KR20130106139A - Low alloy hot-rolled steel sheet having excellent wear-resistant and workability and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a low alloy hot rolled steel sheet excellent in wear resistance and workability and a method of manufacturing the same.
쓰레기 집하시설이나 상수도 시설 등에 이용되는 내마모강은 주로 파이프 형태로 용접되어 이용된다. 이러한 파이프용 강은 가공성 향상을 위하여 저항복비를 가질 필요가 있고, 동시에 내마모성 또한 확보되어야 하므로 주로 고가의 합금 성분을 첨가하여 제조되고 있다.
The wear-resistant steel used for waste collection facilities and water supply facilities is mainly welded in the form of pipes. These pipe steels are required to have a resistance ratio in order to improve the workability, and at the same time wear resistance must also be secured, and thus are mainly manufactured by adding expensive alloy components.
현재 탄소의 함량이 0.3%미만이고 고가의 합금원소가 첨가된 강재가 내마모강으로서 사용되고 있으나, 비용을 절감하기 위하여 곡관용으로만 사용하고, 직관용으로는 일반 탄소강을 코팅하여 사용하고 있는 실정이다. 또한, 땅 속에 묻어야하는 기반시설의 경우에는 파손시 발생할 천문학적인 비용문제 때문에 비용이 많이 소요되더라도 고합금강을 사용하고 있는 실정이다.
Currently, steel with less than 0.3% carbon and expensive alloying elements is used as wear-resistant steel, but it is used only for curved pipes to reduce cost, and is coated with general carbon steel for straight pipes. to be. In addition, in case of infrastructure to be buried in the ground, high alloy steel is used even though it is expensive because of the astronomical cost problem in case of damage.
본 발명은 고가의 합금원소를 다량 사용하지 않고도 우수한 내마모성과 가공성을 갖는 저합금 열연 강판 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
The present invention is to provide a low alloy hot rolled steel sheet having excellent wear resistance and workability without using a large amount of expensive alloying elements and a method of manufacturing the same.
본 발명의 일 실시형태는 중량%로, C: 0.3~0.5%, Mn: 0.5~2.0%, Si: 0.05~0.5%, P: 0.02%이하, S: 0.01%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 펄라이트와 결정립 평균 크기가 5㎛이하인 페라이트를 포함하는 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판을 제공한다.
One embodiment of the present invention is by weight, C: 0.3-0.5%, Mn: 0.5-2.0%, Si: 0.05-0.5%, P: 0.02% or less, S: 0.01% or less, residual Fe and other unavoidable impurities It includes, and the microstructure provides a low-alloy hot-rolled steel sheet excellent in wear resistance and workability including pearlite and ferrite having an average grain size of 5 µm or less.
본 발명의 다른 실시형태는 중량%로, C: 0.3~0.5%, Mn: 0.5~2.0%, Si: 0.05~0.5%, P: 0.02%이하, S: 0.01%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 1000~1250℃로 재가열하는 단계; 재가열된 상기 슬라브를 Ar3~Ar3+100℃에서 총 압하율이 50%이상이 되도록 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계; 상기 열연강판을 20~40℃/sec의 속도로 600~750℃까지 1차 냉각하는 단계; 1차 냉각된 상기 열연강판을 10~20℃/sec의 속도로 580~630℃까지 2차 냉각하는 단계; 및 2차 냉각된 상기 열연강판을 권취하는 단계를 포함하는 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판의 제조방법을 제공한다.
Other embodiments of the invention are by weight, C: 0.3-0.5%, Mn: 0.5-2.0%, Si: 0.05-0.5%, P: 0.02% or less, S: 0.01% or less, residual Fe and other unavoidable impurities Reheating the slab comprising a 1000 ~ 1250 ℃; Hot rerolling the slab to obtain a hot rolled steel sheet at an Ar 3 to Ar 3 + 100 ° C. such that a total reduction ratio is 50% or more; Primary cooling the hot rolled steel sheet to 600 to 750 ° C. at a rate of 20 to 40 ° C./sec; Secondly cooling the hot-rolled hot rolled steel sheet to 580 to 630 ° C at a rate of 10 to 20 ° C / sec; And it provides a low alloy hot rolled steel sheet excellent in wear resistance and workability comprising the step of winding the hot-rolled hot rolled steel sheet.
본 발명에 따르면 고가의 합금원소를 사용하지 않고도 합금성분과 제조조건의 제어를 통해 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판을 제공할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to provide a low alloy hot rolled steel sheet having excellent wear resistance and workability through control of alloying components and manufacturing conditions without using expensive alloying elements.
도 1은 마모속도를 정량적으로 측정하기 위한 장치의 일례이다.1 is an example of an apparatus for quantitatively measuring a wear rate.
본 발명자들은 제조 비용 절감을 위하여 고가의 합금원소를 사용하지 않고도 우수한 내마모성과 가공성을 갖는 열연 강판을 제조하기 위한 연구를 행하던 중, 최적의 합금성분과 제조조건의 도출을 통해 미세조직을 제어함으로써 상기 목표를 달성할 수 있다는 점을 인지하고 본 발명을 완성하게 되었다.
The inventors of the present invention while researching to produce a hot rolled steel sheet having excellent wear resistance and workability without using expensive alloy elements to reduce the manufacturing cost, by controlling the microstructure through the derivation of the optimum alloying components and manufacturing conditions The present invention has been accomplished by recognizing that the goal can be achieved.
본 발명은 일 실시형태로서,중량%로, C: 0.3~0.5%, Mn: 0.5~2.0%, Si: 0.05~0.5%, P: 0.02%이하, S: 0.01%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 펄라이트와 결정립 평균 크기가 5㎛이하인 페라이트를 포함하는 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판을 제공한다. 이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 열연 강판의 성분계에 대하여 설명한다.
The present invention, in one embodiment, in weight%, C: 0.3-0.5%, Mn: 0.5-2.0%, Si: 0.05-0.5%, P: 0.02% or less, S: 0.01% or less, balance Fe and other unavoidable It provides a low-alloy hot rolled steel sheet having excellent wear resistance and workability, including impurities, and the microstructures include pearlite and ferrite having an average grain size of 5 µm or less. Hereinafter, the component system of the hot rolled sheet steel which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated.
탄소(C): 0.3~0.5중량%Carbon (C): 0.3 to 0.5 wt%
C는 강재의 경화능을 증가시키는 원소로서 열간 마무리 압연 후 냉각시 페라이트의 변태를 지연시켜 펄라이트 분율을 증가시킴으로써 항복강도 뿐만 아니라 인장강도를 증사시킨다. 상기 C의 함량이 0.3중량%미만인 경우에는 펄라이트 형성이 부족하여 본 발명에서 목표로 하는 강도를 화보할 수 없다. 한편, 0.5중량%를 초과하는 경우에는 인성의 저하 및 전기저항 용접시 용접성의 저하를 초래하므로, 상기 C의 함량은 0.3~0.5중량%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.4~0.5%의 범위를 갖는 것이다.
C is an element that increases the hardenability of the steel material, which increases the tensile strength as well as the yield strength by increasing the perlite fraction by delaying the transformation of ferrite during cooling after hot finishing rolling. If the content of C is less than 0.3% by weight, the pearlite is insufficient to form the strength targeted by the present invention. On the other hand, when the content exceeds 0.5% by weight, the lowering of the toughness and the lowering of the weldability during electric resistance welding, the content of C is preferably in the range of 0.3 to 0.5% by weight. More preferably, it is 0.4 to 0.5% of range.
망간(Mn): 0.5~2.0중량%Manganese (Mn): 0.5 to 2.0 wt%
Mn은 강을 고용강화시키는데 효과적인 원소로서 0.5중량%이상 첨가되어야 소입성 증가효과와 더불어 고강도를 발휘할 수 있다. 그러나, 2.0중량%를 초과하여 첨가되는 경우에는 제강공정에서 슬라브 주조시 두께 중심부에서 편석부가 크게 발달되고 최종제품의 용접성을 해치기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 0.5~2.0중량%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
Mn is an effective element for strengthening the solid solution of steel and must be added at least 0.5% by weight to exhibit high strength with an increase in hardenability. However, when added in excess of 2.0% by weight, the segregation part is greatly developed at the center of thickness during slab casting in the steelmaking process, which is not preferable. Therefore, the content of Mn is preferably in the range of 0.5 to 2.0 wt%.
실리콘(Si): 0.05~0.5중량%Silicon (Si): 0.05-0.5 wt%
Si는 페라이트 상중의 C 활동도를 증가시키고, 페라이트 안정화를 촉진하는 작용을 하며, 고용강화에 의한 강도확보에 기여한다. 또한, Si는 ERW 용접시 Mn2SiO4 등의 저융점 산화물을 형성시키고 용접시에 산화물이 쉽게 배출되도록 한다. 상기 Si의 함량이 0.05중량% 미만인 경우 제강상의 비용 문제가 발생하는 반면, 0.5중량%를 초과하는 경우에는 Mn2SiO4 이외에 고융점의 SiO2 산화물의 형성량이 많아지고 전기저항 용접시 용접부의 인성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 상기 si의 함량은 0.05~0.5중량%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
Si increases the C activity of the ferrite phase and promotes ferrite stabilization, and contributes to securing strength by solid solution strengthening. In addition, Si forms a low melting point oxide such as Mn 2 SiO 4 during ERW welding and allows the oxide to be easily discharged during welding. If the content of Si is less than 0.05% by weight, the cost problem occurs in steelmaking, whereas in excess of 0.5% by weight, the amount of SiO2 oxide having a high melting point other than Mn 2 SiO 4 is increased and the toughness of the weld part is increased during electric resistance welding. Can be reduced. Therefore, the content of si preferably has a range of 0.05 to 0.5% by weight.
인(P): 0.02중량%이하Phosphorus (P): 0.02 wt% or less
P는 통상 불순물로서 존재하나, 고용강화 원소로서 오스테나이트/페라이트 변태 개시 온도를 대폭적으로 상승시키는 작용을 하고, 조대한 페라이트 입자를 형성하는데 유용하게 작용하기도 한다. 다만, 그 함량이 0.02중량%를 초과하는 경우 상기 효과를 확보하기 어려우므로, 상기 P의 함량은 0.02중량%이하인 것이 바람직하다.
P is usually present as an impurity, but serves as a solid solution strengthening element to significantly increase the austenite / ferrite transformation start temperature, and is also useful for forming coarse ferrite particles. However, when the content is more than 0.02% by weight, it is difficult to ensure the effect, the content of P is preferably less than 0.02% by weight.
황(S): 0.01중량%이하Sulfur (S): 0.01 wt% or less
S는 조대한 개재물을 형성하기 쉬운 원소이고, 인성 저하나 크랙 진전을 조장하므로 가능한 낮게 관리하는 것이 바람직하므로, 상기 S의 함량은 0.01중량%이하로 제어하는 것이 바람직하다. 상기 S의 함량은 0.005중량%이하의 범위를 갖는 것이 보다 바람직하다.
S is an element that is easy to form coarse inclusions, and is preferably controlled as low as possible because it promotes a decrease in toughness and crack growth. Therefore, the content of S is preferably controlled to 0.01 wt% or less. The content of S is more preferably in the range of 0.005% by weight or less.
본 발명이 제안하는 열연 강판은 상기와 같이 합금 성분과 그 조성을 최적으로 제어함으로써 우수한 내마모성과 가공성을 확보할 수 있으며, 나아가 고가의 합금원소의 첨가를 가능한 배제할 수 있다. 다만, 보다 바람직한 효과를 위하여 V: 0.2%이하(0은 제외), Nb: 0.2%이하(0은 제외), Ti: 0.2%이하(0은 제외) 및 Cr: 0.2%이하(0은 제외)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다. 상기 원소들은 석출강화 및 결정립 미세화에 아주 유용하게 작용하나, 각 원소들의 첨가량이 0.2%를 초과하는 경우에는 오히려 기계적 물성이 저하될 수 있으므로, 그 함량은 0.2%이하의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 한편, 상기 원소들은 고가의 원소이고, 본 발명에서는 합금원소를 가능한 적게 첨가시키는 것이 유리하므로, 그 첨가량이 낮을수록 바람직하다.
The hot rolled steel sheet proposed by the present invention can secure excellent wear resistance and workability by optimally controlling the alloy component and its composition as described above, and can further eliminate the addition of expensive alloy elements. However, V: 0.2% or less (excluding 0), Nb: 0.2% or less (excluding 0), Ti: 0.2% or less (excluding 0) and Cr: 0.2% or less (excluding 0) for a more desirable effect. It may further comprise one or more selected from the group consisting of. The elements are very useful for precipitation strengthening and grain refinement, but when the addition amount of each element exceeds 0.2%, the mechanical properties may be lowered, so the content thereof is preferably within the range of 0.2% or less. On the other hand, the above elements are expensive elements, and in the present invention, it is advantageous to add as few alloying elements as possible, so the lower the added amount, the better.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 열연강판의 제조방법의 일례에 대하여 설명한다.
Hereinafter, an example of the manufacturing method of the hot rolled steel sheet which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated.
상기 제안된 합금성분을 만족하는 강 슬라브를 준비한 뒤, 이 슬라브를 1000~1250℃로 재가열하는 것이 바람직하다. 상기 재가열 공정을 통해 오스테나이트 조직의 결정립 크기를 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 최종적으로 얻어지는 미세조직의 결정립 미세화를 용이하게 달성할 수 있다. 이를 위해서는 상기 재가열 온도가 1000℃이상일 필요가 있으나, 1250℃를 초과하는 경우에는 오스테나이트의 결정립 크기가 과도하게 커질 수 있다. 한편, 목표로 하는 최종조직의 결정립 크기를 용이하게 달성하기 위해서는 상기 재가열 공정 후 오스테나이트의 결정립 평균크기가 50㎛이하의 범위를 갖는 것이 바람직하며, 이를 위해서는 상기 재가열 공정은 300분이하로 실시하는 것이 바람직하다.
After preparing a steel slab that satisfies the proposed alloying component, it is preferable to reheat the slab to 1000 to 1250 ° C. Through the reheating process, it is possible to reduce the grain size of the austenite tissue, thereby easily achieving the grain refinement of the finally obtained microstructure. For this purpose, the reheating temperature needs to be 1000 ° C. or more, but when it exceeds 1250 ° C., the grain size of austenite may be excessively large. On the other hand, in order to easily achieve the grain size of the target final structure, it is preferable that the average grain size of the austenite after the reheating process has a range of 50 μm or less, and for this purpose, the reheating process is performed in 300 minutes or less. desirable.
상기와 같이 재가열된 슬라브는 조직의 균일화를 위해 Ar3~Ar3+100℃에서 총 압하율이 50%이상이 되도록 열간압연하는 것이 바람직하다. 상기 열간압연온도가 Ar3℃미만일 경우에는 조직의 균일화 또는 페라이트 분율의 확보가 용이하지 않을 수 있으며, 압연부하에 의해 공정상 문제가 발생할 수 있다. Ar3+100℃를 초과하는 경우에는 페라이트 조직의 결정립 사이즈가 조대해질 수 있어 목표로 하는 기계적 물성 확보가 용이하지 않을 수 있다. 상기 열간압연시 압하 성능을 최대로 하기 위해서는 상기 압하율이 50%이상인 것이 바람직하며, 목표로 하는 강판의 두께에 따라 압하율을 달리 할 수 있으므로, 상기 압하율의 상한에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.
The slab reheated as described above is preferably hot rolled so that the total reduction ratio is 50% or more at Ar 3 to Ar 3 + 100 ° C. for uniformity of the structure. When the hot rolling temperature is less than Ar 3 ℃ it may not be easy to homogenize the structure or secure the ferrite fraction, the process may occur due to the rolling load. In the case of exceeding Ar 3 + 100 ° C., the grain size of the ferrite structure may be coarse, thereby making it difficult to secure target mechanical properties. In order to maximize the reduction performance during the hot rolling, the reduction ratio is preferably 50% or more, and the reduction ratio can be varied depending on the thickness of the target steel sheet, and therefore the upper limit of the reduction ratio is not particularly limited.
상기와 같은 열간압연공정을 통해 얻어진 열연강판은 20~40℃/sec의 속도로 600~750℃까지 1차 냉각하는 것이 바람직하다. 상기 냉각공정은 열간압연 후 런아웃테이블(Run-Out Table, ROT) 구간에서 행하여질 수 있으며, 상기 냉각공정을 통해 강판의 재질편차를 감소시킬 수 있다. 또한, 펄라이트와 페라이트로 이루어지는 최종조직을 얻을 수 있어 이를 통해 목표로 하는 기계적 물성을 확보할 수 있다. 상기 냉각속도가 40℃/sec를 초과하거나 냉각정지온도가 600℃미만인 경우에는 마르텐사이트 혹은 베이나이트와 같은 저온변태조직의 형성으로 인해 가공성 확보가 용이하지 않을 수 있다. 반대로 냉각속도가 20℃/sec 미만이거나 냉각정지온도가 750℃를 초과하는 경우에는 펄라이트에 비하여 페라이트 분율이 높아져 물성 확보가 어려워질 수 있다.
The hot rolled steel sheet obtained through the hot rolling process as described above is preferably first cooled to 600 to 750 ° C at a rate of 20 to 40 ° C / sec. The cooling process may be performed in a run-out table (ROT) section after hot rolling, and the material deviation of the steel sheet may be reduced through the cooling process. In addition, it is possible to obtain a final structure consisting of pearlite and ferrite, thereby securing the target mechanical properties. If the cooling rate exceeds 40 ℃ / sec or the cooling stop temperature is less than 600 ℃ may not be easy to ensure the workability due to the formation of low-temperature transformation structure, such as martensite or bainite. On the contrary, when the cooling rate is less than 20 ° C / sec or the cooling stop temperature exceeds 750 ° C it may be difficult to secure the properties of the ferrite fraction compared to the pearlite.
상기 1차 냉각된 열연강판을 580~630℃까지 2차 냉각하는 것이 바람직하며, 이때 상기 2차 냉각은 10~20℃/sec의 속도로 이루어지는 것이 바람직하다. 2차 냉각정지온도가 580℃ 미만이거나 630℃를 초과하는 경우에는 압연길이에 따른 재질편차가 발생할 수 있다.
Preferably, the first cooled hot rolled steel sheet is secondarily cooled to 580 to 630 ° C, and the second cooling is preferably performed at a rate of 10 to 20 ° C / sec. If the secondary cooling stop temperature is less than 580 ℃ or more than 630 ℃ material deviation may occur depending on the length of rolling.
이후, 2차 냉각된 상기 열연강판을 권취하여 공냉함으로써, 하기와 같은 미세조직 및 기계적 물성을 갖는 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판을 제조할 수 있다.
Thereafter, by winding the hot-rolled hot-rolled steel sheet and air-cooled, a low-alloy hot-rolled steel sheet excellent in wear resistance and workability having a microstructure and mechanical properties as described below can be manufactured.
본 발명이 제안하는 열연강판은 펄라이트와 페라이트를 포함하는 미세조직을 갖는 것이 바람직하며, 특히 상기 페라이트 결정립의 평균 크기는 5㎛이하인 것이 바람직하다. 상기 언급한 바와 같이 합금조성 및 제조조건의 제어를 통해 본 발명의 열연강판은 통상의 강재 조직에 비해 2~3배 더 미세한 조직을 얻을 수 있으며, 이를 통해 가공성을 향상시킬 수 있다. 한편, 주상으로서 펄라이트 조직을 확보함으로써 내마모성 또한 확보할 수 있게 된다. 즉, 펄라이트와 페라이트로 이루어지는 미세조직을 확보함으로써 내마모성과 가공성을 모두 우수한 수준으로 향상시킬 수 있으며, 나아가 상기 물성외의 기계적 물성 또한 향상시킬 수 있다.
The hot rolled steel sheet proposed by the present invention preferably has a microstructure including pearlite and ferrite, and in particular, the average size of the ferrite grains is preferably 5 μm or less. As mentioned above, the hot rolled steel sheet of the present invention can obtain a finer structure 2 to 3 times finer than a conventional steel structure through the control of alloy composition and manufacturing conditions, thereby improving workability. On the other hand, by securing a pearlite structure as a columnar, wear resistance can also be ensured. That is, by securing a microstructure consisting of pearlite and ferrite can be improved to both excellent wear resistance and workability, and further improve the mechanical properties other than the above properties.
한편, 상기 펄라이트 및 페라이트는 각각 펄라이트: 70~90면적%, 페라이트: 10~30면적%의 분율을 갖는 것이 바람직하다. 상기 펄라이트가 70면적% 미만일 경우에는 내마모성 또는 강도 확보가 용이하지 않을 수 있으며, 90면적%를 초과할 경우에는 가공성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 펄라이트 분율은 70~90면적%의 범위를 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 80~90면적%를 갖는 것이다. 한편, 상기 페라이트가 10면적% 미만일 경우에는 우수한 가공성을 확보하는 것이 용이하지 않을 수 있으며, 30면적%를 초과하는 경우에는 내마모성 등의 기계적 특성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 페라이트 분율은 10~30면적%의 범위를 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10~20면적%를 갖는 것이다.
On the other hand, it is preferable that the pearlite and ferrite have a fraction of pearlite: 70 to 90 area% and ferrite: 10 to 30 area%, respectively. When the pearlite is less than 70 area%, it may not be easy to secure wear resistance or strength, and when the pearlite is more than 90 area%, workability may be reduced. Therefore, it is preferable that the said pearlite fraction has a range of 70-90 area%, More preferably, it has 80-90 area%. On the other hand, when the ferrite is less than 10 area%, it may not be easy to secure excellent workability, and when the ferrite is more than 30 area%, mechanical properties such as wear resistance may be lowered. Therefore, it is preferable that the said ferrite fraction has a range of 10-30 area%, More preferably, it has 10-20 area%.
본 발명이 제안하는 열연강판은 비커스 경도: 200Hv이상, 마모속도: 150×10-13m3/min이하, 항복강도: 350~600MPa, 인장강도: 600MPa이상의 우수한 기계적 물성을 확보할 수 있으며, 상수도관이나 유종관 등과 같은 제품에 바람직하게 적용될 수 있다.
Hot rolled steel proposed by the present invention can secure excellent mechanical properties of Vickers hardness: 200Hv or more, wear rate: 150 × 10 -13 m 3 / min or less, yield strength: 350 ~ 600MPa, tensile strength: 600MPa or more It can be preferably applied to products such as pipes or oil tube.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 설명하시 위한 예시일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하지 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are merely illustrative for explaining the present invention in more detail does not limit the scope of the invention.
(실시예)(Example)
하기 표 1의 합금조성을 갖는 슬라브를 제조한 후, 하기 표 2에 기재된 공정 조건으로 열연강판을 제조하였다. 이렇게 제조된 강판에 대하여 미세조직을 관찰하고, 기계적 물성을 측정한 뒤, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때, 마모속도는 도 1에 나타난 장치를 이용하여 측정하였는데, 도 1과 같은 장치에 시편(10)을 상대재(pin)(20)위에 장착시킨 뒤, DC 모터(30)에 의해 전달되는 구동력을 이용하여 상기 시편(10)을 회전시킴으로써 마모속도를 측정하였다. 마모속도 측정시 이용한 시편의 사이즈(size)는 30×30mm, 두께(thickness)는 8mm였으며, 상대재(pin)로는 AISI 52100 베어링 볼(bearing ball)(Hv: 845kgf/mm2)을 사용하였다. 적용된 하중(applied load)은 100N, 마모된 시편의 마모 자취의 반경(wear track radius)은 9mm, 회전속도(sliding speed)는 10cm/s(106rpm), 회전 수(sliding distance)는 300m(5308cycles), 테스트 온도(test temperature)는 23±2℃, 테스트 습도(test humidity)는 40±5%였다.
After producing a slab having an alloy composition of Table 1, a hot rolled steel sheet was manufactured under the process conditions shown in Table 2. The microstructure was observed for the steel sheet thus prepared, the mechanical properties were measured, and the results are shown in Table 3 below. At this time, the wear rate was measured using the apparatus shown in FIG. 1, and the driving force transmitted by the
온도(℃)Reheating
Temperature (℃)
온도(℃)Hot rolled
Temperature (℃)
(%)Reduction rate
(%)
(℃/sec)1st cooling rate
(℃ / sec)
정지온도(℃)Primary cooling
Stop temperature (℃)
(℃/sec)2nd cooling rate
(℃ / sec)
정지온도(℃)Secondary cooling
Stop temperature (℃)
분율
(면적%)Pearlite
Fraction
(area%)
분율
(면적%)ferrite
Fraction
(area%)
결정립 평균크기
(㎛)ferrite
Grain Average Size
(탆)
경도
(Hv)Vickers
Hardness
(Hv)
(×10-13mm3/min)Wear rate
(× 10 -13 mm 3 / min)
강도
(TS)
(MPa)Seal
burglar
(TS)
(MPa)
강도
(YS)
(MPa)surrender
burglar
(YS)
(MPa)
상기 표 1 내지 3에 나타난 바와 같이, 본 발명이 제안하는 합금조성 및 제조방법을 만족하는 발명예 1 및 2의 경우, 75~85면적%의 펄라이트, 15~25면적%의 페라이트, 3~5㎛의 페라이트의 결정립 평균 크기를 확보하고 있으며, 이를 통해, 240~240Hv의 비커스 경도를 확보함과 동시에 마모속도 또한 60~135×10-13mm3/min 수준으로 아주 우수한 내마모성을 가지고 있음을 알 수 있다. 또한, 인장강도가 730~740MPa이고, 항복강도는 410~420MPa로서, 강도가 우수할 뿐만 아니라 높은 가공성을 확보하고 있음을 알 수 있다.
As shown in Tables 1 to 3, inventive examples 1 and 2 satisfying the alloy composition and production method proposed by the present invention, 75 to 85 area% of pearlite, 15 to 25 area% of ferrite, 3 to 5 The average size of the grain size of ferrite is secured, and through this, Vickers hardness of 240 ~ 240Hv is secured, and the wear rate is also good at 60 ~ 135 × 10 -13 mm 3 / min. Can be. In addition, the tensile strength is 730 ~ 740MPa, the yield strength is 410 ~ 420MPa, it can be seen that not only the strength is excellent but also the high workability.
반면에, 본 발명이 제안하는 합금성분을 만족하지 않는 비교예 1 및 2는 적절한 미세조직 분율 또는 결정립 크기를 확보하지 못하고 있고, 이로 인해 내마모성과 가공성뿐만 아니라 강도 또한 낮은 수준임을 알 수 있다.
On the other hand, Comparative Examples 1 and 2, which do not satisfy the alloy component proposed by the present invention, do not secure an appropriate microstructure fraction or grain size, and thus, it can be seen that not only wear resistance and workability but also low strength.
10: 시편
20: 상대재
30: DC 모터10: Psalms
20: counterpart
30: DC motor
Claims (7)
미세조직은 펄라이트와 결정립 평균 크기가 5㎛이하인 페라이트를 포함하는 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판.
In weight percent, C: 0.3-0.5%, Mn: 0.5-2.0%, Si: 0.05-0.5%, P: 0.02% or less, S: 0.01% or less, balance Fe and other unavoidable impurities,
The microstructure is a low alloy hot rolled steel sheet having excellent wear resistance and workability including pearlite and ferrite having an average grain size of 5 μm or less.
상기 강판은 V: 0.2%이하(0은 제외), Nb: 0.2%이하(0은 제외), Ti: 0.2%이하(0은 제외) 및 Cr: 0.2%이하(0은 제외)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판.
The method according to claim 1,
The steel sheet is from the group consisting of V: 0.2% or less (excluding 0), Nb: 0.2% or less (excluding 0), Ti: 0.2% or less (excluding 0) and Cr: 0.2% or less (excluding 0) Low alloy hot rolled steel sheet excellent in wear resistance and workability further comprising at least one selected.
상기 펄라이트의 분율은 70~90면적%이고, 상기 페라이트의 분율은 10~30%인 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판.
The method according to claim 1,
The low-alloy hot rolled steel sheet having excellent wear resistance and workability, wherein the perlite fraction is 70 to 90 area%, and the ferrite fraction is 10 to 30%.
상기 강판은 비커스 경도가 200Hv이상, 마모속도가 150×10-13m3/min이하, 항복강도: 350~600MPa, 인장강도: 600MPa이상인 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판.
The method according to claim 1,
The steel sheet is a low alloy hot-rolled steel sheet with excellent abrasion resistance and workability of Vickers hardness of 200Hv or more, wear rate of 150 × 10 -13 m 3 / min or less, yield strength: 350 ~ 600MPa, tensile strength: 600MPa or more.
재가열된 상기 슬라브를 Ar3~Ar3+100℃에서 총 압하율이 50%이상이 되도록 열간압연하여 열연강판을 얻는 단계;
상기 열연강판을 20~40℃/sec의 속도로 600~750℃까지 1차 냉각하는 단계;
1차 냉각된 상기 열연강판을 10~20℃/sec의 속도로 580~630℃까지 2차 냉각하는 단계; 및
2차 냉각된 상기 열연강판을 권취하는 단계
를 포함하는 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판의 제조방법.
By weight%, slab containing C: 0.3-0.5%, Mn: 0.5-2.0%, Si: 0.05-0.5%, P: 0.02% or less, S: 0.01% or less, balance Fe and other unavoidable impurities Reheating to 1250 ° C .;
Hot rerolling the slab to obtain a hot rolled steel sheet at an Ar 3 to Ar 3 + 100 ° C. such that a total reduction ratio is 50% or more;
Primary cooling the hot rolled steel sheet to 600 to 750 ° C. at a rate of 20 to 40 ° C./sec;
Secondly cooling the hot-rolled hot rolled steel sheet to 580 to 630 ° C at a rate of 10 to 20 ° C / sec; And
Winding the hot-rolled steel sheet secondary cooled
Method for producing a low alloy hot rolled steel sheet having excellent wear resistance and workability.
상기 슬라브는 V: 0.2%이하(0은 제외), Nb: 0.2%이하(0은 제외), Ti: 0.2%이하(0은 제외) 및 Cr: 0.2%이하(0은 제외)로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판의 제조방법.
The method according to claim 5,
The slab is from a group consisting of V: 0.2% or less (excluding 0), Nb: 0.2% or less (excluding 0), Ti: 0.2% or less (excluding 0), and Cr: 0.2% or less (excluding 0) A method for producing a low alloy hot rolled steel sheet excellent in wear resistance and workability, further comprising one or more selected ones.
상기 재가열하는 단계는 오스테나이트 결정립의 평균 크기가 50㎛이하가 되도록 300분이하로 행하여지는 내마모성과 가공성이 우수한 저합금 열연 강판의 제조방법.The method according to claim 5,
The reheating step is a low alloy hot rolled steel sheet having excellent wear resistance and workability is performed in 300 minutes or less so that the average size of the austenite grain is 50㎛ or less.
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