KR20130134335A - Steel and method of manufacturing steel product using the same - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a steel material having an alloy composition for reducing cracks in drawing and processing, and a method for manufacturing a steel product using the steel material. The steel material according to the present invention is composed of: 0.4-0.5 wt.% of C; 0.2-0.5 wt.% of Si; 0.5-0.9 wt.% of Mn; 0.03 wt.% or less of P; 0.02-0.035 wt.% of S; 15-25 wt.ppm of Ca; one or more of 0.2 wt.% or less of Ni, 0.2 wt.% or less of Cr, 0.05 wt.% or less of Mo, 0.2 wt.% or less of Cu, 0.02 wt.% or less of Sn, and 0.025 wt.% or less of Al; and the rest of Fe and inevitable impurities. [Reference numerals] (AA) Comparative example 1;(BB) Example 1;(CC) Crack length (μm)

Description

강재 및 이를 이용한 강 제품 제조 방법 {STEEL AND METHOD OF MANUFACTURING STEEL PRODUCT USING THE SAME}Steel and method for manufacturing steel products using same {STEEL AND METHOD OF MANUFACTURING STEEL PRODUCT USING THE SAME}

본 발명은 강 제품 제조 기술에 관한 것으로, 인발(drawing)시 균열 발생을 저감할 수 있는 합금 성분을 갖는 강재 및 이를 이용한 강 제품 제조 방법에 관한 것이다.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a steel product manufacturing technique, and more particularly, to a steel material having an alloy component capable of reducing the generation of cracks during drawing, and a steel product manufacturing method using the same.

인발(drawing)은 특정한 단면적을 갖는 봉재나 관재를, 상대적으로 작은 단면적을 갖는 다이스에 통과시켜 작은 치수의 선재나 가는 관재를 제조하기 위한 가공 기술이다. Drawing is a processing technique for manufacturing a wire rod or a thin tube of a small dimension by passing a rod or tube having a specific cross-sectional area through a die having a relatively small cross-sectional area.

인발 후에는 정해진 형상의 강 제품을 제조하기 위한 가공이 실시된다.After the drawing, processing for manufacturing a steel product of a predetermined shape is performed.

이러한 인발, 가공을 수행하기 위해서, 원 소재는 가공성이 우수할 것이 요구되며, 가공성 향상을 위하여 통상 황을 첨가하여 MnS 분율을 증대시키고 있다. In order to perform such drawing and machining, the raw material is required to have excellent processability, and in order to improve workability, sulfur is usually added to increase the MnS fraction.

그러나, 이러한 MnS 분율의 증대는 인발시 균열이 발생하는 원인이 되고 있다.
However, such an increase in the MnS fraction causes cracks to be generated at the time of drawing.

본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0062459호(2010.06.10. 공개)에 개시된 냉간인발 가공성이 우수한 선재 및 그의 제조 방법이 있다.
Background art related to the present invention is a wire rod excellent in cold drawing workability disclosed in the Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0062459 (2010.06.10. Publication) and its manufacturing method.

본 발명의 목적은 인발시 균열 발생을 저감할 수 있는 합금 조성을 갖는 강재를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a steel material having an alloy composition capable of reducing the generation of cracks during drawing.

본 발명의 다른 목적은 인발시 균열 발생을 저감할 수 있는 합금 조성을 갖는 강재를 이용하여 인발, 가공을 수반하는 강 제품을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a steel product with drawing and machining using a steel material having an alloy composition capable of reducing cracking upon drawing.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강재는 중량%로, 탄소(C) : 0.4~0.5%, 실리콘(Si) : 0.2~0.5%, 망간(Mn) : 0.5~0.9%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.02~0.035% 및 칼슘(Ca) : 15~25중량ppm을 포함하고, 니켈(Ni) : 0.2% 이하, 크롬(Cr) : 0.2% 이하, 몰리브덴(Mo) : 0.05% 이하, 구리(Cu) : 0.2% 이하, 주석(Sn) : 0.02% 이하, 알루미늄(Al) : 0.025% 이하 중 1종 이상을 포함하며, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the steel according to an embodiment of the present invention comprises 0.4 to 0.5% of carbon (C), 0.2 to 0.5% of silicon (Si), 0.5 to 0.9% of manganese (Mn) , 0.2% or less of nickel (Ni), or 0.2% or less of chromium (Cr), 0.03% or less of phosphorus (P), 0.02 to 0.035% And at least one of molybdenum (Mo): not more than 0.05%, copper (Cu): not more than 0.2%, tin (Sn): not more than 0.02%, and aluminum (Al) And inevitable impurities.

이때, 상기 강재는 브리넬 경도(HB) 202~210을 나타낼 수 있다. At this time, the steel may exhibit a Brinell hardness (HB) of 202 to 210.

또한, 상기 강재는 봉재 또는 관재일 수 있다.
Further, the steel may be a bar or a pipe.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 강 제품 제조 방법은 중량%로, 탄소(C) : 0.4~0.5%, 실리콘(Si) : 0.2~0.5%, 망간(Mn) : 0.5~0.9%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.02~0.035% 및 칼슘(Ca) : 15~25중량ppm을 포함하고, 니켈(Ni) : 0.2% 이하, 크롬(Cr) : 0.2% 이하, 몰리브덴(Mo) : 0.05% 이하, 구리(Cu) : 0.2% 이하, 주석(Sn) : 0.02% 이하, 알루미늄(Al) : 0.025% 이하 중 1종 이상을 포함하며, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 강재를 제조하는 단계; 상기 강재의 단면적보다 작은 부분을 포함하는 다이스에 투입하여 상기 강재를 인발하는 단계; 상기 인발된 강재를 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a steel product, the method including: 0.4 to 0.5% carbon, 0.2 to 0.5% silicon, 0.5 to 0.5 manganese, (Ni): not more than 0.2%, chromium (Cr): not more than 0.1%, phosphorus (P): not more than 0.03%, sulfur: 0.02 to 0.035% At least one of molybdenum (Mo): not more than 0.05%, copper (Cu): not more than 0.2%, tin (Sn): not more than 0.02%, and aluminum (Al) Fe) and inevitable impurities; Drawing a steel material into a die including a portion smaller than a cross-sectional area of the steel material; And processing the drawn steel material.

본 발명에 따른 강재는 합금 조성, 특히 칼슘의 첨가를 통하여 개재물을 구형화할 수 있다. 따라서 인발시 발생하는 크랙을 미세화할 수 있다. The steel material according to the present invention can spheroidize inclusions through addition of an alloy composition, especially calcium. Therefore, cracks generated upon drawing can be miniaturized.

따라서, 본 발명에 따른 강재를 이용하여 인발, 가공을 통한 강 제품 제조시 조대한 크랙에 의한 제품 불량을 최소화할 수 있으며, 이를 통하여 강 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.
Therefore, when the steel product according to the present invention is used to manufacture steel products through drawing and processing, it is possible to minimize product defects due to coarse cracks, thereby improving the productivity of steel products.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강 제품 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 비교예 1에 따른 시편의 개재물 형상을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1에 따른 시편의 개재물 형상을 나타낸 것이다.
도 4는 비교예 1 및 실시예 1에 따른 시편 각각의 개재물 분포를 나타낸 것이다.
도 5는 비교예 1 및 실시예 1에 따른 시편 각각의 가공력을 나타낸 것이다.
도 6은 비교예 1 및 실시예 1에 따른 시편 각각의 절삭가공시 이송 속도에 따른 칩 형상을 나타낸 것이다.
도 7은 비교예 1 및 실시예 1에 따른 시편 각각의 압축시험 후 크랙이 발생된 형태를 나타낸 것이다.
도 8은 비교예 1 및 실시예 1에 따른 시편 각각의 압축시험 후 크랙의 분포를 나타낸 것이다.
1 is a flow chart schematically showing a method for manufacturing a steel product according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 shows the inclusion shape of the specimen according to Comparative Example 1. Fig.
Fig. 3 shows the shape of the inclusion of the specimen according to Example 1. Fig.
Fig. 4 shows the inclusion distributions of the respective specimens according to Comparative Example 1 and Example 1. Fig.
Fig. 5 shows the machining force of each of the specimens according to Comparative Example 1 and Example 1. Fig.
Fig. 6 shows chip shapes according to the conveying speeds during cutting of each of the specimens according to Comparative Example 1 and Example 1. Fig.
Fig. 7 shows a crack generated after compression test of each of the specimens according to Comparative Example 1 and Example 1. Fig.
Fig. 8 shows the distribution of cracks after compression test of each of the specimens according to Comparative Example 1 and Example 1. Fig.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강재 및 이를 이용한 강 제품 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the steel according to a preferred embodiment of the present invention and a steel product manufacturing method using the same.

강재Steel

본 발명에 따른 강재는 중량%로, 탄소(C) : 0.4~0.5%, 실리콘(Si) : 0.2~0.5%, 망간(Mn) : 0.5~0.9%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.02~0.035% 및 칼슘(Ca) : 15~25중량ppm을 포함한다. The steel according to the present invention is characterized in that it comprises 0.4 to 0.5% of carbon (C), 0.2 to 0.5% of silicon (Si), 0.5 to 0.9% of manganese (Mn) (S): 0.02 to 0.035% and calcium (Ca): 15 to 25 ppm by weight.

또한, 본 발명에 따른 강재는 강도, 경도 향상 등을 위하여, 니켈(Ni) : 0.2% 이하, 크롬(Cr) : 0.2% 이하, 몰리브덴(Mo) : 0.05% 이하, 구리(Cu) : 0.2% 이하, 주석(Sn) : 0.02% 이하, 알루미늄(Al) : 0.025% 이하 중 1종 이상의 합금 원소를 더 포함한다.The steel according to the present invention may contain at most 0.2% of nickel (Ni), at most 0.2% of chromium (Cr), at most 0.05% of molybdenum (Mo), at most 0.2% of copper (Cu) 0.02% or less of tin (Sn), and 0.025% or less of aluminum (Al).

상기 성분들 외 나머지는 철(Fe)과 제강 과정 등에서 불가피하게 포함되는 불순물로 이루어진다. In addition to the above components, the remainder is composed of impurities that are inevitably included in iron (Fe) and steelmaking.

이하, 본 발명에 따른 강재에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대해 설명하기로 한다.
Hereinafter, the role and content of each component included in the steel according to the present invention will be described.

탄소(C)Carbon (C)

탄소(C)는 강도 및 경도를 확보하기 위하여 첨가된다. Carbon (C) is added to secure strength and hardness.

상기 탄소는 강재 전체 중량의 0.4~0.5중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 탄소가 0.4중량% 미만으로 첨가되면 필요한 경도를 만족시키기 어렵다. 반대로, 탄소가 0.5중량%를 초과하여 첨가되면 과도한 경도 상승으로 인해 가공성이 저하될 수 있다.
The carbon is preferably added at 0.4 to 0.5% by weight of the total weight of the steel. When the carbon content is less than 0.4 wt%, it is difficult to satisfy the required hardness. On the other hand, if carbon is added in an amount exceeding 0.5% by weight, workability may be deteriorated due to an increase in excess hardness.

실리콘(Si)Silicon (Si)

실리콘(Si)은 정련 초기에 강 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제로 첨가된다. 또한 실리콘은 고용강화 효과도 가진다.Silicon (Si) is added as a deoxidizer to remove oxygen in the steel at the beginning of refining. Silicon also has a solid solution effect.

상기 실리콘은 강재 전체 중량의 0.2~0.5중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 실리콘의 첨가량이 0.2중량% 미만이면 상기의 실리콘 첨가 효과가 미미하다. 반대로, 실리콘의 첨가량이 0.5중량%를 초과하면 강중에 규산염이 다량 생성되어 가공성을 저하시키는 문제점이 있다.
The silicon is preferably added in an amount of 0.2 to 0.5% by weight based on the total weight of the steel material. If the addition amount of silicon is less than 0.2% by weight, the silicon addition effect is insignificant. On the contrary, when the amount of silicon added exceeds 0.5% by weight, a large amount of silicate is produced in the steel, which lowers the workability.

망간(Mn)Manganese (Mn)

망간(Mn)은 강 중의 황(S)과 결합하여 MnS를 형성시켜 FeS 형성을 억제시켜 적열취성을 방지하며 가공성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 망간은 고용강화 효과 및 경화능 향상 효과를 제공한다. Manganese (Mn) combines with sulfur (S) in the steel to form MnS to suppress the formation of FeS to prevent red-brittle brittleness and improves workability. In addition, manganese provides a solid solution strengthening effect and a hardening ability improving effect.

상기 망간은 강재 전체 중량의 0.5~0.9중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간의 첨가량이 0.5중량% 미만일 경우, 망간 첨가에 따른 효과가 불충분하다. 반대로, 망간의 첨가량이 0.9중량%를 초과하는 경우, 가공성을 크게 저하시키는 문제점이 있다.
The manganese is preferably added in an amount of 0.5 to 0.9% by weight based on the total weight of the steel material. When the amount of manganese added is less than 0.5% by weight, the effect of adding manganese is insufficient. On the contrary, when the addition amount of manganese exceeds 0.9% by weight, there is a problem that workability is greatly lowered.

인(P)Phosphorus (P)

인(P)은 강도 증가에 일부 기여하나, 다량 포함되면 편석을 유발하여 강재의 물성을 저하시킨다. Phosphorus (P) contributes to the increase in strength in part, but when included in large amounts, it causes segregation, which lowers the properties of the steel.

이에 본 발명에서는 인의 함량을 강재 전체 중량의 0.03중량% 이하로 제한하였다.
Therefore, in the present invention, the phosphorus content is limited to 0.03% by weight or less of the total weight of the steel.

황(S)Sulfur (S)

황(S)은 망간과 결합하여 MnS 개재물을 형성하여, 강재의 가공성을 증대시키는 역할을 한다.Sulfur (S) combines with manganese to form MnS inclusions, thereby increasing the processability of the steel.

상기 황은 강재 전체 중량의 0.02~0.035% 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 황의 함량이 0.02중량% 미만이면 강재의 가공성이 불충분해질 수 있다. 반대로, 황의 함량이 0.035중량%를 초과하는 경우, 강의 강도 등 물성을 크게 저해할 수 있다.
The sulfur is preferably added in an amount of 0.02 to 0.035% by weight of the total weight of the steel. If the content of sulfur is less than 0.02 wt%, the workability of the steel material may become insufficient. On the contrary, when the content of sulfur exceeds 0.035% by weight, physical properties such as strength of steel can be significantly inhibited.

칼슘(Ca)Calcium (Ca)

칼슘(Ca)은 황과 결합하여 CaS를 형성함으로써 길게 연신된 MnS 개재물을 절단하여, MnS 개재물을 구상화하는데 기여한다. 이러한 칼슘의 첨가를 통하여, 인발시 크랙 발생을 저감하고, 또한 인발시 발생되는 크랙 역시 미세화될 수 있다. Calcium (Ca) bonds with sulfur to form CaS, thereby cutting the elongated MnS inclusions, thereby contributing to spheroidizing the MnS inclusions. Through the addition of calcium, the occurrence of cracks during drawing can be reduced and the cracks generated during drawing can also be made finer.

상기 칼슘은 강재 전체 중량의 15~25중량ppm, 즉 0.0015~0.0025중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 칼슘의 첨가량이 15중량ppm 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 칼슘의 첨가량이 25중량ppm을 초과하는 경우 CaO를 과도하게 형성할 수 있으며, 연속주조시 노즐 막힘을 유발할 수 있다.
The calcium is preferably added in an amount of 15 to 25 ppm by weight, that is, 0.0015 to 0.0025% by weight of the total weight of the steel material. When the addition amount of calcium is less than 15 ppm by weight, the effect of the addition is insufficient. On the contrary, when the addition amount of calcium exceeds 25 ppm by weight, CaO can be excessively formed, and nozzle clogging can be caused in continuous casting.

니켈(Ni)Nickel (Ni)

니켈(Ni)은 인성 및 경화능을 향상시키는 역할을 한다. Nickel (Ni) serves to improve toughness and hardenability.

상기 니켈이 첨가되는 경우, 그 첨가량은 강재 전체 중량의 0.2중량% 이하인 것이 바람직하다. 니켈이 0.2중량%를 초과하여 첨가되면 적열취성을 유발하고, 강재 제조 비용을 크게 증대시킬 수 있다.
When the nickel is added, the addition amount of the nickel is preferably 0.2% by weight or less based on the total weight of the steel. If nickel is added in an amount exceeding 0.2% by weight, it may induce red brittleness and significantly increase the manufacturing cost of steel.

크롬(Cr)Chromium (Cr)

크롬(Cr)은 소입성을 증가시키고 탄화물을 만들어 내충격성을 증대시키는데 기여한다. Chromium (Cr) contributes to increased hardenability and carbide to increase impact resistance.

상기 크롬이 첨가될 경우, 그 첨가량은 강재 전체 중량의 0.2중량% 이하인 것이 바람직하다. 크롬의 첨가량이 0.2중량%를 초과하면 가공성이 저하되는 문제점이 있다.
When the chromium is added, the addition amount thereof is preferably 0.2% by weight or less based on the total weight of the steel. If the addition amount of chromium exceeds 0.2 wt%, the workability is deteriorated.

몰리브덴(Mo)Molybdenum (Mo)

몰리브덴(Mo)은 경화능 및 내마모성을 향상시키는데 기여한다.Molybdenum (Mo) contributes to improving hardenability and wear resistance.

상기 몰리브덴이 첨가될 경우, 그 첨가량은 0.05중량% 미만인 것이 바람직하다. 몰리브덴의 첨가량이 0.05중량%를 초과하는 경우, 과도한 경도 상승으로 인하여 강재의 취성이 증가하는 문제점이 있다.
When the molybdenum is added, the addition amount thereof is preferably less than 0.05% by weight. If the amount of molybdenum exceeds 0.05% by weight, there is a problem in that brittleness of the steel is increased due to excessive increase in hardness.

구리(Cu)Copper (Cu)

구리(Cu)는 강의 경화능을 증가시키는 역할을 한다. Copper (Cu) serves to increase the hardenability of the steel.

상기 구리가 첨가될 경우, 그 첨가량은 강재 전체 중량의 0.2중량% 이하인 것이 바람직하다. 구리의 첨가량이 0.2중량%를 초과하는 경우, 강재 표면 품질을 저하시킬 수 있다.
When the copper is added, the amount of the copper added is preferably 0.2% by weight or less based on the total weight of the steel. If the added amount of copper exceeds 0.2 wt%, the steel surface quality may be deteriorated.

주석(Sn)Tin (Sn)

주석(Sn)은 강의 강도 향상에 기여한다.Tin (Sn) contributes to the improvement of steel strength.

상기 주석이 포함될 경우, 그 첨가량은 강재 전체 중량의 0.02중량% 이하인 것이 바람직하다. 주석의 첨가량이 0.02중량%를 초과하면 강재의 가공성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
When the tin is included, the addition amount thereof is preferably 0.02% by weight or less based on the total weight of the steel. If the addition amount of tin exceeds 0.02% by weight, the workability of the steel material is greatly deteriorated.

알루미늄(Al)Aluminum (Al)

알루미늄(Al)은 탈산제로서 작용한다. Aluminum (Al) acts as a deoxidizer.

상기 알루미늄이 첨가될 경우, 그 첨가량은 강재 전체 중량의 0.025중량% 이하인 것이 바람직하다. 알루미늄의 첨가량이 0.025중량%를 초과하는 경우, 인성을 저해할 수 있다.
When the aluminum is added, the amount of the aluminum added is preferably 0.025% by weight or less based on the total weight of the steel. If the addition amount of aluminum exceeds 0.025% by weight, toughness may be inhibited.

강 제품 제조 방법Steel product manufacturing method

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강 제품 제조 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 1 is a flow chart schematically showing a method for manufacturing a steel product according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 도시된 강 제품 제조 방법은 강재 제조 단계(S110), 인발 단계(S120) 및 가공 단계(S130)를 포함한다.
Referring to FIG. 1, a steel product manufacturing method includes a steel manufacturing step (S110), a drawing step (S120), and a machining step (S130).

강재 제조Steel manufacturing

강재 제조 단계(S110)에서는 중량%로, 탄소(C) : 0.4~0.5%, 실리콘(Si) : 0.2~0.5%, 망간(Mn) : 0.5~0.9%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.02~0.035% 및 칼슘(Ca) : 15~25중량ppm을 포함하고, 니켈(Ni) : 0.2% 이하, 크롬(Cr) : 0.2% 이하, 몰리브덴(Mo) : 0.05% 이하, 구리(Cu) : 0.2% 이하, 주석(Sn) : 0.02% 이하, 알루미늄(Al) : 0.025% 이하 중 1종 이상을 포함하며, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 강재를 제조한다.In the steel material manufacturing step S110, 0.4 to 0.5% of carbon (C), 0.2 to 0.5% of silicon (Si), 0.5 to 0.9% of manganese (Mn), 0.03% of phosphorus (P) (Ni): not more than 0.2%, chromium (Cr): not more than 0.2%, molybdenum (Mo): not more than 0.05%, sulfur (S): 0.02 to 0.035% (Fe) and unavoidable impurities are contained in an amount of not more than 0.2% of copper (Cu), not more than 0.02% of tin (Sn), and not more than 0.025% of aluminum (Al)

본 발명에 따른 강재는 상기 조성을 갖는 빌렛 또는 잉곳으로부터 제조될 수 있다. Steel according to the invention can be produced from billets or ingots having the above composition.

본 발명에 따른 강재를 제조하기 위한 반제품 상태의 빌렛 또는 잉곳은 전기로에서 철 스크랩(scrap)을 용해하고 출강한 후, 탈황, 합금철 투입, 진공탈가스 등의 공정을 거친 후, S wire 투입을 통하여 황(S)의 함량을 맞추고, 일정시간 교반한 후, Ca-Si wire를 투입하여 칼슘(Ca)과 실리콘(Si)의 함량을 맞추고 연속주조하는 방법 등으로 제조될 수 있다. The billet or ingot in the semi-finished product state for manufacturing the steel according to the present invention is produced by dissolving iron scrap in an electric furnace, and then conducting desulfurization, alloying iron injection, vacuum degassing, etc., (Ca) and silicon (Si) and adjusting the content of sulfur (S), stirring the mixture for a predetermined period of time, introducing Ca-Si wire, and continuously casting the mixture.

본 발명에 따른 강재는 상기의 빌렛 또는 잉곳을 약 1100~1300℃에서 1~3시간 정도 재가열하고, 850~950℃ 정도의 마무리압연온도로 열간압연한 후, 5~50℃/sec 정도의 평균냉각속도로 대략 650~450℃ 정도까지 냉각한 후, 공냉하여 제조될 수 있다. The steel material according to the present invention is obtained by reheating the billet or ingot at a temperature of about 1100 to 1300 ° C for about 1 to 3 hours and hot rolling at a finish rolling temperature of about 850 to 950 ° C, Cooled to about 650 to 450 ° C at a cooling rate, and then air-cooled.

이러한 과정들을 통하여 본 발명에 따른 강재는 브리넬 경도(HB) 202~210을 나타낼 수 있다. Through these processes, the steel material according to the present invention can exhibit Brinell hardness (HB) 202 to 210.

또한, 본 발명에 따른 강재는 형상 측면에서, 봉재 또는 관재의 형태를 가질 수 있다.
Further, the steel material according to the present invention may have a shape of a bar or a pipe in terms of shape.

인발, 가공Drawing, processing

다음으로, 인발 단계(S120)에서는 강재의 단면적보다 작은 부분을 포함하는 다이스에 투입하여 강재를 선재 또는 관재 형태로 인발한다.Next, in the drawing step S120, the steel material is poured into a die including a portion smaller than the cross-sectional area of the steel material, and the steel material is drawn in the form of a wire or a pipe.

이후, 가공 단계(S130)에서는 인발된 강재를 벤딩 가공 등의 가공을 통하여 원하는 제품 형상으로 만든다.
Thereafter, in the processing step S130, the drawn steel material is formed into a desired product shape through processing such as bending.

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명에 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention through the preferred embodiment of the present invention will be described in more detail. However, it is presented as a preferred example of the present invention and should not be construed as being limited thereto by any means.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
Details that are not described herein will be omitted since the description can be inferred by those skilled in the art.

1. 시편의 제조 1. Preparation of specimens

표 1에 도시된 조성을 갖는 실시예 1~5 및 비교예 1에 따른 강재 시편을 제조하였다. The steel specimens according to Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 having the compositions shown in Table 1 were prepared.

각 시편은 표 1에 도시된 조성을 갖는 각각의 잉곳을 1200℃에서 2시간 재가열하고, 900℃ 의 마무리압연온도로 열간압연한 후, 30℃/sec의 평균냉각속도로 대략 600℃까지 냉각한 후, 공냉하여 봉형으로 제조하였다. Each ingot having the composition shown in Table 1 was reheated at 1200 ° C. for 2 hours, hot-rolled at a finish rolling temperature of 900 ° C., cooled to about 600 ° C. at an average cooling rate of 30 ° C./sec , And air-cooled to produce a rod shape.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001

Figure pat00001

2. 물성 평가2. Property evaluation

(1) 경도 평가(1) Hardness evaluation

실시예 1~5에 따른 시편의 경우, 브리넬 경도(HB)가 203~209를 나타내어, 비교예 1에 따른 시편보다 약간 높게 측정되었다.
In the case of the specimens according to Examples 1 to 5, the Brinell hardness (HB) was found to be 203 to 209, which was slightly higher than that of the specimen according to Comparative Example 1.

(2) 개재물 평가(2) Evaluation of inclusions

도 2는 비교예 1에 따른 시편의 개재물 형상을 나타낸 것이고, 도 3은 실시예 1에 따른 시편의 개재물 형상을 나타낸 것이다.Fig. 2 shows the inclusion shape of the specimen according to Comparative Example 1, and Fig. 3 shows the inclusion shape of the specimen according to Example 1. Fig.

도 2 및 도 3을 참조하면, 칼슘(Ca)이 첨가되지 않은 비교예 1에 따른 시편의 MnS 개재물 형상(도 2)은 길게 연신되어 있는 것을 볼 수 있다. 반면, 칼슘(Ca)이 25중량ppm(0.0025중량%) 포함된 실시예 1에 따른 시편의 MnS 개재물 형상(도 3)은 상대적으로 구상화되어 있는 것을 볼 수 있다. 2 and 3, it can be seen that the shape of the MnS inclusion (FIG. 2) of the specimen according to Comparative Example 1 in which calcium (Ca) is not added is elongated. On the other hand, it can be seen that the shape of the MnS inclusions (FIG. 3) of the specimen according to Example 1 containing 25 ppm by weight (0.0025% by weight) of Ca is relatively spheroidized.

도 4는 비교예 1 및 실시예 1에 따른 시편 각각의 개재물 분포를 나타낸 것이다.Fig. 4 shows the inclusion distributions of the respective specimens according to Comparative Example 1 and Example 1. Fig.

도 4를 참조하면, 비교예 1에 따른 시편의 경우, 12.8㎛ 정도의 MnS 개재물이 가장 많이 분포되어 있는 반면, 실시예 1에 따른 시편의 경우, 9.3㎛ 정도의 MnS 개재물이 가장 많이 분포되어 있는 것을 볼 수 있다. Referring to FIG. 4, in the case of the specimen according to Comparative Example 1, the MnS inclusions of about 12.8 μm were distributed most, whereas the specimen according to Example 1 had the largest amount of MnS inclusions of about 9.3 μm Can be seen.

또한, 도 4를 참조하면, MnS 개재물이 가장 많이 분포되어 있는 부분을 중심으로 대략 대칭적인 분포를 나타내고 있는 것을 볼 수 있는 바, 이에 따라 MnS 개재물의 평균 길이 역시 실시예 1의 경우가 비교예 1의 경우보다 작음을 알 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be seen that the MnS inclusions have a substantially symmetrical distribution centered on the most distributed MnS inclusions, and the average length of the MnS inclusions is also larger than that of Comparative Example 1 Is smaller.

이러한 결과에 비추어 볼 때, 실시예 1에 따른 시편의 경우, 칼슘 첨가에 의하여 MnS 개재물의 구상화율이 높은 것으로 볼 수 있다.
In view of these results, in the case of the specimen according to Example 1, it can be seen that the degree of spheroidization of the MnS inclusion is high due to the addition of calcium.

(3) 가공력 평가(3) Evaluation of machining force

도 5는 비교예 1 및 실시예 1에 따른 시편 각각의 가공력을 나타낸 것이다. 가공력은 공구동력계를 이용하여 평가하였다. Fig. 5 shows the machining force of each of the specimens according to Comparative Example 1 and Example 1. Fig. The machining force was evaluated using a tool dynamometer.

도 5를 참조하면, 실시예 1에 따른 시편의 경우, 칼슘이 첨가되어 경도가 약간 높음에도 불구하고, 칼슘이 첨가되지 않은 비교예 1과 비교하여 볼 때, 가공력이 거의 유사함을 볼 수 있다. Referring to FIG. 5, it can be seen that, in the case of the specimen according to Example 1, the machining force is almost similar to that of Comparative Example 1 in which calcium is not added even though calcium is added and the hardness is slightly high have.

도 6은 비교예 1 및 실시예 1에 따른 시편 각각의 절삭가공시 이송 속도에 따른 칩 형상을 나타낸 것이다. Fig. 6 shows chip shapes according to the conveying speeds during cutting of each of the specimens according to Comparative Example 1 and Example 1. Fig.

도 6을 참조하면, 칼슘이 첨가된 실시예 1에 따른 시편 및 칼슘이 첨가되지 않은 비교예 1 모두, 절삭가공시 유사한 칩 형상을 나타내었다.
Referring to FIG. 6, both the specimen according to Example 1 in which calcium was added and the Comparative Example 1 in which calcium was not added exhibited similar chip shapes at the time of cutting.

(4) 압축시험 평가(4) Compression test evaluation

인발시 균열 발생을 비교하기 위하여 압축시험을 실시한 후, 균열 크기를 측정하였다. Compression tests were carried out to compare crack initiation cracks, and crack sizes were measured.

도 7은 비교예 1 및 실시예 1에 따른 시편 각각의 압축시험 후 크랙이 발생된 형태를 나타낸 것이고, 도 8은 비교예 1 및 실시예 1에 따른 시편 각각의 압축시험 후 크랙의 분포를 나타낸 것이다. FIG. 7 shows a crack generated after compression test of each of the specimens according to Comparative Examples 1 and 1, and FIG. 8 shows the distribution of cracks after compression test of each of the specimens according to Comparative Examples 1 and 1 will be.

도 7 및 도 8을 참조하면, 비교예 1에 따른 시편의 크랙에 비하여, 칼슘이 첨가된 실시예 1에 따른 시편의 크랙이 상대적으로 짧은 길이를 가지고 있어, 크랙이 미세화되는 것을 볼 수 있다. Referring to FIGS. 7 and 8, it can be seen that cracks of the specimen according to Example 1, to which calcium is added, have a relatively short length as compared with the cracks of the specimen according to Comparative Example 1, and the cracks are miniaturized.

이상의 결과에 비추어 볼 때, 본 발명의 합금 조성, 특히 칼슘이 15~25중량ppm 포함된 합금 조성의 경우, 가공성을 저해하지 않으면서 인발시 발생하는 크랙을 저감시켜 인발, 가공이 적용되는 강 제품 제조시 용이하게 활용될 수 있다.
In view of the above results, in the case of the alloy composition of the present invention, particularly the alloy composition containing 15 to 25 ppm by weight of calcium, a steel product to which a pulling and machining is applied, And can be easily used in manufacturing.

이러한 본 발명은 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the present invention has been described based on the embodiments, various changes and modifications can be made at the level of those skilled in the art. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention will be determined by the claims described below.

S110 : 강재 제조 단계
S120 : 인발 단계
S130 : 가공 단계S110: steel material manufacturing step
S120: drawing step
S130: Processing step

Claims (6)

중량%로, 탄소(C) : 0.4~0.5%, 실리콘(Si) : 0.2~0.5%, 망간(Mn) : 0.5~0.9%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.02~0.035% 및 칼슘(Ca) : 15~25중량ppm을 포함하고, 니켈(Ni) : 0.2% 이하, 크롬(Cr) : 0.2% 이하, 몰리브덴(Mo) : 0.05% 이하, 구리(Cu) : 0.2% 이하, 주석(Sn) : 0.02% 이하, 알루미늄(Al) : 0.025% 이하 중 1종 이상을 포함하며, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 강재.
By weight%, carbon (C): 0.4-0.5%, silicon (Si): 0.2-0.5%, manganese (Mn): 0.5-0.9%, phosphorus (P): 0.03% or less, sulfur (S): 0.02- 0.035% and calcium (Ca): 15 to 25 ppm by weight, nickel (Ni): 0.2% or less, chromium (Cr): 0.2% or less, molybdenum (Mo): 0.05% or less, copper (Cu): 0.2 A steel material comprising at least one of% or less, tin (Sn): 0.02% or less, aluminum (Al): 0.025% or less, and consisting of the remaining iron (Fe) and unavoidable impurities.
제1항에 있어서,
상기 강재는
브리넬 경도(HB) 202~210을 나타내는 것을 특징으로 하는 강재.
The method of claim 1,
The steel
And a Brinell hardness (HB) of from 202 to 210.
제1항에 있어서,
상기 강재는
봉재 또는 관재인 것을 특징으로 하는 강재.
The method of claim 1,
The steel
A steel material characterized by being a bar or a pipe.
중량%로, 탄소(C) : 0.4~0.5%, 실리콘(Si) : 0.2~0.5%, 망간(Mn) : 0.5~0.9%, 인(P) : 0.03% 이하, 황(S) : 0.02~0.035% 및 칼슘(Ca) : 15~25중량ppm을 포함하고, 니켈(Ni) : 0.2% 이하, 크롬(Cr) : 0.2% 이하, 몰리브덴(Mo) : 0.05% 이하, 구리(Cu) : 0.2% 이하, 주석(Sn) : 0.02% 이하, 알루미늄(Al) : 0.025% 이하 중 1종 이상을 포함하며, 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지는 강재를 제조하는 단계;
상기 강재의 단면적보다 작은 부분을 포함하는 다이스에 투입하여 상기 강재를 인발하는 단계;
상기 인발된 강재를 가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강 제품 제조 방법.
By weight%, carbon (C): 0.4-0.5%, silicon (Si): 0.2-0.5%, manganese (Mn): 0.5-0.9%, phosphorus (P): 0.03% or less, sulfur (S): 0.02- 0.035% and calcium (Ca): 15 to 25 ppm by weight, nickel (Ni): 0.2% or less, chromium (Cr): 0.2% or less, molybdenum (Mo): 0.05% or less, copper (Cu): 0.2 Manufacturing a steel material comprising at least one of% or less, tin (Sn): 0.02% or less, aluminum (Al): 0.025% or less, and consisting of remaining iron (Fe) and unavoidable impurities;
Drawing a steel material into a die including a portion smaller than a cross-sectional area of the steel material;
And processing the drawn steel material.
제4항에 있어서,
상기 강재는
브리넬 경도(HB) 202~210을 나타내는 것을 특징으로 하는 강 제품 제조 방법.
5. The method of claim 4,
The steel
And a Brinell hardness (HB) of from 202 to 210.
제4항에 있어서,
상기 강재는
봉재 또는 관재인 것을 특징으로 하는 강 제품 제조 방법. 5. The method of claim 4,
The steel
Characterized in that it is a bar or a pipe.
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