KR20210077506A - Steel having enhanced cold formability and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다양한 응력 및 부식 환경에 노출되는 자동차, 구조물의 체결용 볼트 등에 사용할 수 있는 선재와 이를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다. An object of the present invention is to provide a wire rod that can be used for automobiles, structural bolts, etc. exposed to various stress and corrosive environments, and a method for manufacturing the same.
선재는 볼트, 볼 등 다양한 모양의 최종제품을 냉간 가공 공정을 통해 만들게 된다. 이때 사용되는 금형의 마모를 최소화 하기 위해 구상화 열처리를 통한 미세조직 제어를 통해 선재의 강도를 낮추는 방법을 사용하고 있다. 보통 최종제품 형상이 까다로울수록 높은 수준의 구상화율이 요구되고 이를 위해서는 1회 이상의 구상화 열처리가 요구된다. Wire rods are made into final products of various shapes such as bolts and balls through a cold working process. In order to minimize the wear of the mold used at this time, a method of lowering the strength of the wire rod through microstructure control through spheroidizing heat treatment is used. Usually, the more difficult the shape of the final product, the higher the spheroidization rate is required, and for this, one or more spheroidization heat treatments are required.
통상 구상화 열처리는 강종에 따라 다소 차이가 나기는 하지만 페라이트와 펄라이트 조직으로 이루어진 강재를 일정 온도범위에서 장시간 동안 유지해야 되기 때문에 비용이 많이 들어 제조원가 측면에서 항상 불리한 측면이 있다. In general, although the spheroidizing heat treatment is slightly different depending on the type of steel, it is always disadvantageous in terms of manufacturing cost due to high cost because the steel made of ferrite and pearlite structure must be maintained in a certain temperature range for a long time.
선재 상태에서의 미세조직을 미세한 펄라이트 조직으로 만들거나 베이나이트 또는 마르텐사이트와 같은 저온 조직으로 만들 수 있으면 구상화 열처리 시간을 크게 줄일 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 통상의 선재 냉각 방식으로는 냉각속도의 한계로 인해 상기와 같은 미세한 조직이나 저온 조직을 만들 수 없는 어려움이 있다. It is known that the spheroidizing heat treatment time can be greatly reduced if the microstructure in the wire rod state can be made into a fine pearlite structure or a low-temperature structure such as bainite or martensite. However, in the conventional wire rod cooling method, there is a difficulty in that it is not possible to produce the fine or low temperature structure as described above due to the limitation of the cooling rate.
본 발명은 합금 조성과 제조방법을 통해, 미세조직을 제어함으로써 구상화 열처리 시간을 단축하는 동시에 우수한 냉간 가공성을 확보할 수 있는 선재와 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a wire rod and a method for manufacturing the same, which can reduce the spheroidizing heat treatment time and secure excellent cold workability by controlling the microstructure through the alloy composition and manufacturing method.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,
중량%로, C: 0.20~0.50%, Si: 0.1~0.5%, Mn: 0.4~1.4%, P: 0.030% 이하, S: 0.030% 이하, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, By weight%, C: 0.20 to 0.50%, Si: 0.1 to 0.5%, Mn: 0.4 to 1.4%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, the remainder contains Fe and unavoidable impurities,
부피 분율로, 잔류 오스테나이트 15% 이하와 잔여 베이나이트를 포함하는 미세조직을 가지며, By volume fraction, it has a microstructure comprising 15% or less of retained austenite and residual bainite,
그리고 상기 잔류 오스테나이트 중 고용 탄소 함량이 1.0~1.8% 범위를 만족하는 냉간 가공성이 우수한 선재에 관한 것이다. And it relates to a wire rod excellent in cold workability, which satisfies the range of 1.0 to 1.8% of the solid solution carbon in the retained austenite.
상기 미세조직은 베이나이트 85~95% 및 잔류 오스테나이트 5~15% 를 포함할 수 있다. The microstructure may include 85 to 95% bainite and 5 to 15% retained austenite.
상기 베이나이트의 래쓰(lath) 두께가 1㎛ 이하일 수 있다. A lath thickness of the bainite may be 1 μm or less.
또한 본 발명은, Also, the present invention
중량%로, C: 0.20~0.50%, Si: 0.1~0.5%, Mn: 0.4~1.4%, P: 0.030% 이하, S: 0.030% 이하, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강재를 마련한 후, 이를 선재 압연하고, 이어, 700~900℃에서 코일 형상으로 권취하는 공정; 및 By weight%, C: 0.20 to 0.50%, Si: 0.1 to 0.5%, Mn: 0.4 to 1.4%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, the remainder after preparing steel containing Fe and unavoidable impurities , a process of wire-rolling it, and then winding it in a coil shape at 700 to 900°C; and
상기 권취된 강재를 300~400℃의 용융염 또는 용융납에 침지한 후, 항온 유지 열처리함으로서, 부피 분율로, 잔류 오스테나이트 15% 이하와 잔여 베이나이트를 포함하는 미세조직을 가지며, 그리고 상기 잔류 오스테나이트 중 고용 탄소 함량이 1.0~1.8% 범위를 만족하는 선재를 제조하는 공정;을 포함하는 냉간 가공성이 우수한 선재의 제조방법에 관한 것이다. After immersing the wound steel material in molten salt or molten lead at 300 to 400 ° C., and then performing constant temperature maintenance heat treatment, as a volume fraction, it has a microstructure including 15% or less of retained austenite and residual bainite, and the residual It relates to a method for manufacturing a wire rod excellent in cold workability, including a process of manufacturing a wire rod having a solid solution carbon content in austenite in the range of 1.0 to 1.8%.
상기 항온 유지 열처리 시 유지시간을 5분 이상으로 함이 바람직하다. It is preferable to set the holding time to 5 minutes or more during the constant temperature maintenance heat treatment.
상기 선재의 미세조직은 베이나이트 85~95% 및 잔류 오스테나이트 5~15% 를 포함할 수 있다. The microstructure of the wire rod may include 85 to 95% of bainite and 5 to 15% of retained austenite.
상술한 구성에 따른 본 발명은, 선재의 기지 조직을 베이나이트로 제어함으로써 산업기계 및 자동차용 소재 또는 부품에서 요구되는 냉간 가공성이 우수한 선재를 제공할 수 있다. The present invention according to the above-described configuration can provide a wire rod excellent in cold workability required for materials or parts for industrial machines and automobiles by controlling the matrix structure of the wire rod with bainite.
이하, 본 발명을 설명하다.Hereinafter, the present invention will be described.
본 발명에 따른 냉간 가공성이 우수한 선재는, 중량%로, C: 0.20~0.50%, Si: 0.5% 이하(0%는 제외), Mn: 0.4~1.4%, P: 0.030% 이하, S: 0.030% 이하, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 부피 분율로, 잔류 오스테나이트 15% 이하와 잔여 베이나이트를 포함하는 미세조직을 가지며, 그리고 상기 잔류 오스테나이트 중 고용 탄소 함량이 1.0~1.8% 범위를 만족한다. The wire rod having excellent cold workability according to the present invention, by weight, C: 0.20 to 0.50%, Si: 0.5% or less (excluding 0%), Mn: 0.4 to 1.4%, P: 0.030% or less, S: 0.030 % or less, the remainder contains Fe and unavoidable impurities, has a microstructure including 15% or less of retained austenite and residual bainite by volume fraction, and a solid solution carbon content in the retained austenite is in the range of 1.0 to 1.8% is satisfied with
먼저, 본 발명의 선재의 조성 성분과 조성범위의 한정이유를 상세히 설명한다. 이하에서, 달리 규정한 바가 없다면 "%"는 중량%를 의미한다. First, the compositional component of the wire rod of the present invention and the reason for limiting the compositional range will be described in detail. Hereinafter, unless otherwise specified, "%" means % by weight.
·탄소(C): 0.20~0.50%・Carbon (C): 0.20 to 0.50%
탄소는 제품의 강도를 확보하기 위해서 첨가되는 원소이다. 탄소 함량이 0.20% 미만일 경우에는 목표하는 강도를 확보하는 것이 어렵고, 0.50%를 초과하는 경우에는 페라이트 및 펄라이트 상변태가 빠르게 진행되기 때문에 베이나이트 형성을 방해할 수 있기 때문에 바람직하지 않다.Carbon is an element added to secure product strength. When the carbon content is less than 0.20%, it is difficult to secure a target strength, and when it exceeds 0.50%, it is not preferable because the ferrite and pearlite phase transformations proceed rapidly, which may interfere with the formation of bainite.
·실리콘(Si): 0.5% 이하(0%는 제외) Silicon (Si): 0.5% or less (excluding 0%)
실리콘은 강의 탈산을 위해서 유용할 뿐만 아니라, 고용 강화를 통해 강도 확보에도 효과적이지만 충격특성을 열위하게 하는 원소이다. 만일 그 함량이 0.5%를 초과하는 경우에는 충격특성 및 냉간 가공성의 저하가 우려되기 때문에 바람직하지 않다. 또한 너무 적은 Si 함량은 강의 탈산 및 고용 강화를 통한 강도 확보에 어려움을 줄 수도 있으므로, 본 발명에서는 Si 함량을 0.1~0.5% 범위로 관리함이 보다 바람직하다. Silicon is not only useful for deoxidation of steel, but also effective for securing strength through solid solution strengthening, but is an element that has inferior impact properties. If the content exceeds 0.5%, it is not preferable because there is a concern about deterioration of impact properties and cold workability. In addition, since too little Si content may give difficulty in securing strength through deoxidation and solid solution strengthening of steel, in the present invention, it is more preferable to manage the Si content in the range of 0.1 to 0.5%.
·망간(Mn): 0.4~1.4%Manganese (Mn): 0.4 to 1.4%
망간은 경화능 향상 원소이고, 기지조직 내에 치환형 고용체를 형성하여 고용강화 효과를 내는 매우 유용한 원소이다. 망간의 함량이 0.4% 미만인 경우에는 고용강화 효과와 경화능이 충분하지 못하기 때문에 목표 강도 확보가 어렵고, 1.4%를 초과하는 경우에는 경화능 커져서 베이나이트 형성에 긴 시간이 소요될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.Manganese is an element for improving hardenability, and is a very useful element that forms a substitutional solid solution in the matrix structure to produce a solid solution strengthening effect. When the manganese content is less than 0.4%, it is difficult to secure the target strength because the solid solution strengthening effect and hardenability are not sufficient. When the manganese content exceeds 1.4%, it is not preferable because the hardenability increases and it may take a long time to form bainite. .
·인(P): 0.030% 이하 (0%는 포함하지 않는다)Phosphorus (P): 0.030% or less (0% is not included)
인은 결정립계에 편석되어 인성을 저하시키고 지연파괴 저항성을 감소시키는 주요 원인으로 가능한 포함하지 않는 것이 바람직하므로, 그 상한을 0.030%로 한다. Phosphorus is segregated at grain boundaries to decrease toughness and is preferably not included as a major cause of reduced resistance to delayed fracture, so the upper limit thereof is set to 0.030%.
·황(S): 0.030% 이하 (0%는 포함하지 않는다)Sulfur (S): 0.030% or less (0% is not included)
황은 인과 마찬가지로 결정립계에 편석되어 인성을 저하시킬 뿐만 아니라, 저융점 유화물을 형성시켜 열간 압연을 저해하는 원소이기 때문에 가능한 포함하지 않는 것이 바람직하므로, 그 상한을 0.030%로 한다.Sulfur, like phosphorus, segregates at grain boundaries to reduce toughness, and is an element that inhibits hot rolling by forming low-melting emulsions, so it is preferable not to contain it as much as possible, so the upper limit is set to 0.030%.
상기 조성 이외에 나머지는 Fe와 불가피한 불순물을 포함한다. 본 발명에서는 상기 언급된 합금 조성이외에 다른 합금의 추가를 배제하지 않는다.In addition to the above composition, the remainder includes Fe and unavoidable impurities. The present invention does not exclude the addition of other alloys other than the above-mentioned alloy composition.
한편, 본 발명의 선재는, 부피 분율로, 부피 분율로, 잔류 오스테나이트 15% 이하와 잔여 베이나이트를 포함하는 미세조직을 가진다. 만일 잔류 오스테나이트 조직 분율이 15%를 초과하면 고용 탄소 함량이 낮아져 잔류 오스테나이트 상이 불안정해지기 때문에 신선가공 중 마르텐사이트 변태가 일어나 조직이 불균일해지는 문제가 있다. On the other hand, the wire rod of the present invention has a microstructure including 15% or less of retained austenite and residual bainite by volume fraction, by volume fraction. If the retained austenite structure fraction exceeds 15%, the solid solution carbon content is lowered and the retained austenite phase becomes unstable, so there is a problem in that the structure becomes non-uniform due to martensite transformation during wire drawing.
바람직하게는, 상기 선재는 베이나이트 85~95% 및 잔류 오스테나이트 5~15% 를 포함하는 미세조직을 가지는 것이다. Preferably, the wire rod has a microstructure containing 85 to 95% bainite and 5 to 15% retained austenite.
또한 본 발명에서는 상기 미세조직을 이루는 잔류 오스테나이트 중 고용 탄소 함량이 1.0~1.8% 범위를 만족할 것이 요구된다. 만일 고용 탄소 함량이 1.0% 미만이면 잔류 오스테나이트의 상 안정도가 낮아져 신선가공 중 마르텐사이트 변태가 일어나기 쉬워 조직이 불균일해질 수 있고, 1.8%를 초과하게 되면 신선가공중 변형 쌍정(deformation twin)이 집중적으로 형성되어 취화될 수 있다. In addition, in the present invention, the content of solid solution carbon in the retained austenite constituting the microstructure is required to satisfy the range of 1.0 to 1.8%. If the dissolved carbon content is less than 1.0%, the phase stability of retained austenite is lowered, so martensite transformation is easy to occur during drawing, and the structure may become non-uniform. If it exceeds 1.8%, deformation twins during drawing are concentrated. may be formed and brittle.
나아가, 본 발명에서는 상기 미세조직을 이루는 베이나이트의 래쓰(lath) 두께는 1㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기 베이나이트의 래쓰 두께가 1㎛를 초과하면, 구상화 열처리 시간이 길어져 공정 비용 측면에서 불리해지기 때문에, 강의 합금조성, 제공공정 등의 조건을 조절하여 래쓰 두께가 1㎛ 이하가 되도록 관리하는 것이 바람직하다.Furthermore, in the present invention, it is preferable that the lath thickness of the bainite constituting the microstructure is 1 μm or less. When the lattice thickness of the bainite exceeds 1 μm, the spheroidizing heat treatment time becomes long and it becomes disadvantageous in terms of process cost, so it is better to control the conditions such as the alloy composition of the steel and the provision process to manage the rath thickness to be 1 μm or less desirable.
다음으로, 본 발명의 선재 제조방법에 대해 상세히 설명한다. Next, the wire rod manufacturing method of the present invention will be described in detail.
본 발명의 선재 제조방법은, 상기 합금 조성성분을 갖는 강재를 마련한 후, 이를 선재 압연하고, 이어, 700~900℃에서 코일 형상으로 권취하는 공정; 및 상기 권취된 강재를 300~400℃의 용융염 또는 용융납에 침지한 후, 항온 유지 열처리함으로서 선재를 제조하는 공정;을 포함한다. The method for manufacturing a wire rod of the present invention includes a step of preparing a steel material having the alloy composition, rolling the wire rod, and then winding it in a coil shape at 700 to 900°C; and a process of manufacturing a wire rod by immersing the wound steel material in molten salt or molten lead at 300 to 400° C., and then performing constant temperature maintenance heat treatment.
상술한 조성을 갖는 강재를 마련하고 선재 압연한 후, 이를 700~900℃에서 코일 형상으로 권취하고, 이어서 300~400℃의 용융염 또는 용융납에 5분 이상 침지하여 항온 변태를 완료시킨 후 공냉하는 단계를 포함한다. After preparing a steel material having the above-mentioned composition and rolling the wire rod, it is wound in a coil shape at 700 to 900 ° C., and then immersed in molten salt or molten lead at 300 to 400 ° C. for 5 minutes or more to complete the constant temperature transformation, followed by air cooling. includes steps.
먼저, 본 발명에서는 상술한 조성을 갖는 강재를 마련하고 선재 압연한 후, 이를 700~900℃에서 코일 형상으로 권취한다. First, in the present invention, after preparing a steel material having the above-described composition and rolling the wire rod, it is wound in a coil shape at 700 to 900°C.
만일 권취온도가 700℃미만이면, 초석 페라이트 변태가 용이해져 베이나이트 기지조직의 선재를 얻을 수 없다. 반면, 권취온도가 900℃를 초과하게 되면, 오스테나이트 결정립이 조대해져 상변태 후 베이나이트의 래쓰 두께가 1㎛를 초과하여 구상화 열처리 시간이 길어져 공정 비용 측면에서 불리해지기 때문에 권취온도는 700~900℃로 하는 것이 바람직하다.If the coiling temperature is less than 700°C, proeutectoid ferrite transformation becomes easy, and a wire rod having a bainite matrix structure cannot be obtained. On the other hand, when the coiling temperature exceeds 900°C, the austenite grains become coarse and the lattice thickness of bainite after phase transformation exceeds 1 μm, and the spheroidization heat treatment time becomes longer, which is disadvantageous in terms of process cost. It is preferable to set it as °C.
이후, 본 발명에서는 상기 권취된 강재에 대해 마르텐사이트 변태 개시 온도(Ms)를 초과하는 300~400℃의 용융염 또는 용융납에 급냉하고, 이 온도 범위에서 유지하는 항온 유지 열처처리한다. 만일 상기 항온 유지 열처리 온도가 300℃ 미만이면 베이나이트 변태시간이 길어져 생산성 측면에서 불리해지거나, 마르텐사이트가 생성되어 미세조직이 불균일해지고, 구상화 특성을 열위하게 할 수 있다. 반면에 400℃를 초과하게 되면 펄라이트가 생성되어 구상화 시간이 길어질 수 있다. 따라서 본 발명에서는 상기 항온 유지 열처리온도를 300~400℃의 범위로 행하는 것이 바람직하다. Thereafter, in the present invention, the wound steel is quenched in a molten salt or molten lead of 300 to 400° C. exceeding the martensitic transformation starting temperature (Ms), and a constant temperature maintenance heat treatment is performed to maintain it in this temperature range. If the constant temperature maintenance heat treatment temperature is less than 300° C., the bainite transformation time becomes longer, which is disadvantageous in terms of productivity, or martensite is generated, so that the microstructure becomes non-uniform, and the spheroidization characteristic is inferior. On the other hand, if it exceeds 400 ℃, pearlite is generated and the spheroidization time may be long. Therefore, in the present invention, it is preferable to perform the constant temperature maintenance heat treatment temperature in the range of 300 ~ 400 ℃.
한편 본 발명에서는 상기 항온 유지 열처리 시간을 5분 이상으로 함이 바람직하며, 만일 5분 미만으로 유지하게 되면 일부 미변태 오스테나이트가 공냉 중 마르텐사이트로 변태되어 강도가 필요 이상으로 크게 증가할뿐 아니라 조직이 불균일해지고 구상화 특성도 열위하게 될 수 있다. On the other hand, in the present invention, it is preferable to set the constant temperature maintenance heat treatment time to 5 minutes or more, and if it is maintained for less than 5 minutes, some untransformed austenite is transformed into martensite during air cooling, and the strength is greatly increased more than necessary. The tissue may become non-uniform and the spheroidization properties may be inferior.
이어, 본 발명에서는 상기 항온 유지 열처리후, 변태 완료된 선재를 공냉한다. Next, in the present invention, after the constant temperature maintenance heat treatment, the transformation-completed wire rod is air-cooled.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.
(실시예)(Example)
하기 표 1의 조성 성분을 갖는 강재를 준비한 후, 1050℃로 재가열하고 열간압연한 다음, 하기 표 2의 조건으로 권취를 행하고, 용융염 또는 용융납에서 항온 변태 열처리를 실시한 후 공냉하여 선재를 제조하였다. After preparing a steel material having the composition components shown in Table 1 below, reheating to 1050° C., hot rolling, and then performing winding under the conditions of Table 2 below, performing constant temperature transformation heat treatment in molten salt or molten lead, and then air cooling to manufacture a wire rod did.
이들 선재들에 대해 베이나이트 부피 분율, 잔류오스테나이트 부피 분율 및 베이나이트 래쓰 두께를 측정하여 표 2에 나타내었다. 베이나이트 부피 분율은 화상 분석기(Image Analyzer)를 이용하여 측정하였고, 잔류 오스테나이트의 부피분율과 탄소함량은 각각 Cu-Kα X선 회절 분석기와 EPMA를 이용해 측정하였으며, 베이나이트 래쓰 두께는 후방 산란전자 회절(EBSD)을 이용하여 얻었다.For these wire rods, the bainite volume fraction, retained austenite volume fraction, and bainite lattice thickness were measured and shown in Table 2. The volume fraction of bainite was measured using an image analyzer, the volume fraction and carbon content of retained austenite were measured using Cu-Kα X-ray diffraction analyzer and EPMA, respectively, and the thickness of bainite lattice was measured by backscattered electrons. It was obtained using diffraction (EBSD).
또한 이들 강재에 대해 30% 냉간 신선후 730℃에서 일정시간 구상화 열처리를 행하고, 업셋시험을 통해 임계 업셋율을 구하여 냉간 가공성을 평가하고, 하기표 2에 나타내었다. In addition, after 30% cold drawing of these steels, spheroidizing heat treatment was performed at 730° C. for a certain period of time, and the critical upset rate was obtained through an upset test to evaluate the cold workability, and are shown in Table 2 below.
*표 1에서 각 성분의 함량을 중량%로 나타낸 것이며, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물임* In Table 1, the content of each component is expressed in wt%, and the remainder is Fe and inevitable impurities
온도(℃)maintain
Temperature (℃)
시간
(min)maintain
time
(min)
상기 표 1-2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 강조성과 제조조건을 충족하는 발명예 1-4의 선재들은 부피 분율로, 15% 이하의 잔류 오스테나이트와 잔여 베이나이트를 포함하는 미세조직을 가지고 있음을 알 수 있다. 그리고 베이나이트의 래쓰(lath) 두께가 발명예 1-4 모두에서 1㎛이하여서 구상화 열처리시 구상화율이 90% 이상으로 높고, 임계 업셋율이 약 70% 이상으로 우수한 냉간 가공성을 보이는 것을 알 수 있다. As shown in Table 1-2, the wire rods of Inventive Example 1-4 satisfying the emphasis and manufacturing conditions of the present invention have a microstructure containing 15% or less of retained austenite and residual bainite by volume fraction, it can be seen that there is And it can be seen that the lath thickness of bainite is 1 μm or less in all of Inventive Examples 1-4, so that the spheroidization rate during spheroidization heat treatment is high as 90% or more, and the critical upset rate is about 70% or more, showing excellent cold workability. have.
이에 비해, 비교예 1은 권취온도가 낮아 초석 페라이트 변태가 용이해져 충분한 양의 베이나이트를 형성하지 못했기 때문에 구상화 열처리시 구상화율이 낮고, 임계 업셋율도 열위해짐을 나타내었다. In comparison, Comparative Example 1 showed that the spheroidization rate was low during the spheroidizing heat treatment, and the critical upset rate was also deteriorated because the coiling temperature was low and the proeutectoid ferrite transformation was facilitated and a sufficient amount of bainite was not formed.
비교예 2는 비교예 1과 반대로, 권취온도가 높아 베이나이트 래쓰 두께가 상대적으로 두꺼워져 구상화 열처리후 상대적으로 낮은 구상화율과 임계 업셋율을 나태내고 있다.Comparative Example 2, in contrast to Comparative Example 1, exhibits a relatively low spheroidization rate and critical upset rate after spheroidization heat treatment because the bainite lattice thickness is relatively thick due to a high coiling temperature.
비교예 3 은 항온 열처리시 유지 온도가 낮은 경우로서, 마르텐사이트가 형성될뿐만 아니라 잔류 오스테나이트의 고용 탄소 함량이 너무 높아 냉간 신선시 변형이 집중되어 취화될 수 있는 경우로 미세조직이 불균일해져 구상화 열처리후 구상화율과 임계 업셋율이 열위해지는 결과를 나타내었다. Comparative Example 3 is a case in which the holding temperature is low during constant temperature heat treatment, and not only martensite is formed, but also the solid solution carbon content of retained austenite is too high, so the deformation is concentrated and embrittled during cold drawing. The microstructure becomes non-uniform and spheroidized. After heat treatment, the spheroidization rate and critical upset rate were inferior.
비교예 4는 항온 열처리시 유지 온도가 높은 경우로서, 기지조직이 베이나이트 대신 미세한 펄라이트가 형성되고, 잔류 오스테나이트의 탄소 함량이 너무 낮아 냉간 신선시 마르텐사이트 변태가 일어날수 있는 경우로 구상화 열처리시 상대적으로 열위한 구상화율과 임계 업셋율을 보이는 것을 알 수 있다. Comparative Example 4 is a case where the holding temperature is high during constant temperature heat treatment, fine pearlite is formed instead of bainite in the matrix structure, and the carbon content of retained austenite is too low, so martensite transformation may occur during cold drawing. It can be seen that relatively inferior spheroidization rate and critical upset rate are shown.
비교예 5는 항온 열처리 유지시간이 너무 짧아 베이나이트가 충분히 형성되지 못하고, 미변태 오스테나이트가 공냉시 마르텐사이트로 변태하는 경우로 미세조직이 불균일해져 구상화 열처리후 구상화율과 임계 업셋율이 열위해져 냉간 가공성 향상에는 효과적이지 않은 것을 나타내고 있다. In Comparative Example 5, the constant temperature heat treatment holding time was too short, so bainite was not sufficiently formed, and untransformed austenite was transformed into martensite during air cooling. The microstructure became non-uniform, resulting in inferior spheroidization rate and critical upset rate after spheroidization heat treatment It has shown that it is not effective for cold workability improvement.
비교예 6-7은 비록 본 발명의 범위를 충족하는 베이나이트와 잔류 오스테나이트의 혼합조직을 갖는 선재라 할지라도, 잔류 오스테나이트 중 고용탄소 함량이 본 발명의 범위를 벗어난 경우를 나타낸다. Comparative Examples 6-7 show a case in which the solid solution carbon content in retained austenite is out of the scope of the present invention, even though the wire rod has a mixed structure of bainite and retained austenite satisfying the scope of the present invention.
구체적으로, 고용탄소 함량이 과소한 비교예 6은 잔류 오스테나이트의 상 안정도가 낮아지고, 신선가공 중 마르텐사이트 변태가 일어나기 쉬워 조직이 불균일해졌으며, 과다한 비교예 7은 잔류 오스테나이트의 상 안정도가 너무 높아져 신선가공후 구상화율과 임계 업셋율이 열위해짐을 나타내었다.Specifically, in Comparative Example 6, which had an insufficient solid solution carbon content, the phase stability of retained austenite was lowered, and martensite transformation was easy to occur during wire drawing, resulting in a non-uniform structure, and in Comparative Example 7 with excessive amount of retained austenite, the phase stability of retained austenite was reduced. It became too high, indicating that the spheroidization rate and critical upset rate after wire drawing deteriorated.
한편 비교예 8은 잔류 오스테나이트 분율이 과다한 경우로서, 고용 탄소 함량이 낮아져 잔류 오스테나이트의 상 안정도가 낮아지고, 신선가공 중 마르텐사이트 변태가 일어나기 쉬워 조직이 불균일해지기 때문에 구상화율과 임계 업셋율이 열위해짐을 보여주었다. On the other hand, Comparative Example 8 is a case in which the retained austenite fraction is excessive, the solid solution carbon content is lowered, the phase stability of the retained austenite is lowered, and the martensitic transformation is easy to occur during wire drawing and the structure becomes non-uniform showed this inferiority.
본 발명은 상기 구현 예 및 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구현 예 및 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해 해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments and embodiments, but can be manufactured in various different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can use other methods without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be understood that it may be implemented in specific forms. Therefore, it should be understood that the embodiments and embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
Claims (6)
부피 분율로, 잔류 오스테나이트 15% 이하와 잔여 베이나이트를 포함하는 미세조직을 가지며,
그리고 상기 잔류 오스테나이트 중 고용 탄소 함량이 1.0~1.8% 범위를 만족하는 냉간 가공성이 우수한 선재.
By weight%, C: 0.20 to 0.50%, Si: 0.5% or less (excluding 0%), Mn: 0.4 to 1.4%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, the remainder contains Fe and unavoidable impurities and,
By volume fraction, it has a microstructure comprising 15% or less of retained austenite and residual bainite,
and a wire rod having excellent cold workability in which the solid solution carbon content in the retained austenite satisfies the range of 1.0 to 1.8%.
The wire rod having excellent cold workability according to claim 1, wherein the microstructure comprises 85 to 95% of bainite and 5 to 15% of retained austenite.
The wire rod having excellent cold workability according to claim 1, wherein the lath thickness of the bainite is 1 μm or less.
상기 권취된 강재를 300~400℃의 용융염 또는 용융납에 침지한 후, 항온 유지 열처리함으로서, 부피 분율로, 잔류 오스테나이트 15% 이하와 잔여 베이나이트를 포함하는 미세조직을 가지며, 그리고 상기 잔류 오스테나이트 중 고용 탄소 함량이 1.0~1.8% 범위를 만족하는 선재를 제조하는 공정;을 포함하는 냉간 가공성이 우수한 선재의 제조방법.
By weight%, C: 0.20 to 0.50%, Si: 0.5% or less (excluding 0%), Mn: 0.4 to 1.4%, P: 0.030% or less, S: 0.030% or less, the remainder contains Fe and unavoidable impurities After providing a steel material to do, the wire rod rolling, and then, the process of winding in a coil shape at 700 ~ 900 ℃; and
After immersing the wound steel material in molten salt or molten lead of 300 to 400 ° C., by constant temperature maintenance heat treatment, by volume fraction, has a microstructure containing 15% or less of retained austenite and residual bainite, and the residual A method of manufacturing a wire rod having excellent cold workability, comprising a process of manufacturing a wire rod having a dissolved carbon content in austenite in the range of 1.0 to 1.8%.
[Claim 5] The method for manufacturing a wire rod having excellent cold workability according to claim 4, wherein the holding time is set to 5 minutes or more during the constant temperature maintenance heat treatment.
5. The method of claim 4, wherein the wire rod microstructure contains 85 to 95% bainite and 5 to 15% retained austenite.
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