KR20190059139A - 강재 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 중량%로, 탄소(C) : 0.4 ~ 0.5 %, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 %, 망간(Mn) : 0.7 ~ 0.8 %, 인(P) : 0.02 % 이하(단, 0 % 제외), 황(S) : 0.02 % 이하(단, 0 % 제외), 구리(Cu) : 0.25 % 이하(단, 0 % 제외), 니켈(Ni) : 0.2 % 이하(단, 0 % 제외), 크롬(Cr) : 0.2 % 이하(단, 0 % 제외), 몰리브덴(Mo) : 0.1 % 이하(단, 0 % 제외), 알루미늄(Al) : 0.003 ~ 0.015 % 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 최종조직은 펄라이트 조직을 포함하는 강재를 제공한다.

Description

강재 및 그 제조방법{STEEL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 강재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 결정립이 미세화된 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
강재의 강도를 증가시키기 위한 방법 중의 하나는 결정립 미세화 방법이다. 이를 구현하기 위한 대표적인 방법으로 바나듐(V), 니오븀(Nb), 티타늄(Ti)과 같은 결정립 미세화 원소를 첨가하여 미세한 탄질화물을 석출시켜 결정립을 미세화하는 방법이 있다. 하지만, 탄질화물을 형성하는 원소를 첨가하여 결정립을 미세화하는 방안에는 부원료 첨가에 따른 비용증가 및 강재 내에 비금속 개재물 등을 증가시킬 수 있는 가능성이 있어 비금속 개재물을 엄격하게 제어해야 하는 강재에 대하여 적용하기 힘든 문제점이 있다.
선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제2015-30456호(공개일 : 2015.03.20, 발명의 명칭 : 합금원소 분배에 의한 강재의 결정립 미세화 방법)가 있다.
본 발명은 비금속 개재물에 민감한 강종에 대해 결정립 미세화를 위한 원소를 첨가하지 않으며 공정 조건 제어를 통해 생산비를 최소화하면서도 결정립 미세화를 통한 고강도를 확보할 수 있는 강재 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 강재는, 중량%로, 탄소(C) : 0.4 ~ 0.5 %, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 %, 망간(Mn) : 0.7 ~ 0.8 %, 인(P) : 0 초과 0.02 % 이하, 황(S) : 0 초과 0.02 % 이하, 구리(Cu) : 0 초과 0.25 % 이하, 니켈(Ni) : 0 초과 0.2 % 이하, 크롬(Cr) : 0 초과 0.2 % 이하, 몰리브덴(Mo) : 0 초과 0.1 % 이하, 알루미늄(Al) : 0.003 ~ 0.015 % 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며, 최종조직은 펄라이트 조직을 포함한다.
상기 강재에서, 상기 펄라이트의 결정립 평균 길이는 23 내지 35 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 강재의 제조방법은 (a) 중량%로, 탄소(C) : 0.4 ~ 0.5 %, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 %, 망간(Mn) : 0.7 ~ 0.8 %, 인(P) : 0 초과 0.02 % 이하, 황(S) : 0 초과 0.02 % 이하, 구리(Cu) : 0 초과 0.25 % 이하, 니켈(Ni) : 0 초과 0.2 % 이하, 크롬(Cr) : 0 초과 0.2 % 이하, 몰리브덴(Mo) : 0 초과 0.1 % 이하, 알루미늄(Al) : 0.003 ~ 0.015 % 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 주조재를 제공하는 단계; (b) 상기 주조재를 1040 내지 1100 ℃의 온도에서 재가열하는 단계; 및 (c) 상기 재가열된 주조재를 마무리압연 전단온도가 870 내지 910 ℃이고 마무리압연 후단온도가 810 내지 870 ℃인 조건으로 압연하는 단계;를 포함한다.
상기 강재의 제조방법의 상기 (c) 단계에서 상기 마무리압연 전단온도는 상기 강재의 상태도에서 오스테나이트만 존재하고 페라이트는 존재하지 않는 영역에 해당하는 온도이고, 상기 마무리압연 후단온도는 상기 강재의 상태도에서 오스테나이트과 페라이트가 존재하는 이상 영역에 해당하는 온도일 수 있다.
상기 강재의 제조방법에서, 상기 (c) 단계는 입내 변형대(deformation band)를 생성시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 강재의 제조방법에서, 상기 (a) 단계의 상기 주조재는 블룸(bloom)을 포함하고, 상기 (c) 단계의 압연을 수행한 상기 강재는 봉강일 수 있다.
상기 강재의 제조방법에서, 상기 (c) 단계를 수행한 상기 강재의 최종조직은 펄라이트 조직을 포함하며, 상기 펄라이트의 결정립 평균 길이는 23 내지 35 ㎛일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 비금속 개재물에 민감한 강종에 대해 결정립 미세화를 위한 원소를 첨가하지 않으며 공정 조건 제어를 통해 생산비를 최소화하면서도 결정립 미세화를 통한 고강도를 확보할 수 있는 강재 및 그 제조방법을 구현할 수있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 강재의 제조방법을 도해하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강재의 제조방법에서 상기 강재의 상태도 중 일부를 도해하는 도면이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 실험예에 따른 강재의 조직을 촬영한 사진들이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 강재 및 그 제조방법을 상세하게 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 적절하게 선택된 용어들로서, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
페라이트와 펄라이트계의 재료에서 결정립 미세화 방안은 Nb, Ti ,Al 등과 같은 탄질화물을 형성하는 원소를 미량 첨가하여 결정립을 미세화을 하는 방안과 압연 시 온도를 제어하여 압연을 하는 방법이 있다. 결정립 미세화 원소를 첨가하는 방식은 열간 가공 후 냉각시 미세한 탄질화물을 석출시킴으로써 결정립을 미세화 시키는 역할을 하며 V, Al 등이 이에 해당되며 Nb, Ti은 미세한 탄질화물을 석출시키기도 하지만 오스테나이트 결정립의 성장을 지연시키는 효과적인 원소로 재결정 정지 온도 (Recrystallization Stop Temperature :RST)를 상승시키는 효과를 가지고 있다. 하지만 탄질화물을 형성하는 원소를 첨가하여 결정립을 미세화하는 방안에는 부원료 첨가에 따른 비용증가 및 강재 내에 비금속 개재물 (Al2O3, TiN)등을 증가시킬수 있는 가능성이 있어 비금속 개재물을 엄격히 제어해야 하는 강재에 대해 적용하기 힘든 점이 있다.
이하에서는, 결정립 미세화를 위한 금속재료(강재)의 압연방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비금속 개재물에 민감한 강종에 대해 결정립 미세화를 위한 원소를 첨가하지 않으며 공정 조건 제어를 통해 생산비를 최소화하면서도 결정립 미세화를 통한 고강도를 확보 할 수 있는 강재 및 그 제조 방법을 제공한다.
강재
본 발명의 일 실시예에 따르는 강재는, 중량%로, 탄소(C) : 0.4 ~ 0.5 %, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 %, 망간(Mn) : 0.7 ~ 0.8 %, 인(P) : 0 초과 0.02 % 이하, 황(S) : 0 초과 0.02 % 이하, 구리(Cu) : 0 초과 0.25 % 이하, 니켈(Ni) : 0 초과 0.2 % 이하, 크롬(Cr) : 0 초과 0.2 % 이하, 몰리브덴(Mo) : 0 초과 0.1 % 이하, 알루미늄(Al) : 0.003 ~ 0.015 % 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진다. 상기 강재의 최종조직은 펄라이트 조직을 포함한다. 상기 펄라이트의 결정립 평균 길이는 23 내지 35 ㎛일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 강재에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대하여 설명한다.
탄소(C) : 0.4 ~ 0.5 중량%
탄소는 침입형 고용원소로서 강의 강도를 증가시키는 기본 원소이나 0.5 중량%를 초과하여 다량 첨가 시 용접성이 열화되는 문제점이 발생하다. 또한 탄소 함량을 0.4 중량% 미만으로 첨가하면 원하는 인장 및 항복 강도를 확보할 수 없기 때문에 탄소의 함량은 0.4 ~ 0.5 중량%로 하는 것이 바람직하다.
실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 중량%
실리콘은 탈산제로 작용하고, 페라이트 안정화 원소로서 페라이트를 형성시켜 강의 인성 및 연성을 개선하는데 효과적이다. 하지만 0.3 중량%를 초과하면 도금성이 나빠지고 강재이 취화되는 문제점이 발생한다. 또한, 0.2 중량% 미만일 경우, 고용강화 효과 및 연신율 향상 효과가 나타나지 않는다. 따라서, 실리콘의 함량은 0.2 ~ 0.3 중량%로 하는 것이 바람직하다.
망간(Mn) : 0.7 ~ 0.8 중량%
망간은 강의 제조 공정 중에 불가피하게 함유되는 불순물 FeS 형성에 의한 적열 취성을 방지하고 고용 강화 효과를 발생하여 강의 강도를 높여 준다. 망간의 함량을 0.7 중량% 이상 첨가하는 것은 소입성 확보를 위해 필요하지만, 망간의 함량이 0.8 중량%를 초과하는 경우, MnS 등의 개재물을 형성하여 충격 인성 및 내부 품질을 열화시킬 수 있다. 따라서 망간의 함량은 0.7 ~ 0.8 중량%로 하는 것이 적당하다.
인(P) : 0 초과 0.02 중량% 이하
인(P)은 고용 강화에 의해 강도의 강도를 높이며, 탄화물의 형성을 억제하는 기능을 수행할 수 있다. 다만, 인의 함량이 0.02 중량%를 초과하는 경우에는 용접부가 취화되고 슬라브 중심 편석에 의해 내부식성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 인은 강재의 제조 시 편석될 확률이 높으며 이렇게 편석된 강은 재질 및 인성을 저하시키고, 성형 후 일정 시간이 지난 후에 파괴가 되는 지연 파괴의 원인이 된다. 이러한 점을 고려하여, 강 중의 인의 함량은 0 초과 0.02 중량% 이하로 관리하는 것이 바람직하다.
황(S) : 0 초과 0.02 중량% 이하
황은 망간과 결합하여 MnS 와 같은 비금속 개재물을 형성하여 압연 중 압연 방향으로 연신하게 되며 이러한 개재물들은 가공 공정 중에 후크 크랙과 같은 결함을 발생시키는 불순물이므로 함량을 줄이는 것이 중요하다. 따라서 본 발명에서는 S함량을 0 초과 0.02 중량% 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
구리(Cu) : 0 초과 0.25 중량% 이하
구리(Cu)는 스크랩을 원료로 사용하는 제강공정에서는 제거할 수 없는 불순물, 즉 트램프(tramp) 원소로 존재한다. 상기 구리(Cu)는 0.25 중량%을 초과하는 경우, 강의 연신율 및 표면품질을 저하시킨다. 또한 상기 구리(Cu)는 그 함량이 일정량 이상 첨가되면 표면에 농축되어 적열취성을 발생하므로 주편의 표면 크랙 생성 및 표면 특성을 저하시키게 된다. 따라서, 구리의 함량은 0 초과 0.25 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
니켈(Ni) : 0 초과 0.2 중량% 이하
니켈(Ni)은 트램프 원소로 강의 기계적 성질을 저하시키는 원인이 되므로 가능한 최소한으로 첨가한다. 본 실시예에서, 니켈(Ni)이 0.2 중량% 초과 첨가시에는 기계적 성질이 저하되므로 0 초과 0.2 중량% 이하로 규제하는 것이 바람직하다.
크롬(Cr) : 0 초과 0.2 중량% 이하
크롬(Cr)은 페라이트 형성 원소로서, 탄화물을 형성하여 강도를 향상시키는 역할을 한다. 또한 크롬은 소입성을 향상시켜 냉각시 제어에 유리한 원소이다. 다만, 크롬의 첨가량이 0.2 중량%를 초과하는 경우, 합금 원가가 증가하며, 강도와 연신율의 균형이 깨지는 문제가 발생한다. 이를 고려하여, 크롬의 함량은 0 초과 0.2 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
몰리브덴(Mo) : 0 초과 0.1 중량% 이하
몰리브덴(Mo)은 강의 강도 향상에 기여한다. 몰리브덴의 첨가량이 0.1 중량%를 초과하는 경우, 합금 원가가 증가하며, 강도와 연신율의 균형이 깨지는 문제가 발생한다. 이를 고려하여, 몰리브덴의 함량은 0 초과 0.1 중량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
알루미늄(Al) : 0.003 ~ 0.015 중량%
알루미늄(Al)은 탈산제로서의 역할을 하는 성분으로서, 강중 용존 산소량을 충분히 낮은 상태로 유지한다. 다만, 하한 미만의 함량을 가지는 경우 탈산제로서의 역할을 제공할 수 없으며, 상한을 초과하여 첨가시에는 알루미늄 개재물 수가 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 이를 고려하여, 알루미늄의 함량은 0.003 ~ 0.015 중량%로 하는 것이 바람직하다.
상술한 합금 조성을 가지는 강재의 최종조직은 최종조직은 펄라이트 조직을 포함한다. 또한, 상기 강재에서, 펄라이트의 결정립 평균 길이는 23 내지 35 ㎛일 수 있다.
강재의 제조방법
본 발명의 일 실시예에 의한 강재의 제조방법을 이하에서 상술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 강재의 제조방법을 도해하는 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 강재의 제조방법은 (a) 중량%로, 탄소(C) : 0.4 ~ 0.5 %, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 %, 망간(Mn) : 0.7 ~ 0.8 %, 인(P) : 0 초과 0.02 % 이하, 황(S) : 0 초과 0.02 % 이하, 구리(Cu) : 0 초과 0.25 % 이하, 니켈(Ni) : 0 초과 0.2 % 이하, 크롬(Cr) : 0 초과 0.2 % 이하, 몰리브덴(Mo) : 0 초과 0.1 % 이하, 알루미늄(Al) : 0.003 ~ 0.015 % 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 주조재를 제공하는 단계(S100); (b) 상기 주조재를 1040 내지 1100 ℃의 온도에서 재가열하는 단계(S200); 및 (c) 상기 재가열된 주조재를 마무리압연 전단온도가 870 내지 910 ℃이고 마무리압연 후단온도가 810 내지 870 ℃인 조건으로 압연하는 단계(S300);를 포함한다.
상기 (a) 단계에서 상술한 조성을 갖는 주조재는 제강공정을 통해 용강을 얻은 다름에 주괴 또는 연속주조 공정을 통해 제조된다. 상기 주조재는 블룸(bloom)을 포함할 수 있다.
상기 (b) 단계에서, 상기 주조재를 주조시 편석된 성분을 재고용하기 위하여 가열로에서 1040 내지 1100 ℃의 온도에서 재가열한다.
상기 (c) 단계에서, 상기 마무리압연 전단온도는 상기 강재의 상태도에서 오스테나이트만 존재하고 페라이트는 존재하지 않는 영역에 해당하는 온도이고, 상기 마무리압연 후단온도는 상기 강재의 상태도에서 오스테나이트과 페라이트가 존재하는 이상(dual phase) 영역에 해당하는 온도일 수 있다. 상기 (c) 단계는 입내 변형대(deformation band)를 생성시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 (c) 단계의 압연을 수행한 상기 강재는 봉강일 수 있다. 상기 (c) 단계를 수행한 상기 강재의 최종조직은 펄라이트 조직을 포함하며, 상기 펄라이트의 결정립 평균 길이는 23 내지 35 ㎛일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 적용되는 금속재료는 탄소강으로서, 결정립 미세화 원소를 첨가하지 않은 강종에 대해 압연시 재가열온도를 저하시킴으로써, 최종 압연이 시작되는 온도를 관리하여 오스테나이트 하부영역과, 오스테나이트 및 페라이트의 상부영역에서 압연을 실시하여 오스테나이트의 미세화 및 입내 변형대(deformation band)를 생성시켜 결정립 미세화를 이루고자 한다.
즉, 결정립 미세화 원소를 첨가하지 않고, 공정조건 제어를 통해 결정립 미세화를 구현할 수 있다. 결정립 미세화 원소첨가를 이용한 결정립 미세화는 강재 생산 시 비용 상승으로 작용하며, Al, Ti의 경우 비금속 개재물을 생성시켜 비금속 개재물을 관리 및 제어해야하는 강종에 불리하게 작용한다. 압연 공정 조건 제어를 통해 결정립도 미세화를 이룰 수 있으며, 이는 강재의 고강도 및 고인성 확보에 유리하다. 이러한 강도 강화는 잘 알려져 있는 Hall-pecth equation(σy=σ0 + kd-1/2; σy:항복강도, K:재료상수)에 따라 결정립의 크기가 미세할수록 증가하는 것을 알 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시의 예로 중량%로, 탄소(C) : 0.45 %, 실리콘(Si) : 0.23 %, 망간(Mn) : 0.76 %, 인(P) : 0.012 %, 황(S) : 0.009 %, 구리(Cu) : 0.04 %, 니켈(Ni) : 0.02 %, 크롬(Cr) : 0.08 %, 몰리브덴(Mo) : 0.02 %, 알루미늄(Al) : 0.005 % 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 주조재를 1070℃의 온도에서 재가열한 후, 상기 재가열된 주조재를 마무리압연 전단온도가 880℃이고 마무리압연 후단온도가 830℃인 조건으로 압연하여 구현한 강재의 결정립 미세화 정도를 확인하였다.
도 2는 상기 실시의 예에 따른 강재의 상태도 중 일부를 도해하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 상술한 조성을 가지는 강재의 상태도에서 페라이트 생성 시작 온도는 850℃임을 알 수 있다. 즉, 페라이트는 850℃ 이하의 온도에서 존재할 수 있다. 또한, 상술한 조성을 가지는 강재의 경우, 페라이트 및 오스테나이트의 이상 영역(α+γ)은 850℃ 이하에서 존재할 수 있다. 실시한 마무리 압연 전단온도 880℃는 도 2의 상태도 상의 오스테나이트(γ)의 하부 영역이며, 마무리 압연 후단온도 830℃는 페라이트 및 오스테나이트의 이상 영역(α+γ)의 상부 영역인 바, 오스테나이트와 페라이트의 미세화를 통해 결정립 미세화가 이루어짐을 확인할 수 있다. 구체적으로, 상술한 조성과 제조방법으로 구현된 강재의 최종조직인 펄라이트 결정립의 평균길이는 27.8㎛로 결정립 미세화가 이루어짐을 확인할 수 있다.
실험예
이하 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실험예에 따른 시편은 중량%로, 탄소(C) : 0.45 %, 실리콘(Si) : 0.23 %, 망간(Mn) : 0.76 %, 인(P) : 0.012 %, 황(S) : 0.009 %, 구리(Cu) : 0.04 %, 니켈(Ni) : 0.02 %, 크롬(Cr) : 0.08 %, 몰리브덴(Mo) : 0.02 %, 알루미늄(Al) : 0.005 % 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 주조재를 적용한다. 하기의 비교예 및 실시예 1 내지 5는 상기 합금 함량의 주조재를 이용한다.
표 1은 본 발명의 실험예에 따른 시편의 공정 조건 및 이에 따라 구현된 강재의 결정립도 및 펄라이트 결정립의 평균길이를 나타낸 것이다. 도 3 내지 도 8은 본 발명의 실험예에 따른 강재의 조직을 촬영한 사진들이다.
구분 재가열온도
(℃)		 마무리
전단온도
(℃)		 마무리
후단온도
(℃)		 결정립도 평균길이 조직사진
비교예 1,200 960 900 3.72 88.8μm 도 3
실시예1 1,100 886 855 7.34 27.8μm 도 4
실시예2 1,078 897 856 7.45 26.6μm 도 5
실시예3 1,087 908 838 7.02 31μm 도 6
실시예4 1,058 884 826 7.86 23.2μm 도 7
실시예5 1,070 901 861 7.02 31μm 도 8
표 1에서 결정립도 항목은 PSG ASTM No.에 해당하며, 평균길이 항목은 최종 구현된 강재의 펄라이트 결정립의 평균길이를 나타낸다.
비교예를 참조하면, 상기 합금 성분의 주조재를 1200℃의 온도에서 재가열한 후, 상기 재가열된 주조재를 마무리압연 전단온도가 960℃이고 마무리압연 후단온도가 900℃인 조건으로 압연하여 구현한 강재의 결정립 미세화 정도를 확인한 결과 결정립 미세화가 충분하지 않음을 확인할 수 있다. 즉, 상술한 본 발명의 기술적 사상에 따른 조성범위를 만족하는 주조재에 대해서도 1040 내지 1100℃의 범위를 벗어난 온도에서 재가열하고, 마무리압연 전단온도가 870 내지 910℃의 범위를 벗어나고, 마무리압연 후단온도가 810 내지 870℃의 범위를 벗어난 온도에서 압연한 결과, PSG ASTM No.는 3.72이며, 최종 구현된 강재의 펄라이트 결정립의 평균길이는 88.8㎛로 상대적으로 결정립이 조대함을 확인할 수 있다(도 3 참조).
실시예 1을 참조하면, 상기 합금 성분의 주조재를 1100℃의 온도에서 재가열한 후, 상기 재가열된 주조재를 마무리압연 전단온도가 886℃이고 마무리압연 후단온도가 855℃인 조건으로 압연하여 구현한 강재의 결정립 미세화 정도를 확인한 결과 결정립 미세화가 충분하게 나타남을 확인할 수 있다. 즉, 상술한 본 발명의 기술적 사상에 따른 조성범위를 만족하는 주조재에 대해서 1040 내지 1100℃의 범위를 만족하는 온도에서 재가열하고, 마무리압연 전단온도가 870 내지 910℃의 범위를 만족하고, 마무리압연 후단온도가 810 내지 870℃의 범위를 만족하는 온도에서 압연한 결과, PSG ASTM No.는 7.34이며, 최종 구현된 강재의 펄라이트 결정립의 평균길이는 27.8㎛로 상대적으로 결정립이 미세함을 확인할 수 있다(도 4 참조).
실시예2를 참조하면, 상기 합금 성분의 주조재를 1078℃의 온도에서 재가열한 후, 상기 재가열된 주조재를 마무리압연 전단온도가 897℃이고 마무리압연 후단온도가 856℃인 조건으로 압연하여 구현한 강재의 결정립 미세화 정도를 확인한 결과 결정립 미세화가 충분하게 나타남을 확인할 수 있다. 즉, 상술한 본 발명의 기술적 사상에 따른 조성범위를 만족하는 주조재에 대해서 1040 내지 1100℃의 범위를 만족하는 온도에서 재가열하고, 마무리압연 전단온도가 870 내지 910℃의 범위를 만족하고, 마무리압연 후단온도가 810 내지 870℃의 범위를 만족하는 온도에서 압연한 결과, PSG ASTM No.는 7.45이며, 최종 구현된 강재의 펄라이트 결정립의 평균길이는 26.6㎛로 상대적으로 결정립이 미세함을 확인할 수 있다(도 5 참조).
실시예3을 참조하면, 상기 합금 성분의 주조재를 1087℃의 온도에서 재가열한 후, 상기 재가열된 주조재를 마무리압연 전단온도가 908℃이고 마무리압연 후단온도가 838℃인 조건으로 압연하여 구현한 강재의 결정립 미세화 정도를 확인한 결과 결정립 미세화가 충분하게 나타남을 확인할 수 있다. 즉, 상술한 본 발명의 기술적 사상에 따른 조성범위를 만족하는 주조재에 대해서 1040 내지 1100℃의 범위를 만족하는 온도에서 재가열하고, 마무리압연 전단온도가 870 내지 910℃의 범위를 만족하고, 마무리압연 후단온도가 810 내지 870℃의 범위를 만족하는 온도에서 압연한 결과, PSG ASTM No.는 7.02이며, 최종 구현된 강재의 펄라이트 결정립의 평균길이는 31㎛로 상대적으로 결정립이 미세함을 확인할 수 있다(도 6 참조).
실시예4를 참조하면, 상기 합금 성분의 주조재를 1058℃의 온도에서 재가열한 후, 상기 재가열된 주조재를 마무리압연 전단온도가 884℃이고 마무리압연 후단온도가 826℃인 조건으로 압연하여 구현한 강재의 결정립 미세화 정도를 확인한 결과 결정립 미세화가 충분하게 나타남을 확인할 수 있다. 즉, 상술한 본 발명의 기술적 사상에 따른 조성범위를 만족하는 주조재에 대해서 1040 내지 1100℃의 범위를 만족하는 온도에서 재가열하고, 마무리압연 전단온도가 870 내지 910℃의 범위를 만족하고, 마무리압연 후단온도가 810 내지 870℃의 범위를 만족하는 온도에서 압연한 결과, PSG ASTM No.는 7.86이며, 최종 구현된 강재의 펄라이트 결정립의 평균길이는 23.2㎛로 상대적으로 결정립이 미세함을 확인할 수 있다(도 7 참조).
실시예5를 참조하면, 상기 합금 성분의 주조재를 1070℃의 온도에서 재가열한 후, 상기 재가열된 주조재를 마무리압연 전단온도가 901℃이고 마무리압연 후단온도가 861℃인 조건으로 압연하여 구현한 강재의 결정립 미세화 정도를 확인한 결과 결정립 미세화가 충분하게 나타남을 확인할 수 있다. 즉, 상술한 본 발명의 기술적 사상에 따른 조성범위를 만족하는 주조재에 대해서 1040 내지 1100℃의 범위를 만족하는 온도에서 재가열하고, 마무리압연 전단온도가 870 내지 910℃의 범위를 만족하고, 마무리압연 후단온도가 810 내지 870℃의 범위를 만족하는 온도에서 압연한 결과, PSG ASTM No.는 7.02이며, 최종 구현된 강재의 펄라이트 결정립의 평균길이는 31㎛로 상대적으로 결정립이 미세함을 확인할 수 있다(도 8 참조).
본 발명은 개시된 실시예 뿐만 아니라, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 개시된 실시예로부터 도출할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포함한다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 중량%로, 탄소(C) : 0.4 ~ 0.5 %, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 %, 망간(Mn) : 0.7 ~ 0.8 %, 인(P) : 0 초과 0.02 % 이하, 황(S) : 0 초과 0.02 % 이하, 구리(Cu) : 0 초과 0.25 % 이하, 니켈(Ni) : 0 초과 0.2 % 이하, 크롬(Cr) : 0 초과 0.2 % 이하, 몰리브덴(Mo) : 0 초과 0.1 % 이하, 알루미늄(Al) : 0.003 ~ 0.015 % 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어지며,
    최종조직은 펄라이트 조직을 포함하는,
    강재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄라이트의 결정립 평균 길이는 23 내지 35 ㎛인 것을 특징으로 하는,
    강재.
  3. (a) 중량%로, 탄소(C) : 0.4 ~ 0.5 %, 실리콘(Si) : 0.2 ~ 0.3 %, 망간(Mn) : 0.7 ~ 0.8 %, 인(P) : 0 초과 0.02 % 이하, 황(S) : 0 초과 0.02 % 이하, 구리(Cu) : 0 초과 0.25 % 이하, 니켈(Ni) : 0 초과 0.2 % 이하, 크롬(Cr) : 0 초과 0.2 % 이하, 몰리브덴(Mo) : 0 초과 0.1 % 이하, 알루미늄(Al) : 0.003 ~ 0.015 % 및 나머지 철(Fe)과 불가피한 불순물로 이루어진 주조재를 제공하는 단계;
    (b) 상기 주조재를 1040 내지 1100 ℃의 온도에서 재가열하는 단계;
    (c) 상기 재가열된 주조재를 마무리압연 전단온도가 870 내지 910 ℃이고 마무리압연 후단온도가 810 내지 870 ℃인 조건으로 압연하는 단계;
    를 포함하는, 강재의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서 상기 마무리압연 전단온도는 상기 강재의 상태도에서 오스테나이트만 존재하고 페라이트는 존재하지 않는 영역에 해당하는 온도이고, 상기 마무리압연 후단온도는 상기 강재의 상태도에서 오스테나이트과 페라이트가 존재하는 이상 영역에 해당하는 온도인 것을 특징으로 하는,
    강재의 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 입내 변형대(deformation band)를 생성시키는 단계를 포함하는,
    강재의 제조방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 상기 주조재는 블룸(bloom)을 포함하고, 상기 (c) 단계의 압연을 수행한 상기 강재는 봉강인 것을 특징으로 하는,
    강재의 제조방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 (c) 단계를 수행한 상기 강재의 최종조직은 펄라이트 조직을 포함하며, 상기 펄라이트의 결정립 평균 길이는 23 내지 35 ㎛인 것을 특징으로 하는,
    강재의 제조방법.



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