KR20190095699A - 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법 - Google Patents

강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법에 관한 것이고, 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법은 탄소(C) 0.10 내지 0.40중량%, 망간(Mn) 0.90 내지 1.50중량%, 규소(Si) 0.50 내지 2.50중량%, 알루미늄(Al) 0중량% 초과 0.060중량% 이하를 포함하고, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 소재를 준비하는 단계; 상기 소재를 AC1 내지 (AC1 + AC3)/2 온도에서 1차 열처리 하는 단계; 상기 1차 열처리한 소재를 AC1 내지 AC3 온도에서 성형하는 단계; 및 상기 성형한 소재를 2차 열처리하는 단계;를 포함한다.

Description

강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR ALLOY STEEL HAVING EXCELLENT STRENGTH AND ELONGATION}
본 발명은 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합금강의 열처리 및 제어냉각을 통해 합금강의 소재 특성을 제어할 수 있는 합금강의 제조방법에 관한 것이다.
철강 단조품을 이용하는 부품들의 제조 공정에 있어서 공정개선 및 자동화를 통한 제조원가 감축을 위해 추진되는 노력들 가운데 에너지 절감 효과 및 공정효율향상(자동화 라인 등)에 필수적인 요소는 단조 후의 열처리(Q/T)공정의 제거에 있다.
전/후 열처리 및 수반되는 공정수가 너무 많고 비용이 과다하였고, 열처리 변형에 따른 치수변화로 교정공정 등이 추가되어야 하므로 에너지 절감이나 자동화면에서 문제점이 있다.
따라서, 단조 후 열처리를 생략할 수 있는 비조질강 및 단조공정 개발에 대한 많은 연구들이 수행되어 국내에서도 열간단조품의 경우는 크랭크샤프트, 휠 허브 등 인성이 요구되지 않는 부품을 중심으로 많이 적용되고 있으며, 자동차용 커넥팅로드를 비롯하여 너클 등에 적용되는 열간단조용 비조질강의 제품이 개발되어 적용되고 있다.
또한, 냉간 단조용 비조질강의 경우도 개발이 이루어져 적용을 시도한 바 있으나 일부 볼트류에 적용한 소재(LH85 등)에 그치고 있으며, 단조 후 열처리 공정을 제거할 수 있는 장점에도 불구하고 높은 항복비로 인해 인장강도 80kgf/mm2 급 이상에서는 너무 높은 단조하중으로 인해 금형수명이 저하되는 공통된 단점으로 인해 그 적용의 확대가 이루어지지 못하고 있다.
더욱이, 페라이트+펄라이트의 2상 조직 기반의 냉간 비조질강의 경우는 연속 생산된 선재의 경우 선단부와 선미부의 재질이 20% 이상 큰 차이를 나타냄으로써 균일한 품질을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
한국 등록 특허 공보 제 0338704 호 일본 공개 특허 공보 제2006-118014호
본 발명은 공정이 간소하고, 열처리 및 제어 냉각의 조절을 통해 소정의 강도 및 연신율을 확보하며, 미세조직 균일화 및 미세화 할 수 있는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법은 탄소(C) 0.10 내지 0.40중량%, 망간(Mn) 0.90 내지 1.50중량%, 규소(Si) 0.50 내지 2.50중량%, 알루미늄(Al) 0중량% 초과 0.060중량% 이하를 포함하고, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 소재를 준비하는 단계; 상기 소재를 AC1 내지 (AC1 + AC3)/2 온도에서 1차 열처리 하는 단계; 상기 1차 열처리한 소재를 AC1 내지 AC3 온도에서 성형하는 단계; 및 상기 성형한 소재를 2차 열처리하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 성형한 소재를 제어냉각 및 2차 열처리하는 단계는 1℃/s 내지 200℃/s의 냉각속도로 제어 냉각하는 단계; 및 320℃ 내지 MS의 온도에서 에서 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 합금강의 최대 인장 강도는 700 내지 1300MPa일 수 있다.
또한, 상기 합금강의 항복 강도는 300 내지 1000MPa일 수 있다.
또한, 상기 합금강의 연신율은 10 내지 35%일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법 탄소(C) 0.10 내지 0.40중량%, 망간(Mn) 0.90 내지 1.50중량%, 규소(Si) 0.50 내지 2.50중량%, 알루미늄(Al) 0중량% 초과 0.060중량% 이하를 포함하고, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 소재를 준비하는 단계; 상기 소재를 AC1 내지 (AC1 + AC3)/2 온도에서 1차 열처리 하는 단계; 및 1차 열처리를 수행한 소재를 2차 열처리하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 성형한 소재를 제어냉각 및 2차 열처리하는 단계는 1℃/s 내지 200℃/s의 냉각속도로 제어 냉각하는 단계; 및 320℃ 내지 MS의 온도에서 에서 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 합금강의 최대 인장 강도는 700 내지 1300MPa일 수 있다.
또한, 상기 합금강의 항복 강도는 300 내지 1000MPa일 수 있다.
또한, 상기 합금강의 연신율은 10 내지 35%일 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법은 간소화된 공정으로 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강을 제조할 수 있으며, 제조비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법은 제품에 요구되는 주요 특성인 우수한 강도 및 연신율을 동시에 만족할 수 있는 합금강을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강 제조방법의 각 공정에 대한 온도 그래프이다.
도 3은 종래의 합금강 제조방법 및 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강 제조방법의 각 공정에 대한 온도 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강 제조방법의 순서도이다.
도 5는 실시 예 1 내지 실시 예 5의 각 공정에 대한 온도 그래프이다.
도 6은 실시 예 1 내지 실시 예 5에 의해 준비된 합금강의 연신율-응력 그래프를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법
도 1은 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강 제조방법의 각 공정에 대한 온도 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법은 탄소(C) 0.10 내지 0.40중량%, 망간(Mn) 0.90 내지 1.50중량%, 규소(Si) 0.50 내지 2.50중량%, 알루미늄(Al) 0중량% 초과 0.060중량% 이하를 포함하고, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 소재를 준비하는 단계; 상기 소재를 AC1 내지 (AC1 + AC3)/2 온도에서 1차 열처리 하는 단계; 상기 1차 열처리한 소재를 AC1 내지 AC3 온도에서 성형하는 단계; 및 상기 성형한 소재를 2차 열처리하는 단계;를 포함한다.
먼저, 탄소(C) 0.10 내지 0.40중량%, 망간(Mn) 0.90 내지 1.50중량%, 규소(Si) 0.50 내지 2.50중량%, 알루미늄(Al) 0중량% 초과 0.060중량% 이하를 포함하고, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 합금 소재를 준비하는 단계를 설명한다. 여기서, 상기와 같은 조성을 가지는 합금 소재를 사용함으로써 조성이 간단하고, 강도조절을 위한 화학성분 조절이 용이하다는 이점을 가질 수 있다.
상기 탄소(C) 0.10 내지 0.40중량%, 망간(Mn) 0.90 내지 1.50중량%, 규소(Si) 0.50 내지 2.50중량%, 알루미늄(Al) 0중량% 초과 0.060중량% 이하를 포함하고, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 합금 소재를 준비하는 단계에서, 상기한 조성을 가지는 합금 소재는 용탕에 용융되어 균일한 조성을 갖도록 혼합될 수 있고, 용융된 소재의 냉각을 통해 강괴(steel ingot), 강선재(steel wire), 강판재(steel sheet) 및 강봉재(steel rod) 등으로 준비될 수 있다.
이하 상기 합금 소재의 성분계 및 성분범위에 대하여 설명한다.
탄소(C): 0.10 내지 0.40중량%
상기 합금 소재에 포함된 탄소는 합금강의 강도를 향상시키고, 잔류 오스테나이트 안정화를 위해 첨가되고, 합금강의 표층부 경도확부를 위해 필요한 원소로서, 그 함량이 0.10중량% 미만에서는 기지 상의 자체적인 강도가 저하되고, 0.40 중량%를 초과하는 경우에는 조직내에 편석이 발생하여 수소유기 균열 저항성을 저하시키고, 인성, 용접성 및 내식성을 저하시키는 문제점이 있다. 따라서 탄소의 양을 전술한 범위로 제한한다.
망간(Mn): 0.90 내지 1.50중량%
상기 합금 소재에 포함된 망간(Mn)은 합금의 융점을 낮추고, 마르텐사이트를 안정화시키고, 높은 표면 경도를 얻기 위해서 첨가되는 원소이다. 또한, 잔류 오스테나이트의 형성 및 안정화와 더불어 냉각시 페라이트 변태 억제를 위해서 변태 조직강에서 필수적인 원소이다. 이러한 망간을 0.90중량% 미만으로 첨가하게 되면 페라이트 변태가 발생하기 쉽고, 오스테나이트의 확보가 부족하게 되어 인장강도와 연신율을 충분히 확보하기 어려워진다. 반면, 망간을 1.50중량% 초과 하게 되면 용접성 및 절단균열저항성이 현저히 감소될 수 있다. 따라서 망간의 양을 전술한 범위로 제한한다.
규소(Si): 0.50 내지 2.50중량%
상기 합금 소재에 포함된 규소(Si)는 탈산 및 고용강화에 효과적인 원소이며, 충격 천이 온도 상승효과를 위하여 첨가되는 원소이다. 또한, 페라이트 내에서 탄화물의 석출을 억제하고, 페라이트 내 탄소가 오스테나이트로 확산하는 것을 촉진하는 원소로써 잔류 오스테나이트의 안정화에 기여한다. 상기 규소의 양이 2.50중량%를 넘는 경우, 열간 및 냉간 가공성이 저하되고, 합금강 표면에 규소 산화물(SiO2)을 형성함으로써 합금강의 기계적 성질 및 용접성을 저하시킨다. 따라서 규소(Si)의 양을 전술한 범위로 제한한다.
알루미늄(Al): 0중량% 초과 0.060중량% 이하
상기 합금 소재에 포함된 알루미늄(Al)은 합금강의 융점을 낮추고, 페라이트 내 탄화물의 생성 억제를 통해 잔류 오스테나이트의 안정화에 기여한다. 또한, 알루미늄은 규소(Si)와 더불어 합금강 제조 공정에서 강력한 탈산제의 하나이고, 0.060%를 초과하여 첨가되는 경우에는 상기 탈산효과는 포화되고 제조원가가 상승하는 문제점이 있다. 또한, 알루미늄은 Ac1을 상향시키는 원소로서, 이를 고려하여 그 함량을 0.5% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 따라서 알루미늄(Al)의 양을 전술한 범위로 제한한다.
잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물
본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 합금강 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 합금강 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
다음으로, 상기 소재를 AC1 내지 (AC1 + AC3)/2 온도에서 1차 열처리 하는 단계를 설명한다.
상기 1차 열처리 하는 단계는 AC1 내지 (AC1 + AC3)/2의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 AC1 온도는 합금강을 가열 시 페라이트 및 시멘타이트 혼합 상에서 오스테나이트로의 변태가 시작되는 온도로 정의된다. 상기 AC3 온도는 아공석강을 가열 시 페라이트 및 시멘타이트 혼합상에서 오스테나이트로 변태가 시작되는 온도로 정의된다.
상기 1차 열처리 하는 단계의 온도가 AC1 미만인 경우에는 상기 소재에 충분한 오스테나이트 미세조직을 형성하기 어려운 문제점이 있고, 상기 상기 1차 열처리 하는 단계의 온도가 (AC1 + AC3)/2를 초과하는 경우에는 반대로 상기 소재에 오스테나이트 미세조직의 분율이 증가하는 문제점이 있을 수 있다.
다음으로, 상기 1차 열처리한 소재를 AC1 내지 AC3 온도에서 성형하는 단계를 설명한다.
상기 1차 열처리한 소재를 성형하는 단계에서, 상기 성형 온도는 AC1 내지 AC3 일 수 있다. 상기 성형 온도가 AC1 미만인 경우, 상기 1차 열처리한 소재가 AC1 미만의 온도로 냉각되면서 바람직하지 않은 물성 및 미세조직의 변화가 일어날 수 있고, 상기 성형 온도가 AC3를 초과하는 경우에는 결정립의 성장으로 상기 소재의 바람직하지 않은 물성 및 미세조직의 변화가 발생할 수 있고, 또한 추가적인 온도의 상승으로 공정이 증가되는 단점이 있다.
상기 성형하는 단계는 상기 소재를 원하는 소정의 형상으로 가공할 수 있다. 또한, 상기 1차 열처리한 소재를 성형하는 단계는 복수의 성형 공정을 통해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 1차 열처리한 소재를 성형하는 단계는 소재를 압연하는 단계, 및 전조하는 단계에 의해서 수행될 수 있고, 또는 소정의 형상을 갖는 프레스 공정에 의해 수행될 수 있다.
다음으로, 상기 소재를 제어냉각 및 2차 열처리 하는 단계를 설명한다.
상기 성형한 소재를 제어냉각 및 2차 열처리 하는 단계는 1℃/s 내지 200℃/s의 냉각속도로 제어 냉각하는 단계; 및 320℃ 내지 MS 온도에서 열처리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 MS는 합금강의 냉각 시에 마르텐사이트 변태 개시 온도로 정의되고, 합금강의 탄소 및 합금 조성에 따라 변동한다. 예를 들어, 탄소 함량이 0.8%인 공석강의 경우 MS 온도는 400℃보다 조금 높고, 탄소의 농도가 작을수록 MS 온도는 상승하는 경향이 있다.
상기 성형한 소재를 2차 열처리하는 단계에서 1℃/s 내지 200℃/s의 냉각속도로 제어 냉각하는 단계는 냉각속도의 제어를 통해 상기 합금강의 항복강도, 최대인장강도 및 연성을 조절하는 단계이다. 상기 1℃/s 내지 200℃/s의 냉각속도로 제어 냉각하는 단계에서, 냉각속도가 1℃/s 미만인 경우에는 냉각시간이 길어져, 공정시간의 증대로 생산성이 저하될 수 있다. 또한, 냉각 중 페라이트 변태가 진행함으로써 마르텐사이트상의 비율이 감소하여 강도 저하를 초래함과 동시에, 불균일하게 생성하는 페라이트상에 의해 재질의 균일성이 손상될 수 있다. 상기 1℃/s 내지 200℃/s의 냉각속도로 제어 냉각하는 단계에서, 냉각속도가 200℃/s를 초과하는 경우, 페라이트 변태 억제의 효과가 포화하는 동시에, 마르텐사이트상의 비율이 과잉이 되어 연신특성 저하를 유발할 수 있다.
상기 성형한 소재를 2차 열처리하는 단계에서 320℃ 내지 MS 온도 범위에서 열처리하는 단계는 20 내지 60분 동안 수행될 수 있다.
상기 성형한 소재를 2차 열처리하는 단계에서 320℃ 내지 MS 온도 범위에서 열처리하는 단계의 열처리 온도가 320℃ 미만인 경우에는 상기 소재의 마르텐사이트 조직 분율이 증가하여 연신율이 저하될 수 있고, 상기 성형한 소재를 2차 열처리하는 단계에서 320℃ 내지 MS 온도 범위에서 열처리하는 단계의 열처리 온도가 MS 온도를 초과하는 경우에는 마르텐사이트 변태가 억제되어 충분한 강도를 얻기 어려운 문제점이 있을 수 있다.
도 3은 종래의 합금강 제조방법 및 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강 제조방법의 각 공정에 대한 온도 그래프이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강 제조방법은 종래의 합금강 제조방법과 비교하여 공정이 간소화되었으면서도, 이와 유사한 효과를 갖는 합금강을 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.
상기 합금강의 최대 인장 강도는 700 내지 1300MPa일 수 있다. 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법에 의해 준비된 합금강은, 앞서 설명한 바와 같이 공정이 간소하면서도 700 내지 1300MPa 수준의 우수한 최대 인장 강도를 확보할 수 있다.
상기 합금강의 항복 강도는 300 내지 1000MPa일 수 있다. 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법에 의해 준비된 합금강은, 앞서 설명한 바와 같이 공정이 간소하면서도 300 내지 1000MPa 수준의 우수한 항복 강도를 확보할 수 있다.
상기 합금강의 연신율은 10 내지 35%일 수 있다. 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법에 의해 준비된 합금강은, 앞서 설명한 바와 같이 공정이 간소하면서도 10 내지 35% 수준의 우수한 연신율을 확보할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법의 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법은 탄소(C) 0.10 내지 0.40중량%, 망간(Mn) 0.90 내지 1.50중량%, 규소(Si) 0.50 내지 2.50중량%, 알루미늄(Al) 0중량% 초과 0.060중량% 이하를 포함하고, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 소재를 준비하는 단계; 상기 소재를 AC1 내지 (AC1 + AC3)/2 온도에서 1차 열처리 하는 단계; 및 1차 열처리를 수행한 소재를 2차 열처리하는 단계;를 포함한다.
상기 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법은 탄소(C) 0.10 내지 0.40중량%, 망간(Mn) 0.90 내지 1.50중량%, 규소(Si) 0.50 내지 2.50중량%, 알루미늄(Al) 0중량% 초과 0.060중량% 이하를 포함하고, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 소재를 준비하는 단계, 상기 소재를 AC1 내지 (AC1 + AC3)/2 온도에서 1차 열처리 하는 단계, 및 1차 열처리를 수행한 소재를 2차 열처리하는 단계는 앞서 설명한 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강은 탄소(C) 0.10 내지 0.40중량%, 망간(Mn) 0.90 내지 1.50중량%, 규소(Si) 0.50 내지 2.50중량%, 알루미늄(Al) 0중량% 초과 0.060중량% 이하를 포함하고, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 소재를 준비하는 단계, 상기 소재를 AC1 내지 (AC1 + AC3)/2 온도에서 1차 열처리 하는 단계, 및 상기 성형한 소재를 2차 열처리하는 단계와 동일한 바, 중복 기재로 생략한다.
본 발명의 다른 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강 제조방법은 종래의 합금강 제조방법과 비교하여 공정이 간소화되었으면서도, 이와 유사한 효과를 갖는 합금강을 제조할 수 있는 것을 알 수 있다.
상기 합금강의 최대 인장 강도는 700 내지 1300MPa일 수 있다. 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법에 의해 준비된 합금강은, 앞서 설명한 바와 같이 공정이 간소하면서도 700 내지 1300MPa 수준의 우수한 최대 인장 강도를 확보할 수 있다.
상기 합금강의 항복 강도는 300 내지 1000MPa일 수 있다. 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법에 의해 준비된 합금강은, 앞서 설명한 바와 같이 공정이 간소하면서도 300 내지 1000MPa 수준의 우수한 항복 강도를 확보할 수 있다.
상기 합금강의 연신율은 10 내지 35%일 수 있다. 본 발명의 실시 예를 따르는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법에 의해 준비된 합금강은, 앞서 설명한 바와 같이 공정이 간소하면서도 10 내지 35% 수준의 우수한 연신율을 확보할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시 예를 통하여 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실시 예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실시 예
시편 제조
도 5는 실시 예 1 내지 실시 예 5의 각 공정에 대한 온도 그래프이다.
표 1 은 실시 예 1 내지 실시 예 5의 소재의 성분계 및 공정조건을 나타낸 것이다.
도 5 및 표 1을 참조하여, 표 1의 조성으로 균일하게 소재를 혼합한 후 이를 용해하여 선재를 제조하였고, 도 5 및 표 1의 열처리 조건으로 1차 열처리 및 2차 열처리를 수행하여 실시 예 1 내지 5의 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강 선재를 제조하였다.
탄소(C) 망간(Mn) 규소(Si) 알루미늄(Al) 철(Fe) 1차 열처리 제어 냉각 2차 열처리
실시 예 1





0.25





1.5





1.5





0.04





잔부





800℃,
30분

 수냉
212.18 ~ 227.00℃





320℃,
30분
실시 예 2 미스트/에어건
7.25 ~ 9.17℃
실시 예 3 팬/에어 건
5.08 ~ 5.97℃
실시 예 4 미스트(Mist)
3.14 ~4.13℃
실시 예 5 공냉
~1.50℃
도 6은 실시 예 1 내지 실시 예 5에 의해 준비된 합금강의 연신율-응력 그래프를 도시한 것이다.
표 2는 실시 예 1 내지 실시 예 5에 의해 준비된 합금강의 항복강도, 최대인장강도, 및 연신율을 나타낸 것이다.
YS(MPa) UTS(MPa) El.(%)
실시 예 1 914.1 1246.1 15.9
실시 예 2 409.9 841.6 32.1
실시 예 3 373.6 831.5 29.4
실시 예 4 381.4 719.6 37.6
실시 예 5 378.9 714.8 30.2
도 6 및 표 2를 참조하면, 상기 성형한 소재를 2차 열처리하는 단계에서 제어 냉각의 속도를 조절함으로써 항복강도, 최대인장강도 및 연신율을 조절할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시 예 2 및 실시 예 3에 의해 준비된 합금강은 20% 이상의 연신율을 가지면서 800MPa이상의 고강도 특성을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 탄소(C) 0.10 내지 0.40중량%, 망간(Mn) 0.90 내지 1.50중량%, 규소(Si) 0.50 내지 2.50중량%, 알루미늄(Al) 0중량% 초과 0.060중량% 이하를 포함하고, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 소재를 준비하는 단계;
    상기 소재를 AC1 내지 (AC1 + AC3)/2 온도에서 1차 열처리 하는 단계;
    상기 1차 열처리한 소재를 AC1 내지 AC3 온도에서 성형하는 단계; 및
    상기 성형한 소재를 제어냉각 및 2차 열처리하는 단계;를 포함하는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 성형한 소재를 제어냉각 및 2차 열처리하는 단계는 1℃/s 내지 200℃/s의 냉각속도로 제어 냉각하는 단계; 및 320℃ 내지 MS의 온도에서 열처리하는 단계를 포함하는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 합금강의 최대 인장 강도는 700 내지 1300MPa인 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 합금강의 항복 강도는 300 내지 1000MPa인 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 합금강의 연신율은 10 내지 35%인 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법.
  6. 탄소(C) 0.10 내지 0.40중량%, 망간(Mn) 0.90 내지 1.50중량%, 규소(Si) 0.50 내지 2.50중량%, 알루미늄(Al) 0중량% 초과 0.060중량% 이하를 포함하고, 잔부 철(Fe) 및 불가피한 불순물을 포함하는 소재를 준비하는 단계;
    상기 소재를 AC1 내지 (AC1 + AC3)/2 온도에서 1차 열처리 하는 단계;
    상기 1차 열처리를 수행한 소재를 제어냉각 및 2차 열처리하는 단계;를 포함하는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 성형한 소재를 제어냉각 및 2차 열처리하는 단계는 1℃/s 내지 200℃/s의 냉각속도로 제어 냉각하는 단계; 및 320℃ 내지 MS의 온도에서 열처리하는 단계를 포함하는 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 합금강의 최대 인장 강도는 700 내지 1300MPa인 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 합금강의 항복 강도는 300 내지 1000MPa인 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 합금강의 연신율은 10 내지 35%인 강도 및 연신율 특성이 우수한 합금강의 제조방법.
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