KR20140084874A - 고탄소 고강도 선재, 이를 이용한 강선 및 이들의 제조방법 - Google Patents

고탄소 고강도 선재, 이를 이용한 강선 및 이들의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140084874A
KR20140084874A KR1020120154848A KR20120154848A KR20140084874A KR 20140084874 A KR20140084874 A KR 20140084874A KR 1020120154848 A KR1020120154848 A KR 1020120154848A KR 20120154848 A KR20120154848 A KR 20120154848A KR 20140084874 A KR20140084874 A KR 20140084874A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel wire
wire
less
wire rod
weight
Prior art date
Application number
KR1020120154848A
Other languages
English (en)
Inventor
양요셉
임남석
석병설
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020120154848A priority Critical patent/KR20140084874A/ko
Publication of KR20140084874A publication Critical patent/KR20140084874A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
    • C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/009—Pearlite

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

본 발명에 따르면, 선속을 증가시키더라도 동적 시효 등을 발생하지 않도록 함으로써, 생산성 및 강도가 우수한 고탄소 선재 및 강선 및 이들의 제조방법을 제공한다.

Description

고탄소 고강도 선재, 이를 이용한 강선 및 이들의 제조방법{HIGH CARBON STEEL WIRE ROD AND STEEL WIRE FOR HIGH STRENGTH AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 고탄소 고강도 선재와 이를 이용한 강선 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.
최근 에너지 생산 또는 채굴에 대한 관심이 높아짐에 따라, 그 분야에서 사용되는 선재에 대한 관심도 높아졌다. 일반적으로, 무어링 케이블 (mooring cable) 또는 앵커 로프 (anchor rope) 등으로 알려진 로프는 동일한 강선이 여러 가닥 꼬인 형태로 제작되는 강연선으로, 이는 석유시추선 같은 해양구조물의 고정을 위하여 사용된다. 즉, 시추선 아래에 연결된 강연선을 해저 면에 늘어뜨려 시추선을 고정시키는 역할을 한다. 산업고도화로 석유에너지 소비가 증대되어 대륙붕 매장량의 가채년 수가 점차 줄어들면서 심해 유전 개발에 대한 필요가 증대되어 긴 길이의 로프가 필요하나, 권취 릴당 취급 가능한 무게가 제한되어 있어 심해에 사용되기 위해서는 고강도 특성이 우수한 강선이 요구된다.
강선의 고강도화는 1960년대 Embury와 Fisher가 제안한 것처럼 1) 원료가 되는 선재를 고강도화하는 방법, 2) 신선가공 등의 가공에 의해 가공경화를 도모하는 방법 등에 의해 구현되고 있다.
원료가 되는 선재를 고강도화 하는 방법으로는 C, Cr, Si 등의 고용강화 원소를 첨가시키거나, 또는 냉각속도를 증가시켜 소재 강도를 증가시킨다. 이와 같이, 합금원소를 이용한 방법은 효과적이나, C 증가에 따른 편석 증가, 초석 세멘타이트의 입계 편석, 이로 인한 제 2 페라이트 상의 형성 등의 문제가 발생하며, 이는 Cr Si 등에도 동일한 문제가 발생한다.
또 다른 방법인 가공경화를 도모하는 방법으로는 열처리 온도 및 유지 시간 변화, 또는 선속의 증가 방법이 있다. 열처리 온도 및 유지 시간의 변화 시 표면 탈탄 형성 등의 문제가 발생할 수 있다. 선속의 증가는 강도를 효과적으로 증가할 수 있는 방법이나, 선속 증가 시 동적 시효 및 정적 시효가 발생하여 강도를 증가시키기 때문에, 최종 강선을 케이블링 할 때 파단이 발생되는 문제가 있다.
본 발명에 따르면, 선속을 증가시키더라도 동적 시효 등을 발생하지 않도록 함으로써, 생산성 및 강도가 우수한 고탄소 선재 및 강선 및 이들의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일측면인 고탄소 고강도 선재는 중량%로, C: 0.8~1.1 %, Si: 0.4~0.8%, Mn: 0.2~0.5%, Cr: 0.4~0.8%, Zr: 0.15% 이하(0중량% 제외), P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 용존 산소량은 20ppm 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일측면인 고탄소 고강도 선재의 제조방법은 중량%로, C: 0.8~1.1 %, Si: 0.4~0.8%, Mn: 0.2~0.5%, Cr: 0.4~0.8%, Zr: 0.15% 이하(0중량% 제외), P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 용존 산소량은 20ppm 이하인 강편을 1000~1100℃에서 가열하는 단계, 상기 가열된 강편을 900~1000℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계 및 상기 선재를 15~25℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 일측면인 고탄소 고강도 강선은 중량%로, C: 0.8~1.1 %, Si: 0.4~0.8%, Mn: 0.2~0.5%, Cr: 0.4~0.8%, Zr: 0.15% 이하(0중량% 제외), P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 용존 산소량은 20ppm 이하이고, 비틀림 횟수가 6회 이상인 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일측면인 고탄소 고강도 강선의 제조방법은 중량%로, C: 0.8~1.1 %, Si: 0.4~0.8%, Mn: 0.2~0.5%, Cr: 0.4~0.8%, Zr: 0.15% 이하(0중량% 제외), P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 용존 산소량은 20ppm 이하인 강편을 1000~1100℃에서 가열하는 단계, 상기 가열된 강편을 900~1000℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계, 상기 선재를 15~25℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계 및 상기 냉각된 선재를 신선하는 단계를 포함하고, 상기 신선하는 단계는 초기신선속도와 종료신선속도의 차이가 3.0m/초 이하 또는 7배 이상의 속도차이를 가지는 것을 특징으로 한다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 동적시효의 발생을 억제하여 선속을 향상시켜 강도 및 생산성이 우수한 선재 및 강선을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 합금원소에 따른 전위와 결합에너지를 나타내는 표이다.
본 발명의 발명자들은 선속이 증가함에 따라, 강도가 증가되는 반면, 동적 시효 및 정적 시효가 발생되어 강선 케이블링시 파단이 발생되는 문제를 해결하기 위하여 연구를 행한 결과, 전위와 결합에너지가 우수한 Zr을 적정분율 포함시킴으로써, 선속이 증가되더라도 동적 시효 등이 발생하지 않아서, 강도를 향상시킬 수 있는 고탄소 고강도 선재 및 강선을 생산할 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.
이하, 본 발명의 일측면인 고탄소 고강도 선재에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일측면인 고탄소 고강도 선재는 중량%로, C: 0.8~1.1 %, Si: 0.4~0.8%, Mn: 0.2~0.5%, Cr: 0.4~0.8%, Zr: 0.15% 이하(0중량% 제외), P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 용존 산소량은 20ppm 이하인 것을 특징으로 한다.
탄소(C): 0.8~1.1 중량%
상기 탄소는 강도를 확보하기 위한 주요 원소로 C가 첨가될 때 대부분 세멘타이트의 형태로 존재한다. 탄소 함량의 증가는 세멘타이트의 분율 증가 및 펄라이트 층간 간격을 감소시키고 이는 강도를 증가시키는 효과를 가져온다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.8중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 상기 탄소의 함량이 1.10%를 초과하는 경우에는 초석 세멘타이트가 입계에 형성되고, 탄소 함량 0.1중량% 증가 시 100MPa의 석출 및 고용강화 효과가 미미하다. 따라서, 상기 탄소의 함량은 0.8~1.1중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
실리콘(Si): 0.4~0.8중량%
상기 실리콘은 페라이트 기지 내 고용되어 고용강화 시키는 효과를 가진다. 더불어, 페라이트 입내, 페라이트/세멘타이트 입계에 존재하며, 세멘타이트 내에 고용도가 매우 낮아, 탄소 농축을 조절함으로써 오스테나이트를 안정화시키는 효과가 있다. 와이어 로프 등은 표면 응력을 이완시키는 공정이 포함되어 있기 때문에, 세멘타이트 구상화가 발생하고 이를 억제하고자 많은 양의 Si이 첨가된다. 본 발명에서는 이러한 효과를 나타내기 위하여 0.4중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 실리콘의 함량이 0.8중량%를 초과하는 경우에는 표면 탈탄층 및 스케일 형성으로 인한 손실(loss)이 발생한다. 따라서, 상기 실리콘의 함량은 0.4~0.8중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
망간(Mn): 0.2~0.5중량%
상기 망간은 강재내에 존재할 경우 강재의 소입성을 향상시켜 강도를 확보하는데 유익한 원소이다. 더불어, 오스테나이트 안정화 원소이고, 냉각과정에서 변태를 억제하는 역할을 한다. 상기 망간이 0.2중량% 미만인 경우에는 강도 확보가 어려운 문제가 있다. 반면에, 0.5중량%를 초과하는 경우에는 신선성에 문제가 발생된다. 따라서, 상기 망간의 함량은 0.2~0.5중량%로 제한하는 것이 바람직하다.
크롬(Cr): 0.4~0.8 중량%
Cr는 C, V 다음으로 강도를 크게 증가시키는 원소로, 세멘타이트 두께를 감소시키고, 펄라이트 조직을 미세화시킨다. 상기 크롬이 0.4중량% 미만인 경우에는 본 발명이 의도하고자 하는 목표강도를 구현하기 어렵다. 반면에, 크롬의 함량이 0.8중량%를 초과하는 경우에는 펄라이트 변태가 종료되기까지의 시간이 길어지기 때문에 열간 압연 후 선재의 중심부에 마르텐사이트 또는 베이나이트 등의 저온조직이 생성되기 때문에 신선 가공 중 단선 발생 빈도가 증가하는 문제가 있다. 따라서, 상기 크롬은 0.4~0.8중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
지르코늄(Zr): 0.15 중량% 이하(0%는 제외)
Zr은 동적 시효의 방지에 효과적인 원소이다. 즉, 도 1에서 전위와 합금원소의 결합에너지(binding energy)를 나타낸 바와 같이, Zr은 침입형 원소인 O 다음으로 전위와 결합이 강하다. 따라서, 신선 가공 중 발생하는 세멘타이트 분해 시 탄소가 확산하여 전위로 고착하는 회수 내지는 확률을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 지르코늄은 오스테나이트 결정립에 존재하여 결정립을 미세화 시키는 역할을 한다. 또한, 최종 선재의 연성(연신율 또는 단면감소율)을 향상시키며, 연성의 증가는 신선성을 향상시키기 때문에 신선한계를 증가시키는 역할을 하기 때문에 적어도 0.01중량% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 과도하게 첨가하는 경우에는 산소와 결합력이 좋기 때문에, 페라이트 내 또는 페라이트와 세멘타이트 계면에 ZrO가 형성되어 상기와 같은 효과가 발현되기 어렵다. 따라서, 상기와 같은 효과를 발현하기 위해서는 0.15중량% 이하로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
다만, 그 중 인 및 황은 일반적으로 많이 언급되는 불순물이기 때문에 이에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.
인(P): 0.015중량% 이하
상기 인은 불가피하게 함유되는 불순물로써, 주로 강편의 중심부에 편석되어 인성을 저하하고 용접성이 현저히 저하되기 때문에 후물재의 중심부 저온충격인성을 확보하기 위해서는 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 인의 함량은 0중량%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 인 함량의 상한은 0.015중량%로 한정하는 것이 바람직하다.
황(S): 0.015중량% 이하
황은 불가피하게 함유되는 불순물로서, Mn등과 결합하여 비금속개재물을 형성하며 이에 따라 강의 연성, 충격인성 및 용접성에 크게 손상시키기 때문에 그 함량을 최대한 억제하는 것이 바람직하다. 이론상의 황의 함량은 0%로 제한하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 황 함량의 상한은 0.015중량%로 한정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 선속을 향상시킴과 동시에 동적시효 발생을 억제하기 위해서는 용존 산소량을 제어하는 것이 바람직하다. 특히, Zr은 용존산소량이 높은 조건에서 산소와의 결합력이 높아져 최종 선재의 연성, 신선성을 저하시키기 때문에 용존산소량을 20ppm 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 성분계 및 용존산소량을 만족함으로써, 동적시효의 증가 폭이 작아 딜라미네이션이 발생하지 않는 고강도 강선을 제공할 수 있다.
상술한 조건에 상기 선재의 미세조직 조건을 추가하여 보다 바람직한 고탄소 고강도 선재를 제공할 수 있다. 즉, 본 발명의 미세조직은 펄라이트, 잔부 페라이트 탈탄층 및 초석 페라이트를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 미세조직은 면적분율%로, 95% 이상의 펄라이트, 잔부 페라이트 탈탄층 및 초석 페라이트를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 상기 펄라이트가 95% 미만인 경우에는 신선 중 파단이 발생하고, 강도확보에 어려움이 있다.
또한, 상기 선재의 인장강도는 1350MPa 이상인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 다른 일측면인 고탄소 고강도 선재의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 다른 일측면인 고탄소 고강도 선재의 제조방법은 중량%로, C: 0.8~1.1 %, Si: 0.4~0.8%, Mn: 0.2~0.5%, Cr: 0.4~0.8%, Zr: 0.15% 이하(0중량% 제외), P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 용존 산소량은 20ppm 이하인 강편을 1000~1100℃에서 가열하는 단계, 상기 가열된 강편을 900~1000℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계 및 상기 선재를 15~25℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함한다.
가열단계
상기 성분계를 만족하는 강편을 1000~1100℃로 가열한다. 상기 온도 범위에서 강편의 가열을 행함으로써 오스테나이트 단상을 유지하고, 오스테나이트 결정립의 조대화를 방지할 수 있으며, 잔존하는 편석, 탄화물 및 개재물을 효과적으로 용해할 수 있다. 상기 강편의 가열온도가 1100℃를 초과하는 경우에는 오스테나이트 결정립이 매우 조대하게 되어 고강도 및 고인성 선재를 획득하기 어렵다. 반면, 1000℃미만인 경우에는 가열에 의한 상기 효과를 얻기 곤란할 수 있다. 여기서, 강편이란 선재로 제조될 수 있는 블룸이나 빌렛과 같은 반제품을 모두 의미한다.
열간압연
상기와 같이 가열된 강편을 열간압연을 실시할 수 있다. 이때, 압연은 900~1000℃에서 행하는 것이 바람직하다. 상기 압연온도가 900℃미만일 경우에는 본 발명이 의도하는 미세조직을 획득하기 어려우며, 연질의 페라이트가 확보될 가능성이 있다. 반면, 압연온도가 1000℃를 초과할 경우에는 오스테나이트 결정립의 크기가 증가하여 강도 및 연성이 저하될 수 있다.
냉각단계
상기와 같이 열간압연된 선재를 냉각하는 것이 바람직하다. 이때, 냉각은 15~25℃/초의 속도로 행하는 것이 바람직하다. 15℃/초 미만인 경우에는 초석 세멘타이트의 형성이 활발하게 이루어져 본 발명이 의도하고자 하는 미세조직을 얻기 어렵다. 반면에, 25℃/초를 초과하는 경우에는 경질의 조직이 형성되어 연성을 확보하기 어려운 문제가 발생한다. 따라서, 상기 냉각속도는 15~25℃/초를 만족하는 범위에서 행하는 것이 바람직하다.
상기 냉각 단계 후에는 냉각된 선재의 보관 및 이동을 용이하게 하기 위하여 권취하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 일측면인 고탄소 고강도 강선에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 다른 일측면인 고탄소 고강도 강선은 중량%로, C: 0.8~1.1 %, Si: 0.4~0.8%, Mn: 0.2~0.5%, Cr: 0.4~0.8%, Zr: 0.15% 이하(0중량% 제외), P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 용존 산소량은 20ppm 이하이고, 비틀림 횟수가 6회 이상인 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 강선을 제조하는 방법은 반드시 이에 제한되는 것은 아니나, 상기 전술한 조성 및 용존산소량을 만족하는 선재를 신선 가공하여 강선을 제조할 수 있다. 이렇게 얻어진 강선의 인장강도는 2200MPa 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 강선은 비틀림 횟수가 6회 이상인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 다른 일측면인 고탄소 고강도 강선의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
상기 전술한 방법으로 선재를 제조한 뒤, 선재를 신선하여 강선을 제조한다. 이때, 종료신선속도가 초기신선속도보다 빠르도록 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 발명자들의 연구결과에 따르면 종료신선속도가 초기신선속도보다 3.0m/s 이상 빠르거나, 종료신선속도가 초기신선속도의 7배 이상인 것이 바람직하다.
즉, 초기신선속도와 종료신선속도의 차이가 3.0m/초 또는 7배 이상의 차이를 가져 초기신선강선과 종료신선강선의 인장강도의 차이가 100MPa미만인 최종 강선을 제조함으로써, 인장강도의 차이가 작아 딜라미네이션이 발생하지 않으면서도 동적시효가 발생되지 않는 강선을 제조할 수 있다.
보다 바람직하게는 냉각된 선재를 0.3~0.7m/초의 속도로 신선을 시작하여, 3.3~3.7m/초로 신선을 종료한다.
상기와 같이, 저속으로 신선을 시작한 후, 고속으로 신선을 종료하는 것이 바람직하다. 신선 시작 속도를 0.3m/s 미만의 선속으로 신선을 행하는 경우에는 생산성이 저하되고, 0.7m/s를 초과하는 선속으로 신선을 행하는 경우에는 다이스를 빠져 나올 때, 파단이 발생한다. 또한, 신선 종료 속도를 3.3m/s 미만의 선속으로 신선을 행하는 경우에는 생산성이 낮은 문제가 있으며, 3.7m/s를 초과하는 선속으로 신선을 행하는 경우에는 동적 변형 시효(dynamic strain ageing)로 인해 강도가 크게 증가하지만 딜라미네이션이 발생하는 문제가 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
(실시예)
하기 표 1에 기재된 성분계를 만족하는 강들을 주조하였다. 그 후 1100℃에서 가열하고, 1000℃에서 열간압연하였다. 그 후, L/H의 진입시 950℃의 온도를 가지고, 10℃/초의 냉각속도로 냉각을 행하여 10㎜의 선재를 제조하였다.
상기와 같은 조건으로 제조된 선재를 산세공정에 의해 스케일을 제거한 후 총 신선 가공량(e)을 1.94로 정하여 최종 강선을 신선하였다.
하기 표 2에서는 선재 및 신선속도에 따른 인장강도를 나타내었으며, 신선 종료속도(d)와 신선시작속도(a) 차이가 7배인 경우, 강선의 인장강도 차이에 대해서도 나타내었다.
더불어, 하기 표 3에서는 딜라미네이션 발생 여부 및 비틀림 횟수에 대하여 측정하여 나타내었다. 이때, 비틀림 횟수는 통상적인 비틀림 시험기를 이용하였으며, 인가 하중은 TS x 0.008, 시편길이는 200 mm로 하였다. 또한, 비틀림 실험은 최종 강선이 얻어지고 10 시간 이내에 행하였다.
구분 C(중량%) Si(중량%) Mn(중량%) Cr(중량%) Zr(중량%) O(중량%)
발명예1 0.99 0.55 0.49 0.59 0.02 0.0014
발명예2 0.98 0.57 0.48 0.58 0.04 0.0015
발명예3 0.97 0.57 0.51 0.61 0.06 0.0016
발명예4 0.98 0.56 0.52 0.6 0.08 0.0014
발명예5 0.97 0.57 0.5 0.58 0.1 0.0017
발명예6 0.97 0.57 0.5 0.58 0.12 0.0015
발명예7 0.98 0.58 0.51 0.59 0.14 0.0017
비교예1 0.97 0.57 0.51 0.57 0 0.0015
비교예2 0.99 0.58 0.5 0.58 0.12 0.0040
구분 선재 인장강도 (MPa) 최종 강선 인장강도 (MPa) (d)-(a)
인장강도차
선속 (m/s)
0.5
(a)		 1.5
(b)		 2.5
(c)		 3.5
(d)
발명예1 1398 2198 2201 2237 2294 96
발명예2 1402 2194 2201 2239 2284 90
발명예3 1408 2195 2208 2225 2279 84
발명예4 1415 2194 2198 2241 2281 87
발명예5 1411 2187 2194 2227 2269 82
발명예6 1418 2205 2207 2241 2289 84
발명예7 1419 2208 2212 2251 2291 83
비교예1 1395 2201 2278 2354 2399 198
비교예2 1420 2200 2269 2367 2389 189
구분 딜라미네이션 발생
(유, 무)		 비틀림 횟수 (X - Y) 여기서 X는 최소값, Y는 최대값을 의미
발명예1 무 6-10회
발명예2 무 8-14회
발명예3 무 7-9회
발명예4 무 7-13회
발명예5 무 6-12회
발명예6 무 7-13회
발명예7 무 6-11회
비교예1 유 0
비교예2 유 0
상기 표 1 내지 3에 나타난 바와 같이, 발명예 1 내지 7은 본 발명이 제안한 범위를 모두 만족하는 경우로써, 딜라미네이션이 발생하지 않으면서도 비틀림 횟수가 6회 이상인 고탄소 고강도 강선을 제조할 수 있는 것을 확인 할 수 있다.
즉, 표 2에서 보듯이, Zr 함량이 증가함에 따라 선재의 강도는 비교예 1 및 2에 비하여 소폭(약, 20MPa) 증가하는 것으로 확인할 수 있다. 이는 Zr이 펄라이트 층간간격을 크게 미세화시키는 역할은 하지 않는 것을 의미한다.
반면에, 비교예 1은 Zr을 미포함하고, 용존 산소량이 15ppm인 경우로써, 선속을 0.5 m/s에서 3 m/s로 증가시켰을 때 얻어진 최종 강선의 인장강도를 확인해본 결과, 동적 시효가 발생함을 확인할 수 있다.
또한, 비교예 2는 본 발명이 제안한 Zr 범위를 가지나, 용존 산소량이 40ppm인 경우로써, 선속을 0.5 m/s에서 3 m/s로 증가시켰을 때 얻어진 최종 강선의 인장강도를 확인해본 결과, 동적 시효가 발생함을 확인할 수 있다.
또한, 상기 표 3을 통해서 알 수 있듯이, 비교예 1 및 2는 딜라미네이션이 발생되는 것을 확인 할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 중량%로, C: 0.8~1.1 %, Si: 0.4~0.8%, Mn: 0.2~0.5%, Cr: 0.4~0.8%, Zr: 0.15% 이하(0중량% 제외), P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 만족하고, 용존 산소량은 20ppm 이하인 고탄소 고강도 선재.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 선재의 미세조직은 면적분율%로, 95% 이상의 펄라이트, 잔부 페라이트 탈탄층 및 초석 페라이트를 포함하는 고탄소 고강도 선재.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 선재의 인장강도는 1350MPa 이상인 고탄소 고강도 선재.
  4. 중량%로, C: 0.8~1.1 %, Si: 0.4~0.8%, Mn: 0.2~0.5% Cr: 0.4~0.8%, Zr: 0.15% 이하(0중량% 제외), P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 용존 산소량은 20ppm 이하인 강편을 1000~1100℃에서 가열하는 단계;
    상기 가열된 강편을 900~1000℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계; 및
    상기 선재를 15~25℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함하는 고탄소 고강도 선재의 제조방법.
  5. 중량%로, C: 0.8~1.1 %, Si: 0.4~0.8%, Mn: 0.2~0.5%, Cr: 0.4~0.8%, Zr: 0.15% 이하(0중량% 제외), P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 용존 산소량은 20ppm 이하이고, 비틀림 횟수가 6회 이상인 고탄소 고강도 강선.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 강선의 미세조직은 면적분율%로, 95% 이상의 펄라이트, 잔부 페라이트 탈탄층 및 초석 페라이트를 포함하는 고탄소 고강도 강선.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 강선의 인장강도는 2200MPa 이상인 고탄소 고강도 강선.
  8. 중량%로, C: 0.8~1.1 %, Si: 0.4~0.8%, Mn: 0.2~0.5%, Cr: 0.4~0.8%, Zr: 0.15% 이하(0중량% 제외), P: 0.015% 이하, S: 0.015% 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 용존 산소량은 20ppm이하인 강편을 100~1100℃에서 가열하는 단계;
    상기 가열된 강편을 900~1000℃에서 열간압연하여 선재를 제조하는 단계;
    상기 선재를 15~25℃/초의 냉각속도로 냉각하는 단계; 및
    상기 냉각된 선재를 신선하는 단계를 포함하고, 상기 신선하는 단계는 종료신선속도가 초기신선속도보다 3.0m/s 이상 빠르거나, 종료신선속도가 초기신선속도의 7배 이상인 고탄소 고강도 강선의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 초기신선속도는 0.3~0.7m/초이고, 상기 종료신선속도는 3.3~3.7m/초인 고탄소 고강도 강선의 제조방법.
KR1020120154848A 2012-12-27 2012-12-27 고탄소 고강도 선재, 이를 이용한 강선 및 이들의 제조방법 KR20140084874A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120154848A KR20140084874A (ko) 2012-12-27 2012-12-27 고탄소 고강도 선재, 이를 이용한 강선 및 이들의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120154848A KR20140084874A (ko) 2012-12-27 2012-12-27 고탄소 고강도 선재, 이를 이용한 강선 및 이들의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140084874A true KR20140084874A (ko) 2014-07-07

Family

ID=51734681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120154848A KR20140084874A (ko) 2012-12-27 2012-12-27 고탄소 고강도 선재, 이를 이용한 강선 및 이들의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140084874A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190074430A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 주식회사 포스코 피로 특성이 우수한 스프링용 강선, 강선용 고탄소 선재 및 이들의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190074430A (ko) * 2017-12-20 2019-06-28 주식회사 포스코 피로 특성이 우수한 스프링용 강선, 강선용 고탄소 선재 및 이들의 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101309881B1 (ko) 신선가공성이 우수한 신선용 선재, 초고강도 강선 및 그 제조방법
KR101676109B1 (ko) 신선성이 우수한 고강도 선재 및 고강도 강선과 선재의 제조방법
CN114981463B (zh) 高强度钢纤维用线材、高强度钢纤维和用于制造其的方法
KR100742821B1 (ko) 스케일 박리성이 우수한 열처리 생략형 타이어코드 선재 및그 제조방법
JP2000119805A (ja) 伸線加工性に優れた鋼線材
KR101428174B1 (ko) 비틀림 특성이 우수한 강선 및 그 제조방법
KR20140084874A (ko) 고탄소 고강도 선재, 이를 이용한 강선 및 이들의 제조방법
KR101568499B1 (ko) 고강도 강선, 강선용 선재 및 강선의 제조방법
KR102147701B1 (ko) 비틀림 특성 및 강도가 우수한 고탄소강 강선의 제조방법
KR20180070213A (ko) 고탄소 고강도 선재 및 이의 제조방법
KR101461717B1 (ko) 초고강도 타이어코드용 선재 및 강선 및 그 제조방법
KR101449113B1 (ko) 굽힘 피로 특성 및 연성이 우수한 고탄소 강선 및 그 제조방법
KR101482358B1 (ko) 고강도 고탄소 선재 및 그 제조방법
KR101518583B1 (ko) 신선가공성이 우수한 고강도 선재, 강선 및 이들의 제조방법
KR102362665B1 (ko) 선재, 고강도 강선 및 이들의 제조방법
KR101316198B1 (ko) 고연성 선재, 강재 및 그 제조방법
KR101328338B1 (ko) 신선용 선재 및 열처리재와 고강도 강선
KR20190074430A (ko) 피로 특성이 우수한 스프링용 강선, 강선용 고탄소 선재 및 이들의 제조방법
KR101461714B1 (ko) 신선성이 우수한 고연성 선재 및 강선 및 이들의 제조방법
KR101289218B1 (ko) 강도 및 내식성이 우수한 선재, 신선재 및 이들의 제조방법
KR101674870B1 (ko) 연신율이 우수한 고강도 선재의 제조방법, 강선 및 그 제조방법
KR20130125980A (ko) 강도가 우수한 고탄소 선재 및 강선과 이들의 제조방법
KR100276298B1 (ko) 고망간함유 신선용 경강선재의 제조방법
KR101403267B1 (ko) 신선성이 우수한 고강도 선재 및 강선과 이들의 제조방법
KR101665825B1 (ko) 고강도 선재, 열처리 선재, 강선 및 그들의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment