KR20190064898A - High strength steel wire having sulfide stress cracking resistance properties and method of manufacturing the same - Google Patents

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KR20190064898A KR1020170164213A KR20170164213A KR20190064898A KR 20190064898 A KR20190064898 A KR 20190064898A KR 1020170164213 A KR1020170164213 A KR 1020170164213A KR 20170164213 A KR20170164213 A KR 20170164213A KR 20190064898 A KR20190064898 A KR 20190064898A
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Abstract

The present invention relates to a high strength steel wire having excellent sulfide stress cracking (SSC) resistance properties and a method for manufacturing the same. In one embodiment of the present invention, provided are a high strength steel wire having excellent SSC resistance properties and a method for manufacturing the same, wherein the high strength steel wire comprises: 0.3-0.6 wt% of carbon (C); 0.5-1.0 wt% of manganese (Mn); 0.1-0.5 wt% of silicon (Si); 0.1-0.5 wt% of chromium (Cr); 0.01-0.15 wt% of vanadium (V); 0.2-.0.8 wt% of nickel (Ni); and the remainder consisting of iron (Fe) and inevitable impurities. Moreover, a microstructure includes pearlite, and a distance of pearlite layers is less than 100 μm. A ratio of an area of a cross section and an average thickness is 1 : 0.2-0.6.

Description

우수한 SSC 저항 특성을 갖는 고강도 강선 및 그 제조 방법{HIGH STRENGTH STEEL WIRE HAVING SULFIDE STRESS CRACKING RESISTANCE PROPERTIES AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a high strength steel wire having excellent SSC resistance characteristics and a manufacturing method thereof. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002]

본 발명은 우수한 SSC 저항 특성을 갖는 고강도 강선 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high strength steel wire having excellent SSC resistance characteristics and a manufacturing method thereof.

아머 케이블(armor cable)은 해상에서 원유를 수송하는 플렉서블 파이프(flexible pipe)에 걸리는 하중을 지탱해주는 보강재로서, 고강도와 더불어 부식환경에서의 저항성을 필요로 한다.The armor cable is a reinforcing material that supports the load applied to a flexible pipe that transports crude oil at sea, and it requires high strength and resistance in a corrosive environment.

아머 케이블에서 요구되는 물성을 얻기 위한 방법은 다음과 같다.The method for obtaining the required physical properties of the armor cable is as follows.

첫째, 강의 강도를 높이는 원소를 다량 첨가하여 소재 자체의 강도를 증가시키는 방법이다. 강의 강도 강화 원소의 대표적인 예로는 탄소를 들 수 있다. 상기 탄소의 함량이 증가할수록, 선재 내부에는 경질상인 세멘타이트의 분율이 증가하고, 펄라이트 조직의 라멜라 간격이 미세화됨에 따라 소재의 강도가 향상된다.First, it is a method of increasing the strength of the material itself by adding a large amount of elements that increase the strength of the steel. A representative example of the strengthening element of the steel is carbon. As the carbon content increases, the fraction of cementite, which is a hard phase, increases in the wire material, and the strength of the material increases as the lamellar spacing of the pearlite structure becomes finer.

하지만, 탄소는 강도 향상에는 효과적이나, 내부식 특성을 저해하므로 사용 환경에 따라서 적절한 함량을 선정하여야 하는 한계가 있다.However, carbon is effective for improving the strength, but it inhibits the corrosion resistance. Therefore, there is a limit to select an appropriate content according to the use environment.

둘째, 선재를 신선가공하여 가공 경화를 부여함으로써 강도를 대폭 향상시키는 방법이다. 신선가공재는 압연된 선재를 신선 및 열처리하여 최종 소선으로 가공한 것인데, 이와 같이 신선가공을 행하면 라멜라 간격이 미세화되고 가공 경화 계수가 증가하며, 전위가 집적되는 등의 이유로 가공 경화를 부여할 수 있다.Second, it is a method of drastically improving the strength by drawing the wire rod and imparting work hardening. The drawing material is obtained by drawing and drawing a rolled wire material into a final wire material. When such a wire drawing process is carried out, the workpiece hardening can be imparted due to the reduction of the lamella spacing, the increase of the work hardening coefficient, .

셋째, 소재의 신선 변형율을 증가시킴으로써 강도를 향상시킬 수 있다. 이때, 소재의 신선 변형율은 소재의 연성과 밀접한 관계가 있으므로, 신선가공시 소재 자체가 단선이 일어나지 않고 쉽게 가공될수록 강도 향상에 유리하다 할 수 있다.Third, the strength can be improved by increasing the fresh strain rate of the material. At this time, since the fresh strain of the material is closely related to the ductility of the material, it is advantageous to improve the strength as the material itself is easily processed without breaking during drawing.

하지만, 상술한 방법들은 합금조성, 제조조건, 조직 등이 상호 연관되어 강재의 강도를 변화시키는 것이므로, 각각 독립적으로 제어하여 강도를 향상시킴에는 한계가 있다. 게다가, 상술한 방법들은 고강도 강선의 내부식성 측면에서는 고려가 없어, 내식성을 향상시키는 데에는 한계가 있다.However, the above-described methods have limitations in improving the strength by independently controlling the alloying composition, the manufacturing conditions, the structure, and the like because they mutually change the strength of the steel material. In addition, the above methods are not considered in terms of corrosion resistance of the high strength steel wire, and there is a limit in improving the corrosion resistance.

한편, 고강도와 더불어 내부식성을 향상시키기 위한 기술로서, 특허문헌 1이 개시되어 있다. 특허문헌 1은 C, Si, Mn, Cr, P, S 등의 합금조성을 제어하고, 미세조직을 침상형 마르텐사이트로 제어함과 동시에 (Fe, Cr, Mn)23C6 탄화물의 분율을 제어함으로써 높은 강도 및 내부식성 향상을 도모하고자 한 기술이나, 합금조성이나 미세조직 제어 측면에서 SSC 저항 특성 향상을 확보하기는 곤란하다는 문제가 있다.On the other hand, Patent Document 1 is disclosed as a technique for improving corrosion resistance together with high strength. Patent Document 1, by controlling the fraction of the C, Si, Mn, Cr, P, an alloy such as S composition control, and controlling the microstructure in acicular martensite, and at the same time (Fe, Cr, Mn) 23 C 6 carbide There is a problem that it is difficult to secure the improvement of the SSC resistance characteristic in terms of the technique for improving the high strength and the corrosion resistance, or the alloy composition and the microstructure control.

한국 등록특허공보 제10-1767822호Korean Patent Registration No. 10-1767822

본 발명의 일 측면은, 고강도와 더불어 우수한 SSC 저항 특성을 갖는 강선 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a steel wire having excellent SSC resistance characteristics in addition to high strength and a manufacturing method thereof.

본 발명의 일 실시형태는 중량%로, 탄소(C): 0.3~0.6%, 망간(Mn): 0.5~1.0%, 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 크롬(Cr): 0.1~0.5%, 바나듐(V): 0.01~0.15%, 니켈(Ni): 0.2~0.8%, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직은 펄라이트를 포함하며, 상기 펄라이트 층상 간격은 100㎛ 이하이고, 단면의 넓이와 평균 두께의 비가 1:0.2~0.6인 우수한 SSC 저항 특성을 갖는 고강도 강선을 제공한다.An embodiment of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: 0.3 to 0.6% carbon, 0.5 to 1.0% manganese, 0.1 to 0.5% silicon, 0.1 to 0.5% chromium, 0.01 to 0.15% of vanadium (V), 0.2 to 0.8% of nickel (Ni), balance iron (Fe) and unavoidable impurities, the microstructure includes pearlite, , A high strength steel wire having excellent SSC resistance characteristics with a ratio of the width of the cross section and the average thickness of 1: 0.2 to 0.6.

본 발명의 다른 실시형태는 중량%로, 탄소(C): 0.3~0.6%, 망간(Mn): 0.5~1.0%, 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 크롬(Cr): 0.1~0.5%, 바나듐(V): 0.01~0.15%, 니켈(Ni): 0.2~0.8%, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 선재를 제조하는 단계; 상기 선재를 냉간신선하여 강선을 얻는 단계; 상기 강선을 냉간압연하는 단계; 및 상기 냉간압연된 강선을 300~400℃에서 열처리하는 단계를 포함하는 우수한 SSC 저항 특성을 갖는 고강도 강선의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: 0.3 to 0.6% carbon; 0.5 to 1.0% manganese; 0.1 to 0.5% silicon; 0.1 to 0.5% chromium; 0.01 to 0.15% of vanadium (V), 0.2 to 0.8% of nickel (Ni), the balance iron (Fe) and unavoidable impurities; Obtaining a steel wire by cold drawing the wire rod; Cold rolling the steel wire; And heat treating the cold-rolled steel wire at 300 to 400 ° C. The present invention also provides a method of manufacturing a high-strength steel wire having excellent SSC resistance characteristics.

본 발명의 일 측면에 따르면, 우수한 강도와 SSC 저항 특성을 갖는 강선 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there can be provided a steel wire having excellent strength and SSC resistance characteristics and a manufacturing method thereof.

본 발명자들은 고강도뿐만 아니라 고내식성이 요구되는 환경에 적합하게 사용할 수 있는 강선을 제공하기 위하여 깊이 연구하였다. 그 결과, 강의 합금조성 및 제조조건을 최적화함으로써 고강도 및 고내식성을 동시에 우수하게 확보하는데에 유리한 미세조직을 갖는 강선을 제공할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present inventors have studied depth to provide a steel wire that can be suitably used in environments requiring high strength as well as high corrosion resistance. As a result, it has been found that a steel wire having a microstructure advantageous for securing both high strength and high corrosion resistance at the same time can be provided by optimizing the alloy composition and manufacturing conditions of the steel, and thus the present invention has been accomplished.

이하, 본 발명을 설명한다. 먼저, 본 발명의 합금조성에 대하여 설명한다. 하기 언급되는 합금성분의 함량은 중량%를 의미한다.Hereinafter, the present invention will be described. First, the alloy composition of the present invention will be described. The content of the alloy component mentioned below means% by weight.

탄소(C): 0.3~0.6%Carbon (C): 0.3 to 0.6%

탄소(C)는 강선의 강도를 향상시키는데에 유리한 원소로서, 상기 C의 함량이 0.3% 미만이면 오히려 강도가 저하되는 문제가 있다. 반면, 상기 C의 함량이 0.6%를 초과하게 되면 강도는 향상되는 반면, 연성이 감소하는 문제가 있다. 특히, 강선의 내부식 특성은 상기 C의 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 보인다. 따라서, 상기 C의 함량은 강선의 강도 및 내부식성의 확보 측면에서 0.3~0.6%로 제어하는 것이 바람직하다.The carbon (C) is an element favorable for improving the strength of the steel wire. If the content of C is less than 0.3%, the strength is lowered. On the other hand, when the content of C exceeds 0.6%, the strength is improved while the ductility is decreased. In particular, the corrosion resistance of the steel wire tends to decrease as the content of C increases. Therefore, the content of C is preferably controlled to 0.3 to 0.6% in terms of securing strength and corrosion resistance of the steel wire.

망간(Mn): 0.5~1.0%Manganese (Mn): 0.5 to 1.0%

망간(Mn)은 강선의 소입성 향상과 더불어 의도하는 미세조직을 확보하는데 유리한 원소이다. 상기 Mn의 함량이 0.5% 미만이면 소입성 확보가 어려워 목표로 하는 미세조직과 강도를 얻을 수 없게 되는 문제가 있다. 반면, 상기 Mn의 함량이 1.0%를 초과하게 되면 중심편석이 조장되어 연성이 크게 저하되는 문제가 있다. 따라서, 상기 Mn의 함량은 0.5~1.0%로 제어하는 것이 바람직하다.Manganese (Mn) is an element favorable for securing the intended microstructure as well as improving the entrapment of the steel wire. If the content of Mn is less than 0.5%, there is a problem that it is difficult to secure the entrapment property and the desired microstructure and strength can not be obtained. On the other hand, when the content of Mn exceeds 1.0%, center segregation is promoted and the ductility is greatly reduced. Therefore, the content of Mn is preferably controlled to 0.5 to 1.0%.

실리콘(Si): 0.1~0.5%Silicon (Si): 0.1 to 0.5%

실리콘(Si)은 탈산 효과에 유리한 원소로서, 충분한 탈산 효과를 얻기 위해서는 0.1% 이상으로 첨가하는 것이 바람직하다. 만일, 상기 Si의 함량이 0.1% 미만이면 탈산 효과가 미비해져 개재물이 증가할 우려가 있으며, 이로부터 연성 및 내부식 특성이 열위할 가능성이 높다. 반면, 상기 Si의 함량이 0.5%를 초과하게 되면 신선가공성 및 판압연성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 상기 Si의 함량은 0.1~0.5%의 범위로 제어하는 것이 바람직하다.Silicon (Si) is an element favorable for the deoxidation effect and is preferably added at 0.1% or more in order to obtain a sufficient deoxidation effect. If the content of Si is less than 0.1%, the effect of deoxidation is insufficient and there is a possibility that the inclusions increase, and the ductility and the corrosion resistance are likely to be weakened therefrom. On the other hand, when the content of Si exceeds 0.5%, there is a problem that drawability and plate rolling property are deteriorated. Therefore, it is preferable to control the content of Si in the range of 0.1 to 0.5%.

크롬(Cr): 0.1~0.5%Chromium (Cr): 0.1 to 0.5%

크롬(Cr)은 내부식 특성 향상에 유용한 원소이다. 이를 위해서는 0.1% 이상으로 Cr을 첨가하는 것이 바람직하나, 그 함량이 0.5%를 초과하게 되면 소입성을 크게 증가시켜 강선 제조공정 중 열처리 시간을 증가시켜 생산성을 저해하는 문제가 있다. 따라서, 상기 Cr의 함량은 0.1~0.5%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.Chromium (Cr) is a useful element for improving the corrosion resistance. For this purpose, it is preferable to add Cr at 0.1% or more. However, if the content exceeds 0.5%, the incombustibility is greatly increased, thereby increasing the heat treatment time during the steel wire manufacturing process, thereby deteriorating the productivity. Therefore, it is preferable that the content of Cr is in the range of 0.1 to 0.5%.

바나듐(V): 0.01~0.15%Vanadium (V): 0.01 to 0.15%

V은 V-탄화물(Vanadium carbide) 석출을 통해 강도를 증가시키는 원소이나, 0.01% 미만인 경우에는 석출 강화 효과가 거의 없고, 0.15%를 초과하는 경우에는 석출물의 군집화로 연성을 급격히 감소시켜 신선가공성을 악화시킬 수 있다. 따라서, 상기 V의 함량은 0.01~0.15%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.V is an element that increases the strength through precipitation of V-carbide. However, when the content is less than 0.01%, there is almost no precipitation strengthening effect, and when it exceeds 0.15% It can aggravate. Therefore, it is preferable that the content of V is in the range of 0.01 to 0.15%.

니켈(Ni): 0.2~0.8%Nickel (Ni): 0.2 to 0.8%

Ni은 펄라이트 층상계면을 불안정하게 만들어 세멘타이트의 분해를 촉진시키는 역할을 하고 더불어, 펄라이트내의 세멘타이트의 작동 가능한 슬립시스템수를 증가시켜 소성변형능을 증가시키는 역할도 한다. 상기 효과를 충분히 얻기 위해서는 상기 Ni을 0.2% 이상 첨가하는 것이 바람직하나, 0.8%를 초과하는 경우에는 제조 원가가 상당히 상승하게 되므로, 상기 Ni의 함량은 0.2~0.8%의 범위를 갖는 것이 바람직하다.Ni plays a role of accelerating decomposition of cementite by making the pearlite layer interface unstable and also increasing the number of operable slip systems of cementite in pearlite to increase plastic deformation. In order to sufficiently obtain the above effect, it is preferable to add 0.2% or more of Ni, but if it exceeds 0.8%, the manufacturing cost increases considerably, and therefore the content of Ni is preferably in the range of 0.2 to 0.8%.

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.The remainder of the present invention is iron (Fe). However, in the ordinary manufacturing process, impurities which are not intended from the raw material or the surrounding environment may be inevitably incorporated, so that it can not be excluded. These impurities are not specifically mentioned in this specification, as they are known to any person skilled in the art of manufacturing.

본 발명 강선의 미세조직은 펄라이트를 포함하며, 이 때, 상기 펄라이트 층상 간격이 100㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기와 같이 펄라이트 층상 간격을 제어함으로써 강선의 강도와 단면감소율을 동시에 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 한편, 상기 펄라이트 층상 간격이 100㎛를 초과하는 경우에는 선재의 초기 강도와 가공경화율이 감소하여 강선의 강도가 감소하고 연성이 감소하여 신선가공한계가 작아져 최종 강선의 강도가 감소하는 문제가 발생할 수 있다.The microstructure of the steel wire according to the present invention includes pearlite, wherein the interval on the pearlite layer is preferably 100 탆 or less. As described above, by controlling the interval on the pearlite layer, the strength of the steel wire and the sectional reduction ratio can be improved at the same time. On the other hand, when the pearlite layer-shaped spacing is more than 100 탆, the initial strength and work hardening rate of the wire rod are decreased to decrease the strength of the steel wire and decrease the ductility, Lt; / RTI >

또한, 상기 펄라이트는 컬로니 크기가 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기와 같이 펄라이트의 컬로니 크기를 제어함으로써 신선가공시 컬로니가 압연방향으로 회전하여 늘어설 때 크랙의 생성을 억제하는 같은 효과를 얻을 수 있다. 한편, 상기 펄라이트의 컬로니 크기가 10㎛를 초과하는 경우에는 신선시 크랙 생성을 조장하여 디라미네이션이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.It is also preferable that the pearlite has a colloidal size of 10 탆 or less. By controlling the colloidal size of pearlite as described above, it is possible to obtain the same effect of suppressing the generation of cracks when the colloid is rotated and elongated in the rolling direction during the drawing process. On the other hand, when the pearlite has a colloidal size of more than 10 mu m, cracking may be promoted at the time of drawing to cause delamination.

본 발명이 제공하는 강선은 SSC(SULFIDE STRESS CRACKING) 저항 특성이 720시간 이상으로서 우수한 내식성을 가지고, 항복강도가 1100MPa 이상, 인장강도가 1300MPa 이상으로 매우 우수한 강도를 가진다. 한편, 상기 SSC 저항 특성이란 H2S 분위기에서 상기 H2S에 의해 균열 및 파괴가 일어나는 것에 대한 저항성을 의미한다.The steel wire provided by the present invention has a SSC (SULFIDE STRESS CRACKING) resistance characteristic of 720 hours or more, excellent corrosion resistance, a yield strength of 1100 MPa or more, and a tensile strength of 1300 MPa or more. On the other hand, the SSC resistance characteristic means resistance to cracking and destruction caused by H 2 S in an H 2 S atmosphere.

한편, 본 발명의 강선은 냉간압연에 의해 제조되므로, 통상의 강선이 갖는 원형의 형태가 아닌, 직사각형에 가까운 즉, 단면의 넓이와 평균 두께의 비가 1:0.2~0.6인 형태를 갖는다.On the other hand, since the steel wire of the present invention is produced by cold rolling, it has a shape which is close to a rectangle, that is, a ratio of the width of the cross section to the average thickness is 1: 0.2 to 0.6, instead of the circular shape of the ordinary steel wire.

이하, 본 발명의 강선 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a steel wire according to the present invention will be described.

먼저, 전술한 합금조성을 갖는 선재를 제조한다. First, a wire material having the above-described alloy composition is manufactured.

이 때, 상기 선재의 제조방법은 빌렛을 준비하는 단계; 상기 빌렛을 1000~1100℃에서 가열하는 단계; 상기 가열된 빌렛을 950~1100℃에서 마무리 선재압연하여 선재를 얻는 단계 및 상기 선재를 1~3℃/s의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함할 수 있다.At this time, the method of manufacturing the wire rod includes: preparing a billet; Heating the billet at 1000 to 1100 占 폚; Subjecting the heated billet to finish wire rolling at 950 to 1100 ° C to obtain a wire rod, and cooling the wire rod at a cooling rate of 1 to 3 ° C / s.

상기와 같이 빌렛을 준비한 후에는 상기 빌렛을 균질화하는 가열 공정을 거치는 것이 바람직하다. 상기 가열 공정을 통해서 빌렛의 미세조직이 오스테나이트 단상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 상기 빌렛을 1000~1100℃에서 가열하는 것이 바람직하다. 만일, 상기 가열 온도가 1000℃ 미만이면 후속하는 선재압연시 온도 영역의 확보가 어려워지며, 반면 그 온도가 1100℃를 초과하게 되면 오스테나이트 결정립이 조대하게 형성되어 목표 수준의 강도를 확보하기 어려워진다.After preparing the billets as described above, it is preferable that the billets are subjected to a heating process for homogenizing the billets. It is preferable that the microstructure of the billet is made into an austenite single phase through the heating process. For this purpose, the billet is preferably heated at 1000 to 1100 캜. If the heating temperature is less than 1000 占 폚, it becomes difficult to secure a temperature region during subsequent wire rolling. If the temperature exceeds 1100 占 폚, austenite grains are formed coarsely and it becomes difficult to secure a desired level of strength .

이어서, 상기 가열된 빌렛을 950~1100℃에서 마무리 선재압연하여 선재를 얻는다. 상기 마무리 열간압연시 온도가 950℃ 미만이면 압연부하의 증가로 롤 수명이 감소하는 문제가 있다. 반면, 그 온도가 1100℃를 초과하게 되면 결정립 크기가 조대해져 연성이 감소될 우려가 있으며, 탈탄이 과다하게 발생하여 신선가공성을 악화시킬 우려가 있다.Then, the heated billet is subjected to finish wire rolling at 950 to 1100 DEG C to obtain a wire rod. If the temperature during the final hot rolling is less than 950 ° C, there is a problem that the roll lifetime is reduced due to an increase in the rolling load. On the other hand, when the temperature exceeds 1100 ° C, the grain size becomes large and ductility may be reduced, and decarburization may occur excessively, which may deteriorate the drawability.

이후, 상기 선재를 5~15℃/s의 냉각속도로 냉각한다. 상기 냉각을 통해 펄라이트 조직을 갖는 선재를 제조하는 것이 바람직하다. 상기 냉각속도가 5℃/s 미만이면 초석 시멘타이트가 형성될 우려가 있으며, 반면 15℃/s를 초과하게 되면 마르텐사이트 조직이 형성될 우려가 있다.Thereafter, the wire rod is cooled at a cooling rate of 5 to 15 DEG C / s. It is preferable to produce a wire having pearlite structure through the cooling. If the cooling rate is less than 5 DEG C / s, corner stone cementite may be formed, whereas if it exceeds 15 DEG C / s, martensite structure may be formed.

이와 같이 얻어진 선재를 냉간신선하여 강선을 얻는다. 상기 냉간신선시 총 감면율은 40~80%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 총 감면율이 40% 미만이면 신선가공량이 불충분하여 충분한 강도를 확보할 수 없으며, 반면 80%를 초과하게 되면 크랙(crack)이 발생할 우려가 있다.The thus obtained wire rod is subjected to cold drawing to obtain a steel wire. The total reduction ratio during cold drawing is preferably in the range of 40 to 80%. If the total reduction ratio is less than 40%, the amount of drawing processing is insufficient and sufficient strength can not be secured. On the other hand, when the total reduction ratio exceeds 80%, cracks may occur.

이후, 상기 강선을 냉간압연한다. 상기 냉간압연은 판상의 형상을 갖는 강선을 얻기 위한 것으로서, 상기 냉간압연시 압하율은 50~80%의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 상기 압하율이 50% 미만이면 가공량이 부족하여 충분한 강도를 확보할 수 없으며, 반면 80%를 초과하게 되면 크랙이 발생할 우려가 있다.Thereafter, the steel wire is cold-rolled. The cold rolling is to obtain a steel wire having a plate-like shape, and it is preferable that the reduction rate in the cold rolling is in the range of 50 to 80%. If the reduction rate is less than 50%, the processing amount is insufficient and sufficient strength can not be secured. On the other hand, when the reduction ratio exceeds 80%, cracks may occur.

이어서, 상기 냉간압연된 강선을 300~400℃에서 열처리한다. 상기 열처리는 신선가공 및 냉간압연에서 발생한 전위를 소멸시켜 연성을 회복하는 단계로 SSC 저항 특성 향상을 위해 필요하다. 상기 열처리 온도가 300℃ 미만인 경우에는 시효가 발생하여 연성을 급격히 감소시킬 수 있고, 400℃를 초과하는 경우에는 강도가 급격히 감소하여 고강도를 확보하기 어려울 수 있다.Then, the cold-rolled steel wire is heat-treated at 300 to 400 ° C. The heat treatment is a step of recovering ductility by eliminating dislocations generated in drawing and cold rolling, and is necessary for improving SSC resistance characteristics. If the heat treatment temperature is lower than 300 ° C, aging may occur and the ductility may be drastically reduced. If the heat treatment temperature is higher than 400 ° C, the strength may be drastically decreased and it may be difficult to ensure high strength.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 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.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. It should be noted, however, that the following examples are intended to illustrate the invention in more detail and not to limit the scope of the invention. The scope of the present invention is determined by the matters set forth in the claims and the matters reasonably inferred therefrom.

(실시예)(Example)

하기 표 1의 합금조성을 갖는 빌렛을 제조한 후, 상기 빌렛을 1050℃에서 가열한 다음, 1000℃에서 열간압연하여 선재를 제조하였다. 이후, 상기 선재를 10℃/s의 냉각속도로 500℃까지 냉각한 후 상온까지 공냉하였다. 상기 선재를 냉간신선하여 강선을 얻고, 이 강선을 냉간압연한 뒤, 하기 표 2의 조건으로 열처리하여 강선을 제조하였다. 상기 제조된 강선에 대해 상온 인장시험을 통해 인장특성을 평가하고 미세조직 분석으로 펄라이트 층상간격과 컬로니 크기를 측정하였으며, SSC 저항 특성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 상기 SSC 저항 특성 평가는 H2S 분위기에서 항복강도의 85%의 응력을 시편에 가하여 파괴되는 시간을 측정하는 것으로 이루어졌다.A billet having the alloy composition shown in Table 1 below was prepared. The billet was heated at 1050 占 폚 and then hot rolled at 1000 占 폚 to produce a wire rod. Thereafter, the wire rod was cooled to 500 deg. C at a cooling rate of 10 deg. C / s and then air-cooled to room temperature. The wire was subjected to cold drawing to obtain a steel wire, the steel wire was cold-rolled, and then heat-treated under the conditions shown in Table 2 to prepare a steel wire. The tensile properties of the prepared steel wire were evaluated by a tensile test at room temperature, and the pearlite layer spacing and the colloidal size were measured by microstructural analysis. The SSC resistance characteristics were measured and the results are shown in Table 2 below. The SSC resistance characteristic evaluation was performed by applying a stress of 85% of the yield strength to the specimen in an H 2 S atmosphere to measure the time of destruction.

구분division 합금조성(중량%)Alloy composition (% by weight) CC SiSi MnMn CrCr VV NiNi 발명강1Inventive Steel 1 0.450.45 0.20.2 0.70.7 0.30.3 0.050.05 0.30.3 발명강2Invention river 2 0.450.45 0.20.2 0.70.7 0.30.3 0.10.1 0.30.3 비교강1Comparative River 1 0.450.45 0.20.2 0.70.7 0.60.6 0.250.25 0.90.9 비교강2Comparative River 2 0.450.45 0.20.2 0.70.7 -- 0.30.3 0.10.1 비교강3Comparative Steel 3 0.450.45 0.20.2 0.70.7 -- -- -- 발명강3Invention steel 3 0.450.45 0.30.3 0.80.8 0.40.4 0.130.13 0.30.3 발명강4Inventive Steel 4 0.500.50 0.40.4 0.60.6 0.50.5 0.120.12 0.60.6

구분division 강종Steel grade 열처리
온도
(℃)
Heat treatment
Temperature
(° C)
펄라이트
층상간격
(㎛)
Pearlite
Laminar spacing
(탆)
컬로니
크기
(㎛)
Culloni
size
(탆)
항복강도
(MPa)
Yield strength
(MPa)
인장강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
연신율
(%)
Elongation
(%)
SSC 저항특성
(시간)
SSC Resistance Characteristics
(time)
발명예1Inventory 1 발명강1Inventive Steel 1 330330 9898 88 11611161 13211321 9.89.8 720720 발명예2Inventory 2 발명강2Invention river 2 330330 7676 77 12231223 13731373 9.19.1 720720 비교예1Comparative Example 1 비교강1Comparative River 1 330330 103103 1111 11311131 12211221 4.94.9 367367 비교예2Comparative Example 2 비교강2Comparative River 2 330330 107107 1212 10961096 11521152 4.34.3 3636 비교예3Comparative Example 3 비교강3Comparative Steel 3 330330 132132 1919 10171017 11421142 7.87.8 1414 비교예4Comparative Example 4 발명강3Invention steel 3 260260 104104 1212 10921092 12341234 4.14.1 2222 비교예5Comparative Example 5 발명강4Inventive Steel 4 480480 141141 1414 10451045 11891189 8.78.7 456456

상기 표 1 및 2를 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 합금조성과 제조조건을 만족하는 발명예 1 및 2의 경우에는 펄라이트 층상 간격이 100㎛ 이하이면서 컬로니 크기가 10㎛ 이하인 조건을 만족하여 우수한 항복강도, 인장강도, 연신율 및 SSC 저항 특성을 확보하고 있음을 알 수 있다.As can be seen from Tables 1 and 2, Examples 1 and 2, which satisfy the alloy composition and manufacturing conditions of the present invention, satisfy the condition that the spacing on the pearlite layer is 100 μm or less and the colloidal size is 10 μm or less, The yield strength, the tensile strength, the elongation and the SSC resistance characteristics are secured.

그러나, 본 발명의 합금조성을 만족하지 않는 비교예 1 내지 3의 경우에는 강도, 연신율 및 SSC 저항 특성이 발명예 1 및 2에 비해 낮은 수준임을 알 수 있다.However, in the case of Comparative Examples 1 to 3, which do not satisfy the alloy composition of the present invention, the strength, elongation and SSC resistance characteristics are lower than those of Examples 1 and 2.

비교예 4 및 5는 본 발명의 합금조성을 만족하나, 본 발명의 제조조건을 만족하지 않는 경우이다. 비교예 4는 본 발명 열처리 온도 범위보다 낮은 경우로서, 시효경화가 일어나 연성이 감소하였으며, 비교예 5는 본 발명 열처리 온도보다 높은 경우로서 펄라이트 조직의 분해가 일어나 강도가 감소하게 되었음을 알 수 있다.Comparative Examples 4 and 5 satisfy the alloy composition of the present invention, but do not satisfy the manufacturing conditions of the present invention. Comparative Example 4 was lower than the heat treatment temperature range of the present invention, and the age hardening occurred and ductility decreased. In Comparative Example 5, the pearlite structure was decomposed and the strength was lowered as compared with the heat treatment temperature of the present invention.

Claims (8)

중량%로, 탄소(C): 0.3~0.6%, 망간(Mn): 0.5~1.0%, 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 크롬(Cr): 0.1~0.5%, 바나듐(V): 0.01~0.15%, 니켈(Ni): 0.2~0.8%, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하고,
미세조직은 펄라이트를 포함하며,
상기 펄라이트 층상 간격은 100㎛ 이하이고,
단면의 넓이와 평균 두께의 비가 1:0.2~0.6인 우수한 SSC 저항 특성을 갖는 고강도 강선.
(Si), 0.1 to 0.5% of chromium (Cr), 0.1 to 0.5% of vanadium (V), 0.01 to 0.5% of vanadium (V) To about 0.15%, nickel (Ni): about 0.2 to about 0.8%, the balance iron (Fe) and unavoidable impurities,
The microstructure includes pearlite,
The interval on the pearlite layer is 100 mu m or less,
High Strength Steel Wire with Excellent SSC Resistance Characteristic with Cross Section Width and Average Thickness Ratio of 1: 0.2 ~ 0.6.
청구항 1에 있어서,
상기 펄라이트의 컬로니 크기가 10㎛ 이하인 우수한 SSC 저항 특성을 갖는 고강도 강선.
The method according to claim 1,
Wherein the pearlite has a colloidal size of 10 占 퐉 or less and has excellent SSC resistance characteristics.
청구항 1에 있어서,
상기 강선은 SSC 저항 특성이 720시간 이상인 우수한 SSC 저항 특성을 갖는 고강도 강선.
(단, 상기 SSC 저항 특성은 H2S 분위기에서 항복강도의 85%의 응력을 시편에 가하여 파괴되는 시간을 의미함.)
The method according to claim 1,
The steel wire has excellent SSC resistance characteristics with an SSC resistance characteristic of 720 hours or more.
(Note that the SSC resistance characteristic means a time at which a stress of 85% of a yield strength is applied to a specimen in an H 2 S atmosphere and is destroyed.)
청구항 1에 있어서,
상기 강선은 1100MPa 이상의 항복강도와 1300MPa 이상의 인장강도를 갖는 우수한 SSC 저항 특성을 갖는 고강도 강선.
The method according to claim 1,
The steel wire has superior SSC resistance characteristics with a yield strength of 1100 MPa or more and a tensile strength of 1300 MPa or more.
중량%로, 탄소(C): 0.3~0.6%, 망간(Mn): 0.5~1.0%, 실리콘(Si): 0.1~0.5%, 크롬(Cr): 0.1~0.5%, 바나듐(V): 0.01~0.15%, 니켈(Ni): 0.2~0.8%, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 선재를 제조하는 단계;
상기 선재를 냉간신선하여 강선을 얻는 단계;
상기 강선을 냉간압연하는 단계; 및
상기 냉간압연된 강선을 300~400℃에서 열처리하는 단계를 포함하는 우수한 SSC 저항 특성을 갖는 고강도 강선의 제조방법.
(Si), 0.1 to 0.5% of chromium (Cr), 0.1 to 0.5% of vanadium (V), 0.01 to 0.5% of vanadium (V) To about 0.15%, nickel (Ni): about 0.2 to about 0.8%, the balance iron (Fe) and unavoidable impurities;
Obtaining a steel wire by cold drawing the wire rod;
Cold rolling the steel wire; And
And heat treating the cold-rolled steel wire at 300 to 400 ° C.
청구항 5에 있어서,
상기 선재를 제조하는 단계는,
빌렛을 준비하는 단계;
상기 빌렛을 1000~1100℃에서 가열하는 단계;
상기 가열된 빌렛을 950~1100℃에서 마무리 선재압연하여 선재를 얻는 단계 및
상기 선재를 5~15℃/s의 냉각속도로 냉각하는 단계를 포함하는 우수한 SSC 저항 특성을 갖는 고강도 강선의 제조방법.
The method of claim 5,
Wherein the step of fabricating the wire rod comprises:
Preparing a billet;
Heating the billet at 1000 to 1100 占 폚;
Finishing the heated billet at 950 to 1100 ° C to obtain a wire rod; and
And cooling the wire rod at a cooling rate of 5 to 15 占 폚 / s to obtain a high strength steel wire having excellent SSC resistance characteristics.
청구항 5에 있어서,
상기 냉간신선은 총 감면율 40~80%로 행하여지는 우수한 SSC 저항 특성을 갖는 고강도 강선의 제조방법.
The method of claim 5,
Wherein the cold drawing is performed at a total reduction ratio of 40 to 80%.
청구항 5에 있어서,
상기 냉간압연은 총 압하율 50~80%로 행하여지는 우수한 SSC 저항 특성을 갖는 고강도 강선의 제조방법.
The method of claim 5,
The cold-rolled steel sheet has excellent SSC resistance characteristics with a total reduction of 50 to 80%.
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