KR20170002541A

KR20170002541A - 강선

Info

Publication number: KR20170002541A
Application number: KR1020167033846A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 히라카미; 마코토 오코노기; 도시유키 마나베
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2017-01-06
Also published as: KR101882123B1; JPWO2015186801A1; CN106414786B; JP6288265B2; CN106414786A; WO2015186801A1

Abstract

본 발명은 고강도이며 내수소 취화 특성이 우수한 펄라이트 강선을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 강선은, 질량％로, C:0.80％∼1.20％, Si:0.10％∼2.00％, Mn:0.20％∼1.00％, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, O:0.0100％ 이하, N:0.0010％∼0.0100％, 선택적으로 Al, Cr, Mo, V, B, Ti, Nb, Zr, Ni, Cu, Ca, Mg로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는다. 강선의 조직은, 면적률로 90％ 이상이 펄라이트이고, 평균 펄라이트 블록 입경이 원 상당 직경으로 5㎛∼20㎛이고, 평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하의 원 상당 직경을 갖는 펄라이트 블록의 펄라이트에 차지하는 면적률이 3％ 이상, 30％ 이하이다. 이 강선은 인장 강도가 1800㎫ 이상이다.

Description

강선{STEEL WIRE}

본 발명은 프리스트레스트 콘크리트 등에 사용하는, 제조성을 저하시키지 않고, 신선 가공성 및 비틀림 특성을 열화시키지 않고, 인장 강도가 1800㎫ 이상이며, 또한 내수소 취화 특성을 향상시킨 고강도의 강선에 관한 것이다.

본원은 2014년 6월 4일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2014-116004호에 기초하여 우선권을 주장하고, 이 내용을 여기에 원용한다.

주로, 토목ㆍ건축 구조물에 사용되는 프리스트레스트 콘크리트의 긴장에 사용되고 있는 강선은, PC 강선이라 칭해진다.

종래, 피아노 선재를 페이턴팅 처리하고, 그 조직을 펄라이트로 한 후, 신선 가공과 연선 가공을 행하여 얻어진 와이어는 스트랜드라 불리고 있다. 이 스트랜드를 최종 공정에서 시효 열처리함으로써, PC 스트랜드용 펄라이트 강선이 제조되고 있다.

또한, 이하, 「PC 스트랜드용 펄라이트 강선」을, 간단히 「강선」 또는 「펄라이트 강선」이라 기재하는 경우가 있다.

최근에는, 시공 비용의 저감이나 구조물의 경량화를 목적으로, 인장 강도가 1800㎫를 초과하는 고강도의 PC 스트랜드용 펄라이트 강선이 요구되고 있다.

그러나, PC 스트랜드용 펄라이트 강선의 고강도화에 수반하여, 강선의 내수소 취화 특성이 저하되는 과제가 있다.

강선의 내수소 취화 특성을 향상시키는 기술로서, 특허문헌 1에는 PC 강선의 표층의 적어도 1/10d(d는 강선의 반경)의 깊이의 영역에 있어서, 펄라이트 중의 판상 시멘타이트의 평균 애스펙트비를 30 이하로 한 고강도 PC 강선이 제안되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 PC 강선을 얻기 위해서는, 냉간 신선 가공 후의 최종 공정에 있어서 급속 가열하여, 450℃ 이상으로 5초 이상 유지하는 등의 처리가 필요하여, 제조 방법이 복잡해진다.

또한, 특허문헌 2에서는, PC 강선의 선 직경을 D로 하였을 때에, 표면으로부터 0.1D의 영역의 경도를, 내부의 경도의 1.1배 이하로 한 고강도 PC 강선이 제안되어 있다.

또한, 특허문헌 2에 기재된 바와 같은 경도를 얻기 위해서는, 예를 들어 선재를 900℃∼1100℃로 가열한 후, 600℃∼650℃의 온도 범위로 유지하여 부분적인 펄라이트 변태 처리를 실시한 후, 계속해서 540℃∼600℃ 미만의 온도 범위로 유지하는 것이나, 열간 압연에 의해 700℃∼950℃에서 마무리 압연한 후, 500℃∼600℃의 온도 범위로 냉각하는 것이나, 또한, 신선 가공 후에 450℃ 초과∼650℃의 온도 범위로 2초∼30초 유지하고, 계속해서 250℃∼450℃에서의 블루잉 처리를 실시하는 등, 복잡한 제조 방법이 필요해진다.

일본 특허 공개 제2004-360005호 공보 일본 특허 공개 제2009-280836호 공보

이와 같이, 신선 가공성과 비틀림 특성을 갖고, 고강도의 강선의 내수소 취화 특성을 향상시키는 종래 기술은, 제조 방법이 복잡해져 제조성이 저하되고, 강선의 인장 강도와 내수소 취화 특성을 양립시키는 것이 어려웠다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 실정을 감안하여, 제조성을 저하시키지 않고, 신선 가공성 및 비틀림 특성을 열화시키지 않고, 고강도이며 또한 내수소 취화 특성이 우수한 고강도의 펄라이트 강선을 제공하는 것을 목적으로 한다.

먼저 강선의 조직은, 신선 시에 고강도화하기 쉬운 펄라이트로 할 필요가 있다. 본 발명자들은, 인장 강도가 1800㎫ 이상인 고강도의 강선의 내수소 취화 특성에 미치는 화학 성분과, 조직의 관계를 상세하게 조사하였다. 그 결과, 본 발명자들은, 고강도의 강선의 내수소 취화 특성을 향상시킴과 함께, 생산성을 향상시켜 저렴하게 제조하는 것이 가능한 펄라이트 강선에 대하여, 다음의 지견을 발견하였다.

선재를 Pb욕, 또는 열간 압연 라인에 설치한 용융염조에 침지하여, 펄라이트 변태를 완료시키기 위한 페이턴팅 처리를 행하고, 그 후, 페이턴팅 처리한 선재를 신선 가공한다. 그리고, 신선 가공 후의 선재에 대하여 시효 열처리나, 장력을 부여하면서 가열 처리를 행하는 히트 스트레치 처리를 행함으로써, 고강도의 펄라이트 강선은 일반적으로 제조되고 있다.

본 발명자들은, 펄라이트 강선의 내수소 취화 특성을 향상시키기 위해서는, 하기의 방법이 유효한 것을 발견하였다. 그것은, 신선 가공에 의해 신장화한 펄라이트 블록 중, 고변형 영역의 펄라이트 블록을 회복 또는 재결정시켜 미세화시키는 방법이다. 이 방법이 유효한 이유는 반드시 명백한 것은 아니지만, 국소적인 고변형과 시효 열처리에 의해, 내수소 취화 특성의 향상 효과가 얻어지는 것으로 추측된다.

먼저, 신선 가공에 의해 국소적으로 고변형으로 되어 있는 개소(국소 영역)는 국소적으로 연성이 저하되어 있고, 이 연성이 저하된 국소 영역으로부터 수소 취화가 발생한다. 그리고, 이 고변형의 국소 영역을 시효 열처리에 의해, 회복 또는 재결정시킴으로써, 국소적으로 연성을 회복할 수 있어, 강선의 내수소 취화 특성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 회복 또는 재결정하는 영역이 국소적이기 때문에, 강선 자체의 인장 강도는 거의 변화되지 않는다.

이와 같이, 본 발명자들은 강선의 조직을, 국소적인 고변형을 사용하여 개량함으로써, 종래 기술과 비교하여 고강도의 펄라이트 강선의 내수소 취화 특성을 향상시키는 것이 가능해진다는 것을 발견하였다.

본 발명은 상기 지견에 기초하여 이루어진 것이며, 그 요지는 이하와 같다.

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 강선은, 화학 성분으로서, 질량％로, C:0.80％∼1.20％, Si:0.10％∼2.00％, Mn:0.20％∼1.00％, P:0.030％ 이하, S:0.030％ 이하, O:0.0100％ 이하, N:0.0010％∼0.0100％를 함유하고, 선택적으로, Al:0.100％ 이하, Cr:2.00％ 이하, Mo:1.00％ 이하, V:0.30％ 이하, B:0.0050％ 이하, Ti:0.050％ 이하, Nb:0.050％ 이하, Zr:0.050％ 이하, Ni:2.00％ 이하, Cu:1.00％ 이하, Ca:0.010％ 이하, Mg:0.010％ 이하로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물이고, 조직은 펄라이트를 포함하고, 상기 펄라이트의 면적률이 90％ 이상이고, 평균 펄라이트 블록 입경이 원 상당 직경으로 5㎛∼20㎛이고, 상기 평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하의 상기 원 상당 직경을 갖는 펄라이트 블록의 상기 펄라이트에 차지하는 면적률이 3％ 이상, 30％ 이하이고, 인장 강도가 1800㎫ 이상이다.

(2) 상기 (1)에 기재된 강선에서는, 상기 화학 성분으로서, 질량％로, Al:0.005％∼0.100％, Cr:0.01％∼2.00％, Mo:0.01％∼1.00％, V:0.01％∼0.30％, B:0.0001％∼0.0050％, Ti:0.001％∼0.050％, Nb:0.001％∼0.050％, Zr:0.001％∼0.050％, Ni:0.01％∼2.00％, Cu:0.01％∼1.00％, Ca:0.0001％∼0.010％, Mg:0.0001％∼0.010％로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유해도 된다.

상기 (1) 및 (2)의 각 형태에 따르면, 내수소 취화 특성이 우수하고, 또한 인장 강도 1800㎫ 이상의 고강도의 펄라이트 강선의 제공이 가능해진다. 그리고, 이 고강도의 펄라이트 강선이, 토목ㆍ건축물의 시공 비용의 저감이나 경량화에 기여하여, 산업상의 효과는 매우 현저하다.

상술한 바와 같이, 일반적으로, 고강도의 펄라이트 강선은, 다음과 같이 제조되고 있다. 먼저, 열간 압연에 의해 제조된 선재에 대하여 Pb욕 또는 열간 압연 라인에 설치한 용융염조에서, 페이턴팅 처리가 행해진다. 계속해서, 이 선재는 신선 가공된다. 그 후, 이 선재에 대해 시효 열처리나 장력을 부여하면서, 가열 처리를 행하는 「히트 스트레치 처리」가 행해진다.

고강도의 펄라이트 강선의 내수소 취화 특성을 향상시키기 위해서는, 상술한 바와 같이, 신선 가공 후의 고변형이 존재하는 국소 영역의 펄라이트 블록을, 시효 열처리에 의해 회복 또는 재결정시켜 미세하게 해 두는 것이 유효하다. 즉, 신선 가공 후에 시효 열처리를 실시한 강선에 있어서도, 국소적으로 고변형으로 되어 연성이 저하되어 있는 취화 영역이 소실되어 있음으로써, 수소 균열의 크랙의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 고강도이어도 내수소 취화 특성의 열화를 억제하는 것이 가능해진다.

즉, 강선에 있어서, 펄라이트의 면적률이 90％ 이상이고, 평균 펄라이트 블록 입경이 원 상당 직경으로 5㎛∼20㎛이며, 또한, 그 평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하의 원 상당 직경을 갖는 펄라이트 블록의 전체 펄라이트에 차지하는 면적률을 3％ 이상, 30％ 이하로 함으로써, 신선 가공, 시효 열처리 및 히트 스트레치 처리 후의 강선 강도를 1800㎫ 이상으로 할 수 있고, 또한, 강선의 내수소 취화 특성을 열화시키지 않는 것이 가능하다.

이와 같이, 신선 가공에 의해 도입된 고변형이 존재하는 영역을, 신선 가공 후의 시효 열처리에 의해, 회복 또는 재결정시킴으로써, 평균 펄라이트 블록 입경보다도 매우 작은 입경을 갖는 펄라이트 블록(미세 펄라이트 블록)을 생성시키고, 그 미세 펄라이트 블록이 전체 펄라이트에 차지하는 면적률을 제어함으로써, 종래 기술과 비교하여, 인장 강도가 1800㎫ 이상이어도, 강선의 내수소 취화 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.

여기서, 미세 펄라이트 블록이란, 구체적으로, 평균 펄라이트 블록 입경(원 상당 직경)의 0.1배 이하의 원 상당 직경을 갖는 펄라이트 블록을 나타낸다. 예를 들어, 미세 펄라이트 블록의 크기는 0.1㎛∼2.0㎛가 바람직하다.

본 실시 형태에 관한 강선에 대하여 설명한다.

먼저, 본 실시 형태에 있어서의 강선이 함유하는 화학 성분의 범위를 한정한 이유를 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서의％는 질량％를 의미한다.

C:0.80％∼1.20％

C는 강선의 조직을 펄라이트로 하고, 신선 가공 후의 강선의 인장 강도를 확보하기 위해 필요한 원소이다.

C 함유량이 0.80％ 미만에서는, 선재 중에 초석 페라이트가 생성되어, 예를 들어 1800㎫라고 하는 소정의 인장 강도를 확보하는 것이 곤란해진다. 그 때문에, C 함유량의 하한을 0.80％로 한다. 보다 안정적으로 인장 강도를 높이기 위해서는, C 함유량은, 바람직하게는 0.85％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.90％ 이상이다.

한편, C 함유량이 1.20％를 초과하면, 선재 중에 초석 시멘타이트가 증가하여, 선재의 신선 가공성이 열화된다. 그 때문에, C 함유량의 상한을 1.20％로 한다. 변동을 없애고, 보다 안정적으로 신선 가공성을 얻기 위해서는, C 함유량은, 바람직하게는 1.15％ 이하이고, 보다 바람직하게는 1.10％ 이하이다.

Si:0.10％∼2.00％

Si는 릴랙세이션 특성을 높임과 함께, 고용 강화에 의해 인장 강도를 높이기 위해 필요한 원소이다.

Si 함유량이 0.10％ 미만에서는, 이들 효과가 불충분하다. 그 때문에, Si 함유량의 하한을 0.10％로 한다. 보다 높은 릴랙세이션 특성을 얻기 위해서는, Si 함유량은, 바람직하게는 0.30％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.50％ 이상이다.

한편, Si 함유량이 2.00％를 초과하면, 이들 효과가 포화됨과 함께, 선재의 신선 가공성이 열화되어, 강선의 제조성이 저하된다. 그 때문에, Si 함유량의 상한을 2.00％로 한다. 보다 안정적으로 열간 압연 중에 균열을 발생시키지 않기 위해서는, Si 함유량은, 바람직하게는 1.80％ 이하이고, 보다 바람직하게는 1.50％ 이하이다.

Mn:0.20％∼1.00％

Mn은 펄라이트 변태 후의 강의 인장 강도를 높이기 위해 필요한 원소이다.

Mn 함유량이, 0.20％ 미만에서는, 이 효과가 불충분하다. 그 때문에, Mn 함유량의 하한을 0.20％로 한다. 보다 안정적으로 인장 강도를 높이기 위해서는, Mn 함유량은, 바람직하게는 0.30％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.50％ 이상이다.

한편, Mn 함유량이 1.00％를 초과하면, 편석에 의해 국소적인 강도가 높아지기 때문에 비틀림 특성이 저하된다. 그 때문에, Mn 함유량의 상한을 1.00％로 한다. 합금 비용의 관점에서, Mn 함유량은, 바람직하게는 0.90％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.80％ 이하이다.

P:0.030％ 이하

P는 불순물로서 강선 중에 함유되며, 입계에 편석하여 내수소 취화 특성을 열화시키는 원소이다.

특히, P 함유량이 0.030％를 초과하면, 내수소 취화 특성의 열화가 현저해진다. 따라서, P 함유량은 0.030％ 이하로 제한한다. P 함유량은 바람직하게는 0.015％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.010％ 이하이다.

또한, P 함유량의 하한은 0％를 포함한다. 그러나, 현 상황의 정련 기술과 제조 비용을 고려하면, P 함유량의 하한은 0.0001％가 바람직하다.

S:0.030％ 이하

S도, P와 마찬가지로, 불순물로서 강선 중에 함유되며, 입계에 편석하여 내수소 취화 특성을 열화시키는 원소이다.

특히, S 함유량이 0.030％를 초과하면, 내수소 취화 특성의 열화가 현저해진다. 따라서, S 함유량은 0.030％ 이하로 제한한다. S 함유량은 바람직하게는 0.015％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.010％ 이하이다.

또한, S 함유량의 하한은 0％를 포함한다. 그러나, 현 상황의 정련 기술과 제조 비용을 고려하면, S 함유량의 하한은 0.0001％가 바람직하다.

O:0.0100％ 이하

O는 강선 중에 불가피하게 함유되며, Al, Ti 또는 Mn 등의 산화물로서 존재하는 원소이다.

특히, O 함유량이 0.0100％를 초과하면, 조대한 산화물을 형성하여, 신선 가공 시에 단선의 원인으로 된다. 따라서, O 함유량은 0.0100％ 이하로 제한한다. O 함유량은 바람직하게는 0.0080％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0050％ 이하이다.

또한, O 함유량의 하한은 0％를 포함한다. 그러나, 현 상황의 정련 기술과 제조 비용을 고려하면, O 함유량의 하한은 0.0001％가 바람직하다.

N:0.0010％∼0.0100％

N은 Al, Ti, Nb, V와 질화물/탄질화물을 형성하고, 결정 입경을 미립화하여, 강선의 연성을 향상시키기 위해 필요한 원소이다.

N 함유량이 0.0010％ 미만에서는, 이 효과가 얻어지지 않는다. 그 때문에, N 함유량의 하한을 0.0010％로 한다. 보다 안정적으로 연성을 향상시키기 위해서는, N 함유량은, 바람직하게는 0.0015％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.0025％ 이상이다.

한편, N 함유량이 0.0100％를 초과하면, 미세 석출물이 증가하여 강선의 연성을 저하시킨다. 그 때문에, N 함유량의 상한을 0.0100％로 한다. 보다 안정적으로 강선의 연성을 얻기 위해, N 함유량은, 바람직하게는 0.0070％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0050％ 이하이다.

이상이, 본 실시 형태에 관한 강선의 기본적인 성분 조성이고, 잔부는 철 및 불순물이다. 또한, 「잔부가 Fe 및 불순물이다」에 있어서의 「불순물」이란, 강을 공업적으로 제조할 때에, 원료로서의 광석, 스크랩 또는 제조 환경 등으로부터 불가피하게 혼입되는 것을 가리킨다.

상기한 기본 성분 및 불순물 외에, 본 실시 형태에 관한 강선에는, 또한, 선택적으로, Al, Cr, Mo, V, B, Ti, Nb, Zr, Ni, Cu, Ca 및 Mg로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유해도 된다.

이하에, 이들 성분의 수치 한정 범위와 그 한정 이유에 대하여 설명한다. 여기서, 기재하는％는 질량％이다.

Al:0.100％ 이하

Al은 탈산 원소로서 기능함과 함께, AlN을 형성함으로써, 결정립을 미립화한다. 그 결과, 강선의 연성을 향상시키는 효과를 갖는다. 또한, 결정립을 미세화하여, 강선의 내수소 취화 특성을 향상시키는 효과를 갖는다.

이와 같은 효과를 얻고 싶은 경우에는, Al 함유량을 0.005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, Al 함유량이 0.100％를 초과하면, 이들 효과가 포화됨과 함께 제조성을 열화시킬 우려가 있다. 그 때문에, Al 함유량은 0.100％ 이하가 바람직하다.

Al 함유량은, 보다 바람직하게는 0.008％∼0.070％이고, 더욱 바람직하게는 0.010％∼0.050％이다.

Cr:2.00％ 이하

Cr은 펄라이트 변태 후의 강의 인장 강도를 높이는 효과를 갖는다.

이와 같은 효과를 얻고 싶은 경우에는, Cr 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, Cr 함유량이 2.00％를 초과하면, 합금 비용이 올라갈 뿐만 아니라, 본 실시 형태에 관한 강선에는 불필요한 마르텐사이트 조직이 발생하기 쉬워져, 신선 가공성이나 강선의 내수소 취화 특성을 열화시킬 우려가 있다. 그 때문에, Cr 함유량은 2.00％ 이하가 바람직하다.

Cr 함유량은, 보다 바람직하게는 0.05％∼1.00％이고, 더욱 바람직하게는 0.10％∼0.50％이다.

Mo:1.00％ 이하

Mo는 시효 열처리 후의 강선의 인장 강도를 높이는 효과를 갖는다.

이와 같은 효과를 얻고 싶은 경우에는, Mo 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, Mo 함유량이 1.00％를 초과하면, 합금 비용이 올라갈 뿐만 아니라, 본 실시 형태에 관한 강선에는 불필요한 마르텐사이트 조직이 발생하기 쉬워져, 신선 가공성이나 강선의 내수소 취화 특성을 열화시킬 우려가 있다. 그 때문에, Mo 함유량은 1.00％ 이하가 바람직하다.

Mo 함유량은, 보다 바람직하게는 0.03％∼0.50％이고, 더욱 바람직하게는 0.05％∼0.30％이다.

V:0.30％ 이하

V는 탄화물 VC로서 석출되어, 인장 강도를 높임과 함께, 강선의 내수소 취화 특성을 향상시키는 효과를 갖는다.

이와 같은 효과를 얻고 싶은 경우에는, V 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, V 함유량이 0.30％를 초과하면, 합금 비용이 증가하고, 제조성이 저하된다. 그 때문에, V 함유량은 0.30％ 이하가 바람직하다.

V 함유량은, 보다 바람직하게는 0.03％∼0.20％이고, 더욱 바람직하게는 0.05％∼0.15％이다.

B:0.0050％ 이하

B는 시효 열처리 후의 강선의 인장 강도를 높이는 효과나 강선의 내수소 취화 특성을 향상시키는 효과를 갖는다.

이와 같은 효과를 얻고 싶은 경우에는, B 함유량을 0.0001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, B 함유량이 0.0050％를 초과하면, 이들 효과가 포화되고, 제조성이 저하된다. 그 때문에, B 함유량은 0.0050％ 이하가 바람직하다.

B 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0003％∼0.0040％이고, 더욱 바람직하게는 0.0005％∼0.0020％이다.

Ti:0.050％ 이하

Ti는 탈산 원소로서 기능함과 함께, 탄화물이나 질화물을 석출시켜 강선의 인장 강도를 높이는 효과나, 결정립을 미립화하여 강선의 연성을 향상시키는 효과를 갖는다.

이와 같은 효과를 얻고 싶은 경우에는, Ti 함유량을 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, Ti 함유량이 0.050％를 초과하면, 이들 효과가 포화됨과 함께, 조대한 산화물을 생성하여 강선의 신선 가공성을 열화시킬 우려가 있다. 그 때문에, Ti 함유량은 0.050％ 이하가 바람직하다.

Ti 함유량은, 보다 바람직하게는 0.003％∼0.040％이고, 더욱 바람직하게는 0.005％∼0.030％이다.

Nb:0.050％ 이하

Nb는 탄화물이나 질화물을 석출시켜 강선의 인장 강도를 높이는 효과나, 결정립을 미립화하여 강선의 연성을 향상시키는 효과를 갖는다.

이와 같은 효과를 얻고 싶은 경우에는, Nb 함유량을 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, Nb 함유량이 0.050％를 초과하면, 이들 효과가 포화됨과 함께 강선의 비틀림 특성을 열화시킬 우려가 있다. 그 때문에, Nb 함유량은 0.050％ 이하가 바람직하다.

Nb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.003％∼0.040％이고, 더욱 바람직하게는 0.005％∼0.030％이다.

Zr:0.050％ 이하

Zr은 탈산 원소로서 기능함과 함께, 황화물을 형성함으로써 고용 S를 저감하여, 강선의 내수소 취화 특성을 향상시키는 효과를 갖는다.

이와 같은 효과를 얻고 싶은 경우에는, Zr 함유량을 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, Zr 함유량이 0.050％를 초과하면, 이들 효과가 포화됨과 함께, 조대한 산화물을 생성하여, 강선의 신선 가공성을 열화시킬 우려가 있다. 그 때문에, Zr 함유량은 0.050％ 이하가 바람직하다.

Zr 함유량은, 보다 바람직하게는 0.003％∼0.040％이고, 더욱 바람직하게는 0.005％∼0.030％이다.

Ni:2.00％ 이하

Ni는 수소의 침입을 억제하는 효과를 갖는다.

이와 같은 효과를 얻고 싶은 경우에는, Ni 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, Ni 함유량이 2.00％를 초과하면, 합금 비용이 올라갈 뿐만 아니라, 본 실시 형태에 관한 강선에는 불필요한 마르텐사이트 조직이 발생하기 쉬워져, 강선의 신선 가공성이나 내수소 취화 특성을 열화시킬 우려가 있다. 그 때문에, Ni 함유량은 2.00％ 이하가 바람직하다.

Ni 함유량은, 보다 바람직하게는 0.04％∼1.00％이고, 더욱 바람직하게는 0.06％∼0.60％이다.

Cu:1.00％ 이하

Cu는 수소의 침입을 억제하는 효과를 갖는다.

이와 같은 효과를 얻고 싶은 경우에는, Cu 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, Cu 함유량이 1.00％를 초과하면, 열간 연성을 저해하여 제조성이 열화됨과 함께, 본 실시 형태에 관한 강선에는 불필요한 마르텐사이트 조직이 발생하기 쉬워져, 강선의 신선 가공성이나 내수소 취화 특성을 열화시킬 우려가 있다. 그 때문에, Cu 함유량은 1.00％ 이하가 바람직하다.

Cu 함유량은, 보다 바람직하게는 0.02％∼0.50％이고, 더욱 바람직하게는 0.03％∼0.30％이다.

Ca:0.010％ 이하

Ca는 탈산 원소로서 기능함과 함께, 황화물을 형성함으로써 고용 S를 저감하여, 내수소 취화 특성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이와 같은 효과를 얻고 싶은 경우에는, Ca 함유량을 0.0001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, Ca 함유량이 0.010％를 초과하면, 이들 효과가 포화됨과 함께 조대한 산화물을 생성하여, 신선 가공성을 열화시킬 우려가 있다. 그 때문에, Ca 함유량은 0.010％ 이하가 바람직하다.

Ca 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0003％∼0.0050％이고, 더욱 바람직하게는 0.0010％∼0.0030％이다.

Mg:0.010％ 이하

Mg는 탈산 원소로서 기능함과 함께, 황화물을 형성함으로써 고용 S를 저감하여, 내수소 취화 특성을 향상시키는 효과를 갖는다.

이와 같은 효과를 얻고 싶은 경우에는, Mg 함유량을 0.0001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, Mg 함유량이 0.010％를 초과하면, 이들 효과가 포화됨과 함께 조대한 산화물을 생성하여, 신선 가공성을 열화시킬 우려가 있다. 그 때문에, Mg 함유량은 0.010％ 이하가 바람직하다.

Mg 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0003％∼0.0050％이고, 더욱 바람직하게는 0.0010％∼0.0030％이다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 강선의 조직에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 강선의 조직은 펄라이트를 포함한다.

이 펄라이트의 면적률이 90％ 미만에서는, 신선 가공 및 시효 열처리 후의 강선의 인장 강도가 저하되거나, 비틀림 특성이 열화된다. 따라서, 이 펄라이트의 면적률을 90％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 펄라이트의 면적률은 95％ 이상이다. 또한, 펄라이트의 면적률은 100％이어도 된다.

한편, 본 실시 형태에 관한 강선의 조직의 잔부는, 즉, 펄라이트 이외의 조직은 페라이트, 베이나이트, 초석 시멘타이트 및 마르텐사이트의 비펄라이트 조직이다. 이들 비펄라이트 조직은, 신선 가공 시에 균열의 발생이나, 신선 가공과 시효 열처리 후의 강선의 내수소 취화 특성을 열화시킨다. 그 때문에, 비펄라이트 조직의 면적률을 10％ 이하로 한다.

또한, 펄라이트의 면적률은, 100％로부터 비펄라이트 조직의 면적률을 감하여 구할 수 있다.

구체적으로는, 펄라이트의 면적률은 다음의 방법에 의해 구할 수 있다. 또한, 본 단락 있어서의 d는 강선의 반경(단위 ㎜)을 나타낸다.

강선의 시료(샘플)에 있어서, 강선의 길이 방향으로 평행한 L 단면을 경면 연마한 후, 에칭한다. 그리고, 에칭한 L 단면의 표층으로부터 50㎛ 깊이, 1/4d, 1/2d의 3개소의 위치에 있어서, 각각 SEM을 사용하여, 배율 2000배로, 5시야 촬영한다. 또한, 1시야당의 면적은 60㎛×40㎛이다.

얻어진 각 시야의 SEM 사진을 사용하여, 통상의 화상 해석의 방법에 의해, 마르텐사이트, 베이나이트, 페라이트 등의 비펄라이트 조직의 면적률을 구하고, 그들을 전체로부터 뺀 것, 즉, 100％로부터 비펄라이트 조직의 면적률을 감한 것을 펄라이트의 면적률로서 얻을 수 있다.

또한, 펄라이트 블록의 크기는 신선 가공성과 매우 강한 상관 관계가 있어, 펄라이트를 미세화함으로써, 강선의 신선 가공성을 향상시킬 수 있다. 이 효과는, 평균 펄라이트 블록 입경의 제어에 의해 얻어진다.

평균 펄라이트 블록 입경이, 원 상당 직경으로 20㎛를 초과하면, 강선의 신선 가공성의 향상 효과가 얻어지지 않는다. 그 때문에, 평균 펄라이트 블록 입경을 원 상당 직경으로 20㎛ 이하로 한다.

한편, 평균 펄라이트 블록 입경을 너무 작게 하면, 구체적으로는, 평균 펄라이트 블록 입경을 5㎛ 미만으로 하면, 고변형을 갖는 국소 영역에 있어서의 회복 또는 재결정에 의한 강선의 인장 강도의 향상 효과가 얻어지지 않는다. 그 때문에, 평균 펄라이트 블록 입경을 원 상당 직경으로 5㎛ 이상으로 한다.

또한, 평균 펄라이트 블록 입경의 원 상당 직경은 원의 직경이고, 전자선 후방 산란 회절 장치(EBSD)를 사용하여 측정할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 강선에서는, 평균 펄라이트 블록 입경 이외에, 고변형을 갖는 국소 영역에 있어서, 신선 가공 및 시효 열처리에 의해 회복 또는 재결정에 의해 얻어지는 미세한 펄라이트 블록의 입경을 제어할 필요가 있다.

고변형을 갖는 국소 영역에 있어서, 신선 가공 및 시효 열처리에 의해 회복 또는 재결정에 의해 얻어지는 미세한 펄라이트 블록의 입경은, 원 상당 직경으로, 최대로 평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배이다. 즉, 이들의 미세한 펄라이트 블록의 입경은, 이들의 미세한 펄라이트 블록을 포함한 평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하이다.

신선 가공 후의 시효 열처리에 의해, 회복 또는 재결정하는 국소 영역이 커지면, 이 평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하의 원 상당 직경을 갖는 미세한 펄라이트 블록의 전체 펄라이트에 차지하는 면적률(미세 펄라이트 블록의 면적률)이 30％를 초과해 버린다. 그 결과, 강선의 강도가 저하된다. 그 때문에, 평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하의 원 상당 직경을 갖는 미세한 펄라이트 블록의 전체 펄라이트에 차지하는 면적률(미세 펄라이트 블록의 면적률)은 30％ 이하로 한다.

한편, 신선 가공 후의 시효 열처리에 의해 회복 또는 재결정하는 국소 영역이 충분하지 않아, 고변형이 잔존하는 영역이 남아 버리면, 이 평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하의 원 상당 직경을 갖는 미세한 펄라이트 블록의 전체 펄라이트에 차지하는 면적률(미세 펄라이트 블록의 면적률)이 3％ 미만으로 된다. 그 결과, 신선 가공과 시효 열처리 후의 강선의 내수소 취화 특성이 열화된다. 그 때문에, 평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하의 원 상당 직경을 갖는 미세한 펄라이트 블록의 전체 펄라이트에 차지하는 면적률(미세 펄라이트 블록의 면적률)은 3％ 이상으로 한다.

또한, 펄라이트 블록의 크기는, 강선의 직경(선 직경)을, 단위 ㎜로, D로 하였을 때, 강선의 L 단면을 연마하여 표층으로부터의 깊이가 0.01×D, 0.25×D, 0.5×D에서, 투과형 전자 현미경을 사용하여 200kV의 가속 전압으로 TEM-프리세션법을 사용하는 해석에 의해 얻어진다.

먼저, TEM-프리세션법에서는, 10㎚ 이하의 빔 직경에서, 15㎚ 피치로 6㎛×6㎛의 시야를 신선 방향으로 18시야, 강선의 신선 방향(길이 방향)과 강선의 길이 방향에 수직인 수직 방향으로 5시야 연속의 합계 90시야를 측정하고, 각 시야를 서로 연결한다.

다음에, 펄라이트 블록 입계에 대해서는, 페라이트의 회절 스폿을 해석함으로써, 각 측정점에서의 결정 방위를 결정하여 결정 방위맵을 작성하고, 10° 이상의 방위차가 있는 입계를 블록 입계로 한다.

그리고, 펄라이트 블록의 크기, 즉 펄라이트 블록 입경은, 블록 입계로 둘러싸인 각 블록의 면적으로부터 구한 원 상당 직경으로 정의한다.

각 시야에서 얻어진 펄라이트 블록 입경의 면적을 합계하여, 면적 평균함으로써, 본 실시 형태에 관한 강선의 평균 펄라이트 블록 입경을 얻을 수 있다.

상술한 화학 조성과 조직을 만족시킴으로써, 1800㎫ 이상의 인장 강도를 갖고, 내수소 취화 특성이 우수한 PC 강선으로서 적합한 강선을 얻을 수 있다. 인장 강도가 1800㎫ 미만에서는, PC 스트랜드용 펄라이트 강선으로서, 시공 비용의 저감이나 구조물의 경량화의 목적을 달성할 수 없다. 그 때문에, 본 실시 형태에 관한 강선의 인장 강도는 1800㎫ 이상으로 한다. 상술한 강선을 얻기 위해서는, 후술하는 제조 방법에 의해 강선을 제조하면 된다. 다음에, 본 실시 형태에 관한 강선의 바람직한 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 관한 강선은 이하와 같이 하여 제조할 수 있다. 또한, 이하에 설명하는 강선의 제조 방법은, 본 실시 형태에 관한 강선을 얻기 위한 일례이며, 이하의 수순 및 방법에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 구성을 실현할 수 있는 방법이면, 어떠한 방법도 채용하는 것이 가능하다.

먼저, 상기의 화학 성분으로 되도록 강을 용제한 후, 연속 주조에 의해 강편을 제조한다. 또한, 연속 주조 후, 강편에 분괴 압연을 행해도 된다.

얻어진 강편을 1050℃ 이상으로 되도록 가열하고, 마무리 압연 온도를 850℃로 하여 열간 압연하여, 선재를 얻는다.

마무리 압연 후에 얻어진 선재를, 링 형상으로 권취한다. 이때, 권취 온도를 950℃ 이하로 한다.

평균 펄라이트 블록 입경을 원 상당 직경으로 5㎛∼20㎛로 하기 위해, 권취 후의 선재를, 570℃ 이하의 용융염조에 침지하여, 펄라이트 변태 처리를 행한다. 이 처리는, 일반적으로 페이턴팅 처리라 불린다. 이때, 용융염조의 온도가 너무 낮으면, 강선의 조직이 베이나이트로 되어 버리므로, 용융염조 온도는 450℃ 이상으로 할 필요가 있다.

평균 펄라이트 블록 입경과 이 평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하의 원 상당 직경을 갖는 미세한 펄라이트 블록의 전체 펄라이트에 차지하는 면적률을 보다 안정적으로 얻기 위해서는, 용융염조 온도의 저온화가 유효하고, 용융염조 온도를 500℃ 미만으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 펄라이트 변태 처리는 열간 압연 후, 실온까지 냉각 속도 5℃/s∼30℃/s로 냉각한 선재를, 950℃ 이상의 온도 영역으로 재가열한 후, Pb욕이나 염욕에 침지하여 500℃∼600℃로 유지해도 된다.

그리고, 이들 선재를, 감면율 75％∼90％로 4㎜φ∼6㎜φ의 강선에 신선 가공하여 인장 강도를 부여하고, 신선 가공 후에 450℃ 이상에서 0.5초 이상∼5초 미만의 시간의 시효 열처리를 행한다.

시효 열처리 시간이 0.5초 미만에서는, 재결정 또는 회복이 충분하지 않아, 고변형이 잔존하는 영역이 많아져 버리고, 결과로서, 강선의 인장 강도가 저하된다. 한편, 시효 열처리 시간이 5초 이상이면, 미세한 펄라이트 블록을 얻을 수 없고, 결과로서, 강선의 내수소 취화 특성과 고강도를 양립할 수 없다.

상술한 제조 방법에 의해, 제조성을 저하시키지 않고, 신선 가공성 및 비틀림 특성을 열화시키지 않고, 내수소 취화 특성이 우수한, 인장 강도가 1800㎫ 이상인 고강도 강선을 제조할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 강선의 실시예를 들어, 본 실시 형태에 관한 강선의 효과를 보다 구체적으로 설명한다. 단, 실시예에 있어서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 1조건예이며, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한에 있어서, 취지에 적합할 수 있는 범위에서 적당히 변경을 가하여 실시하는 것도 가능하다. 따라서, 본 발명은 다양한 조건을 채용할 수 있고, 그것들은 모두 본 발명의 기술적 특징에 포함되는 것이다.

이하에 실시예에 의해, 본 발명의 효과를 더욱 구체적으로 설명한다.

표 1-1 및 표 1-2에 나타내는 화학 성분으로 이루어지는 강재를 사용하여, 표 2-1 및 표 2-2에 나타내는 가열 온도로 가열하여 열간 압연을 행하고, 표 2-1 및 표 2-2에 나타내는 권취 온도에서 권취를 하였다.

계속해서, 열간 압연 라인 후방의 용융염조에 침지하여 페이턴팅 처리를 행하고, 얻어진 선재를 신선 가공 및 신선 가공 후에 가열하여 시효 열처리를 행하여, 강선을 제작하였다.

표 2-1 및 표 2-2에는 강선의 기술적 특징, 즉, 펄라이트의 면적률, 면적 평균에 의해 구한 강선의 평균 펄라이트 블록 입경(원 상당 직경), 미세 펄라이트 블록의 면적률(평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하의 원 상당 직경을 갖는 펄라이트 블록의 전체 펄라이트에 차지하는 면적률) 및 강선의 인장 강도를 나타냈다.

표 2-1의 시험 번호 2는 열간 압연 후에 용융염조에서 페이턴팅 처리를 행하지 않고, 스텔모어를 사용하여 충풍 냉각하고, 그 후 신선 가공 및 시효 열처리를 행하여 얻어진 강선이다. 이 시험 번호 2는 펄라이트의 면적률이 본 발명의 범위를 벗어나 있어, 신선 가공과 시효 열처리 후의 강선의 인장 강도가 1800㎫를 만족시키지 않은 비교예이다.

시험 번호 7은 용융염 온도가 높고, 펄라이트의 면적률이 본 발명의 범위를 벗어나 있어, 신선 가공과 시효 열처리 후의 강선의 인장 강도가 1800㎫를 만족시키지 않은 비교예이다.

시험 번호 10은 신선 가공 후의 시효 열처리 시간이 길었기 때문에, 미세 펄라이트 블록의 면적률이 본 발명의 범위를 벗어나 있어, 시효 열처리 후의 강선의 인장 강도가 1800㎫를 만족시키지 않은 비교예이다.

시험 번호 12는 신선 가공 후의 시효 열처리 온도가 낮았기 때문에, 미세 펄라이트 블록의 면적률이 본 발명의 범위를 만족시키지 않은 비교예이다.

시험 번호 16은 펄라이트의 면적률이 본 발명의 범위를 벗어났기 때문에, 시효 열처리 후의 강선의 인장 강도가 1800㎫ 미만으로 된 비교예이다.

시험 번호 43은 C 함유량이 본 발명의 범위를 하회하였기 때문에, 시효 열처리 후의 강선의 인장 강도가 1800㎫ 미만으로 된 비교예이다.

시험 번호 46은 Si 함유량이 본 발명의 범위를 하회하였기 때문에, 시효 열처리 후의 강선의 인장 강도가 1800㎫ 미만으로 된 비교예이다.

시험 번호 53은 Mn 함유량이 본 발명의 범위를 하회하였기 때문에, 시효 열처리 후의 강선의 인장 강도가 1800㎫ 미만으로 된 비교예이다.

표 3은 열간 압연 후의 선재를 재가열하여 페이턴팅 처리를 행한 예이다. 표 3에 나타낸 조건에서 재가열, 페이턴팅 처리, 신선 가공 및 시효 열처리를 행하였다. 펄라이트의 면적률, 강선의 평균 펄라이트 블록 입경, 미세 펄라이트 블록의 면적률(평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하의 원 상당 직경을 갖는 미세한 펄라이트 블록의 전체 펄라이트에 차지하는 면적률) 및 강선의 인장 강도를 나타냈다.

표 3의 시험 번호 66은 시효 열처리 온도가 낮았기 때문에, 미세 펄라이트 블록의 면적률(평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하의 원 상당 직경을 갖는 미세한 펄라이트 블록의 전체 펄라이트에 차지하는 면적률)이 본 발명의 범위를 만족시키지 않은 비교예이다.

시험 번호 67은 시효 열처리 시간이 길어, 미세 펄라이트 블록의 면적률이 본 발명의 범위보다도 크기 때문에, 강선의 인장 강도가 1800㎫를 만족시키지 않은 비교예이다.

시험 번호 68은 시효 열처리 온도가 낮았기 때문에, 미세 펄라이트 블록의 면적률이 본 발명의 범위를 만족시키지 않은 비교예이다.

표 2-1, 표 2-2 및 표 3에 기재한 각 시험 번호의 강선을 사용하여 내수소 취화 특성을 평가하였다. 또한, 인장 강도가 1800㎫ 미만인 강선에 대해서는, 필요한 강도를 만족시키고 있지 않기 때문에, 내수소 취화 특성을 평가하지 않았다. 또한, 강선의 특성으로서, 신선 가공성 및 비틀림 특성 중 1개 또는 양쪽을 만족시킨 않은 강선에 대해서는, 시험 번호 48 및 54를 제외하고, 내수소 취화 특성의 평가를 하지 않았다. 또한, 신선 가공성 및 비틀림 특성의 양쪽을 만족시킨 강선에 대하여, 합금 비용이 증가하는 등 제조성이 저하된 강선에 대해서는, 내수소 취화 특성의 평가를 하지 않았다.

내수소 취화 특성은 FIP 시험에 의해 평가하였다. 50℃의 20％의 NH₄SCN 용액 중에 각 시험 번호의 강선을 침지하여, 파단 하중의 0.8배의 하중을 부하하고 파단 시간을 평가하였다. 또한, 비액량은 12cc/㎠로 하였다. FIP 시험은 각 시험 번호에 대해 12개 평가하고, 그 평균값을 수소 취화 파단 시간으로 하였다. 내수소 취화 특성은 강선의 인장 강도에 의존하기 때문에, 인장 강도가 1800㎫ 이상인 강선에서는, 20hr 이상을 내수소 취화 특성이 양호하다고 판정하고, 표 4-1 및 4-2 중에 「양호」로 표시하였다.

또한, 신선 가공성에 대해서는, 신선 가공 시에 목적의 선 직경까지 단선 또는 길이 방향 표층에 균열이 발생하는 세로 균열이 발생하지 않는 경우를 「신선 가공성이 양호하다」고 판정하고, 표 4-1 및 표 4-2 중에 「양호」로 표시하였다. 비틀림 특성에 대해서는, 척간 거리를 직경의 100배, 비틀림 회전 속도를 5rpm/min 이상의 조건 하에서, 비틀림 시험에 의해 평가하고, 딜라미네이션이 발생하지 않는 경우를 「비틀림 특성이 양호하다」고 판정하고, 표 4-1 및 표 4-2 중에 「양호」로 표시하였다.

또한, 제조 비용 평가는, 합금 비용을 포함하는 제강 비용 및 압연 비용을 기준으로 하고, 선택 원소를 포함하는 원소의 성분 범위의 중심값에 의해 계산한 합금 비용 이하 및 통상의 압연 조건에 의해 계산한 제조 비용 이하로 되는 것을 「제조 비용이 낮다」라고 하고, 표 4-1 및 표 4-2 중에 「저」로 표시하였다. 한편, 표 4-1 및 표 4-2에 있어서, 합금 비용 등 제조 비용이 증가한 경우에는, 「고」로서 표시하고, 강선의 제조성이 저하되었다고 판정하였다.

이들 결과를 표 4-1 및 표 4-2에 나타낸다. 시효 열처리 후의 미세 펄라이트 블록의 면적률이 본 발명의 범위를 벗어나는 시험 번호 12, 67, 68은 모두 수소 취화 특성이 불량인 것에 반해, 본 발명예인 실시예는 모두 내수소 취화 특성이 양호하였다.

시험 번호 44는 P 함유량이 본 발명의 범위를 상회하였기 때문에, 내수소 취화 특성이 불량으로 된 비교예이다.

시험 번호 48은 Cr 함유량이 본 발명의 범위를 상회하였기 때문에, 내수소 취화 특성이 불량으로 된 비교예이다.

시험 번호 49는 N 함유량이 본 발명의 범위를 상회하였기 때문에, 내수소 취화 특성이 불량으로 된 비교예이다.

시험 번호 52는 S 함유량이 본 발명의 범위를 상회하였기 때문에, 내수소 취화 특성이 불량으로 된 비교예이다.

시험 번호 54는 Mo 함유량이 본 발명의 범위를 상회하였기 때문에, 내수소 취화 특성이 불량으로 된 비교예이다.

시험 번호 61은 Ni 함유량이 본 발명의 범위를 상회하였기 때문에, 내수소 취화 특성이 불량으로 된 비교예이다.

시험 번호 62는 Cu 함유량이 본 발명의 범위를 상회하였기 때문에, 내수소 취화 특성이 불량으로 된 비교예이다.

시험 번호 65는 N 함유량이 본 발명의 범위를 하회하여, 평균 펄라이트 블록 입경이 본 발명의 범위를 초과하였기 때문에, 내수소 취화 특성이 불량으로 된 비교예이다.

시험 번호 47, 50, 51, 56, 58∼60, 63 및 64는 각각 Mn 함유량, O 함유량, Si 함유량, C 함유량, Ti 함유량, Nb 함유량, Zr 함유량, Ca 함유량 및 Mg 함유량이, 본 발명의 범위를 상회하였기 때문에, 신선 가공성 및 비틀림 특성 중 1개, 또는 양쪽을 만족시키지 않았다. 그 때문에, 내수소 취화 특성의 평가를 할 수 없었다.

또한, 시험 번호 45, 55 및 57은, 각각, Al 함유량, V 함유량 및 B 함유량이, 본 발명의 범위를 상회하였기 때문에, 강선의 제조성이 저하되었다.

[표 1-1]

[표 1-2]

[표 2-1]

[표 2-2]

[표 3]

[표 4-1]

[표 4-2]

본 발명에 따르면, 인장 강도가 1800㎫ 이상이고, 또한 신선 가공성 및 비틀림 특성을 저하시키지 않고, 내수소 취화 특성을 향상시킨 프리스트레스트 콘크리트 등에 사용하는 고강도의 강선을, 제조성을 저하시키지 않고 얻을 수 있어, 산업상의 공헌이 매우 현저하다.

Claims

화학 성분으로서, 질량％로,
C:0.80％∼1.20％,
Si:0.10％∼2.00％,
Mn:0.20％∼1.00％,
P:0.030％ 이하,
S:0.030％ 이하,
O:0.0100％ 이하,
N:0.0010％∼0.0100％를 함유하고, 선택적으로,
Al:0.100％ 이하,
Cr:2.00％ 이하,
Mo:1.00％ 이하,
V:0.30％ 이하,
B:0.0050％ 이하,
Ti:0.050％ 이하,
Nb:0.050％ 이하,
Zr:0.050％ 이하,
Ni:2.00％ 이하,
Cu:1.00％ 이하,
Ca:0.010％ 이하,
Mg:0.010％ 이하로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하고,
잔부가 Fe 및 불순물이고,
조직은 펄라이트를 포함하고,
상기 펄라이트의 면적률이 90％ 이상이고,
평균 펄라이트 블록 입경이 원 상당 직경으로 5㎛∼20㎛이고,
상기 평균 펄라이트 블록 입경의 0.1배 이하의 상기 원 상당 직경을 갖는 펄라이트 블록의 상기 펄라이트에 차지하는 면적률이 3％ 이상, 30％ 이하이고,
인장 강도가 1800㎫ 이상인 것을 특징으로 하는, 강선.
제1항에 있어서,
상기 화학 성분으로서, 질량％로,
Al:0.005％∼0.100％,
Cr:0.01％∼2.00％,
Mo:0.01％∼1.00％,
V:0.01％∼0.30％,
B:0.0001％∼0.0050％,
Ti:0.001％∼0.050％,
Nb:0.001％∼0.050％,
Zr:0.001％∼0.050％,
Ni:0.01％∼2.00％,
Cu:0.01％∼1.00％,
Ca:0.0001％∼0.010％,
Mg:0.0001％∼0.010％로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는, 강선.