요한 강도, 켄칭성을 부여하기 위해서 필요한 원소다. 0.20% 미만에서는 효과가 불충분하며, 1.50%를 넘으면 인성이 열화하는 동시에 경도가 상승해 냉간 단조성을 열화시킨다.

이로 인해, Mn 함유량에 대해서는, 하한값을 0.20%, 바람직하게는 0.25%, 보다 바람직하게는 0.30%로 하고, 상한값을 1.50%, 바람직하게는 1.25%, 보다 바람직하게는 1.00%로 한다.

본 실시 형태에 따른 강선에서는, P, S, Cr, N, O의 함유량이 제한된다. 각 화학 성분의 허용 가능한 함유량의 범위와 그 이유를 이하에 설명한다.

(P : 0.030% 이하)

P는 냉간 단조 시의 변형 저항을 높이고, 인성을 열화시킨다. 또한, 입계 편석해서 켄칭 템퍼링 후의 결정 입계를 취화해서 인성을 열화시키므로, 저감하는 것이 바람직하다.

이로 인해, P 함유량에 대해서는 0.030% 이하, 바람직하게는 0.025% 이하, 보다 바람직하게는 0.020% 이하로 제한한다.

(S : 0.040% 이하)

S는 Mn 등의 합금 원소와 반응해서 황화물로서 존재한다. 이들 황화물은 피삭성을 향상시킨다. S 함유량이 0.040%를 넘으면 냉간 단조성을 열화시키는 동시에, 켄칭 템퍼링 후의 결정 입계를 취화시켜 인성이 열화한다.

이로 인해, S 함유량에 대해서는, 0.040% 이하, 바람직하게는 0.035% 이하, 보다 바람직하게는 0.030% 이하로 제한한다.

(Cr : 0.20% 이하)

Cr은 0.01% 이상의 함유량에 의해 강의 켄칭성을 향상시켜서 강도를 높이는 효과가 있지만, 함유량이 증가하면 어닐링 시에 라멜라 펄라이트의 구상화를 저해하고, 냉간 단조성을 열화시킨다. 0.20%를 초과해서 함유하면 공업적으로 저렴하게 양산 가능한 어닐링 시간에서의 구상화가 곤란해진다.

이로 인해, Cr 함유량에 대해서는 0.20% 이하, 바람직하게는 0.15% 이하, 보다 바람직하게는 0.10% 이하로 제한한다.

(N : 0.010% 이하)

N은 0.001% 이상의 함유량에 의해, 기계 부품으로서 사용할 때에, 구(舊) 오스테나이트 결정립을 미세화시켜서 인성을 향상시킨다. 또한, N은 Al, Ti 등과 결합해서 질화물을 형성하고, 피닝 입자로서 기능을 하고, 결정립을 미립화한다. N 함유량이 0.001% 미만에서는 질화물의 석출량이 부족해 결정립이 조대화하고, 연성이 열화하므로, 하한값을 0.001%, 바람직하게는 0.002%로 규정해도 좋다. 한편, N 함유량이 0.010%를 넘으면 고용 N에 의한 동적 변형 시효에 의해 변형 저항이 증가해 가공성을 열화시킨다.

이로 인해, N 함유량에 대해서는, 0.010% 이하, 바람직하게는 0.008% 이하, 보다 바람직하게는 0.006% 이하로 제한한다.

(O : 0.0040% 이하)

O(산소)는 강 중에 불가피하게 함유되어 Al이나 Ti 등의 산화물로서 존재한다. O 함유량이 높으면 조대한 산화물이 형성되어, 피로 파괴의 원인이 된다.

이로 인해, O 함유량에 대해서는 0.0040% 이하, 바람직하게는 0.0030% 이하, 보다 바람직하게는 0.0020% 이하로 억제한다.

(잔량부 : 철 및 불가피적 불순물)

상기 화학 성분 이외의 성분 조성(잔량부)은, 하기에 나타내는 선택적으로 첨가되는 화학 성분을 함유하지 않을 경우, 철 및 불가피적 불순물로 구성된다. 불가피적 불순물의 함유량은, 본 발명의 효과를 현저하게 열화시키지 않을 정도이면 허용되지만, 가급적으로 줄이는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에 따른 강선은, 선택적으로 첨가되는 화학 성분으로서, Al, Ti, Ca, Mg, Zr, B, Mo, Ni, Cu, Nb, V, Co, W, REM 중 적어도 1종류를 더 함유해도 좋다. 각 화학 성분을 강선에 첨가할 경우의 적합한 함유량과 그 이유는 이하와 같다. 또, 이들의 성분은 선택적으로 첨가되는 성분이므로, 각각의 성분의 하한값은 0%라고 할 수도 있다.

(Al : 0.001 내지 0.060%)

Al은 탈산 및 오스테나이트 결정립의 미세화를 목적으로 첨가한다. 오스테나이트 결정 입경을 미세화함으로써, 켄칭 템퍼링하여 기계 부품에 강도를 부여할 때에, 인성을 향상시킨다. Al은 탈산 원소로서 기능을 하는 동시에, AlN을 형성해 피닝 입자로서 기능을 하고, 오스테나이트 결정 입경을 미립화한다. 또한, 고용 N을 고정해서 동적 변형 시효를 억제하고, 변형 저항을 줄이는 효과가 있다. Al의 첨가량이 0.001% 미만에서는 이들의 효과가 기능을 하지 않고, 또한 0.060%를 넘으면 효과가 포화하는 동시에 강재의 생산성을 열화시키므로, 상한을 0.060%로 한다.

(Ti : 0.002 내지 0.050%)

Ti는 탈산 및 오스테나이트 결정립의 미세화를 목적으로 첨가한다. 오스테나이트 결정 입경을 미세화함으로써, 켄칭 템퍼링하여 기계 부품에 강도를 부여할 때에, 인성을 향상시킨다. Ti는 탈산 원소로서 기능을 하는 동시에, TiN을 형성해 피닝 입자로서 기능을 하고, 오스테나이트 결정 입경을 미립화한다. 또한, 고용 N을 고정해서 동적 변형 시효를 억제하고, 변형 저항을 줄이는 효과가 있다. Ti의 첨가량이 0.002% 미만에서는 이들의 효과가 기능을 하지 않고, 또한 0.050%를 넘으면 조대한 TiN이 생성되어 피로 특성을 열화시키므로, 상한을 0.050%로 한다.

(Ca : 0.0001 내지 0.010%)

(Mg : 0.0001 내지 0.010%)

(Zr : 0.0001 내지 0.010%)

Ca, Mg, Zr은 탈산을 목적으로 첨가한다. 이들의 원소는 탈산에 유효한 동시에, 산화물을 미세화해서 피로 강도를 향상시키는 효과가 있다. 첨가량이 0.0001% 미만에서는 효과가 없고, 0.010%를 초과하면 조대한 산화물을 형성해 피로 특성을 열화시키므로, 각각의 하한을 0.0001%, 상한을 0.010%로 한다.

(B : 0.0001 내지 0.0060%)

강선에는, 켄칭성을 향상시키기 위해 B를 0.0001 내지 0.0060% 함유시켜도 좋다. 0.0001% 미만에서는 효과가 불충분하며, 0.0060%를 초과하여 첨가해도 효과가 포화하므로, 0.0001 내지 0.0060%로 한다.

(Mo : 0.01 내지 0.10%)

Mo는 강의 켄칭성을 향상시키는 동시에 Mo₂C 등의 탄화물을 생성해서 강도를 높이는 효과가 있다. 0.01% 미만에서는 효과가 없고, 0.10%를 초과해서 첨가하면 탄화물의 구상화를 저해해서 냉간 단조성을 열화시키므로, 하한을 0.01%, 상한을 0.10%로 한다.

(Ni : 0.01 내지 0.20%)

Ni는 강의 켄칭성을 향상시켜서 강도를 높이는 효과가 있다. 0.01% 미만에서는 효과가 없고, 0.20%를 초과해서 첨가하면 합금 비용을 증가시키므로, 하한을 0.01%, 상한을 0.20%로 한다.

(Cu : 0.01 내지 0.25%)

Cu는 강의 켄칭성을 향상시키는 동시에 석출해서 강도를 높이는 효과가 있다. 0.01% 미만에서는 효과가 없고, 0.25%를 초과해서 첨가하면 열간 연성을 열화시켜, 표면 흠집이 생성되기 쉬워지므로, 하한을 0.01%, 상한을 0.25%로 한다.

(Nb : 0.001 내지 0.04%)

Nb는 NbC 등의 탄화물을 생성해서 강도를 높이는 효과가 있다. 0.001% 미만에서는 효과가 없고, 0.04%를 초과해서 첨가하면 냉간 단조성을 열화시키므로, 하한을 0.001%, 상한을 0.04%로 한다.

(V : 0.01 내지 0.20%)

V는 VC 등의 탄화물을 생성해서 강도를 높이는 효과가 있다. 0.01% 미만에서는 효과가 없고, 0.20%를 초과해서 첨가하면 냉간 단조성을 열화하므로, 하한을 0.01%, 상한을 0.20%로 한다.

(Co : 0.001 내지 0.2%)

Co는 0.001% 이상의 첨가에 의해 연성 및 인성의 향상에 유효하다. 0.2%를 넘어서 첨가하면 효과가 포화하는 동시에 합금 비용이 증가하므로, 상한을 0.2%로 한다.

(W : 0.001 내지 0.2%)

W는 0.001% 이상의 첨가에 의해 WC를 석출시켜 강도의 향상에 유효하다. 0.2%를 넘어서 첨가하면 효과가 포화하는 동시에 합금 비용을 증가시키므로, 상한을 0.2%로 한다.

(REM : 0.0005 내지 0.01%)

REM(Rare Earth Metal)은 0.0005% 이상의 첨가에 의해 황화물을 생성함으로써 고용 S를 줄여, 연성을 향상시키는 효과가 있다. 0.01%를 초과해서 첨가하면 조대한 산화물을 생성해 인성을 저하시키므로, 상한을 0.01%로 한다.

(제2 실시 형태)

이하, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 냉간 단조성이 우수한 강선의 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다.

본 실시 형태에 따른 강선 제조 방법은, 가열 공정과, 열간 압연 공정과, 제1 냉각 공정과, 제2 냉각 공정과, 유지 공정과, 신선 가공 공정과, 어닐링 공정을 적어도 함유한다. 이하, 각 공정에 대해서 상세하게 설명한다.

(가열 공정)

가열 공정에서는, 제1 실시 형태에서 설명한 성분 조성을 함유하는 강편을 준비하고, 950℃ 이상 1300℃ 이하로 가열한다.

(열간 압연 공정)

열간 압연 공정에서는, 가열된 강편을 Ar1 온도(℃) 이상의 압연 종료 온도로 열간 압연하고, 압연 선재를 제조한다. 압연 종료 온도가 Ar1 온도(℃) 미만이 되면, 페라이트 입자가 미립화하여, 페라이트 입자의 평균 입경이 15㎛ 이상인 조직을 얻을 수 없다.

(제1 냉각 공정)

제1 냉각 공정에서는, 압연 종료 온도로부터 600℃까지를 20℃/s 이상 100℃/s 이하의 제1 평균 냉각 속도로 냉각한다. 냉각 속도 및 성분은 강선의 조직에 영향을 미친다. 즉, C, Mn, Cr의 함유량이 낮을 경우에는, 냉각 속도가 작으면 초석 페라이트 조직의 분율이 높아져, 어닐링 후의 탄화물 간의 최대 거리가 커진다. 이로 인해, 소정의 조직을 얻을 수 있도록 성분과 냉각 속도를 선택하면 좋다. 제1 평균 냉각 속도가 20℃/s 미만일 경우에는, 초석 페라이트 조직의 분율이 증가하고, 어닐링 후에 구상 탄화물 간의 최대 거리가 10㎛를 초과한다. 한편, 제1 평균 냉각 속도가 100℃/s를 초과하기 위해서는, 냉각 설비 등의 비용이 증대한다.

(제2 냉각 공정)

제2 냉각 공정에서는, 600℃로부터 550℃까지를 15℃/s 이하의 제2 평균 냉각 속도로 냉각한다. 제2 평균 냉각 속도가 15℃/s를 넘을 경우에는, Si, Cr, Mo 등의 합금 원소의 함유량이 높은 성분에서는 베이나이트 조직이 생성되어, 어닐링 후의 냉간 단조성이 열화한다.

(유지 공정)

유지 공정에서는, 500℃ 내지 600℃, 또한 450 ＋ 8.5 × F1℃ 이상의 온도 영역에서 30초 이상 150초 이하 유지한다.

유지 온도가 500℃ 미만인 경우, 마르텐사이트 조직이나 베이나이트 조직이 생성되고, 어닐링 후의 강도가 높아져, 냉간 단조성을 열화시킨다. 한편, 유지 온도가 600℃를 초과할 경우에는 초석 페라이트 조직의 분율 증가나, 펄라이트의 라멜라 간격이 조대화에 의해, 어닐링 후의 탄화물 분산의 불균일화나, 평균 입경의 조대화가 일어나, 냉간 단조성을 열화시킨다. 또한, 강선의 조직에는 유지 온도 및 성분의 영향이 크게 영향을 미치고, 베이나이트 조직이나 마르텐사이트 조직의 생성을 억제하고, 펄라이트 조직이 주체가 되는 조직으로 함으로써, 신선 가공과 어닐링 후의 페라이트의 평균 입경을 15㎛ 이상으로 하는 것이 가능해진다. Si, Cr, Mo는 펄라이트 변태 온도를 상승시키므로, 이들의 합금 원소의 함유량이 높으면, 베이나이트 조직이 생성되기 쉬워진다. 20 × Si% ＋ 35 × Cr% ＋ 55 × Mo%로 구해지는 F1값이 높아, 450 ＋ 8.5 × F1(℃)이 500℃를 넘을 경우에는, 유지 온도를 450 ＋ 8.5 × F1℃ 이상으로 한다. 이것은, 베이나이트 조직의 생성을 억제하고, 어닐링 후의 냉간 단조성을 열화시키지 않기 때문이다.

또한, 바람직한 유지 온도 영역은 550℃ 이상 600℃ 이하다. 유지 시간이 30초 미만인 경우, 펄라이트 변태가 완료되지 않고, 냉각 후의 잔류 오스테나이트 조직의 체적률이 증가함으로써, 어닐링 후의 냉간 단조성을 열화시킨다. 150초 이상에서는 생산성을 저해한다. 또, 선재의 냉각, 소정의 온도 영역 유지에 용융 염조로의 침지를 사용해도 된다.

(신선 가공 공정)

유지 공정 후의 압연 선재는 냉각된 후, 신선 가공이 실시된다. 신선 가공을 행함으로써, 그 후의 어닐링 시에 탄화물의 구상화를 촉진하는 동시에, 페라이트 결정립의 성장을 촉진해 페라이트 입자를 조립으로 한다. 신선 가공의 단면 감소율이 25% 미만에서는, 이들의 효과가 불충분해서 냉간 단조성이 열화한다. 단면 감소율이 50%를 초과해도 효과가 포화하는 동시에, 선 직경이 작아져 용도가 제한된다.

이로 인해, 신선 단면 감소율에 대해서는 하한을 25%, 바람직하게는 30%로 하고, 상한을 50%, 바람직하게는 45%로 한다.

(어닐링 공정)

구상화 어닐링은 650℃ 이상 Ac1 온도(℃) 이하에서 행한다. 여기서 Ac1 = 723 - 10.7 × Mn% ＋ 29.1 × Si%다. 어닐링 온도가 650℃ 미만에서는 탄화물의 구상화가 불충분해져 가공성을 열화시킨다. 또 Ac1을 초과하면 탄화물이 조대화해 평균 입경이 0.6㎛를 초과하는 동시에, 개수도 저하된다. 이로 인해, 어닐링 온도의 하한을 650℃, 상한을 Ac1로 한다.

<실시예>

본 발명의 실시예를 기초로 하여 더 설명하지만, 실시예에서의 조건은 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 조건예이며, 본 발명은 이 조건예에만 한정되지 않는다. 본 발명은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한에 있어서, 다양한 조건을 채용할 수 있다.

강선 1 내지 35를 제조하기 위해 사용한 강편 A 내지 L의 성분 조성을 표 1, 표 2에 나타낸다.

강선 1 내지 25는, (1) 가열한 강편에 대하여 열간 압연을 실시하고, (2) 압연 라인 상의 용융염조에서 소정의 온도 및 시간 유지해 냉각하고, (3) 압연 선재에 대하여 신선 가공을 실시하여 신선재를 제조하고, (4) 신선재에 대하여 어닐링을 행함으로써 제조했다.

비교 대상인 강선 26 내지 35는, (1) 가열한 강편에 대하여 열간 압연을 실시하고, (2) 권취 후, 스텔모어 상에서 냉각하고, (3) 압연 선재에 대하여 신선 가공을 실시하여 신선재를 제조하고, (4) 신선재에 대하여 어닐링을 행함으로써, 즉 종래의 제조 방법에 의해 제조했다.

표 3에, 강선 1 내지 35에 대해서, 사용한 강편, 압연 선재의 선 직경(㎜), 열간 압연의 압연 종료 온도(℃), 압연 종료 온도로부터 600℃까지 냉각할 때의 제1 평균 냉각 속도(℃/s), 600℃로부터 550℃까지 냉각할 때의 제2 평균 냉각 속도(℃/s), 유지 온도(℃), 유지 시간(s), 신선 단면 감소율(%), 어닐링 온도(℃), 어닐링 시간(h)을 나타낸다.

이와 같이 제조된 강선 1 내지 35에 대해서, 페라이트 입자의 평균 입경과, 구상 탄화물의 평균 입경과, 구상 탄화물의 최대 입경과, 탄화물의 개수/C와, 탄화물 간 최대 거리를 측정했다.

페라이트 입자의 평균 입경은, EBSP 장치를 사용해서 측정했다. 구체적으로는, 강선의 길이 방향에 수직한 강선 단면의 표층(표면) 근방부와, 1/4D부[강선 표면으로부터 강선의 중심 방향으로 강선 직경(D)의 1/4 떨어진 부분]와, 1/2D부(강선의 중심 부분)에서 각각 275㎛ × 165㎛의 영역을 측정했다. 측정한 페라이트 조직의 결정 방위 맵으로부터, 방위차 15도 이상으로 되는 경계를 페라이트 입계라고 인식했다.

구상 탄화물의 평균 입경, 구상 탄화물 최대 입경, 구상 탄화물의 개수/C, 구상 탄화물 간 거리는, 주사형 전자 현미경 사진을 화상 해석함으로써 구했다. 구체적으로는, 강선의 길이 방향에 수직한 강선 단면의 표층(표면) 근방부와, 1/4D부[강선의 표면으로부터 강선의 중심 방향으로 강선 직경(D)의 1/4 떨어진 부분]와, 1/2D부(강선의 중심 부분)에서 25㎛ × 20㎛의 시야를 5000배의 배율로 각 5 시야, 합계 15 시야 관찰하고, 촬영 사진을 화상 해석함으로써 구했다. 구상 탄화물의 원 상당 직경의 개수 평균을 평균 입경으로 하고, 측정 시야 중의 최대 입경을 최대 입경으로 했다. 또한, 0.1㎛ 이상의 탄화물이 포함되지 않는 영역에 그려지는 원의 최대 직경을 탄화물 간의 최대 거리로 했다.

또한, 강선 1 내지 35에 대해서, 냉간 단조성의 평가로서, 변형 저항과 한계 압축률을 측정했다.

어닐링 후의 강선으로부터 직경 5.0 × 7.5㎜의 시험편을 채취하고, 동심원 형상으로 홈이 형성된 금형에 의해 단부면을 구속해서 압축 시험을 행했다. 변형 저항은 상당 변형 1.6, 압축률로는 73.6% 가공했을 때의 상당 응력으로 했다. 한계 압축률은 직경 5.0 × 7.5㎜의 압축 시험편의 주위부 축 방향으로 곡률 0.15㎜, 깊이 0.8㎜, 각도 30°인 절결을 갖는 시험편을 사용하여, 균열이 발생하지 않는 최대의 압축률을 한계 압축률로 했다.

이들의 측정 결과를 표 4에 나타낸다.

표 4에는 또한, 강선 1 내지 13, 16 내지 25와 통상 어닐링재(강선 26 내지 35)의 비교 결과를 나타낸다. "Good"은, 종래의 구상화 어닐링재보다 냉간 단조성이 우수한 것을 나타내고, "Fair"는, 동등한 냉간 단조성(변형 저항이 ±20MPa 이내, 한계 압축률이 ±2% 이내)인 것을 나타내고, "Poor"는 냉간 단조성이 떨어지는 것을 나타내고 있다.

강선 13 내지 15로부터, Cr 함유량이 많은 강편 H, J를 사용한 경우에는, 적절한 제조 조건을 채용해도 페라이트 입자를 조립화할 수 없으므로, 우수한 냉간 단조성을 발휘할 수 없는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명에서 규정하는 화학 성분 함유량 및 제조 방법을 적용한 강선은, 비교 대상인 강선 26 내지 35와 비교하여, 변형 저항은 동등 이상이며, 또한 한계 압축률은 모두 우수한 것을 알 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 7에는, 강선 1 내지 35에 대한 평가 결과를 도시한다.

도 1은 강선 1 내지 35에 대해서, 페라이트 입경과 변형 저항의 관계를 도시한다. 이 도면으로부터, 페라이트 입경이 15㎛ 이상인 강선의 변형 저항이 낮은 것을 알 수 있다.

도 2는 강선 1 내지 35에 대해서, 구상 탄화물의 최대 입경과 한계 압축률의 관계를 도시한다. 이 도면으로부터, 구상 탄화물 최대 입경이 4㎛ 이하인 강선의 한계 압축률이 높은 것을 알 수 있다.

도 3은 강선 1 내지 35에 대해서, 탄화물 평균 입경과 한계 압축률의 관계를 도시한다. 이 도면으로부터, 구상 탄화물의 평균 입경이 0.8㎜ 이하인 강선의 한계 압축률이 높은 것을 알 수 있다.

도 4는 강선 1 내지 35에 대해서, 구상 탄화물 개수를 C%로 나눈 값과 한계 압축률의 관계를 도시한다. 이 도면으로부터, 1㎟당의 개수가 0.5 × 10⁶ × C% 내지 5.0 × 10⁶ × C%개인 강선의 한계 압축률이 높은 것을 알 수 있다.

도 5는 강선 1 내지 35에 대해서, 탄화물 간 최대 거리와 한계 압축률의 관계를 도시한다. 이 도면으로부터, 구상 탄화물 중 입경이 0.1㎛ 이상의 탄화물 간의 최대 거리가 10㎛ 이하인 강선의 한계 압축률이 높은 것을 알 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 5로부터, 본 발명에 속한 어떠한 강선도, 한계 압축률이 높고, 또한 변형 저항이 낮은 것을 알 수 있다.

도 6은 Cr량과 변형 저항의 관계를 도시한다. 여기에서는, 냉간 단조성에 미치는 Cr량의 영향을 평가하기 위해서, C, Si, Mn의 함유량이 유사한 강편 종류 C, I, J를 사용한 강선 3, 13, 14, 15에 대해서, Cr량과 변형 저항의 관계를 도시했다. 이 도면으로부터, Cr량이 0.2%를 초과하면 변형 저항이 급격하게 증대하는 것을 알 수 있다.

도 7은 F1값과 유지 온도의 관계를 도시한다. 여기에서는, 본 발명에 속한 강선 1, 2, 3, 5, 6, 8, 11, 12, 14, 16, 21과, 본 발명에 속하지 않는 강선 4, 17, 18, 19, 20, 24, 25에 대해서, F1값과 유지 온도의 관계를 도시한다. 유지 온도가 높게 설정된 강선 20 및 25는 페라이트 입경이나 탄화물 간 최대 거리가 바람직하지 않으므로, 변형 저항과 한계 압축률이 떨어졌다. 유지 온도가 낮게 설정된 강선 4, 17, 18, 19, 24는 페라이트 입경이 바람직하지 않으므로, 변형 저항이 떨어졌다.

이상의 실시예로부터, 강 성분과 제조 방법이 본 발명을 기초로 하여 적절하게 제어된 경우에는, 구상 탄화물의 평균 입경, 최대 입경, 페라이트 입경 및 구상 탄화물 간의 최대 거리가 적절한 것이 되므로, 종래의 구상화 어닐링재와 비교하여, 변형 저항이 동등 이상이며, 또한 한계 압축률이 높아지는 것을 알 수 있다.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명에 따르면, 냉간 단조에 우수한 강선을 제공할 수 있으므로, 복잡 형상 부품의 수율이나 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims

성분 조성이 질량%로 :
C : 0.25 내지 0.60% ;
Si : 0.01 내지 0.40% ;
Mn : 0.20 내지 1.50%를 함유하고,
Cr : 0.20% 이하 ;
P : 0.030% 이하 ;
S : 0.040% 이하 ;
N : 0.010% 이하 ;
O : 0.0040% 이하로 제한하고, 잔량부가 철 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 금속 조직이 실질적으로 페라이트 입자와 구상 탄화물로 구성되는 강선이며,
상기 페라이트 입자는 평균 입경이 15㎛ 이상이며,
상기 구상 탄화물은
평균 입경이 0.8㎛ 이하이고, 또한,
최대 입경이 4.0㎛ 이하이고, 또한,
1㎟당의 개수가 0.5 × 10⁶ × C% 내지 5.0 × 10⁶ × C%개이며,
상기 구상 탄화물 중, 입경이 0.1㎛ 이상의 구상 탄화물 간의 최대 거리가 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 강선.
제1항에 있어서, 상기 성분 조성이 질량%로, 또한,
Al : 0.001 내지 0.060% ;
Ti : 0.002 내지 0.050% ;
Ca : 0.0001 내지 0.010% ;
Mg : 0.0001 내지 0.010% ;
Zr : 0.0001 내지 0.010% ;
B : 0.0001 내지 0.0060% ;
Mo : 0.01 내지 0.10% ;
Ni : 0.01 내지 0.20% ;
Cu : 0.01 내지 0.25% ;
Nb : 0.001 내지 0.04% ;
V : 0.01 내지 0.20% ;
Co : 0.001 내지 0.2% ;
W : 0.001 내지 0.2% ;
REM : 0.0005 내지 0.01% ;
중 적어도 1종류를 함유하는 것을 특징으로 하는, 강선.
제1항 또는 제2항에 기재된 성분 조성을 갖는 강편을 가열하는 가열 공정과,
상기 강편에 대하여, 압연 종료 온도가 Ar1 온도 이상으로 설정된 열간 압연을 행함으로써 압연 선재를 얻는 열간 압연 공정과 ;
상기 압연 선재에 대하여, 상기 압연 종료 온도로부터 600℃까지를 20℃/s 이상 100℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하는 제1 냉각 공정과 ;
상기 제1 냉각 공정 후의 상기 압연 선재에 대하여, 600℃로부터 550℃까지를 15℃/s 이하의 평균 냉각 속도로 냉각하는 제2 냉각 공정과 ;
상기 제2 냉각 공정 후의 상기 압연 선재를, 500℃ 내지 600℃, 또한 450 ＋ 8.5 × F1℃ 이상의 온도 영역에서 30초 이상 150초 이하 유지하는 유지 공정과 ;
상기 유지 공정 후의 상기 압연 선재에 대하여, 단면 감소율이 25% 이상 50% 이하의 신선 가공을 행해 신선재를 얻는 신선 가공 공정과 ;
상기 신선재에 대하여, 650℃ 이상 Ac1 이하에서 어닐링을 행하는 어닐링 공정을 구비하고,
Ac1 = 723 - 10.7 × Mn% ＋ 29.1 × Si%이며,
F1 = 20 × Si% ＋ 35 × Cr% ＋ 55 × Mo%인 것을 특징으로 하는, 강선의 제조 방법.