KR20200062439A - Non-quenched and tempered wire rod having excellent drawability and impact toughness and method of manufacturing the same - Google Patents

Non-quenched and tempered wire rod having excellent drawability and impact toughness and method of manufacturing the same Download PDF

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Abstract

Disclosed in the present invention are a non-heat-treated wire rod with excellent drawing properties and impact toughness which is adequate to be used as a material for a vehicle or a material for a machine part and a manufacturing method thereof. To this end, the non-heat-treated wire rod according to an embodiment of the present invention comprises, based on wt%, 0.05-0.35% of C, 0.05-0.5% of Si, 0.5-2.0% of Mn, 1.0% or less of Cr, 0.03% or less of P, 0.03% or less of S, 0.01-0.07% of sol. Al, 0.01% or less of N, at least one kind among 0.1% or less of Nb, 0.5% or less of V and 0.1% or less of Ti, and the balance being Fe and other inevitable impurities. In addition, the present invention further comprises a micro-structure of a ferrite-pearlite layered structure in a rolling direction.

Description

신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재 및 그 제조방법{Non-quenched and tempered wire rod having excellent drawability and impact toughness and method of manufacturing the same}Non-quenched and tempered wire rod having excellent drawability and impact toughness and method of manufacturing the same}

본 발명은 비조질 선재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 자동차용 소재 또는 기계 부품용 소재로서 사용하기에 적합한 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an unstructured wire material and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an unstructured wire material excellent in fresh workability and impact toughness suitable for use as a material for automobiles or mechanical parts, and a method for manufacturing the same.

기계구조용 또는 자동차 부품 등에 사용되는 구조용강은 대부분 열간 가공 후 재가열, 소입, 소려 공정을 거쳐 강도와 인성을 높인 조질강(Quenching and Tempering Steel; 調質鋼)이 사용되고 있다. Structural steels used for machine structural or automotive parts are mostly used as quenching and tempering steel (인), which have been subjected to reheating, quenching, and tempering processes after hot working to increase strength and toughness.

반면, 비조질강(Non-Heat Treated Steel)은 열간 가공 후 열처리를 하지 않고도 열처리한 조질강과 유사한 강도를 얻을 수 있는 강을 말한다. 비조질 선재는 기존 조질 선재 제조시 수반되는 열처리 공정을 생략함으로써 제조단가를 낮추어 경제성이 우수하며, 동시에 최종 급냉 및 소려 역시 수행하지 않기 때문에 열처리에 의한 결함 즉, 열처리 휨에 의한 직진성이 확보되기 때문에 많은 제품들에 적용이 시도되고 있다.On the other hand, non-heat treated steel (Non-Heat Treated Steel) refers to a steel that can obtain similar strength to the heat treated tempered steel without heat treatment after hot working. The non-finished wire rod is excellent in economic efficiency by lowering the manufacturing cost by omitting the heat treatment process involved in the manufacture of the existing rough wire rod. It has been tried to apply to many products.

특히, 페라이트-펄라이트계 비조질 선재는 저가의 성분설계가 가능하고 스텔모어(Stelmor) 냉각대 제조공정에서 균질한 조직을 안정적으로 얻을 수 있는 장점이 있지만, 신선가공량이 증가함에 따라 제품의 강도는 상승하는 반면 연성 및 인성이 급격하게 저하되는 문제가 있다. In particular, ferrite-perlite-based non-woven wire rods have the advantage of being able to design components at low cost and stably obtain a homogeneous structure in the manufacturing process of the Stelmor cooling band, but the strength of the product increases as the amount of fresh processing increases. While rising, there is a problem that ductility and toughness drop sharply.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 방안으로서, 몰리브덴(Mo) 등의 고가의 소입성 합금원소(micro-alloying element) 및 보론(B) 등을 활용한 베이나이트계 미세조직을 확보하는 기술이 제시된 바 있으나, 선재 제조시 스텔모어 냉각대에서의 냉각 편차에 따르는 베이나이트 조직 불균일로 인한 물성 편차로 인하여 상업적으로 생산하기 어려운 한계점이 있다. As a method for solving the above problems, a technique for securing a bainite-based microstructure using expensive quenchable alloy elements such as molybdenum (Mo) and boron (B) has been proposed. However, there are limitations in commercial production due to variations in physical properties due to non-uniform texture of bainite due to cooling variations in the Stellamore cooling zone during wire production.

특개 제10-2018-0082553호(공개일자: 2018년07월18일)Special Publication No. 10-2018-0082553 (Public Date: July 18, 2018)

상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 추가 열처리 없이도 우수한 신선가공성 및 충격인성을 확보할 수 있는 비조질 선재 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is to provide an uncoated wire material and a method for manufacturing the same, which can secure excellent workability and impact toughness without additional heat treatment.

본 발명의 일 실시예 따른 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재는 중량%로, C: 0.05~0.35%, Si: 0.05~0.5%, Mn: 0.5~2.0%, Cr: 1.0% 이하, P: 0.03% 이하, S: 0.03% 이하, sol.Al: 0.01~0.07%, N: 0.01% 이하를 포함하고, Nb: 0.1% 이하, V: 0.5% 이하 및 Ti: 0.1% 이하 중 1종 이상을 포함하며, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 미세조직으로, 압연 방향으로의 페라이트-펄라이트 층상구조를 포함한다.The non-woven wire having excellent workability and impact toughness according to an embodiment of the present invention is weight%, C: 0.05 to 0.35%, Si: 0.05 to 0.5%, Mn: 0.5 to 2.0%, Cr: 1.0% or less, P : 0.03% or less, S: 0.03% or less, sol.Al: 0.01 to 0.07%, N: 0.01% or less, Nb: 0.1% or less, V: 0.5% or less, and Ti: 0.1% or less It contains, the balance of Fe and the inevitable impurities, and includes a microstructure, a ferrite-pearlite layered structure in the rolling direction.

또한, 상기 압연 방향의 평행 단면인 L단면에서의 상기 페라이트 층의 평균 두께가 5~30㎛일 수 있다.In addition, the average thickness of the ferrite layer in the L section, which is a parallel section in the rolling direction, may be 5 to 30 μm.

또한, 상기 압연 방향의 직각 단면인 C단면에서의 상기 페라이트의 평균 입경이 3~20㎛일 수 있다.In addition, the average particle diameter of the ferrite in the C cross section, which is a right-angle cross section in the rolling direction, may be 3 to 20 μm.

또한, 상기 페라이트의 분율이 30~90%일 수 있다.In addition, the fraction of the ferrite may be 30 to 90%.

또한, 상기 펄라이트의 평균 라멜라 간격이 0.03~0.3㎛ 이하일 수 있다.In addition, the average lamellar spacing of the pearlite may be 0.03 to 0.3 μm or less.

또한, 하기 식으로 표현되는 탄소 당량(Ceq)이 0.4~0.6일 수 있다.In addition, the carbon equivalent represented by the following formula (Ceq) may be 0.4 to 0.6.

Ceq = [C] + [Si]/9 + [Mn]/5 + [Cr]/12Ceq = [C] + [Si]/9 + [Mn]/5 + [Cr]/12

(여기서, [C], [Si], [Mn], [Cr] 각각은 해당 원소의 함량(%)을 의미한다.)(Here, [C], [Si], [Mn], [Cr] each means the content (%) of the corresponding element.)

또한, 상기 압연 방향의 직각 단면인 C단면에서의 최대 경도값과 최소 경도값의 차가 30Hv 이하일 수 있다.In addition, the difference between the maximum hardness value and the minimum hardness value in the cross-section C, which is a right-angle cross section in the rolling direction, may be 30 Hv or less.

또한, 상기 선재를 30~60% 신선가공 시, 상온 충격인성의 평균값이 100J 이상일 수 있다.In addition, when 30 to 60% of the wire rod is freshly processed, the average value of impact toughness at room temperature may be 100 J or more.

또한, 상기 선재를 30~60% 신선가공 시, 하기 식(1)을 만족할 수 있다.In addition, when 30 to 60% of the wire rod is freshly processed, the following formula (1) may be satisfied.

(1) Imax - Imin ≤ 40J(1) Imax-Imin ≤ 40J

(여기서, Imax : 신선가공 후 평균 상온 충격인성의 최대값, Imin : 신선가공 후 평균 상온 충격인성의 최소값.)(Here, Imax: maximum value of average room temperature impact toughness after fresh processing, Imin: minimum value of average room temperature impact toughness after fresh processing.)

본 발명의 일 실시예 따른 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재의 제조방법은 중량%로, C: 0.05~0.35%, Si: 0.05~0.5%, Mn: 0.5~2.0%, Cr: 1.0% 이하, P: 0.03% 이하, S: 0.03% 이하, sol.Al: 0.01~0.07%, N: 0.01% 이하를 포함하고, Nb: 0.1% 이하, V: 0.5% 이하 및 Ti: 0.1% 이하 중 1종 이상을 포함하며, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 제조하는 단계, 상기 강편을 하기 식(2)를 만족하는 재가열 온도(Tr)로 재가열하는 단계, 상기 재가열된 강편을 선재로 압연하는 단계 및 상기 압연된 선재를 권취 후 냉각하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a non-hard wire having excellent workability and impact toughness according to an embodiment of the present invention is weight%, C: 0.05~0.35%, Si: 0.05~0.5%, Mn: 0.5~2.0%, Cr: 1.0% Or less, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, sol.Al: 0.01 to 0.07%, N: 0.01% or less, Nb: 0.1% or less, V: 0.5% or less, and Ti: 0.1% or less A step of manufacturing a steel piece containing at least one kind and containing residual Fe and unavoidable impurities, reheating the steel piece to a reheating temperature (Tr) satisfying the following formula (2), and rolling the reheated steel piece into a wire rod And winding and cooling the rolled wire rod.

(2) T1 ≤ Tr ≤ 1200℃(2) T1 ≤ Tr ≤ 1200℃

(여기서, T1 = 757 + 606[C] + 80[Nb]/[C] + 1023√[Nb] + 330[V]이며, [C], [Nb] 각각은 해당 원소의 함량(%)을 의미한다.)(Here, T1 = 757 + 606[C] + 80[Nb]/[C] + 1023√[Nb] + 330[V], each of [C], [Nb] is the content (%) of the element. it means.)

또한, 상기 선재를 압연하는 단계는 하기 식(3)를 만족하는 마무리압연 온도(Tf)로 압연하는 것을 포함할 수 있다.In addition, the step of rolling the wire may include rolling to a finish rolling temperature (Tf) that satisfies Expression (3) below.

(3) T2 ≤ Tf ≤ T3(3) T2 ≤ Tf ≤ T3

(여기서, T2 = 955 - 396[C] + 24.6[Si] - 68.1[Mn] - 24.8[Cr] - 36.1[Nb] - 20.7[V], T3 = 734 + 465[C] - 355[Si] + 360[Al] + 891[Ti] + 6800[Nb] - 650√[Nb] + 730[V] - 232√[V]이며, [C], [Si], [Mn], [Cr], [Al], [Ti], [Nb], [V] 각각은 해당 원소의 함량(%)을 의미한다.)(Where, T2 = 955-396 [C] + 24.6 [Si]-68.1 [Mn]-24.8 [Cr]-36.1 [Nb]-20.7 [V], T3 = 734 + 465 [C]-355 [Si] + 360[Al] + 891[Ti] + 6800[Nb]-650√[Nb] + 730[V]-232√[V], [C], [Si], [Mn], [Cr], Each of [Al], [Ti], [Nb], and [V] means the content (%) of the corresponding element.)

또한, 상기 냉각하는 단계는 평균 0.1~2℃/s의 속도로 냉각하는 것을 포함할 수 있다.In addition, the cooling may include cooling at an average rate of 0.1 to 2°C/s.

본 발명의 일 예에 따르면, 합금조성 및 제조조건을 제어하여 추가 열처리 없이도 우수한 신선가공성 및 충격인성의 비조질 선재 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.According to an example of the present invention, by controlling the alloy composition and manufacturing conditions, it is possible to provide an excellent wire-processing and impact toughness of the non-crystalline wire and its manufacturing method without additional heat treatment.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 비조질 선재의 페라이트-펄라이트 층상구조 사진이다.1 is a photograph of a ferrite-pearlite layered structure of an amorphous wire according to an example of the present invention.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술사상이 이하에서 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the technical idea of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 예시를 설명하기 위하여 사용되는 것이다. 때문에 가령 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수여야만 하는 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다. 덧붙여, 본 출원에서 사용되는 "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 명확히 지칭하기 위하여 사용되는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것의 존재를 예비적으로 배제하고자 사용되는 것이 아님에 유의해야 한다.Terms used in the present application are only used to describe specific examples. Thus, for example, a singular expression includes a plural expression unless the context clearly indicates that it should be singular. In addition, terms such as “comprise” or “include” as used in the present application are used to clearly indicate the existence of features, steps, functions, elements, or combinations thereof described in the specification, and other features. It should be noted that it is not used to preliminarily exclude the presence of a field or step, function, component, or combination thereof.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한, 특정 용어가 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 가령, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.On the other hand, unless defined otherwise, all terms used in this specification should be regarded as having the same meaning as generally understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Accordingly, unless specifically defined herein, certain terms should not be construed in excessively ideal or formal sense. For example, in this specification, a singular expression includes a plural expression unless the context clearly has an exception.

또한, 본 명세서의 "약", "실질적으로" 등은 언급한 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.In addition, "about", "substantially", and the like in the present specification are used in the sense of or close to the value when manufacturing and substance tolerances unique to the stated meaning are presented, and are used to help understand the present invention. Or, an absolute value is used to prevent unscrupulous use of the disclosed content by unscrupulous intruders.

비조질강(Non-Heat Treated Steel)은 열간 가공 후 열처리를 하지 않고도 열처리한 조질강과 유사한 강도를 얻을 수 있는 강을 말하며, 비조질 선재는 기존 조질 선재 제조시 수반되는 열처리 공정을 생략함으로써 소재의 제조단가를 낮추어 경제성이 우수한 제품임과 동시에 최종 급냉 및 소려 역시 수행하지 않기 때문에 열처리에 의한 결함 즉, 열처리 휨에 의한 직진성이 확보되기 때문에 많은 제품들에 적용이 시도되고 있다.Non-Heat Treated Steel refers to steel that can obtain similar strength to heat-treated tempered steel without heat treatment after hot working, and non-heated wire is made of material by omitting the heat treatment process involved in manufacturing the existing tempered wire. It is a product with excellent economic efficiency by lowering the unit price, and since it does not perform final quenching and quenching, it has been attempted to be applied to many products because defects due to heat treatment, that is, straightness due to heat treatment bending is secured.

특히, 페라이트-펄라이트계 비조질 선재는 저가의 성분설계가 가능하고 스텔모어(Stelmor) 냉각대 제조공정에서 균질한 조직을 안정적으로 얻을 수 있는 장점이 있지만, 신선가공량이 증가함에 따라 제품의 강도는 상승하는 반면, 연성 및 인성이 급격하게 저하되는 문제가 있다. In particular, ferrite-perlite-based non-woven wire rods have the advantage of being able to design components at low cost and stably obtain a homogeneous structure in the manufacturing process of the Stelmor cooling band, but the strength of the product increases as the amount of fresh processing increases. On the other hand, there is a problem that ductility and toughness drop sharply.

본 발명자들은 신선가공 후 우수한 신선가공성 및 충격인성을 확보할 수 있는 비조질 선재를 제공하기 위하여 다양한 각도에서 검토하였으며, 그 결과, 비조질 선재의 합금조성 및 미세조직을 적절히 제어함으로써 별도의 열처리 없이도 신선가공시 강도 증가와 함께 우수한 충격인성을 확보할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present inventors reviewed from various angles in order to provide an unstructured wire that can secure excellent workability and impact toughness after drawing, and as a result, by appropriately controlling the alloy composition and microstructure of the unstructured wire without additional heat treatment. It has been discovered that excellent impact toughness can be secured together with an increase in strength during fresh processing, and the present invention has been completed.

본 발명의 일 측면에 따른 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재는 중량%로, C: 0.05~0.35%, Si: 0.05~0.5%, Mn: 0.5~2.0%, Cr: 1.0% 이하, P: 0.03% 이하, S: 0.03% 이하, sol.Al: 0.01~0.07%, N: 0.01% 이하를 포함하고, Nb: 0.1% 이하, V: 0.5% 이하 및 Ti: 0.1% 이하 중 1종 이상을 포함하며, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.In accordance with an aspect of the present invention, the unprocessed wire having excellent workability and impact toughness is in weight%, C: 0.05 to 0.35%, Si: 0.05 to 0.5%, Mn: 0.5 to 2.0%, Cr: 1.0% or less, P : 0.03% or less, S: 0.03% or less, sol.Al: 0.01 to 0.07%, N: 0.01% or less, Nb: 0.1% or less, V: 0.5% or less, and Ti: 0.1% or less It contains, and the balance of Fe and inevitable impurities.

이하, 상기 비조질 선재의 성분조성에 대해서 한정한 이유에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the reason for limiting the composition of the components of the non-woven wire will be described in detail.

탄소(C): 0.05~0.35중량%Carbon (C): 0.05 to 0.35% by weight

탄소는 선재의 강도를 향상시키는 역할을 한다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.05중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우에는 강의 변형 저항이 급증하며, 이로 인해 냉간가공성이 열화되는 문제가 있다. 따라서, 상기 탄소 함량의 상한은 0.35중량%인 것이 바람직하다.Carbon serves to improve the strength of the wire rod. In order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferable that 0.05% by weight or more is included. However, when the content is excessive, the deformation resistance of the steel increases rapidly, and there is a problem that the cold workability deteriorates. Therefore, the upper limit of the carbon content is preferably 0.35% by weight.

실리콘(Si): 0.05~0.5중량%Silicon (Si): 0.05 to 0.5% by weight

실리콘은 탈산제로서 유용한 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.05중량% 이상 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우에는 고용강화에 의해 강의 변형 저항이 급증하며, 이로 인해 냉간가공성이 열화되는 문제가 있다. 따라서, 상기 실리콘 함량의 상한은 0.5중량%인 것이 바람직하고, 0.25중량%인 것이 보다 바람직하다.Silicone is a useful element as a deoxidizer. In order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferable that 0.05% by weight or more is included. However, when the content is excessive, the deformation resistance of the steel increases rapidly due to solid solution strengthening, and there is a problem in that cold workability deteriorates. Therefore, the upper limit of the silicon content is preferably 0.5% by weight, and more preferably 0.25% by weight.

망간(Mn): 0.5~2.0중량%Manganese (Mn): 0.5 to 2.0 wt%

망간은 탈산제 및 탈황제로서 유용한 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과를 나타내기 위해서는 0.5중량% 이상 포함되는 것이 바람직하고, 0.8중량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 다만, 그 함량이 과다할 경우에는 강 자체의 강도가 지나치게 높아져 강의 변형 저항이 급증하며, 이로 인해 냉간가공성이 열화되는 문제가 있다. 따라서, 상기 망간 함량의 상한은 2.0중량%인 것이 바람직하고, 1.8중량%인 것이 보다 바람직하다.Manganese is a useful element as a deoxidizer and desulfurizer. In order to exhibit such an effect in the present invention, it is preferably contained at 0.5% by weight or more, and more preferably at least 0.8% by weight. However, when the content is excessive, the strength of the steel itself becomes too high, so that the deformation resistance of the steel increases rapidly, and there is a problem that the cold workability deteriorates. Therefore, the upper limit of the manganese content is preferably 2.0% by weight, more preferably 1.8% by weight.

크롬(Cr): 1.0중량% 이하Chromium (Cr): 1.0% by weight or less

크롬은 열간압연시 페라이트 및 펄라이트 변태를 촉진시키는 역할을 한다. 또한, 강 자체의 강도를 필요 이상으로 높이지 않으면서도, 강 중 탄화물을 석출시켜 고용 탄소량을 저감시켜, 고용 탄소에 의한 동적 폐해 시효의 감소에 기여한다. 다만, 그 함량이 과다할 경우에는 강 자체의 강도가 지나치게 높아져 강의 변형 저항이 급증하며, 이로 인해 냉간가공성이 열화되는 문제가 있다. 따라서, 상기 크롬 함량의 상한은 1.0중량%인 것이 바람직하고, 0.5중량%인 것이 보다 바람직하다.Chromium serves to promote ferrite and pearlite transformation during hot rolling. Further, without increasing the strength of the steel itself more than necessary, carbides in the steel are precipitated to reduce the amount of dissolved carbon, thereby contributing to the reduction of the aging aging effect by the dissolved carbon. However, when the content is excessive, the strength of the steel itself becomes too high, so that the deformation resistance of the steel increases rapidly, and there is a problem that the cold workability deteriorates. Therefore, the upper limit of the chromium content is preferably 1.0% by weight, and more preferably 0.5% by weight.

인(P): 0.03중량% 이하Phosphorus (P): 0.03% by weight or less

인은 불가피하게 함유되는 불순물로서 결정립계에 편석되어 강의 인성을 저하시키고, 지연 파괴 저항성을 감소시키는데 주요 원인이 되는 원소이므로, 그 함량을 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 인의 함량은 0중량%로 제어하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 인의 함량의 상한을 0.03중량%로 관리한다.Phosphorus is an inevitably contained impurity and is segregated at the grain boundaries, thereby reducing the toughness of the steel, and is a major factor in reducing delayed fracture resistance, so it is desirable to control its content as low as possible. Theoretically, it is advantageous to control the content of phosphorus to 0% by weight, but inevitably, it must be contained in the manufacturing process. Therefore, it is important to manage the upper limit, and in the present invention, the upper limit of the phosphorus content is managed at 0.03% by weight.

황(S): 0.03중량% 이하Sulfur (S): 0.03% by weight or less

황은 불가피하게 함유되는 불순물로서 결정립계에 편석되어 강의 연성을 크게 저하시키고, 강 중 유화물을 형성하여 지연 파괴 저항성 및 응력 이완 특성을 열화시키는데 주요 원인이 되는 원소이므로, 그 함량을 가능한 한 낮게 제어하는 것이 바람직하다. 이론상 황의 함량은 0중량%로 제어하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 황의 함량의 상한을 0.03중량%로 관리한다.Sulfur is an inevitably contained impurity that segregates at the grain boundaries, greatly reducing the ductility of the steel, and forming an emulsion in the steel, which is a major factor in deteriorating the delayed fracture resistance and stress relaxation properties, so controlling its content as low as possible desirable. Theoretically, the content of sulfur is advantageously controlled at 0% by weight, but inevitably contained in the manufacturing process. Therefore, it is important to manage the upper limit, and in the present invention, the upper limit of the sulfur content is managed at 0.03% by weight.

가용 알루미늄(sol.Al): 0.01~0.07중량% Soluble aluminum (sol.Al): 0.01~0.07% by weight

가용 알루미늄은 탈산제로서 유용하게 작용하는 원소이다. 본 발명에서 이러한 효과가 나타나기 위해서는 0.01중량% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.015중량% 이상이며, 보다 더 바람직하게는 0.02중량% 이상으로 포함한다. 다만, 그 함량이 과다할 경우에는 AlN형성에 의한 오스테나이트 입도 미세화 효과가 커지게 되어 냉간단조성이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 가용 알루미늄 함량의 상한은 0.07중량%인 것이 바람직하다.Soluble aluminum is an element that acts usefully as a deoxidizer. In order to exhibit this effect in the present invention, it is preferable to include 0.01% by weight or more. More preferably, it is 0.015% by weight or more, and even more preferably, it is 0.02% by weight or more. However, if the content is excessive, the effect of miniaturizing the austenite particle size due to AlN formation is increased, and thus cold forging may be deteriorated. Therefore, the upper limit of the soluble aluminum content is preferably 0.07% by weight.

질소(N): 0.01중량% 이하Nitrogen (N): 0.01% by weight or less

질소는 불가피하게 함유되는 불순물로서 그 함량이 과다할 경우에는 고용 질소량이 증가하여 강의 변형 저항이 급증하며, 이로 인해 냉간가공성이 열화되는 문제가 있다. 이론상 질소의 함량은 0중량%로 제어하는 것이 유리하나, 제조공정상 필연적으로 함유될 수 밖에 없다. 따라서, 상한을 관리하는 것이 중요하며, 본 발명에서는 상기 질소의 함량의 상한은 0.01중량%으로 관리하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.008중량%, 보다 더 바람직하게는 0.007중량%으로 관리한다.Nitrogen is an imperatively contained impurity, and when its content is excessive, the amount of dissolved nitrogen increases, so that the deformation resistance of the steel increases rapidly, and thus, the cold workability deteriorates. Theoretically, the nitrogen content is advantageously controlled to 0% by weight, but inevitably contained in the manufacturing process. Therefore, it is important to manage the upper limit, and in the present invention, the upper limit of the nitrogen content is preferably managed at 0.01% by weight, more preferably 0.008% by weight, and even more preferably 0.007% by weight.

또한, 본 발명은 상술한 성분계 및 니오븀(Nb), 바나듐(V) 및 티타늄(Ti) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the present invention may include one or more of the above-described component system and niobium (Nb), vanadium (V) and titanium (Ti).

니오븀(Nb): 0.1중량% 이하Niobium (Nb): 0.1% by weight or less

니오븀은 탄화물 및 탄질화물을 형성하여 오스테나이트 및 페라이트의 입계 이동을 제한하는 역할을 하는 원소이다. 다만, 그 함량이 과다할 경우에는 상기 탄질화물은 파괴 기점으로 작용하여 충격인성을 저하시킬 수 있으며, 조대한 석출물을 형성하는 문제가 있으므로, 용해도 한계(solubility limit)를 지켜 니오븀을 첨가하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 니오븀 함량의 상한은 0.1중량% 이하인 것이 바람직하다.Niobium is an element that forms carbides and carbonitrides to limit grain boundary movement of austenite and ferrite. However, when the content is excessive, the carbonitride may act as a starting point for destruction, thereby reducing impact toughness, and there is a problem of forming coarse precipitates, so it is preferable to add niobium by keeping a solubility limit. Do. Therefore, the upper limit of the niobium content is preferably 0.1% by weight or less.

바나듐(V): 0.5중량% 이하 Vanadium (V): 0.5% by weight or less

바나듐은 니오븀과 마찬가지로 탄화물 및 탄질화물을 형성하여 오스테나이트 및 페라이트의 입계 이동을 제한하는 역할을 하는 원소이다. 다만, 그 함량이 과다할 경우에는 상기 탄질화물은 파괴 기점으로 작용하여 충격인성을 저하시킬 수 있으며, 조대한 석출물을 형성하는 문제가 있으므로, 용해도 한계를 지켜 바나듐을 첨가하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 바나듐 함량의 상한은 0.5중량% 이하인 것이 바람직하다.Vanadium, like niobium, is an element that forms carbides and carbonitrides to limit grain boundary movement of austenite and ferrite. However, when the content is excessive, the carbonitride may act as a starting point for destruction, thereby deteriorating impact toughness, and there is a problem of forming coarse precipitates, so it is preferable to add vanadium to keep the solubility limit. Therefore, the upper limit of the vanadium content is preferably 0.5% by weight or less.

티타늄(Ti): 0.1중량% 이하 Titanium (Ti): 0.1% by weight or less

티타늄 또한 탄소 및 질소와 결합하여 탄질화물을 생성시킴으로써 오스테나이트의 결정립 크기를 제한하는 효과가 있다. 다만, 그 함량이 과다할 경우에는 조대한 석출물이 형성되어 개재물 파단의 주요한 크랙 생성처로 작용할 가능성이 높아진다는 문제점이 있다. 따라서, 상기 티타늄 함량의 상한은 0.1중량% 이하인 것이 바람직하다. Titanium also has the effect of limiting the grain size of austenite by combining with carbon and nitrogen to produce carbonitrides. However, if the content is excessive, there is a problem that a coarse precipitate is formed, which increases the possibility of acting as a major crack generating place for inclusion fracture. Therefore, the upper limit of the titanium content is preferably 0.1% by weight or less.

상기 합금조성 외 잔부는 Fe이다. 뿐만 아니라, 본 발명의 신선용 선재는 통상 강의 공업적 생산 과정에서 포함될 수 있는 기타의 불순물을 포함할 수 있다. 이러한 불순물들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 알 수 있는 내용이므로 본 발명에서 특별히 그 종류와 함량을 제한하지는 않는다.The balance other than the alloy composition is Fe. In addition, the wire rod for drawing of the present invention may contain other impurities that may be included in the industrial production process of steel. These impurities are contents that can be understood by anyone having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs, and thus do not particularly limit the type and content of the present invention.

본 발명의 일 예에 따른 비조질 선재는 하기 식으로 표현되는 탄소 당량(Ceq)이 0.4~0.6일 수 있다. 만약, 탄소 당량(Ceq)이 0.4 미만인 경우 목표 강도 확보가 어려울 수 있으며, 탄소 당량이 0.6을 초과하는 경우 강의 변형 저항이 급증하여 냉간가공성이 열화될 수 있다.The carbonaceous material (Ceq) represented by the following formula may be 0.4 to 0.6 of the non-woven wire according to an example of the present invention. If the carbon equivalent (Ceq) is less than 0.4, it may be difficult to secure the target strength, and when the carbon equivalent exceeds 0.6, the deformation resistance of the steel increases rapidly, and cold workability may deteriorate.

Ceq = [C] + [Si]/9 + [Mn]/5 + [Cr]/12Ceq = [C] + [Si]/9 + [Mn]/5 + [Cr]/12

여기서, [C], [Si], [Mn], [Cr] 각각은 해당 원소의 함량(%)을 의미한다.Here, each of [C], [Si], [Mn], and [Cr] means the content (%) of the corresponding element.

이하, 본 발명에 의한 비조질 선재의 미세조직에 대하여 설명한다.Hereinafter, the microstructure of the unstructured wire according to the present invention will be described.

본 발명의 일 예에 따른 비조질 선재는 미세조직으로 페라이트(ferrite)와 펄라이트(pearlite)를 포함한다. 첨부된 도 1을 참조하면, 상기 페라이트와 펄라이트는 페라이트-펄라이트 층상구조(band structure)를 형성할 수 있다. 또한, 상기 층상구조는 일 예에 따르면 압연 방향으로의 페라이트-펄라이트 층상구조일 수 있다. The non-woven wire according to an example of the present invention includes ferrite and pearlite as a microstructure. Referring to FIG. 1, the ferrite and pearlite may form a ferrite-perlite band structure. Further, the layered structure may be a ferrite-pearlite layered structure in a rolling direction according to an example.

이때, 압연 방향으로의 페라이트-펄라이트 층상구조의 의미는 각 페라이트, 펄라이트 층의 길이 및 폭이 각각 압연 방향과 평행한 방향, 수직한 방향으로 형성되는 것을 의미한다.At this time, the ferrite-perlite layer structure in the rolling direction means that the length and width of each ferrite and pearlite layer are formed in a direction parallel to the rolling direction and a direction perpendicular to each other.

압연 방향으로의 페라이트-펄라이트 층상구조는 신선 전의 초기 조직이 신선가공에 유리한 방향으로 배열되어 있기 때문에 우수한 신선가공성을 가지게 되며, 신선가공을 통해 압연 방향으로 연신된 페라이트-펄라이트 층상구조는 충격 시 두께방향으로 충격의 전파가 진행되기 어렵게 되고 가장 취약한 부분인 페라이트-펄라이트 계면을 따라서 충격의 전파가 이루어지기 때문에 충격인성이 향상된다.The ferrite-pearlite layered structure in the rolling direction has excellent fresh workability because the initial structure before drawing is arranged in a direction favorable to the fresh working, and the ferrite-pearlite layered structure stretched in the rolling direction through the fresh working has a thickness upon impact It is difficult to propagate the impact in the direction, and the impact toughness is improved because the propagation of the impact along the ferrite-pearlite interface, which is the weakest part.

또한, 일 예에 따르면 비조질 선재는 면적분율로 30~90%의 페라이트를 포함할 수 있다. 상기와 같은 조직을 확보하는 경우, 강도를 확보하면서도 우수한 신선가공성 및 충격인성을 확보할 수 있다.Further, according to an example, the non-finished wire may include ferrite of 30 to 90% in an area fraction. In the case of securing the above-described structure, it is possible to secure excellent freshness and impact toughness while securing strength.

본 발명의 페라이트 조직은 압연 방향의 평행 단면인 L단면에서의 페라이트 층(band)의 평균 두께가 5~30㎛일 수 있다. 또한, 압연 방향의 직각 단면인 C단면에서의 페라이트의 평균 입경이 3~20㎛일 수 있다.The ferrite structure of the present invention may have an average thickness of 5 to 30 μm of a ferrite band in an L section that is a parallel cross section in the rolling direction. In addition, the average particle diameter of ferrite in the cross-section C, which is a right-angle cross section in the rolling direction, may be 3 to 20 μm.

상기 페라이트 층의 두께는 압연 방향의 평행 단면인 L단면에서의 페라이트 층 두께를 의미하며, 상기 페라이트 층의 평균 두께가 5㎛ 미만일 경우 강도가 증가하여 냉간가공성이 열화될 수 있으며, 반면 30㎛를 초과할 경우 목표 강도 확보가 어려울 수 있다.The thickness of the ferrite layer refers to the thickness of the ferrite layer in the L section, which is a parallel cross-section in the rolling direction, and when the average thickness of the ferrite layer is less than 5 μm, strength may increase and cold workability may deteriorate, whereas 30 μm is used. If exceeded, it may be difficult to secure the target strength.

상기 페라이트의 입경은 압연 방향의 직각 단면인 C단면에서의 페라이트 입경을 의미하며, 상기 페라이트의 평균 입경이 3㎛ 미만일 경우 입계 미세화에 의해 강도가 증가하여 냉간단조성이 감소할 우려가 있으며, 반면 20㎛를 초과할 경우 목표 강도 확보가 어려울 수 있다. 이때, 상기 평균 입경은 강판의 일 단면을 관찰하여 검출한 입자들의 평균 원 상당 직경(equivalent circular diameter)을 의미하며, 함께 형성되는 펄라이트의 평균 입경은 상기 페라이트의 평균입경에 영향을 받기 때문에 특별히 제한하지 않는다. The particle diameter of the ferrite means a ferrite particle diameter in the cross section C, which is a right-angled cross section in the rolling direction, and if the average particle diameter of the ferrite is less than 3 μm, strength may increase due to grain boundary refinement, and cold forging may decrease. If it exceeds 20㎛, it may be difficult to secure the target strength. At this time, the average particle diameter refers to the average circular equivalent diameter of particles detected by observing one section of the steel sheet, and the average particle diameter of pearlite formed together is particularly limited because it is affected by the average particle diameter of the ferrite I never do that.

본 발명의 펄라이트 조직은 평균 라멜라 간격이 0.03~0.3㎛ 일 수 있다. 펄라이트 조직의 라멜라 간격은 미세할수록 선재의 강도가 증가하나 0.03㎛ 미만 일 경우 냉간가공성이 열화될 우려가 있으며, 라멜라 간격이 0.3㎛를 초과하는 경우 목표 강도 확보가 어려울 수 있다.The pearlite structure of the present invention may have an average lamellar spacing of 0.03 to 0.3 μm. The finer the lamellar spacing of the pearlite structure, the higher the strength of the wire rod, but if it is less than 0.03 μm, there is a fear that cold workability deteriorates, and if the lamellar spacing exceeds 0.3 μm, it may be difficult to secure the target strength.

이하, 상술한 조성범위와 미세조직을 포함하는 신선가공성 및 충격인성이 우수한 본 발명의 비조질 선재에 대하여 설명한다.Hereinafter, the unfinished wire rod of the present invention having excellent workability and impact toughness including the above-described composition range and microstructure will be described.

일 예에 따르면, 상기 비조질 선재는 압연 방향의 직각 단면인 C단면에서의 최대 경도값과 최소 경도값의 차가 30Hv이하이다.According to an example, the difference between the maximum hardness value and the minimum hardness value in the C section, which is a right-angled cross section in the rolling direction, is 30 Hv or less.

다른 일 예에 따르면, 상기 비조질 선재는 30~60% 신선가공 시, 상온 충격인성의 평균값이 100J 이상이다.According to another example, the non-coated wire has an average value of impact toughness at room temperature of 100J or more when 30 to 60% of fresh processing is performed.

다른 일 예에 따르면, 상기 비조질 선재는 30~60% 신선가공 시, 하기 식(1)을 만족한다.According to another example, the non-coated wire material satisfies the following formula (1) during 30-60% fresh processing.

(1) Imax - Imin ≤ 40J(1) Imax-Imin ≤ 40J

(여기서, Imax : 신선가공 후 평균 상온 충격인성의 최대값, Imin : 신선가공 후 평균 상온 충격인성의 최소값).(Here, Imax: the maximum value of average room temperature impact toughness after fresh processing, Imin: the minimum value of average room temperature impact toughness after fresh processing).

여기서, 상온 충격인성은 25℃에서 U노치(U-notch 규격 샘플 기준, 10x10x55mm)를 갖는 시편을 샤르피 충격 시험을 행하여 얻은 샤르피 충격 에너지 값으로 평가한 것이다.Here, the impact toughness at room temperature is evaluated as a Charpy impact energy value obtained by performing a Charpy impact test on a specimen having a U-notch (U-notch standard sample standard, 10x10x55mm) at 25°C.

이하, 본 발명의 일 측면에 따른 선재의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a wire rod according to an aspect of the present invention will be described in detail.

본 발명은 수많은 실험을 통하여 압연 방향으로 잘 발달된 페라이트-펄라이트 층상구조(F-P band structure)를 확보할 경우 우수한 신선가공성 및 충격인성을 동시에 확보할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 제안하기에 이르렀다. The present invention has been discovered through a number of experiments that it is possible to secure excellent fresh workability and impact toughness at the same time when securing a well-developed ferrite-pearlite layered structure (FP band structure) in the rolling direction, and has come to propose the present invention. .

본 발명의 일 예에 따른 비조질 선재의 제조방법은 강편을 제조하는 단계, 강편을 재가열 온도로 재가열하는 단계, 재가열된 강편을 선재로 압연하는 단계 및 압연된 선재를 권취 후 냉각하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing an unstructured wire according to an embodiment of the present invention includes a step of manufacturing a steel piece, reheating the steel piece to a reheating temperature, rolling the reheated steel piece into a wire, and winding the rolled wire to cool it. do.

본 발명의 일 예에 따라 제조되는 강편은 중량%로, C: 0.05~0.35%, Si: 0.05~0.5%, Mn: 0.5~2.0%, Cr: 1.0% 이하, P: 0.03% 이하, S: 0.03% 이하, sol.Al: 0.01~0.07%, N: 0.01% 이하를 포함하고, Nb: 0.1% 이하, V: 0.5% 이하 및 Ti: 0.1% 이하 중 1종 이상을 더 포함하며, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.Steel pieces manufactured according to an example of the present invention are weight %, C: 0.05 to 0.35%, Si: 0.05 to 0.5%, Mn: 0.5 to 2.0%, Cr: 1.0% or less, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, sol.Al: 0.01 to 0.07%, N: 0.01% or less, Nb: 0.1% or less, V: 0.5% or less, and Ti: 0.1% or less, and at least one of them. And unavoidable impurities.

이하, 각 제조단계에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, each manufacturing step will be described in more detail.

강편을 재가열하는 단계Steps to reheat the piece

강편을 재가열하는 단계에서는 상기 조성범위를 갖는 강편을 하기 식(2)를 만족하는 재가열 온도(Tr)로 재가열할 수 있다.In the step of reheating the steel piece, the steel piece having the composition range may be reheated to a reheating temperature (Tr) satisfying the following formula (2).

(2) T1 ≤ Tr ≤ 1200℃(2) T1 ≤ Tr ≤ 1200℃

여기서, T1 = 757 + 606[C] + 80[Nb]/[C] + 1023√[Nb] + 330[V]이다.Here, T1 = 757 + 606[C] + 80[Nb]/[C] + 1023√[Nb] + 330[V].

상기 강편을 식(2)를 만족하는 재가열 온도(Tr)로 재가열하는 단계는 성분계 중 Nb, V 또는 이들의 조합에 의해 형성되는 탄질화물을 모재 내에 재고용시키기 위한 단계이다. Nb, V 또는 이들의 조합으로 형성된 탄질화물이 가열로 내 재가열 시 용해되지 않고, 잔류하게 되면, 고온 유지시 연속적인 조대화로 인하여 후속 공정인 선재압연 공정에서 페라이트 결정립 미세화가 어려워지며, 냉각시 혼립 조직이 생성될 수 있다. The step of reheating the steel piece to a reheating temperature (Tr) that satisfies Eq. (2) is a step for re-using carbonitride formed by Nb, V, or a combination of these in the base material. When the carbonitride formed by Nb, V, or a combination thereof does not dissolve during reheating in the heating furnace and remains, when it is maintained at high temperature, it becomes difficult to refine the ferrite grains in the subsequent wire rod rolling process due to continuous coarsening during high temperature maintenance, and when cooled Mixed tissue can be produced.

상기 식(2)에서, 강편 재가열 온도가 T1 미만일 경우에는 Nb, V 또는 이들의 조합에 의해 형성되는 조대한 탄질화물들이 완전히 재고용되지 않으며, 강편 재가열 온도가 1200℃을 초과하는 경우에는 오스테나이트 조직이 과도하게 성장하여 연성이 저하될 우려가 있다.In the above formula (2), when the steel reheating temperature is less than T1, coarse carbonitrides formed by Nb, V or a combination thereof are not completely re-used, and when the steel reheating temperature exceeds 1200°C, austenite structure There is a possibility that the ductility decreases due to excessive growth.

재가열된 강편을 선재로 압연하는 단계Step of rolling reheated steel piece with wire rod

재가열된 강편을 선재로 압연하는 단계는 하기 식(3)을 만족하는 마무리 압연온도(Tf)로 열간압연하는 것을 포함할 수 있다.The step of rolling the reheated steel piece into a wire may include hot rolling to a finish rolling temperature (Tf) satisfying the following formula (3).

(3) T2 ≤ Tf ≤ T3(3) T2 ≤ Tf ≤ T3

여기서, T2 = 955 - 396[C] + 24.6[Si] - 68.1[Mn] - 24.8[Cr] - 36.1[Nb] - 20.7[V], T3 = 734 + 465[C] - 355[Si] + 360[Al] + 891[Ti] + 6800[Nb] - 650√[Nb] + 730[V] - 232√[V]이다.Here, T2 = 955-396 [C] + 24.6 [Si]-68.1 [Mn]-24.8 [Cr]-36.1 [Nb]-20.7 [V], T3 = 734 + 465 [C]-355 [Si] + It is 360[Al] + 891[Ti] + 6800[Nb]-650√[Nb] + 730[V]-232√[V].

상기 마무리 압연온도(Tf)는 합금 미세 조직에 영향을 미치므로, 페라이트-펄라이트 층상구조를 형성하는데 매우 중요한 공정 조건에 해당한다. 상기 식(3)의 조건으로 마무리 압연 시 페라이트-펄라이트 층상구조가 잘 형성된다. Since the finish rolling temperature (Tf) affects the alloy microstructure, it corresponds to a very important process condition for forming a ferrite-pearlite layered structure. When finishing rolling under the condition of the formula (3), a ferrite-pearlite layered structure is well formed.

상기 식(3)에서 상기 마무리 압연온도(Tf)가 T2 미만인 경우, 페라이트 입계 미세화에 의한 변형 저항이 증가하여 냉간단조성이 열위될 가능성이 있으며, 마무리 압연온도(Tf)가 T3를 초과하는 경우에는 페라이트-펄라이트 층상구조가 잘 형성되지 않을 우려가 있다. In the formula (3), when the finishing rolling temperature (Tf) is less than T2, there is a possibility that the cold forging property is deteriorated due to an increase in deformation resistance due to the refinement of ferrite grain boundaries, and when the finishing rolling temperature (Tf) exceeds T3. There is a fear that the ferrite-pearlite layered structure is not well formed.

또한, 상기 마무리 압연온도로 압연하는 단계는 바람직하게는 전처리 단계인 식(1)을 만족하는 재가열 단계 이후, 식(2)를 만족하는 마무리 압연온도(Tf)로 압연하여, 페라이트-펄라이트 층상구조 내 페라이트의 미세화 및 분포의 균질성을 더 잘 확보할 수 있다.In addition, the step of rolling to the finishing rolling temperature is preferably a reheating step that satisfies Expression (1), which is a pre-treatment step, and then rolled to a finishing rolling temperature (Tf) that satisfies Expression (2) to form a ferrite-pearlite layered structure. The fineness of the ferrite and the homogeneity of the distribution can be better secured.

압연된 선재를 권취 후 냉각하는 단계Cooling after winding the rolled wire

본 발명에서 압연된 선재를 권취 후 냉각하는 단계는 이전 공정인 마무리 압연조건에서 형성된 페라이트-펄라이트 층상구조 내 펄라이트의 라멜라 간격을 제어하는 단계에 해당한다.In the present invention, the step of winding the rolled wire and cooling it corresponds to a step of controlling the lamellar spacing of pearlite in the ferrite-pearlite layered structure formed in the final rolling condition, which is the previous process.

기본적으로 페라이트-펄라이트로 이루어진 조직에서 펄라이트는 강도 측면에서는 유리하나, 인성을 저하시키는 주된 요인으로 작용한다. 이때, 펄라이트의 라멜라 간격이 미세할 경우에 인성에 상대적으로 유리하게 작용하는 측면이 있다. Basically, in the structure composed of ferrite-perlite, pearlite is advantageous in terms of strength, but acts as a main factor that deteriorates toughness. At this time, when the lamellar spacing of pearlite is fine, there is a side that relatively favors toughness.

따라서, 본 발명의 냉각하는 단계에서는 이러한 펄라이트 라멜라 간격을 미세화하기 위하여 냉각속도를 적절히 제어할 필요가 있다. 만약 냉각속도가 너무 느리게 되면 라멜라 간격이 넓어져 연성이 부족할 우려가 있으며, 너무 빠르게 되면 저온조직이 발생되어 인성을 급격히 저하시킬 우려가 있다.Therefore, in the cooling step of the present invention, it is necessary to appropriately control the cooling rate in order to refine the pearlite lamella spacing. If the cooling rate is too slow, the lamella interval is widened, which may lead to insufficient ductility. If it is too fast, a low-temperature structure may be generated, which may sharply degrade toughness.

본 발명에서 바람직하게는 냉각 시 평균 냉각속도는 0.1~2℃/sec일 수 있다. 만약, 평균 냉각속도가 0.1℃/sec 미만인 경우에는 펄라이트 조직의 라멜라 간격이 넓어져 연성이 부족할 우려가 있으며, 평균 냉각속도가 2℃/sec를 초과하는 경우 저온조직이 생성되어 강의 강도를 지나치게 증가시키고 인성을 급격히 저하시킬 우려가 있다.In the present invention, preferably, the average cooling rate during cooling may be 0.1 to 2°C/sec. If the average cooling rate is less than 0.1°C/sec, the lamellar spacing of the pearlite structure may be wide, resulting in insufficient ductility. When the average cooling rate exceeds 2°C/sec, a low-temperature structure is formed, which excessively increases the strength of the steel. And there is a risk of sharply degrading toughness.

냉각 시 평균 냉각속도는 보다 바람직하게는 0.3~1℃/sec일 수 있다. 상기 범위에서는 선재의 강도를 충분히 확보하면서도 연성 및 인성이 우수한 비조질 선재를 얻을 수 있다.When cooling, the average cooling rate may be more preferably 0.3 to 1°C/sec. In the above range, it is possible to obtain an unstructured wire having excellent ductility and toughness while sufficiently securing the strength of the wire.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 페라이트-펄라이트 층상구조을 형성시키기 위하여 강편의 재가열 온도, 압연 온도 및 후속되는 냉각 공정을 제어한다. 즉, 본 발명은 상술한 성분계를 만족하는 강편을 재가열-압연-냉각으로 이루어지는 일련의 공정을 포함함에 있어서, 상기 재가열, 압연 및 냉각 조건을 최적화하는 것에 특징이 있다.As described above, the present invention controls the reheating temperature, rolling temperature, and subsequent cooling process of the steel piece to form a ferrite-pearlite layered structure. That is, the present invention is characterized by optimizing the reheating, rolling and cooling conditions in a series of processes consisting of reheating-rolling-cooling a steel piece satisfying the above-mentioned component system.

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.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, it is necessary to note that the following examples are only intended to illustrate the present invention in more detail and are not intended to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by matters described in the claims and reasonably inferred therefrom.

{실시예}{Example}

하기 표 1과 같은 합금조성을 갖는 강편을 성분조건에 맞는 가열온도에서 3시간 가열한 후, 선경 20mm로 열간압연하여 선재를 제조하였다. 이때, 마무리 압연온도는 성분조건에 맞게 설정하여 실시하였고, 권취 후 임의의 냉각속도로 냉각하였다. After heating the steel piece having the alloy composition as shown in Table 1 at a heating temperature suitable for the component conditions for 3 hours, hot rolling was performed with a wire diameter of 20 mm to prepare a wire rod. At this time, the finish rolling temperature was set and performed according to the component conditions, and after winding, it was cooled at an arbitrary cooling rate.

이후, 전자현미경을 이용하여, 미세조직의 종류 및 분율, 페라이트 층 두께 및 펄라이트 라멜라 간격 등을 분석 및 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.Thereafter, using an electron microscope, the type and fraction of the microstructure, ferrite layer thickness and pearlite lamellar spacing were analyzed and measured, and the results are shown in Table 2 below.

이후, 30~60% 신선가공 후 단선유무, 상온 인장강도 및 상온 충격인성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 함께 나타내었다. 신선가공성의 표현을 신선가공 중에 단선이 발생되지 않은 경우는 ○, 단선이 1회 이상 발생된 경우는 X로 표기하였다. Thereafter, after 30-60% fresh processing, presence or absence of disconnection, tensile strength at room temperature, and impact toughness at room temperature were measured, and the results are shown in Table 3 below. The expression of fresh workability is indicated by ○ when no disconnection occurred during fresh processing, and X when disconnection occurred more than once.

여기서, 상온 인장강도는 25℃에서 비조질강 시편의 중심부에서 채취하여 측정하였으며, 상온 충격인성은 25℃에서 U노치(U-notch 규격 샘플 기준, 10x10x55mm)를 갖는 시편을 샤르피 충격 시험을 행하여 얻은 샤르피 충격 에너지 값으로 평가한 것이다.Here, the tensile strength at room temperature was measured by taking a sample from the center of a non-hardened steel specimen at 25°C, and the room temperature impact toughness was obtained by performing a Charpy impact test on a specimen having a U-notch (U-notch standard sample standard, 10x10x55mm) at 25°C. It was evaluated by the impact energy value.

강종Steel 합금 조성(중량%)Alloy composition (% by weight) CeqCeq CC SiSi MnMn CrCr PP SS sol.Alsol.Al NN NbNb VV TiTi 발명예1Inventive Example 1 0.060.06 0.250.25 1.651.65 0.30.3 0.0120.012 0.00520.0052 0.0340.034 0.00550.0055 0.0500.050 0.1100.110 00 0.4430.443 발명예2Inventive Example 2 0.110.11 0.210.21 1.481.48 00 0.0110.011 0.00430.0043 0.0410.041 0.00460.0046 0.0380.038 0.0540.054 00 0.4300.430 발명예3Inventive Example 3 0.180.18 0.220.22 1.371.37 00 0.0100.010 0.00380.0038 0.0300.030 0.00400.0040 0.0300.030 0.0500.050 00 0.4780.478 발명예4Inventive Example 4 0.250.25 0.240.24 1.281.28 0.150.15 0.0090.009 0.00460.0046 0.0260.026 0.00450.0045 0.0190.019 00 00 0.5460.546 발명예5Inventive Example 5 0.330.33 0.230.23 1.151.15 00 0.0110.011 0.00500.0050 0.0320.032 0.00520.0052 0.0100.010 00 0.0100.010 0.5860.586 비교예1Comparative Example 1 0.070.07 0.120.12 1.221.22 0.240.24 0.0100.010 0.00620.0062 0.0310.031 0.00480.0048 0.0430.043 0.1520.152 00 0.3470.347 비교예2Comparative Example 2 0.150.15 0.160.16 1.411.41 0.150.15 0.0120.012 0.00550.0055 0.0350.035 0.00420.0042 0.0320.032 0.1040.104 00 0.4620.462 비교예3Comparative Example 3 0.260.26 0.140.14 1.521.52 0.110.11 0.0110.011 0.00430.0043 0.0420.042 0.00580.0058 0.0290.029 0.0460.046 00 0.5890.589 비교예4Comparative Example 4 0.320.32 0.210.21 1.671.67 00 0.0100.010 0.00510.0051 0.0330.033 0.00600.0060 0.0210.021 0.0380.038 00 0.6770.677 비교예5Comparative Example 5 0.380.38 0.250.25 1.021.02 00 0.0090.009 0.00470.0047 0.0240.024 0.00530.0053 0.0170.017 00 0.0150.015 0.6120.612 비교예6Comparative Example 6 0.430.43 0.270.27 0.150.15 00 0.0100.010 0.00560.0056 0.0270.027 0.00470.0047 0.0130.013 00 00 0.6900.690 여기서, Ceq = [C] + [Si]/9 + [Mn]/5 + [Cr]/12,
상기 [C], [Si], [Mn], [Cr] 각각은 해당 원소의 함량(%)을 의미함
Where Ceq = [C] + [Si]/9 + [Mn]/5 + [Cr]/12,
Each of the [C], [Si], [Mn], and [Cr] means the content (%) of the corresponding element.

강종Steel T1
(℃)
T1
(℃)
재가열
온도
Tr(℃)
Reheat
Temperature
Tr(℃)
T2
(℃)
T2
(℃)
T3
(℃)
T3
(℃)
마무리
압연
온도
Tf(℃)
Wrap-up
Rolling
Temperature
Tf(℃)
평균
냉각
속도
(℃/s)
Average
Cooling
speed
(℃/s)
조직Organization 페라이트
분율
(%)
ferrite
Fraction
(%)
L단면
페라이트

평균두께
(㎛)
L section
ferrite
layer
Average thickness
(㎛)
C단면
페라이트
평균
입경
(㎛)
Section C
ferrite
Average
Particle size
(㎛)
펄라이트
평균
라멜라
간격
(㎛)
Pearlite
Average
Lamella
interval
(㎛)
C단면
경도
편차
(Hv)
Section C
Hardness
Deviation
(Hv)
발명예1Inventive Example 1 11221122 11561156 814814 880880 834834 1.61.6 F+PF+P 8484 2323 1515 0.260.26 99 발명예2Inventive Example 2 10691069 10851085 813813 841841 828828 1.11.1 F+PF+P 7777 2222 1212 0.240.24 1515 발명예3Inventive Example 3 10731073 10971097 794794 826826 815815 0.80.8 F+PF+P 6969 1717 77 0.250.25 2020 발명예4Inventive Example 4 10561056 10731073 770770 813813 806806 0.40.4 F+PF+P 5656 1515 88 0.200.20 1818 발명예5Inventive Example 5 10621062 10821082 751751 829829 789789 1.01.0 F+PF+P 4242 1010 1111 0.160.16 2626 비교예1Comparative Example 1 11111111 11351135 836836 914914 812812 1.31.3 F+PF+P 8282 3232 1212 0.300.30 3232 비교예2Comparative Example 2 10821082 11041104 796796 862862 887887 0.90.9 F+PF+P 7171 3636 2525 0.280.28 2626 비교예3Comparative Example 3 11131113 10651065 747747 891891 834834 0.080.08 F+PF+P 5353 1919 1414 0.340.34 1919 비교예4Comparative Example 4 11171117 10871087 718718 851851 856856 2.42.4 F+PF+P 3535 3131 1818 0.210.21 2828 비교예5Comparative Example 5 11241124 11321132 741741 875875 862862 0.050.05 F+PF+P 2828 2626 2222 0.320.32 3636 비교예6Comparative Example 6 11371137 11541154 713713 862862 841841 1.21.2 F+PF+P 2121 2424 1616 0.270.27 4141 여기서, T1 = 757 + 606[C] + 80[Nb]/[C] + 1023√[Nb] + 330[V],
T2 = 955 - 396[C] + 24.6[Si] - 68.1[Mn] - 24.8[Cr] - 36.1[Nb] - 20.7[V],
T3 = 734 + 465[C] - 355[Si] + 360[Al] + 891[Ti] + 6800[Nb] - 650√[Nb] + 730[V] - 232√[V]
Where T1 = 757 + 606[C] + 80[Nb]/[C] + 1023√[Nb] + 330[V],
T2 = 955-396[C] + 24.6[Si]-68.1[Mn]-24.8[Cr]-36.1[Nb]-20.7[V],
T3 = 734 + 465[C]-355[Si] + 360[Al] + 891[Ti] + 6800[Nb]-650√[Nb] + 730[V]-232√[V]

시편
No.
Psalter
No.
0%
신선가공
0%
Fresh processing
35%
신선가공
35%
Fresh processing
45%
신선가공
45%
Fresh processing
55%
신선가공
55%
Fresh processing
Imax-Imin
(J)
I max -I min
(J)
인장
강도
(Mpa)
Seal
burglar
(Mpa)
충격
인성
(J)
Shock
tenacity
(J)
인장
강도
(Mpa)
Seal
burglar
(Mpa)
충격
인성
(J)
Shock
tenacity
(J)
신선
가공성
fresh
Processability
인장
강도
(Mpa)
Seal
burglar
(Mpa)
충격
인성
(J)
Shock
tenacity
(J)
신선
가공성
fresh
Processability
인장
강도
(Mpa)
Seal
burglar
(Mpa)
충격
인성
(J)
Shock
tenacity
(J)
신선
가공성
fresh
Processability
발명예1Inventive Example 1 546546 345345 738738 253253 781781 221221 824824 224224 3232 발명예2Inventive Example 2 574574 316316 771771 219219 813813 210210 857857 216216 99 발명예3Inventive Example 3 621621 256256 822822 209209 870870 206206 909909 190190 1919 발명예4Inventive Example 4 613613 211211 840840 188188 887887 179179 933933 168168 2020 발명예5Inventive Example 5 642642 185185 867867 164164 908908 153153 958958 162162 1111 비교예1Comparative Example 1 617617 225225 807807 168168 845845 135135 889889 103103 6565 비교예2Comparative Example 2 625625 212212 826826 151151 873873 116116 924924 9797 5454 비교예3Comparative Example 3 689689 156156 908908 102102 953953 8888 997997 6161 XX 4141 비교예4Comparative Example 4 696696 143143 927927 9494 979979 7474 XX 10291029 5252 XX 4242 비교예5Comparative Example 5 742742 133133 970970 8181 10221022 6262 XX 10631063 3838 XX 4343 비교예6Comparative Example 6 770770 115115 996996 6161 XX 10411041 4343 XX 10881088 2525 XX 3636 여기서, Imax는 신선가공 후 평균 상온 충격인성의 최대값, Imin는 신선가공 후 평균 상온충격인성의 최소값Here, I max is the maximum value of average room temperature impact toughness after fresh processing, and I min is the minimum value of average room temperature impact toughness after fresh processing.

이하, 표 1 내지 3으로부터 각 발명예와 비교예를 비교 평가한다.Hereinafter, each invention example and a comparative example are comparatively evaluated from Tables 1-3.

표 1 내지 3으로부터 본 발명의 합금조성 및 제조조건을 만족하는 발명예 1 내지 5의 경우, 압연 방향으로 발달된 페라이트-펄라이트 층상구조로 인해 강도를 확보하면서도 신선가공성 및 충격인성이 우수했다.From Examples 1 to 5 satisfying the alloy composition and manufacturing conditions of the present invention from Tables 1 to 3, the ferrite-pearlite layered structure developed in the rolling direction secured strength and was excellent in fresh workability and impact toughness.

반면, 비교예 1 내지 6의 경우, 본 발명에서 제안하는 제조조건을 만족하지 않는 경우로서 본 발명에서 제안하는 압연 방향으로의 페라이트-펄라이트 층상구조가 충분히 형성되지 못하여 발명예 대비 신선가공시에 단선의 발생율이 높으며, 낮은 충격인성을 보였다.On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 to 6, when the manufacturing conditions suggested by the present invention are not satisfied, the ferrite-pearlite layered structure in the rolling direction proposed by the present invention is not sufficiently formed, so that it is disconnected during the fresh processing compared to the inventive example Has a high incidence rate and low impact toughness.

비교예 1은 탄소 당량(Ceq)이 0.347로서 0.4 미만이었으며, 마무리 압연온도(Tf)가 T2 미만이었다. 이로 인해, 비교예 1의 비조질 선재는 L단면 페라이트 층 평균 두께가 32㎛로서 30㎛보다 더 두꺼웠으며, C단면 경도 편차가 32Hv로서 30Hv를 초과하였으며, 30~60% 신선가공 후 평균 상온 충격인성의 차가 40J 이상인 65J으로 본 발명의 식(1)을 만족하지 않았다.In Comparative Example 1, the carbon equivalent (Ceq) was 0.347 and less than 0.4, and the finish rolling temperature (Tf) was less than T2. For this reason, the non-woven wire of Comparative Example 1 had an L-section ferrite layer having an average thickness of 32 µm, which was thicker than 30 µm, and the C-section hardness deviation exceeded 30 Hv as 32 Hv, and the average room temperature after 30-60% fresh processing. The difference in impact toughness was 65 J, which was 40 J or more, and the equation (1) of the present invention was not satisfied.

비교예 2는 마무리 압연 온도(Tf)가 T3를 초과하였다. 이로 인해, 비교예 2의 비조질 선재는 L단면 페라이트 층 평균 두께가 36㎛로서 30㎛보다 더 두꺼웠으며, C단면 페라이트 평균 입경은 25㎛로서 20㎛를 초과하였으며, 55% 신선가공 후 충격인성이 97J로 100J보다 작았으며, 30~60% 신선가공 후 평균 상온 충격인성의 차가 40J 이상인 54J으로 본 발명의 식(1)을 만족하지 않았다.In Comparative Example 2, the finish rolling temperature (Tf) exceeded T3. For this reason, the non-woven wire of Comparative Example 2 had an L-section ferrite layer having an average thickness of 36 µm and was thicker than 30 µm, and a C-section ferrite average particle diameter of 25 µm exceeding 20 µm, and impact after 55% fresh working Toughness was 97J, which was less than 100J, and after 30~60% fresh processing, the difference in average room temperature toughness was 40J or higher, which did not satisfy Eq. (1) of the present invention.

비교예 3은 재가열 온도(Tr)가 T1을 초과하였으며, 평균 냉각속도가 0.08℃/s로서 0.1℃/s 보다 작았다. 이로 인해, 비교예 3의 비조질 선재는 펄라이트 평균 라멜라 간격이 0.34㎛으로 0.3㎛을 초과하였으며, 45%, 55% 신선가공 후 충격인성이 각 88J, 61J로서 100J보다 작았으며, 55% 신선가공 후 단선이 발생하였으며, 30~60% 신선가공 후 평균 상온 충격인성의 차가 40J 이상인 41J으로 본 발명의 식(1)을 만족하지 않았다.In Comparative Example 3, the reheating temperature (Tr) exceeded T1, and the average cooling rate was 0.08°C/s, which was less than 0.1°C/s. For this reason, in the non-coated wire of Comparative Example 3, the pearlite average lamellar spacing was 0.34 µm, exceeding 0.3 µm, and after 45% and 55% fresh working, the impact toughness was 88J and 61J, respectively, less than 100J, and 55% fresh working. After the disconnection occurred, after 30~60% fresh processing, the difference in average room temperature impact toughness was 41J or more, which did not satisfy Eq. (1) of the present invention.

비교예 4는 탄소 당량(Ceq)이 0.677로서 0.6을 초과하였으며, 재가열 온도(Tr)가 T1을 초과하였으며, 마무리 압연 온도(Tf)가 T3를 초과하였으며, 평균 냉각속도가 2.4℃/s로서 2℃/s를 초과하였다. 이로 인해, 비교예 4의 비조질 선재는 L단면 페라이트 층 평균 두께가 31㎛로서 30㎛보다 더 두꺼웠으며, 35%, 45%, 55% 신선가공 후 충격인성이 각 94J, 74J, 52J로서 100J보다 작았으며, 45%, 55% 신선가공 후 단선이 발생하였으며, 30~60% 신선가공 후 평균 상온 충격인성의 차가 40J 이상인 42J으로 본 발명의 식(1)을 만족하지 않았다.In Comparative Example 4, the carbon equivalent (Ceq) exceeded 0.6 as 0.677, the reheating temperature (Tr) exceeded T1, the finish rolling temperature (Tf) exceeded T3, and the average cooling rate was 2.4°C/s 2 ℃/s was exceeded. For this reason, the non-woven wire of Comparative Example 4 had an L-section ferrite layer having an average thickness of 31 µm and was thicker than 30 µm, and impact toughness after each of 35%, 45%, and 55% fresh work was 94J, 74J, and 52J. It was smaller than 100J, and after 45%, 55% fresh processing, disconnection occurred, and after 30~60% fresh processing, the difference in average room temperature impact toughness was 42J or more, which did not satisfy Equation (1) of the present invention.

비교예 5는 탄소의 함량이 0.38중량%으로서 0.35중량%을 초과하며, 탄소 당량(Ceq)도 0.612로서 0.6을 초과하였으며, 평균 냉각속도가 0.05℃/s로서 0.1℃/s보다 작았다. 이로 인해, 비교예 5의 비조질 선재는 페라이트 분율이 28%로서 30% 미만이며, C단면 페라이트 평균 입경이 22㎛로서 20㎛을 초과하였으며, 펄라이트 평균 라멜라 간격이 0.32㎛로서 0.3㎛을 초과하였으며, C단면 경도 편차는 36Hv로서 30Hv을 초과하였으며, 35%, 45, 55% 신선가공 후 충격인성이 각 81J, 62J 38J로서 100J보다 작았으며, 45%, 55% 신선가공 후 단선이 발생하였으며, 30~60% 신선가공 후 평균 상온 충격인성의 차가 40J 이상인 43J로서 본 발명의 식(1)을 만족하지 않았다.In Comparative Example 5, the content of carbon was 0.38% by weight, which exceeded 0.35% by weight, and the carbon equivalent (Ceq) exceeded 0.6 by 0.612, and the average cooling rate was 0.05°C/s, which was smaller than 0.1°C/s. For this reason, the non-finished wire of Comparative Example 5 had a ferrite fraction of 28% and less than 30%, a C-section ferrite average particle diameter of 22 µm, exceeding 20 µm, and a pearlite average lamella spacing of 0.32 µm, exceeding 0.3 µm. , The C-section hardness deviation exceeded 30Hv as 36Hv, and after 35%, 45, and 55% fresh processing, the impact toughness was less than 100J as 81J, 62J and 38J, and disconnection occurred after 45%, 55% fresh processing, After 30-60% fresh processing, the difference in average room temperature impact toughness was 43J, which is 40J or more, and the formula (1) of the present invention was not satisfied.

비교예 6은 탄소의 함량이 0.43중량%으로서 0.35중량%을 초과하며, 탄소 당량(Ceq)도 0.690로서 0.6을 초과한다. 이로 인해, 비교예 6의 비조질 선재는 페라이트 분율이 21%로서 30% 미만이며, C단면 경도 편차는 41Hv로서 30Hv을 초과하였으며, 35%, 45%, 55% 신선가공 후 충격인성이 각 61J, 43J, 25J로서 100J보다 작았으며, 35%, 45%, 55% 신선가공 후 단선이 발생하였다.In Comparative Example 6, the content of carbon was 0.43% by weight, exceeding 0.35% by weight, and the carbon equivalent (Ceq) was 0.690, which exceeded 0.6. Due to this, the non-hardened wire of Comparative Example 6 had a ferrite fraction of less than 30% as 21%, and a C-section hardness deviation exceeded 30Hv as 41Hv, and impact toughness after fresh processing of 35%, 45%, and 55% of each was 61J. , 43J, 25J, smaller than 100J, and disconnection occurred after 35%, 45%, and 55% fresh processing.

이로부터, 본 발명의 비조질 선재 및 그 제조방법은 합금조성 및 제조조건을 제어하여 추가 열처리 없이도 우수한 신선가공성 및 충격인성의 비조질 선재를 제공할 수 있음을 알 수 있다.From this, it can be seen that the unstructured wire of the present invention and its manufacturing method can provide an excellent unprocessed wire having excellent workability and impact toughness without additional heat treatment by controlling alloy composition and manufacturing conditions.

상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although exemplary embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited thereto, and a person skilled in the art does not depart from the concept and scope of the following claims. It will be understood that various modifications and variations are possible.

Claims (12)

중량%로, C: 0.05~0.35%, Si: 0.05~0.5%, Mn: 0.5~2.0%, Cr: 1.0% 이하, P: 0.03% 이하, S: 0.03% 이하, sol.Al: 0.01~0.07%, N: 0.01% 이하를 포함하고, Nb: 0.1% 이하, V: 0.5% 이하 및 Ti: 0.1% 이하 중 1종 이상을 포함하며, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
미세조직으로, 압연 방향으로의 페라이트-펄라이트 층상구조를 포함하는 신성가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재.
In weight percent, C: 0.05 to 0.35%, Si: 0.05 to 0.5%, Mn: 0.5 to 2.0%, Cr: 1.0% or less, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, sol.Al: 0.01 to 0.07 %, N: less than or equal to 0.01%, Nb: less than or equal to 0.1%, V: less than or equal to 0.5%, and Ti: less than or equal to 0.1%, including residual Fe and unavoidable impurities,
Microstructure, non-woven wire with excellent workability and impact toughness, including a ferrite-pearlite layered structure in the rolling direction.
제1항에 있어서,
상기 압연 방향의 평행 단면인 L단면에서의 상기 페라이트 층의 평균 두께가 5~30㎛인 신성가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재.
According to claim 1,
A non-hard wire having excellent workability and impact toughness with an average thickness of 5 to 30 µm of the ferrite layer in the L section, which is a parallel section in the rolling direction.
제1항에 있어서,
상기 압연 방향의 직각 단면인 C단면에서의 상기 페라이트의 평균 입경이 3~20㎛인 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재.
According to claim 1,
A non-hard wire having excellent workability and impact toughness with an average particle diameter of 3 to 20 µm in the C cross section, which is a right-angle cross section in the rolling direction.
제1항에 있어서,
상기 페라이트의 분율이 30~90%인 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재.
According to claim 1,
The ferrite has a fraction of 30 to 90%, and is an uncoated wire having excellent workability and impact toughness.
제1항에 있어서,
상기 펄라이트의 평균 라멜라 간격이 0.03~0.3㎛인 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재.
According to claim 1,
The pearlite has an average lamellar spacing of 0.03 to 0.3 µm, and is an uncoated wire having excellent workability and impact toughness.
제1항에 있어서,
하기 식으로 표현되는 탄소 당량(Ceq)이 0.4~0.6인 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재:
Ceq = [C] + [Si]/9 + [Mn]/5 + [Cr]/12
(여기서, [C], [Si], [Mn], [Cr] 각각은 해당 원소의 함량(%)을 의미한다).
According to claim 1,
Uncoated wire having excellent workability and impact toughness with a carbon equivalent of 0.4 to 0.6 represented by the following formula:
Ceq = [C] + [Si]/9 + [Mn]/5 + [Cr]/12
(Here, [C], [Si], [Mn], [Cr] each means the content (%) of the corresponding element).
제1항에 있어서,
상기 압연 방향의 직각 단면인 C단면에서의 최대 경도값과 최소 경도값의 차가 30Hv 이하인 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재.
According to claim 1,
An uncoated wire having excellent workability and impact toughness with a difference between a maximum hardness value and a minimum hardness value of 30 Hv or less in the cross-section C, which is a right-angle cross section in the rolling direction.
제1항에 있어서,
상기 선재를 30~60% 신선가공 시, 상온 충격인성의 평균값이 100J 이상인 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재.
According to claim 1,
When 30 to 60% of the wire rod is freshly processed, an unstructured wire having excellent workability and impact toughness having an average value of 100 J or more at room temperature impact toughness.
제1항에 있어서,
상기 선재를 30~60% 신선가공 시, 하기 식(1)을 만족하는 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재:
(1) Imax - Imin ≤ 40J
(여기서, Imax : 신선가공 후 평균 상온 충격인성의 최대값, Imin : 신선가공 후 평균 상온 충격인성의 최소값).
According to claim 1,
When 30 to 60% of the wire rod is freshly processed, an unstructured wire having excellent fresh workability and impact toughness satisfying the following formula (1):
(1) Imax-Imin ≤ 40J
(Here, Imax: the maximum value of average room temperature impact toughness after fresh processing, Imin: the minimum value of average room temperature impact toughness after fresh processing).
중량%로, C: 0.05~0.35%, Si: 0.05~0.5%, Mn: 0.5~2.0%, Cr: 1.0% 이하, P: 0.03% 이하, S: 0.03% 이하, sol.Al: 0.01~0.07%, N: 0.01% 이하를 포함하고, Nb: 0.1% 이하, V: 0.5% 이하 및 Ti: 0.1% 이하 중 1종 이상을 포함하며, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 제조하는 단계;
상기 강편을 하기 식(2)를 만족하는 재가열 온도(Tr)로 재가열하는 단계;
상기 재가열된 강편을 선재로 압연하는 단계; 및
상기 압연된 선재를 권취 후 냉각하는 단계;를 포함하는 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재의 제조방법:
(2) T1 ≤ Tr ≤ 1200℃
(여기서, T1 = 757 + 606[C] + 80[Nb]/[C] + 1023√[Nb] + 330[V]이며, [C], [Nb] 각각은 해당 원소의 함량(%)을 의미한다).
In weight percent, C: 0.05 to 0.35%, Si: 0.05 to 0.5%, Mn: 0.5 to 2.0%, Cr: 1.0% or less, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, sol.Al: 0.01 to 0.07 %, N: 0.01% or less, Nb: 0.1% or less, V: 0.5% or less, and Ti: 0.1% or less, and at least one of the following steps: preparing a steel piece containing the balance Fe and unavoidable impurities;
Reheating the steel piece to a reheating temperature (Tr) that satisfies Expression (2) below;
Rolling the reheated steel piece into a wire rod; And
Winding the rolled wire rod and then cooling it; A method for manufacturing a non-woven wire rod having excellent workability and impact toughness, including:
(2) T1 ≤ Tr ≤ 1200℃
(Here, T1 = 757 + 606[C] + 80[Nb]/[C] + 1023√[Nb] + 330[V], each of [C], [Nb] is the content (%) of the element. it means).
제10항에 있어서,
상기 선재를 압연하는 단계는,
하기 식(3)를 만족하는 마무리압연 온도(Tf)로 압연하는 것을 포함하는 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재의 제조방법:
(3) T2 ≤ Tf ≤ T3
(여기서, T2 = 955 - 396[C] + 24.6[Si] - 68.1[Mn] - 24.8[Cr] - 36.1[Nb] - 20.7[V],
T3 = 734 + 465[C] - 355[Si] + 360[Al] + 891[Ti] + 6800[Nb] - 650√[Nb] + 730[V] - 232√[V]이며,
[C], [Si], [Mn], [Cr], [Al], [Ti], [Nb], [V] 각각은 해당 원소의 함량(%)을 의미한다).
The method of claim 10,
The step of rolling the wire rod,
Method for manufacturing a non-woven wire having excellent workability and impact toughness, including rolling to a finish rolling temperature (Tf) satisfying the following formula (3):
(3) T2 ≤ Tf ≤ T3
(Where, T2 = 955-396 [C] + 24.6 [Si]-68.1 [Mn]-24.8 [Cr]-36.1 [Nb]-20.7 [V],
T3 = 734 + 465[C]-355[Si] + 360[Al] + 891[Ti] + 6800[Nb]-650√[Nb] + 730[V]-232√[V],
Each of [C], [Si], [Mn], [Cr], [Al], [Ti], [Nb], [V] means the content (%) of the corresponding element).
제10항에 있어서,
상기 냉각하는 단계는,
평균 0.1~2℃/s의 속도로 냉각하는 것을 포함하는 신선가공성 및 충격인성이 우수한 비조질 선재의 제조방법.
The method of claim 10,
The cooling step,
Method of manufacturing a non-woven wire having excellent workability and impact toughness, including cooling at an average rate of 0.1 to 2°C/s.
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