KR20140050110A - 비조질 기계 부품용 선재, 비조질 기계 부품용 강선 및 비조질 기계 부품과 그들의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품의 제조에 사용되는 선재이며, 질량％로 C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 금속 조직이, 체적률로 64×(C％)＋52％ 이상의 펄라이트 조직을 포함하고, 잔량부가, 초석 페라이트 조직 및 베이나이트 조직의 1종 또는 2종으로 이루어지고, 선재의 직경을 D로 하였을 때, 표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경이 15㎛ 이하이며, 또한, (표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)/(0.25D로부터 중심까지의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)이 1.0 미만이다.
[수학식 1]
Figure pct00017

Description

비조질 기계 부품용 선재, 비조질 기계 부품용 강선 및 비조질 기계 부품과 그들의 제조 방법{WIRE MATERIAL FOR NON-REFINED MACHINE COMPONENT； STEEL WIRE FOR NON-REFINED MACHINE COMPONENT； NON-REFINED MACHINE COMPONENT； AND METHOD FOR MANUFACTURING WIRE MATERIAL FOR NON-REFINED MACHINE COMPONENT, STEEL WIRE FOR NON-REFINED MACHINE COMPONENT, AND NON-REFINED MACHINE COMPONENT}
본 발명은, 선재로부터 제조되고, 볼트나 토션바, 스테빌라이저 등의 축 형상을 갖는 자동차 부품이나 각종 산업 기계에 사용하는, 인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품, 이것을 제조하기 위한 강선, 또한, 이 강선을 제조하기 위한 선재 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명에서 대상으로 하는 기계 부품에는 건축용의 볼트 등도 포함된다. 본원은, 2011년 8월 26일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2011-184737호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
자동차나 각종 산업 기계는, 경량화나 소형화를 목적으로, 900㎫ 이상의 인장 강도를 갖는 고강도 기계 부품이 사용되고 있다. 종래, 이러한 종류의 고강도 기계 부품은, 기계 구조용 탄소강에 Mn, Cr, Mo, 또는, B 등의 합금 원소를 첨가한 합금강이나 특수강의 강재를 사용하여, 열간 압연 후에 구상화 어닐링을 행하여 연질화하고, 냉간 단조나 전조에 의해 소정의 형상으로 성형하고, 그 후, 켄칭 템퍼링 처리를 행하여 강도를 부여하여 제조하고 있다.
그러나, 이들 강재는, 합금 원소를 함유하고 있으므로 강재 가격이 높아지고, 또한, 부품 형상으로 성형하기 전의 연질화 어닐링이나, 성형 후의 켄칭 템퍼링 처리를 필요로 하므로, 제조 비용이 상승한다.
연질화 어닐링이나 켄칭 템퍼링 처리를 생략하고, 급속 냉각이나 석출 강화 등에 의해 강도를 높인 선재에 신선 가공을 실시하고, 소정의 강도를 부여하는 기술이 알려져 있다. 이 기술은 볼트 등에 이용되고, 이 기술을 이용하여 제조한 볼트는 비조질 볼트라 불리고 있다.
특허문헌 1에는, C:0.15∼0.30％, Si:0.03∼0.55％, Mn:1.1∼2.0％의 선재를 열탕욕 중에서 냉각하고, 감면율(減面率) 20∼50％로 인발 가공하는 비조질 볼트의 제조 방법이 개시되어 있다. 이 제조 방법에서는, 구상화 어닐링이나 켄칭 템퍼링 처리를 생략하는 것이 가능하지만, 실시예에 기재된 볼트의 최대 강도는 88kgf/㎟이며, 강도면에서 충분하다고는 말할 수 없어, 고강도화에 한계가 있다.
특허문헌 2에는, C가 0.4∼1.0％이며, 또한, 성분 조성이 특정한 조건식을 만족하고, 조직이 펄라이트나 의사 펄라이트로 이루어지는 냉간 단조용 강이 개시되어 있다. 이 강은, C량이 많고, 종래, 볼트 등의 기계 부품에 사용하고 있는 기계 구조용 탄소강이나 기계 구조용 합금강과 비교하여, 냉간 단조성이 떨어진다.
이와 같이, 종래 기술에 의한 비조질 선재에서는, 양호한 냉간 단조성을 갖고, 또한, 900㎫ 이상의 강도를 갖는 기계 부품이나, 이것을 제조하기 위한 강선 및 선재가 얻어지고 있지 않다.
일본 특허 출원 공개 평02-274810호 공보 일본 특허 출원 공개 제2000-144306호 공보
본 발명은, 종래 기술에 있어서의 상기 과제에 비추어, (a)저렴하게 제조하는 것이 가능한, 인장 강도가 900∼1300㎫인 고강도 기계 부품, (b)상기 기계 부품의 제조에 사용하는, 연질화 어닐링이나 켄칭 템퍼링 처리 등의 열처리의 생략이 가능한 강선, (c)그 강선을 제조하기 위한 선재 및 (d)그들을 제조하는 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해, 연질화 열처리를 생략해도 냉간 단조가 가능하며, 또한, 켄칭 템퍼링 등의 조질 처리를 행하지 않아도, 인장 강도가 900㎫ 이상인 고강도 기계 부품을 얻기 위한 강재의 성분 조성과 조직의 관계를 조사하였다. 본 발명은, 이 조사에서 얻은 야금적 지식에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지는 이하와 같다.
[1]
인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품의 제조에 사용되는 선재이며,
질량％로, C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고,
금속 조직이, 체적률로 64×(C％)＋52％ 이상의 펄라이트 조직을 포함하고, 잔량부가, 초석 페라이트 조직 및 베이나이트 조직의 1종 또는 2종으로 이루어지고,
선재의 직경을 D로 하였을 때, 표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경이 15㎛ 이하이며, 또한, (표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)/(0.25D로부터 중심까지의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)이 1.0 미만인, 비조질 기계 부품용 선재.
[수학식 1]
Figure pct00001
[2]
질량％로, Al:0.003∼0.050％, Ca:0.001∼0.010％, Mg:0.001∼0.010％, Zr:0.001∼0.010％의 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는, [1]에 기재된 비조질 기계 부품용 선재.
[3]
인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품의 제조에 사용되는 선재를 제조하는 방법이며,
질량％로, C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강편을 가열하고, 선재 형상으로 열간 압연하고, 권취 온도 800∼900℃에서 권취하고,
권취 종료 온도로부터 600℃까지를, 20∼100℃/초의 냉각 속도로 냉각하고, 또한, 600℃로부터 550℃까지를, 20℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각하고,
그 후, 400∼600℃의 용융염조 1과, 그것에 연속되는 500∼600℃의 용융염조 2에, 각각, 5∼150초 항온 유지하고,
이어서, 냉각하는, 비조질 기계 부품용 선재의 제조 방법.
[수학식 1]
Figure pct00002
[4]
인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품의 제조에 사용되는 강선이며,
질량％로, C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고,
금속 조직이, 체적률로 64×(C％)＋52％ 이상의 펄라이트 조직을 포함하고, 잔량부가, 초석 페라이트 조직 및 베이나이트 조직의 1종 또는 2종으로 이루어지고,
강선의 직경을 D로 하였을 때, 표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경이 15㎛ 이하이며, 또한, (표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)/(0.25D로부터 중심까지의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)이 1.0 미만이며,
강선의 축 방향과 평행한 단면에 있어서의 표층으로부터 1.0㎜까지의 영역에 있어서, 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 블록으로 이루어지는 조직의 면적률이, 전체 펄라이트 조직에 대해 70％ 이상인, 비조질 기계 부품용 강선.
[수학식 1]
Figure pct00003
[5]
질량％로, Al:0.003∼0.050％, Ca:0.001∼0.010％, Mg:0.001∼0.010％, Zr:0.001∼0.010％의 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는, [4]에 기재된 비조질 기계 부품용 강선.
[6]
인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품의 제조에 사용되는 강선을 제조하는 방법이며,
질량％로, C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강편을 가열하고, 선재 형상으로 열간 압연하고, 권취 온도 800∼900℃에서 권취하고,
권취 종료 온도로부터 600℃까지를, 20∼100℃/초의 냉각 속도로 냉각하고, 또한, 600℃로부터 550℃까지를, 20℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각하고,
그 후, 400∼600℃의 용융염조 1과, 그것에 연속되는 500∼600℃의 용융염조 2에, 각각, 5∼150초 항온 유지하고,
이어서, 냉각하고,
그 후, 총 감면율 15∼80％로 신선 가공을 행하는, 비조질 기계 부품용 강선의 제조 방법.
[수학식 1]
Figure pct00004
[7]
질량％로, C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강선을 냉간 가공하여 제조된, 기계 부품이며,
금속 조직이, 체적률로 64×(C％)＋52％ 이상의 펄라이트 조직을 포함하고, 잔량부가, 초석 페라이트 조직 및 베이나이트 조직의 1종 또는 2종으로 이루어지고,
상기 강선의 직경을 D로 하였을 때, 표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경이 15㎛ 이하이며, 또한, (표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)/(0.25D로부터 중심까지의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)이 1.0 미만이며,
상기 강선의 축 방향과 평행한 단면에 있어서의 표층으로부터 1.0㎜까지의 영역에 있어서, 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 블록으로 이루어지는 조직의 면적률이, 전체 펄라이트 조직에 대해 70％ 이상인, 인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품.
[수학식 1]
Figure pct00005
[8]
질량％로, Al:0.003∼0.050％, Ca:0.001∼0.010％, Mg:0.001∼0.010％, Zr:0.001∼0.010％의 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는, [7]에 기재된 비조질 기계 부품.
[9]
질량％로, C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강편을 가열하고, 선재 형상으로 열간 압연하고, 권취 온도 800∼900℃에서 권취하고,
권취 종료 온도로부터 600℃까지를, 20∼100℃/초의 냉각 속도로 냉각하고, 또한, 600℃로부터 550℃까지를, 20℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각하고,
그 후, 400∼600℃의 용융염조 1과, 그것에 연속되는 500∼600℃의 용융염조 2에, 각각, 5∼150초 항온 유지하고,
이어서, 냉각하고,
그 후, 총 감면율 15∼80％로 신선 가공을 행하고,
또한, 냉간 가공하는, 인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품의 제조 방법.
[수학식 1]
Figure pct00006
[10]
상기 신선 가공을 행한 후, 연질화 열처리를 행하지 않고 냉간 가공하는, [9]에 기재된 비조질 기계 부품의 제조 방법.
[11]
상기 냉간 가공을 행한 후, 200∼600℃로 10분 이상 유지하는, [9]에 기재된 비조질 기계 부품의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 자동차, 각종 산업 기계 및 건설용 부재의 경량화나 소형화에 기여하는, 인장 강도가 900∼1300㎫인 고강도 기계 부품을 저렴하게 제공할 수 있다.
도 1은 인장 강도(TS)와, 표층으로부터 0.1D의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경과 내부의 평균 블록 입경의 비의 관계를 나타내는 도면이다.
본 발명자들은, 전술한 바와 같이, 연질화 열처리를 생략해도 냉간 단조가 가능하며, 또한, 켄칭 템퍼링 등의 조질 처리를 행하지 않아도, 인장 강도가 900㎫을 초과하는 고강도 기계 부품을 얻기 위한 강재의 성분 조성과 조직의 관계를 상세하게 조사하였다. 그리고, 본 발명자들은, 고강도 기계 부품을 저렴하게 제조하기 위해, 조사에서 얻은 야금적 지식에 기초하여, 선재의 열간 압연 시의 보유 열을 이용한 인라인 열처리 및 그 후의 강선·기계 부품까지의 일련의 제조 방법에 대해, 종합적인 검토를 진행시키고, 이하의 결론에 도달하였다.
(x)신선 가공과 냉간 단조에 의해, 선재에 고강도를 부여하기 위해서는, 강 조직을, 가공 경화능이 우수한 펄라이트 조직으로 하는 것이 유효하지만, 펄라이트 조직은, 가공성이 떨어지고, 변형 저항이 높고, 또한, 가공 균열이 발생하기 쉽다.
(y)펄라이트 조직의 가공성을 향상시키기 위해서는, (y1)합금 원소의 양을 저감하는 것, (y2)표층의 펄라이트 조직의 블록 입경을 미세하게 하는 것이 유효하다.
(z)즉, C(％)＋Si(％)/24＋Mn(％)/6을 0.60 미만으로 함과 함께, 표층으로부터 0.1D(D:선재의 직경)의 영역의 펄라이트 블록의 입경을 15㎛ 이하로 하고, 또한, 선재 내부의 펄라이트 블록의 입경과의 비를 1.0 미만으로 하면, 펄라이트 조직의 냉간 가공성을 현저하게 높일 수 있다.
이와 같이, 강재의 성분 조성과 조직을 개량함으로써, 우수한 가공 경화능을 확보함과 함께, 켄칭 템퍼링 처리를 생략해도 고강도를 유지하고, 또한, 냉간 단조성을 향상시키는 것이 가능해졌다.
이러한, 연질화 열처리를 생략해도 냉간 단조가 가능하며, 또한, 켄칭 템퍼링 등의 조질 처리를 행하지 않아도 고강도로 되는 기계 부품을 얻기 위한 소재로 되는 강선은, 강선의 단계에서, 이미, 상기 특징의 마이크로 조직을 갖는 것으로 하고, 이것을, 가공 전의 열처리를 행하지 않고, 기계 구조용 부품으로 가공하는 것이 유효하다.
이 경우, 구상화 어닐링을 행하여 연질화하는 종래의 제조 방법에 비교하면, 냉간 가공성은 열화되지만, 연질화 어닐링 비용과 가공 후의 켄칭 템퍼링 비용을 삭감할 수 있으므로, 비용면에 있어서, 본 발명이 유리하다.
또한, 강선의 소재로 되는 선재의 제조 방법에 대해서는, 열간 압연 시의 잔 열을 이용하여, 압연 후 즉시, 2조로 이루어지는 용융염욕에 침지하면, 고가의 합금 원소를 첨가하지 않아도, 거의 완전한 펄라이트 조직의 강재를 얻을 수 있다. 이 제조 방법은, 저렴하며, 우수한 재질 특성을 얻을 수 있는 최선의 제조 방법이다.
즉, 본 발명은, 펄라이트 조직으로 하기 위해 성분 조성을 조정한 강재를, 열간 압연 시의 잔열을 이용하여 용융염욕에 침지하여, 거의 완전한 펄라이트 조직의 선재로 하고, 이것을 실온에서 특정한 조건에서 신선 가공하여, 고강도의 펄라이트 조직의 조정을 행하고, 기계 부품으로 성형한 후, 연성을 회복시키기 위한 비교적 저온의 열처리를 행하는 일련의 제조 방법이다.
그러므로, 본 발명은, 종래의 제조법이나 지식으로는 제조가 극히 곤란하였던 인장 강도 900∼1300㎫의 기계 부품을 저렴하게 제조할 수 있다.
우선, 본 발명의 강재(선재, 강선, 비조질 기계 부품)의 성분 조성을 한정한 이유에 대해 설명한다. 이하, 성분 조성에 관한 ％는, 질량％를 의미한다.
C는, 소정의 인장 강도를 확보하기 위해 첨가한다. 0.20％ 미만에서는, 900㎫ 이상의 인장 강도를 확보하는 것이 곤란하며, 한편, 0.50％를 초과하면, 냉간 단조성이 열화되므로, C는 0.20∼0.50％로 하였다. 강도와 냉간 단조성을 양립하는 바람직한 범위는 0.35∼0.48％이다.
Si는, 탈산 원소로서 기능함과 함께, 고용 강화에 의해 인장 강도를 높이는 효과를 발휘한다. 0.05％ 미만에서는, 첨가 효과가 불충분하며, 2.0％를 초과하면, 첨가 효과가 포화됨과 함께, 열간 연성이 열화되어 흠집이 발생하기 쉬워져 제조성이 저하되므로, Si는 0.05∼2.0％로 하였다. 제조성을 고려한 바람직한 범위는 0.18∼0.5％이다.
Mn은, 펄라이트 변태 후의 강의 인장 강도를 높이는 효과를 발휘한다. 0.20％ 미만에서는, 첨가 효과가 불충분하며, 1.0％를 초과하면, 첨가 효과가 포화되므로, 0.20∼1.0％로 하였다. 보다 바람직한 범위는 0.50∼0.8％이다.
P와 S는, 불가피적 불순물이다. 이들 원소는, 결정립계에 편석하여, 내수소 취화 특성을 열화시키므로, 적은 쪽이 좋고, 상한을, 모두 0.030％로 하였다. 바람직하게는 0.015％ 이하이다. 하한은 0％를 포함하지만, P, S 모두, 불가피적으로, 적어도 0.0005％ 정도는 혼입된다.
N은, 동적 변형 시효에 의해 냉간 가공성을 열화시키므로, 적은 쪽이 좋고, 상한을 0.005％로 하였다. 바람직하게는 0.004％ 이하이다. 하한은, 0％를 포함하지만, 불가피적으로, 적어도 0.0005％ 정도는 혼입된다.
C, Si 및 Mn의 함유량의 관계식 (1):F1＝C(％)＋Si(％)/24＋Mn(％)/6이 0.60 이상으로 되면, 변형 저항이 증가하고, 냉간 가공성이 열화되므로, F1을 0.60 미만으로 하였다.
C, Si 및 Mn은, 강도를 향상시키는 원소이다. F1은, 강도 향상에 기여하는 정도를 고려하여, C, Si 및 Mn의 총량을 규제하는 식이다.
본 발명에서는, Al을 0.003∼0.050％ 함유해도 된다. Al은, 탈산 원소로서 기능하는 것 외에, AlN을 형성하여 고용 N을 저감하고, 동적 변형 시효를 억제한다. AlN은, 피닝 입자로서 기능하여 결정립을 세립화하고, 냉간 가공성을 향상시킨다.
0.003％ 미만에서는, 첨가 효과가 없고, 0.050％를 초과하면, 첨가 효과가 포화됨과 함께, 제조성이 열화되므로, Al은 0.003∼0.050％로 하였다. 바람직하게는, 0.008∼0.045％이다.
본 발명에서는, 탈산 원소로서, Ca:0.001∼0.010％, Mg:0.001∼0.010％, Zr:0.001∼0.010％의 1종 또는 2종 이상을 함유해도 된다. 이들 원소는, 탈산 원소로서 기능함과 함께, CaS나 MgS 등의 황화물을 형성하여 고용 S를 고정하고, 내수소 취화 특성을 향상시키는 효과를 발휘한다.
Cr, Mo, Ni, Ti, Nb 및 V는, 강도를 높이고, 냉간 가공성을 열화시키므로, 저감할 필요가 있다. 단, 불순물로서 함유되는 양이, C(％)＋Si(％)/24＋Mn(％)/6＋[Cr(％)＋Mo(％)]/5＋Ni(％)/40＋[Ti(％)＋Nb(％)＋V(％)]/5의 값으로 0.60 미만이면, 냉간 가공성에의 영향은 작으므로, Cr, Mo, Ni, Ti, Nb 및 V는, 상기 값이 0.60 미만의 범위에서 허용된다. 상기 값은, 0.58 이하가 바람직하다.
또한, O는, 강 중에 불가피적으로, Al, Ca, 및／또는, Mg의 산화물의 형태로 존재한다. O량이 많으면 조대한 산화물이 생성되어, 피로 파괴의 원인으로 되므로, 0.01％ 이하가 바람직하다. 단, O는, 불가피적으로, 적어도 0.001％ 정도는 혼입된다.
본 발명에서는, 상기 성분 조성의 강편을 열간 압연하고, 특정한 마이크로 조직을 갖는 강재(선재, 강선, 비조질 기계 부품)로 할 필요가 있다. 다음으로, 강재(선재, 강선, 비조질 기계 부품)의 마이크로 조직의 한정 이유에 대해 설명한다.
펄라이트 조직은, 우수한 가공 경화 특성을 갖는 조직이다. 체적률이 “64×(C％)＋52％” 미만인 경우, 신선 가공 및 냉간 단조 시의 가공 경화가 작아져, 강도가 저하됨과 함께, 비펄라이트 조직부가 파괴의 기점으로 되어, 냉간 단조 시에 가공 균열이 발생하기 쉬워지므로, 펄라이트 조직의 체적률의 하한을 “64×(C％)＋52％”로 하였다.
펄라이트 조직 이외의 잔량부 조직으로서, 초석 페라이트 조직이나 베이나이트 조직을 포함할 수 있다. 마르텐사이트 조직은, 신선 가공이나 냉간 단조 시의 균열을 발생하기 쉽게 함과 함께, 내수소 취화 특성을 열화시키므로, 함유하지 않는다.
펄라이트 조직의 체적률은, 예를 들어, 주사형 전자 현미경으로, 선재의 C 단면(선재의 길이 방향에 수직한 단면)을 1000배의 배율로 촬영하고, 화상 해석하여 구한다. 예를 들어, 선재의 C 단면에 있어서, 선재의 표층(표면) 근방, 1/4D부(선재의 표면으로부터 선재의 중심 방향으로 선재의 직경 D의 1/4 이격된 부분) 및 1/2D부(선재의 중심 부분)를, 각각, 125㎛×95㎛의 영역에서 촬영한다. 검경면(C 단면)에 포함되는 조직의 면적률은, 조직의 체적률과 동등하므로, 화상 해석에서 얻은 면적률이, 조직의 체적률이다. 또한, 강선 및 비조질 기계 부품의 펄라이트 조직의 체적률도, 마찬가지로 정해진다.
표층으로부터 0.1D의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경이 15㎛를 초과하면, 냉간 단조 시에 가공 균열이 발생하기 쉬워지므로, 상기 평균 블록 입경의 상한을 15㎛로 하였다.
(표층으로부터 0.1D의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)/(0.25D로부터 중심의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)이 1.0 이상으로 되면, 가공 균열이 발생하기 쉬워지므로, 상기 평균 블록 입경의 비율을 1.0 미만으로 하였다. 바람직한 상한은 0.90이다.
다음으로, 본 발명에서는, 선재를 신선 가공하여 얻은 강선에 있어서, 강선의 축 방향과 평행한 단면에 있어서의 표층으로부터 1.0㎜까지의 영역에 있어서의, 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 블록으로 이루어지는 조직의 면적률이, 전체 펄라이트 조직에 대해 70％ 이상이다. 도 1에, 인장 강도(TS)와, 표층으로부터 0.1D의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경과 내부의 평균 블록 입경의 비의 관계를 나타낸다. 도면 중, 흑색 사각은, 성분 조성이 본 발명의 범위 밖이며, 또한, F1이 0.6 이상인 강재의 경우이다.
도면 중, 흑색 삼각은, 성분 조성은 본 발명의 범위 내이지만, 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 블록으로 이루어지는 조직의 체적률이, 전체 펄라이트 조직에 대해 70％ 미만인 본 발명의 범위 밖의 강선인 경우이며, ◆는, 성분 조성이 본 발명의 범위 내이며, 또한, 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 블록으로 이루어지는 조직의 체적률이, 전체 펄라이트 조직에 대해 70％ 이상인 강선의 경우이다.
평균 블록 입경은, 예를 들어, EBSP(Electron Back Scattering Pattern) 장치를 사용하여 측정할 수 있다. 구체적으로는, 선재의 길이 방향에 수직한 선재 단면에 있어서, 표층으로부터 0.1D의 범위 및 1/4D부(강선의 표면으로부터 강선의 중심 방향으로 강선의 직경 D의 1/4 이격된 부분)로부터 1/2D부(강선의 중심 부분)의 범위에서, 각각, 275㎛×165㎛의 영역을 측정한다.
EBSP 장치로 측정한 bcc 구조의 결정 방위 맵으로부터, 방위 차가 10° 이상으로 되는 경계를, 블록 입계로 한다. 그리고, 하나의 블록 입자의 원 상당 입경을 블록 입경이라고 정의하고, 그 체적 평균을 평균 입경이라고 정의한다.
비조질 기계 부품이라 함은, 연질화 어닐링이나 켄칭 템퍼링 처리 등의 열처리를 생략하여, 신선이나 단조 등의 가공 효과에 의해 강도를 부여한 기계 부품을 말하며, 여기에서는, 초기 단면으로부터의 감면율이 10％ 이상인 기계 부품으로 한다.
다음으로, 강재(선재, 강선, 비조질 기계 부품)의 제조 방법에 대해 설명한다. 소정의 성분 조성으로 이루어지는 강편을 가열하고, 이어서, 선재 형상으로 열간 압연하고, 그 후, 링 형상으로 권취한다. 권취 온도는 800∼900℃로 하고, 권취 종료 온도로부터 600℃까지를, 20∼100℃/초의 냉각 속도로 냉각하고, 또한, 600℃로부터 550℃까지를, 20℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각한다.
권취 온도는, 변태 후의 펄라이트 블록 입자에 영향을 미친다. 권취 온도가 900℃를 초과하면, 열간 압연 후의 선재의 펄라이트 블록 입경이 조립(粗粒)으로 되고, 표층부에 있어서 15㎛를 초과하여, 냉간 단조성을 열화시킨다. 권취 온도가 800℃ 미만으로 되면, 변태 후의 조직의 초석 페라이트의 체적률이 증가하고, 펄라이트 조직의 체적률이 “64×(C％)＋52％” 미만으로 된다. 이로 인해, 권취 온도는 800∼900℃로 하였다.
권취 후의 냉각 속도가 20℃/초 미만이면, 선재의 초석 페라이트 조직의 체적률이 증가하고, 펄라이트 조직의 체적률이 “64×(C％)＋52％” 미만으로 된다. 냉각 속도를 100℃/초 초과로 하기 위해서는, 과잉의 냉각 설비가 필요해진다. 그러므로, 권취 후 600℃까지의 냉각 속도는 20∼100℃/초로 하였다.
600℃로부터 550℃까지의 냉각 속도가 20℃/초를 초과하면, 조직 중에 베이나이트 조직이 생성되고, 냉간 단조성이 열화되므로, 600℃로부터 550℃까지의 냉각 속도의 상한을 20℃/초로 하였다. 하한은 생산성의 관점에서 1℃/초가 바람직하다.
다음으로, 열간 압연 시의 잔열을 이용하고, 선재를 용융염조에 침지하여, 항온 펄라이트 변태를 발생시킨다.
550℃까지 냉각한 후, 선재를, 400∼600℃의 용융염조 1과, 그것에 연속되는 500∼600℃의 용융염조 2에 침지하고, 각각, 5∼150초, 항온 유지하고, 그 후, 냉각하여, 상기한 마이크로 조직을 갖는 선재를 제조한다.
용융염조 1의 온도가 400℃ 미만이면, 베이나이트가 생성되고, 냉간 단조성이 열화된다. 용융염조 1의 온도가 600℃를 초과하면, 펄라이트 변태 시간이 장시간화된다. 그러므로, 용융염조 1의 온도는 400∼600℃로 한다.
용융염조 1에 이어지는 용융염조 2에서는, 가장 단시간에 펄라이트 변태를 종료시키므로, 온도를 500∼600℃로 한다. 용융염조에의 침지 시간은, 강재의 충분한 온도 유지와 생산성의 관점에서, 어느 조에서도 5∼150초로 한다. 용융염조에 소정 시간 유지한 후의 냉각은, 수냉이어도 방냉이어도 된다.
또한, 침지조로서, 용융염조가 아니라, 납욕조나 유동상(流動床) 등의 설비를 사용해도, 마찬가지의 효과가 얻어지지만, 환경이나 제조 비용의 관점에서, 본 발명이 우수하다.
이와 같이 제조된 선재를, 신선 가공하여 원하는 강도 및 냉간 단조성을 갖는 강선으로 하기 위해서는, 표층으로부터 1.0㎜까지의 영역에 있어서의 펄라이트 조직의 형태가 중요하다.
강선의 표층으로부터 깊이 1.0㎜까지의 영역에 있어서, 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 블록으로 이루어지는 조직의 체적률이, 전체 펄라이트 조직에 대해 70％ 미만인 경우, 냉간 단조성의 향상 효과가 얻어지지 않는다. 그로 인해, 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 블록으로 이루어지는 조직의 체적률의 하한을 70％로 하였다. 어스팩트비가 2.0 미만인 블록의 체적률은 적을수록 좋으므로, 상기 조직의 체적률의 바람직한 하한은 80％이다.
펄라이트 블록의 어스팩트비가 2.0 미만인 경우, 냉간 단조성의 향상 효과가 작으므로, 상기 어스팩트비의 하한은 2.0으로 하였다. 또한, 어스팩트비는, 블록 입자의 긴 직경과 짧은 직경의 비이며, 신선 가공 후의 축 방향의 직경과, 축에 수직 방향의 직경의 비(축 방향의 직경/축에 수직 방향의 직경)와 동등하다.
신선 가공에 있어서는, 감면율을 15∼80％로 한다. 신선 가공의 감면율이 15％ 미만인 경우, 가공 경화가 불충분하며 강도가 부족하므로, 감면율의 하한을 15％로 하였다. 감면율이 80％를 초과하면, 냉간 단조 시에 가공 균열이 발생하기 쉬워지므로, 감면율의 상한을 80％로 하였다. 바람직한 감면율은 20∼65％이다. 또한, 신선 가공은 1회여도 되고, 또한, 복수회여도 된다.
이와 같이 하여 얻어진 강선을 사용하여, 최종의 기계 부품으로 성형 가공하지만, 상기 마이크로 조직의 특징을 유지하기 위해, 성형 가공 전에 열처리는 행하지 않아도 된다. 이와 같이 하여 얻어진 강선을 냉간 단조(냉간 가공)함으로써, 인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품이 얻어진다. 본 발명은, 인장 강도로 900㎫ 이상의 비조질 기계 부품을 얻는 것을 기본으로 하고 있다. 부품으로서의 강도가 인장 강도로 900㎫ 미만에서는, 본 발명을 적용할 필요가 없다. 한편, 1300㎫을 초과하는 부품은, 냉간 단조에 의해 제조하는 것이 곤란하며, 제조 비용이 증가한다. 그러므로, 부품 강도로서, 인장 강도를 900∼1300㎫로 하였다.
바람직한 인장 강도는 900∼1250㎫, 보다 바람직하게는 900∼1200㎫ 미만이다. 기계 부품으로서, 이 상태에서도 고강도이지만, 항복 강도·항복비, 또는, 연성이라 하는, 기계 부품으로서 필요한 다른 재질 특성을 향상시키기 위해, 부품 형상으로 냉간 단조한 후, 기계 부품을, 200∼600℃로 10분∼5시간 유지하고, 그 후, 냉각해도 된다.
실시예
다음으로, 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 일 조건예이며, 본 발명은, 이 일 조건예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한에 있어서, 다양한 조건을 채용할 수 있는 것이다.
실시예에 제공한 강재의 성분 조성과, 식 F1＝(C％)＋(Si％)/24＋(Mn％)/6의 값을 표 1에 나타낸다. 강종 L, M, N 및 O는, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예이다.
Figure pct00007
이들 강종으로 이루어지는 강편을, 선 직경 8.0∼15.0㎜의 선재로 열간 압연하였다. 열간 압연 후, 권취, 냉각을 행하고, 압연 라인 상의 용융염조 1, 2에서 항온 변태 처리를 실시하고, 이어서, 냉각하였다.
표 2에, 열간 압연 선재의 선 직경, 열간 압연 후의 권취 온도, 권취 온도로부터 600℃까지의 냉각 속도, 600℃로부터 550℃까지의 냉각 속도, 용융염조 1, 2의 각 조에서의 항온 유지 온도와 항온 유지 시간을 나타낸다. 냉각 후의 열간 압연 선재에, 표 2에 나타내는 감면율로 신선 가공을 실시하고, 열처리를 행하였다. 열처리의 열처리 온도와 유지 시간을 표 2에 나타낸다.
Figure pct00008
표 3에, 용융염조 1, 2에서 항온 변태 처리를 실시한 후, 냉각하여 얻어진 선재의 금속 조직, 펄라이트 조직의 체적률, 표층으로부터 0.1D의 영역에서의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경, 내부의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경(0.25D로부터 중심까지의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)과, 표층과 내부의 평균 블록 입경의 비를 나타낸다. 또한, 금속 조직에 있어서, F는 초석 페라이트, P는 펄라이트, B는 베이나이트, M은 마르텐사이트를 나타낸다.
Figure pct00009
신선 가공 후의 강선의 조직도, 표 3에 나타내는 조직과 동일하다. 표 3에는, 강선의 축 방향과 평행한 단면에 있어서의 표층으로부터 1.0㎜까지의 영역에 있어서의, 어스팩트비 2.0 이상의 펄라이트 블록으로 이루어지는 조직의 전체 펄라이트 조직에 대한 비율을 나타냈다. 또한, 표 3에는 “64×(C％)＋52％”로 계산한 펄라이트 조직의 체적률의 하한을 나타냈다.
표 4에, 강선을 냉간 단조(냉간 가공)하여 얻어진 최종의 기계 부품에서의 인장 강도와, 열처리 전의 강선의 냉간 단조성을 나타낸다.
Figure pct00010
인장 강도는, JIS Z 2201의 9A 시험편을 사용하고, JIS Z 2241의 시험 방법에 준거한 인장 시험을 행하여 평가하였다. 냉간 단조성은, 신선 가공 후의 강선을 기계 가공하여 제작한 φ5.0×7.5㎜의 시료를 사용하여, 동심원 형상으로 홈이 형성된 금형으로 단부면을 구속하여 압축하고, 변형 1.0에 상당하는 압축률 57.3％로 가공하였을 때의 최대 응력(변형 저항)과, 균열이 발생하지 않는 최대의 압축률(한계 압축률)로 평가하였다.
압축률 57.3％로 가공하였을 때의 최대 응력이 1200㎫ 이하일 때, 변형 저항이 우수하다고 판정하고, 균열이 발생하지 않는 최대의 압축률이 65％ 이상일 때, 한계 압축률이 우수하다고 판정하였다.
수준 10은, 표 2에 나타내는 바와 같이, 권취 후에 항온 변태 처리를 행하지 않고, 스텔모어 상에서 냉각한 종래의 제조 방법이며, 펄라이트 조직의 체적률이 본 발명 범위를 벗어나고 있다.
수준 11은, 스텔모어 상에서 냉각하여 제조한 수준 10의 선재를, 950℃로 10분 가열하고, 580℃의 납욕에서 100초 유지한 비교예이며, 표층으로부터 0.1D의 범위에서의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경 및 표층과 내부의 평균 블록 입경의 비율이, 본 발명 범위를 벗어나고 있다.
수준 13은, 권취 온도가 본 발명 범위의 상한을 초과하는 예이다. 표층으로부터 0.1D의 범위에서의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경 및 표층과 내부의 평균 블록 입경의 비율이, 본 발명 범위를 벗어나고 있다.
수준 15는, 신선 감면율이 본 발명 범위의 하한보다 작은 예이며, 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 조직의 체적률이, 본 발명 범위의 하한에 도달하고 있지 않다.
수준 16은, 용융염조의 온도가 본 발명 범위의 하한보다 낮은 예이며, 금속 조직에 마르텐사이트 조직이 혼재하여, 본 발명의 조직으로부터 벗어남과 함께, 펄라이트 조직의 체적률 및 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 조직의 체적률이, 본 발명 범위의 하한에 도달하고 있지 않다. 마르텐사이트 조직이 혼재하는 수준 16에서는, 신선 가공성이 열화되고, 신선 가공 중에 단선이 발생하였다.
수준 22는 권취 온도가 본 발명 범위의 하한 미만인 예이다. 초석 페라이트가 생성되고, 펄라이트 조직의 체적률이 본 발명 범위의 하한 미만이다.
수준 23은 용융염조 1의 온도가 본 발명 범위의 상한을 초과하는 예이다. 금속 조직에 마르텐사이트 조직이 혼재하여, 본 발명의 조직으로부터 벗어남과 함께, 펄라이트 조직의 체적률이 본 발명 범위의 하한 미만이다.
수준 24는 용융염조 2의 온도가 본 발명 범위의 상한을 초과하는 예이다. 금속 조직에 마르텐사이트 조직이 혼재하여, 본 발명의 조직으로부터 벗어남과 함께, 펄라이트 조직의 체적률 및 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 조직의 체적률이, 본 발명 범위의 하한에 도달하고 있지 않다.
수준 25는 용융염조 1 및 용융염조 2의 유지 시간이 본 발명 범위의 하한 미만인 예이다. 금속 조직에 마르텐사이트 조직이 혼재하여, 본 발명의 조직으로부터 벗어남과 함께, 펄라이트 조직의 체적률 및 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 조직의 체적률이, 본 발명 범위의 하한에 도달하고 있지 않다. 마르텐사이트 조직이 혼재하는 수준 25에서는, 신선 가공성이 열화되고, 신선 가공 중에 단선이 발생하였다.
표 4에, 각 수준의 기계적 특성을 나타낸다.
펄라이트 조직의 체적률과, 표층과 내부의 평균 블록 입경의 비가 본 발명 범위를 벗어나는 수준 10, 표층으로부터 0.1D까지의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경과, 표층과 내부의 평균 블록 입경의 비가 본 발명의 범위를 벗어나는 수준 11, 표층으로부터 0.1D까지의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경이 본 발명 범위를 벗어나는 수준 13, 표층과 내부의 평균 블록 입경의 비가 본 발명 범위를 벗어나는 수준 15, 금속 조직에 마르텐사이트 조직이 혼재하고 본 발명의 조직을 벗어남과 함께, 펄라이트 조직의 체적률과, 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 조직의 체적률이 본 발명 범위를 벗어나는 수준 16, 수준 24, 펄라이트 조직의 체적률과, 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 조직의 체적률이 본 발명 범위를 벗어나는 수준 18, 펄라이트 조직의 체적률이 벗어나는 수준 22, 금속 조직에 마르텐사이트 조직이 혼재하고 본 발명의 조직을 벗어남과 함께, 펄라이트 조직의 체적률이 본 발명 범위를 벗어나는 수준 23은, 한계 압축률이, 모두 65％ 미만으로 불량하다.
Cr과 Mo가 본 발명 범위를 벗어나는 강종 M을 사용한 수준 19, C와 F1이 본 발명 범위를 벗어나는 강종 N을 사용한 수준 20, C와 N이 본 발명 범위를 벗어나는 강종 O를 사용한 수준 21은, 모두, 압축률 57.3％에서의 응력이 1200㎫을 초과하고, 변형 저항이 불량하다.
이상으로부터, 본 발명의 기계 부품은, 연질화 어닐링을 생략해도 냉간 단조가 가능한 가공성을 갖고 있고, 켄칭 템퍼링 처리를 생략해도, 900∼1300㎫의 강도를 갖는 것을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자동차, 각종 산업 기계 및 건설용 부재의 경량화나 소형화에 기여하는 고강도 기계 부품을 저렴하게 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 기계 산업에 있어서 이용 가능성이 높은 것이다.

Claims (11)

  1. 인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품의 제조에 사용되는 선재이며,
    질량％로, C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고,
    금속 조직이, 체적률로 64×(C％)＋52％ 이상의 펄라이트 조직을 포함하고, 잔량부가, 초석 페라이트 조직 및 베이나이트 조직의 1종 또는 2종으로 이루어지고,
    선재의 직경을 D로 하였을 때, 표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경이 15㎛ 이하이며, 또한, (표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)/(0.25D로부터 중심까지의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)이 1.0 미만인, 비조질 기계 부품용 선재.
    [수학식 1]
    Figure pct00011
  2. 제1항에 있어서, 질량％로, Al:0.003∼0.050％, Ca:0.001∼0.010％, Mg:0.001∼0.010％, Zr:0.001∼0.010％의 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는, 비조질 기계 부품용 선재.
  3. 인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품의 제조에 사용되는 선재를 제조하는 방법이며,
    질량％로, C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강편을 가열하고, 선재 형상으로 열간 압연하고, 권취 온도 800∼900℃에서 권취하고,
    권취 종료 온도로부터 600℃까지를, 20∼100℃/초의 냉각 속도로 냉각하고, 또한, 600℃로부터 550℃까지를, 20℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각하고,
    그 후, 400∼600℃의 용융염조 1과, 그것에 연속되는 500∼600℃의 용융염조 2에, 각각, 5∼150초 항온 유지하고,
    이어서, 냉각하는, 비조질 기계 부품용 선재의 제조 방법.
    [수학식 1]
    Figure pct00012
  4. 인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품의 제조에 사용되는 강선이며,
    질량％로, C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고,
    금속 조직이, 체적률로 64×(C％)＋52％ 이상의 펄라이트 조직을 포함하고, 잔량부가, 초석 페라이트 조직 및 베이나이트 조직의 1종 또는 2종으로 이루어지고,
    강선의 직경을 D로 하였을 때, 표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경이 15㎛ 이하이며, 또한, (표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)/(0.25D로부터 중심까지의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)이 1.0 미만이며,
    강선의 축 방향과 평행한 단면에 있어서의 표층으로부터 1.0㎜까지의 영역에 있어서, 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 블록으로 이루어지는 조직의 면적률이, 전체 펄라이트 조직에 대해 70％ 이상인, 비조질 기계 부품용 강선.
    [수학식 1]
    Figure pct00013
  5. 제4항에 있어서, 질량％로, Al:0.003∼0.050％, Ca:0.001∼0.010％, Mg:0.001∼0.010％, Zr:0.001∼0.010％의 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는, 비조질 기계 부품용 강선.
  6. 인장 강도가 900∼1300㎫인 비조질 기계 부품의 제조에 사용되는 강선을 제조하는 방법이며,
    질량％로, C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강편을 가열하고, 선재 형상으로 열간 압연하고, 권취 온도 800∼900℃에서 권취하고,
    권취 종료 온도로부터 600℃까지를, 20∼100℃/초의 냉각 속도로 냉각하고, 또한, 600℃로부터 550℃까지를, 20℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각하고,
    그 후, 400∼600℃의 용융염조 1과, 그것에 연속되는 500∼600℃의 용융염조 2에, 각각, 5∼150초 항온 유지하고,
    이어서, 냉각하고,
    그 후, 총 감면율 15∼80％로 신선 가공을 행하는, 비조질 기계 부품용 강선의 제조 방법.
    [수학식 1]
    Figure pct00014
  7. 질량％로, C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강선을 냉간 가공하여 제조된, 기계 부품이며,
    금속 조직이, 체적률로 64×(C％)＋52％ 이상의 펄라이트 조직을 포함하고, 잔량부가, 초석 페라이트 조직 및 베이나이트 조직의 1종 또는 2종으로 이루어지고,
    상기 강선의 직경을 D로 하였을 때, 표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경이 15㎛ 이하이며, 또한, (표층으로부터 0.1D까지의 영역의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)/(0.25D로부터 중심까지의 범위의 펄라이트 조직의 평균 블록 입경)이 1.0 미만이며,
    상기 강선의 축 방향과 평행한 단면에 있어서의 표층으로부터 1.0㎜까지의 영역에 있어서, 어스팩트비가 2.0 이상인 펄라이트 블록으로 이루어지는 조직의 면적률이, 전체 펄라이트 조직에 대해 70％ 이상인, 인장 강도가 900∼1300㎫인, 비조질 기계 부품.
    [수학식 1]
    Figure pct00015
  8. 제7항에 있어서, 질량％로, Al:0.003∼0.050％, Ca:0.001∼0.010％, Mg:0.001∼0.010％, Zr:0.001∼0.010％의 1종 또는 2종 이상을 더 함유하는, 비조질 기계 부품.
  9. 질량％로, C:0.20∼0.50％, Si:0.05∼2.0％, Mn:0.20∼1.0％를 함유하고, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, N:0.005％ 이하로 제한되고, 하기 수학식 1에서 정의하는 F1이 0.60 미만이며, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강편을 가열하고, 선재 형상으로 열간 압연하고, 권취 온도 800∼900℃에서 권취하고,
    권취 종료 온도로부터 600℃까지를, 20∼100℃/초의 냉각 속도로 냉각하고, 또한, 600℃로부터 550℃까지를, 20℃/초 이하의 냉각 속도로 냉각하고,
    그 후, 400∼600℃의 용융염조 1과, 그것에 연속되는 500∼600℃의 용융염조 2에, 각각, 5∼150초 항온 유지하고,
    이어서, 냉각하고,
    그 후, 총 감면율 15∼80％로 신선 가공을 행하고,
    또한, 냉간 가공하는, 인장 강도가 900∼1300㎫인, 비조질 기계 부품의 제조 방법.
    [수학식 1]
    Figure pct00016
  10. 제9항에 있어서, 상기 신선 가공을 행한 후, 연질화 열처리를 행하지 않고 냉간 가공하는, 비조질 기계 부품의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 냉간 가공을 행한 후, 200∼600℃로 10분 이상 유지하는, 비조질 기계 부품의 제조 방법.
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