KR20220074473A - Wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재 및 그 제조방법이 개시된다.
본 발명에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재는 중량%로, C: 0.3 내지 0.6%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Si: 0.6 내지 2.0%, Cr: 0.2 내지 0.6%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 표층의 페라이트 분율이 90 % 이상인 영역의 두께가 30㎛ 이상이고, 내부 미세조직은 펄라이트를 50% 이상 포함한다.
Disclosed are a wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance and a method for manufacturing the same.
The wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to the present invention is, by weight, C: 0.3 to 0.6%, Mn: 0.5 to 1.0%, Si: 0.6 to 2.0%, Cr: 0.2 to 0.6%, balance Fe and inevitable Including impurities, the thickness of the region in which the ferrite fraction of the surface layer is 90% or more is 30 µm or more, and the internal microstructure contains 50% or more of pearlite.

Description

내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재 및 그 제조 방법{WIRE ROD FOR COLD WORKING WITH IMPROVED STRESS CORROSION RESISTANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance and manufacturing method thereof

본 발명은 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 심해의 높은 CO2 부식 환경에서 이송관의 하중을 지지하는 강선 혹은 바(bar)로 제조될 수 있는 냉간 가공용 선재 및 내응력부식 특성이 향상된 강선에 관한 것이다.The present invention relates to a wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a steel wire or bar that supports the load of a transport pipe in a high CO 2 corrosive environment of the deep sea. It relates to a wire rod for cold working and a steel wire with improved stress corrosion resistance.

최근 지상에서 발생한 이산화탄소(CO2)를 해저에 저장하기 위해 심해까지 CO2를 이송하는 기술이 중요해지고 있다. 이와 관련하여 지상에서 포집한 CO2 기체를 이송관에 주입하여 해저까지 이송하기 위해 이송관의 하중을 지지하는 강선 혹은 바 (bar) 사용량 또한 증가하고 있다. 그리고 이산화탄소를 저장하는 장소가 점차 심해로 이동함에 따라 이송관의 길이도 점차 길어지고 그에 따라 이송관의 하중을 지지하는 강선 혹은 바 (bar) 는 점차 고강도화 추세에 있다. Recently, in order to store carbon dioxide (CO 2 ) generated from the ground on the sea floor, the technology of transporting CO 2 to the deep sea is becoming important. In this regard, the amount of use of steel wire or bar supporting the load of the transport pipe is also increasing in order to inject the CO 2 gas collected from the ground into the transport pipe and transport it to the seabed. And, as the place where carbon dioxide is stored gradually moves to the deep sea, the length of the transport pipe is gradually increased, and accordingly, the steel wire or bar supporting the load of the transport pipe is gradually increasing in strength.

한편 심해의 높은 수압에서는 CO2 의 용해도가 높아져서 해수 내 CO2 함량이 높아지게 된다. 이때 하중 지지 강선을 피복하여 CO2 이송관에 설치하면 현장 적용 초기에는 소재가 직접 해수에 노출되는 상황은 피할 수 있다. 문제는 상기 상황에서 실 사용 중 피복층이 벗겨져서 소재가 직접 해수에 노출되는 경우이다. 이렇게 되면 소재는 응력이 걸린 상황에서 고농도 CO2 해수에 접촉하여 응력부식크랙이 발생할 수 있는 환경에 노출되는 것이다. 더욱이 응력부식크랙은 고강도 소재에 더욱 취약하기 때문에 이는 고강도화 추세에 있는 하중 지지 강선의 개발에 큰 제약이 되고 있다. 즉 CO2 이송관의 하중 지지용 강선에서 응력부식크랙은 반드시 해결되어야 하는 과제인 것이다. On the other hand, at high water pressure in the deep sea, the solubility of CO 2 increases, resulting in an increase in the CO 2 content in seawater. At this time, if the load-bearing steel wire is covered and installed on the CO 2 transfer pipe, the situation in which the material is directly exposed to seawater at the initial stage of field application can be avoided. The problem is that the coating layer is peeled off during actual use in the above situation and the material is directly exposed to seawater. In this case, the material is exposed to an environment where stress corrosion cracks can occur by contacting high-concentration CO 2 seawater under stress. Moreover, stress corrosion cracks are more vulnerable to high-strength materials, which is a major limitation to the development of load-bearing steel wires, which are trending toward high strength. In other words, stress corrosion cracking in the load bearing steel wire of the CO 2 transfer pipe is a problem that must be solved.

특허문헌 1은 심해 이송관 지지 강선의 내식성을 향상시키는 기술을 개시하고 있으나, 이는 CO2 응력부식균열이 아닌 황화물 응력 균열 (Sulfide Stress Crack, SSC) 이나 수소 유기 균열 (Hydrogen Induced Crack, HIC)을 억제하기 위한 것으로, 심해 이송관 지지 강선의 CO2 응력부식균열을 억제할 수 있는 기술에 대한 연구는 아직 미진하다. 따라서, 심해의 높은 CO2 환경에서, 고강도를 확보하면서도 CO2 응력부식균열을 억제할 수 있는 선재, 강선 혹은 바(bar)에 대한 기술 개발이 요구된다.Patent Document 1 discloses a technique for improving the corrosion resistance of a steel wire supporting a deep-sea transfer pipe, but this is not a CO 2 stress corrosion cracking, but a sulfide stress crack (SSC) or a hydrogen induced crack (HIC). In order to suppress it, research on the technology that can suppress the CO 2 stress corrosion cracking of the deep-sea transfer pipe supporting steel wire is still insufficient. Therefore, in a deep-sea high CO 2 environment, it is required to develop a technology for a wire, steel wire or bar capable of suppressing CO 2 stress corrosion cracking while ensuring high strength.

한국 공개특허공보 제10-2019-0064898 (2019.06.11)Korean Patent Publication No. 10-2019-0064898 (2019.06.11)

본 발명의 일 측면은 심해의 높은 CO2 환경에서, 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재 및 그 제조방법을 제공하고자 한다. One aspect of the present invention is to provide a wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance in a deep-sea high CO 2 environment, and a method for manufacturing the same.

본 발명의 일 실시 예에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재는 중량%로, C: 0.3 내지 0.6%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Si: 0.6 내지 2.0%, Cu: 0 초과 0.3% 이하, Ni: 0 초과 0.3% 이하, V: 0.02 내지 0.1%, Cr: 0.2 내지 0.6%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 표층의 페라이트 분율이 90 % 이상인 영역의 두께가 30 ㎛ 이상이며, 내부 미세조직은 펄라이트를 50% 이상 포함한다.The wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to an embodiment of the present invention is, by weight, C: 0.3 to 0.6%, Mn: 0.5 to 1.0%, Si: 0.6 to 2.0%, Cu: 0 more than 0.3% or less , Ni: more than 0 0.3% or less, V: 0.02 to 0.1%, Cr: 0.2 to 0.6%, the balance Fe and unavoidable impurities, and the thickness of the region in which the ferrite fraction of the surface layer is 90% or more is 30 μm or more, The microstructure contains 50% or more of perlite.

또한, Cu: 0 초과 0.3% 이하, Ni: 0 초과 0.3% 이하 및 V: 0.02 내지 0.1% 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.In addition, Cu: more than 0 0.3% or less, Ni: more than 0 0.3% or less, and V: may further include one or more selected from the group consisting of 0.02 to 0.1%.

또한, 표층의 페라이트의 입자의 크기가 8 내지 50 ㎛일 수 있다.In addition, the particle size of the ferrite in the surface layer may be 8 to 50 ㎛.

또한, 펄라이트의 층간 간격은 450nm 이하일 수 있다.In addition, the interlayer spacing of the pearlite may be 450 nm or less.

본 발명의 일 실시 예에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재의 제조방법은 중량%로, C: 0.3 내지 0.6%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Si: 0.6 내지 2.0%, Cu: 0 초과 0.3% 이하, Ni: 0 초과 0.3% 이하, V: 0.02 내지 0.1%, Cr: 0.2 내지 0.6%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 가열하는 단계; 가열한 빌렛을 열간압연하여 선재로 제조하는 단계; 압연된 선재를 830 내지 700℃ 에서 5℃/s이하로 냉각하는 제1 냉각단계; 및 제1 냉각 후, 선재를 700 내지 400℃ 의 구간에서 2℃/s 내지 25*(1-Ceq)℃/s로 냉각하는 제2 냉각단계;를 포함한다. The method for manufacturing a wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to an embodiment of the present invention is, by weight, C: 0.3 to 0.6%, Mn: 0.5 to 1.0%, Si: 0.6 to 2.0%, Cu: more than 0 heating a billet containing 0.3% or less, Ni: greater than 0 and less than or equal to 0.3%, V: 0.02 to 0.1%, Cr: 0.2 to 0.6%, balance Fe and unavoidable impurities; manufacturing a wire rod by hot rolling the heated billet; a first cooling step of cooling the rolled wire rod from 830 to 700° C. to 5° C./s or less; and a second cooling step of cooling the wire rod at 2°C/s to 25*(1-C eq )°C/s in a range of 700 to 400°C after the first cooling.

단, Ceq= [C] + [Si]/24 + [Mn]/6 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [V]/14)where C eq = [C] + [Si]/24 + [Mn]/6 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [V]/14)

여기서, [C], [Si], [Mn], [Ni], [Cr] 및 [V]은 각 합금원소의 중량%를 의미한다.Here, [C], [Si], [Mn], [Ni], [Cr] and [V] mean the weight percent of each alloy element.

빌렛은 Cu: 0 초과 0.3% 이하, Ni: 0 초과 0.3% 이하 및 V: 0.02 내지 0.1% 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The billet may further include at least one selected from the group consisting of Cu: more than 0 and 0.3% or less, Ni: more than 0 and 0.3% or less, and V: 0.02 to 0.1%.

본 발명의 실시 예에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재는 표층의 페라이트 분율 및 두께를 제어함으로써, 하중 지지 강선 혹은 바(bar)로 제조되었을 때, 심해의 높은 CO2 부식 환경에서 내응력부식 특성을 향상시킬 수 있다. When the wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to an embodiment of the present invention is manufactured as a load-bearing steel wire or bar by controlling the ferrite fraction and thickness of the surface layer, stress resistance in a high CO 2 corrosive environment of the deep sea Corrosion properties can be improved.

본 명세서가 실시 예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시 예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. This specification does not describe all elements of the embodiments, and general content in the technical field to which the present invention pertains or content that overlaps among the embodiments is omitted.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Also, when a part "includes" a component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Also, when a part "includes" a component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명자들은 심해의 높은 CO2 부식 환경에서의 응력부식크랙 억제 방안을 연구하다가 표층의 조직을 페라이트로 하고, 그 영역의 두께 및 표층 입자의 크기를 제어하면, 표층 미세조직이 균일하고 경도가 낮아짐에 따라, 응력부식크랙 발생이 억제되는 것을 발견하였다. The present inventors are studying a method of suppressing stress corrosion cracking in a high CO 2 corrosive environment of the deep sea, and when the structure of the surface layer is ferrite and the thickness of the area and the size of the surface layer particles are controlled, the surface layer microstructure is uniform and the hardness is lowered Accordingly, it was found that the occurrence of stress corrosion cracks was suppressed.

또한, 오스테나이트의 상변태 구간에서 냉각속도를 제어할 경우, 표층 페라이트 형성에 유리하다는 것을 발견하고 본 발명을 제안하기에 이르렀다. In addition, when controlling the cooling rate in the phase transformation section of austenite, it was found that it is advantageous to form the surface ferrite and came to propose the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재는 중량%로, C: 0.3 내지 0.6%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Si: 0.6 내지 2.0%, Cr: 0.2 내지 0.6%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다. The wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to an embodiment of the present invention is, by weight, C: 0.3 to 0.6%, Mn: 0.5 to 1.0%, Si: 0.6 to 2.0%, Cr: 0.2 to 0.6%, balance Fe and unavoidable impurities.

또한, Cu: 0 초과 0.3% 이하, Ni: 0 초과 0.3% 이하 및 V: 0.02 내지 0.1% 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.In addition, Cu: more than 0 0.3% or less, Ni: more than 0 0.3% or less, and V: may further include one or more selected from the group consisting of 0.02 to 0.1%.

이하, 본 발명의 실시예에서의 합금성분 원소 함량의 수치한정 이유에 대하여 설명한다. 이하에서는 특별한 언급이 없는 한 단위는 중량%이다.Hereinafter, the reason for numerical limitation of the alloying element content in the embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, unless otherwise specified, the unit is % by weight.

C의 함량은 0.3 내지 0.6% 이다.The content of C is 0.3 to 0.6%.

C는 강선의 강도를 향상시키는데 유리한 원소로서, C의 함량이 0.3% 미만일 경우, 강도가 저하되어 하중을 지지하는 보강재로 사용되기 어렵고, C의 함량이 0.6%를 초과할 경우, 강도는 향상되는 반면, 연성이 감소할 수 있다. 특히, 강선의 내부식 특성은 C의 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 보이므로, 본 발명에서는 강선의 강도 및 내부식성의 확보하기 위해 C의 함량을 0.3 내지 0.6%로 제어하는 것이 바람직하다.C is an element advantageous for improving the strength of the steel wire. When the content of C is less than 0.3%, the strength is lowered and it is difficult to be used as a reinforcing material to support a load, and when the content of C exceeds 0.6%, the strength is improved On the other hand, ductility may decrease. In particular, since the corrosion resistance of the steel wire tends to decrease as the C content increases, in the present invention, it is preferable to control the C content to 0.3 to 0.6% in order to secure the strength and corrosion resistance of the steel wire.

Mn의 함량은 0.5 내지 1.0%이다.The content of Mn is 0.5 to 1.0%.

Mn은 강선의 소입성 향상과 더불어 본 발명에서 의도하는 미세조직을 확보하는데 유리한 원소이다. Mn의 함량이 0.5% 미만일 경우, 소입성 확보가 어려워 본 발명에서 목표로 하는 미세조직과 강도를 확보할 수 없고, Mn의 함량이 1.0%를 초과할 경우, 중심편석이 조장되어 연성이 크게 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 Mn의 함량은 0.5 내지 1.0%로 제한하는 것이 바람직하다.Mn is an element advantageous for securing the microstructure intended in the present invention as well as improving hardenability of the steel wire. When the content of Mn is less than 0.5%, it is difficult to secure hardenability, so the microstructure and strength targeted in the present invention cannot be secured. can be Therefore, in the present invention, it is preferable to limit the Mn content to 0.5 to 1.0%.

Si의 함량은 0.6 내지 2.0%이다.The content of Si is 0.6 to 2.0%.

Si은 본 발명에 따른 미세조직인 표층 페라이트 형성에 큰 영향을 미치는 원소이다. Si 함량이 높으면 표층 페라이트 형성에 유리하나, 2.0%를 초과할 경우에는 중심편석이 조장되어 연성이 크게 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 Si의 함량을 0.6 내지 2.0%로 제어하는 것이 바람직하다. Si is an element that greatly affects the formation of surface ferrite, which is a microstructure according to the present invention. If the Si content is high, it is advantageous to form the surface ferrite, but if it exceeds 2.0%, central segregation is encouraged, and ductility may be greatly reduced. Therefore, in the present invention, it is preferable to control the content of Si to 0.6 to 2.0%.

Cr의 함량은 0.2 내지 0.6%이다.The content of Cr is 0.2 to 0.6%.

Cr은 표층 산화피막을 형성하여 소재의 내식성 향상에 기여하는 원소이다. Cr의 함량이 0.2 미만일 경우, 전술한 효과를 나타낼 수 없고, 0.6%를 초과할 경우, 소입성을 크게 증가시켜 강선 제조공정 중 열처리 시간을 증가시켜 생산성을 저해할 수 있고, 고가의 원소이므로 합금 원가 측면에서 불리하다. 따라서, 본 발명에서는 Cr의 함량을 0.2 내지 0.6%로 제어하는 것이 바람직하다. Cr is an element contributing to the improvement of corrosion resistance of materials by forming a surface oxide film. When the content of Cr is less than 0.2, the above-described effect cannot be exhibited, and when it exceeds 0.6%, the hardenability is greatly increased to increase the heat treatment time during the steel wire manufacturing process, thereby impairing productivity, and since it is an expensive element, alloy disadvantageous in terms of cost. Therefore, in the present invention, it is preferable to control the content of Cr to 0.2 to 0.6%.

Cu와 Ni는 선택적으로 첨가될 수 있는 원소이고, 첨가될 경우, 0 초과 0.3% 이하로 제한한다. Cu와 Ni은 페라이트 조직의 내식성 향상에 기여하는 원소이다. Cu를 단독으로 첨가할 경우 고온 취성의 우려가 있으므로, 고온 취성을 억제할 수 있는 Ni과 함께 첨가하는 것이 바람직하다. 다만, Cu와 Ni은 고가의 원소이므로 본 발명에서는 Cu와 Ni의 상한을 0.3%로 제한한다.Cu and Ni are elements that can be optionally added, and when added, are limited to more than 0 and 0.3% or less. Cu and Ni are elements contributing to the improvement of the corrosion resistance of the ferrite structure. When Cu is added alone, there is a risk of high-temperature brittleness, so it is preferable to add it together with Ni, which can suppress high-temperature brittleness. However, since Cu and Ni are expensive elements, the upper limit of Cu and Ni is limited to 0.3% in the present invention.

V은 선택적으로 첨가될 수 있는 원소이고, 첨가될 경우, V의 함량은 0.02 내지 0.1%으로 제한한다. V은 Si과 마찬가지로 표층 페라이트를 형성시키는 효과가 있는 원소이다. V의 함량이 0.02% 미만일 경우, 전술한 효과를 나타낼 수 없고, V의 함량이 0.1%를 초과할 경우, 중심 편석부에서 저온 조직을 유발할 수 있고, 합금 원가 측면에서 불리하다. 따라서, 본 발명에서는 V를 첨가할 경우, V의 함량을 0.02 내지 0.1 %로 제어하는 것이 바람직하다.V is an element that can be optionally added, and when added, the content of V is limited to 0.02 to 0.1%. V is an element having an effect of forming surface ferrite, like Si. When the content of V is less than 0.02%, the above-described effect cannot be exhibited, and when the content of V exceeds 0.1%, low-temperature structure may be induced in the central segregation portion, which is disadvantageous in terms of alloy cost. Therefore, in the present invention, when adding V, it is preferable to control the content of V to 0.02 to 0.1%.

합금조성 외 잔부는 Fe이다. 본 발명의 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 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. The wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance of the present invention may contain other impurities that may be included in the industrial production process of ordinary steel. These impurities are not particularly limited in the present invention, because the content can be known by anyone having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains.

본 발명의 일 실시 예에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재는 표층에 페라이트 분율이 90% 이상인 영역의 두께가 30㎛ 이상일 수 있다. In the wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to an embodiment of the present invention, a thickness of a region having a ferrite fraction of 90% or more in a surface layer may be 30 μm or more.

심해의 높은 CO2 부식 환경에서 응력부식크랙은 표층 미세조직이 균일하고 경도가 낮을수록 억제된다. 전술한 조건을 만족하기 위해서는 표층의 조직을 페라이트 분율 90% 이상으로 제어할 경우 미세조직 경도 및 균일도 측면에서 효과가 있는 것을 확인하였다. In the deep-sea high CO 2 corrosive environment, stress corrosion cracks are suppressed as the surface microstructure is uniform and the hardness is low. In order to satisfy the above-mentioned conditions, it was confirmed that when the structure of the surface layer was controlled to a ferrite fraction of 90% or more, there was an effect in terms of microstructure hardness and uniformity.

또한, 페라이트 층이 냉간 가공 후에도 응력부식억제에 효과가 있으려면 냉간 가공 전 선재의 페라이트의 영역의 두께가 30㎛ 이상이어야 한다. In addition, in order for the ferrite layer to be effective in suppressing stress corrosion even after cold working, the thickness of the ferrite region of the wire rod before cold working must be 30 μm or more.

본 발명의 일 실시 예에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재의 표층 페라이트 입자의 크기는 8 내지 50 ㎛ 일 수 있다. The size of the ferrite particles in the surface layer of the wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to an embodiment of the present invention may be 8 to 50 μm.

냉간 가공 전 선재의 표층 페라이트 입자의 크기는 냉간 가공 후 최종 강선 또는 바의 표층 경도에 영향을 미치고, 이에 따라 응력부식크랙 발생에도 관여한다. The size of the ferrite particles in the surface layer of the wire rod before cold working affects the surface hardness of the final steel wire or bar after cold working, and thus is also involved in the occurrence of stress corrosion cracks.

냉간 가공 전 선재의 페라이트 입자 크기가 작을 경우, 경도와 가공에 따른 경화율이 높아지므로, 냉간 가공 후 경도가 높아지고, 이에 따라 응력부식크랙 발생에 취약해질 수 있다. 따라서 본 발명에서는 선재의 페라이트 입자 크기를 8㎛ 이상으로 제어하여, 냉간 가공 후의 표층 경도를 낮추고, 응력부식크랙 저항성을 확보할 수 있다. 다만, 페라이트 입자 크기가 50㎛를 초과할 경우, 펄라이트의 층간간격이 300nm 초과하여 가공성과 가공 경화량이 열위해질 수 있으므로 본 발명에서는 페라이트 입자의 크기를 8 내지 50 ㎛로 제한한다. 본 발명에 따른 페라이트 입자의 크기를 크게 제어하기 위해서는, 선재의 열간압연 후 냉각 공정에서, 830 내지 700℃의 구간에서의 냉각 시간을 길게 가져가는 것이 필요하다. 이는 후술할 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재의 제조방법에서 자세히 설명한다. When the ferrite particle size of the wire rod before cold working is small, the hardness and hardening rate according to processing increase, so that the hardness increases after cold working, and thus, it may be vulnerable to stress corrosion cracking. Therefore, in the present invention, by controlling the ferrite particle size of the wire rod to 8㎛ or more, the surface layer hardness after cold working can be lowered, and stress corrosion cracking resistance can be secured. However, when the ferrite particle size exceeds 50 μm, the interlayer spacing of the pearlite exceeds 300 nm, so that the workability and work hardening amount may be inferior. Therefore, in the present invention, the size of the ferrite particle is limited to 8 to 50 μm. In order to greatly control the size of the ferrite particles according to the present invention, in the cooling process after hot rolling of the wire rod, it is necessary to take a long cooling time in the section of 830 to 700 ℃. This will be described in detail in the method of manufacturing a wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance, which will be described later.

본 발명의 일 실시 예에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재는 내부 미세조직으로서 펄라이트를 50% 이상 포함하고, 펄라이트의 층간 간격은 450nm 이하일 수 있다. The wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to an embodiment of the present invention contains 50% or more of pearlite as an internal microstructure, and the interlayer spacing of the pearlite may be 450 nm or less.

이송관의 하중 지지용 강선 또는 바(bar)는 열간 압연된 선재를 냉간 가공하여 제조되기 때문에 가공 전의 선재의 가공성뿐 만 아니라 최종 소재의 강도도 확보되어야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 냉간 가공용 선재의 기지 조직은 가공성 및 가공 경화량이 우수한 펄라이트를 포함하고, 그 분율은 50% 이상이 되어야 한다.Since the steel wire or bar for supporting the load of the transfer pipe is manufactured by cold working the hot-rolled wire rod, not only the workability of the wire rod before processing, but also the strength of the final material must be secured. Therefore, the matrix structure of the wire rod for cold working according to the present invention contains pearlite having excellent workability and work hardening amount, and the fraction should be 50% or more.

또한, 펄라이트의 가공성 및 가공 경화량은 층간 간격에 크게 의존하는데, 본 발명에서는 펄라이트 층간 간격이 300nm 이하일 때 가공성과 가공 경화량이 확보될 수 있다. In addition, the workability and work hardening amount of pearlite greatly depend on the interlayer spacing. In the present invention, when the pearlite interlayer spacing is 300 nm or less, workability and work hardening amount can be secured.

다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재의 제조방법에 대하여 설명한다.Next, a method for manufacturing a wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재는 다양한 방법으로 제조될 수 있으며, 그 제조방법은 특별히 제한되지 않는다. 다만, 일 실시예로써 다음과 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.The wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to the present invention can be manufactured by various methods, and the manufacturing method is not particularly limited. However, as an embodiment, it may be manufactured by the following method.

예를 들어, 본 발명에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재는 전술한 합금 조성을 포함하는 빌렛을 가열하고, 열간압연하여 선재를 얻고, 이후 열간 압연된 선재를 냉각하여 제조될 수 있다. For example, the wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to the present invention may be manufactured by heating a billet including the alloy composition described above, hot rolling to obtain a wire rod, and then cooling the hot-rolled wire rod.

본 발명의 일 실시 예에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재는 중량%로, C: 0.3 내지 0.6%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Si: 0.6 내지 2.0%, Cr: 0.2 내지 0.6%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 가열하는 단계; 가열한 빌렛을 열간압연하여 선재로 제조하는 단계; 압연된 선재를 830 내지 700℃의 구간에서 냉각속도 5℃/s이하로 냉각하는 제1 냉각단계; 및 제1 냉각후, 선재를 700 내지 400 ℃의 구간에서 냉각속도 2℃/s 내지 하기 식(1)로 정의되는 25*(1-Ceq)℃/s의 범위로 냉각하는 제2 냉각단계를 포함한다.The wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to an embodiment of the present invention is, by weight, C: 0.3 to 0.6%, Mn: 0.5 to 1.0%, Si: 0.6 to 2.0%, Cr: 0.2 to 0.6%, heating the billet containing the remainder Fe and unavoidable impurities; manufacturing a wire rod by hot rolling the heated billet; a first cooling step of cooling the rolled wire rod at a cooling rate of 5° C./s or less in a section of 830 to 700° C.; And after the first cooling, the second cooling step of cooling the wire rod in the range of 700 to 400 ℃ at a cooling rate of 2 ℃ / s to 25 * (1-C eq ) ℃ / s defined by the following formula (1) includes

단, Ceq= [C] + [Si]/24 + [Mn]/6 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [V]/14where C eq = [C] + [Si]/24 + [Mn]/6 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [V]/14

(여기서, [C], [Si], [Mn], [Ni], [Cr] 및 [V]은 각각 합금원소의 중량%를 의미한다) (Here, [C], [Si], [Mn], [Ni], [Cr], and [V] mean the weight % of each alloy element)

또한, 빌렛은 Cu: 0 초과 0.3% 이하, Ni: 0 초과 0.3% 이하 및 V: 0.02 내지 0.1% 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.In addition, the billet may further include at least one selected from the group consisting of Cu: more than 0 and 0.3% or less, Ni: more than 0 and 0.3% or less, and V: 0.02 to 0.1%.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재의 제조방법에 대하여 자세히 설명한다. Hereinafter, a method for manufacturing a wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저, 전술한 합금 성분을 만족하는 빌렛을 1,000℃ 내지 1,100℃의 온도로 가열한다. First, the billet satisfying the above-mentioned alloying components is heated to a temperature of 1,000 ℃ to 1,100 ℃.

이후, 가열한 빌렛을 950℃ 내지 1,050℃의 온도에서 열간 압연하여 선재를 얻는다.Thereafter, the heated billet is hot-rolled at a temperature of 950° C. to 1,050° C. to obtain a wire rod.

이어서, 제1 냉각단계로서, 열간 압연한 선재를 830 내지 700℃의 구간에서 5℃/s 이하의 냉각 속도로 냉각한다. 열간 압연된 강재의 냉각 속도는 느릴수록 본 발명에 따른 표층 페라이트 형성에 유리하다. 통상적으로, 표층의 페라이트는 열간압연 직후 오스테나이트 상태인 표층 조직이 냉각되고, 상변태하여 생성되는 것으로 알려져 있다. 특히, 830 내지 700℃의 상변태 구간에서의 냉각 속도는 상변태 거동과 연관이 있고, 이 상변태 구간에서 오래 머무를수록 표층 페라이트 형성이 촉진되는 것을 확인하였다. 따라서, 본 발명에서는 830 내지 700℃의 구간에서 냉각속도를 5℃/s 이하로 제한한다.Subsequently, as a first cooling step, the hot-rolled wire rod is cooled at a cooling rate of 5°C/s or less in a section of 830 to 700°C. The slower the cooling rate of the hot-rolled steel material, the more advantageous the surface layer ferrite formation according to the present invention. In general, it is known that the surface layer of ferrite is formed by cooling and phase transformation of the austenite-state surface layer structure immediately after hot rolling. In particular, it was confirmed that the cooling rate in the phase transformation section of 830 to 700 ° C. is related to the phase transformation behavior, and the longer it stays in this phase transformation section, the more the surface ferrite formation is promoted. Therefore, in the present invention, the cooling rate is limited to 5°C/s or less in the range of 830 to 700°C.

제1 냉각 이후, 제2 냉각단계로서, 선재를 700 내지 400 ℃ 구간에서 2 ℃/s 내지 25*(1-Ceq)℃/s의 냉각속도로 냉각한다. 단, Ceq = [C] + [Si]/24 + [Mn]/6 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [V]/14 이다. ([C], [Si], [Mn], [Ni], [Cr] 및 [V]은 각각 합금원소의 중량%를 의미한다) After the first cooling, as a second cooling step, the wire rod is cooled at a cooling rate of 2 ℃/s to 25*(1-C eq )℃/s in a 700 to 400 ℃ section. However, C eq = [C] + [Si]/24 + [Mn]/6 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [V]/14. ([C], [Si], [Mn], [Ni], [Cr], and [V] mean the weight percent of each alloy element)

700 내지 400℃ 구간의 냉각 속도는 본 발명에 따른 펄라이트 미세조직을 형성하는데 중요하다. 고강도 및 냉간 가공성을 확보하기 위해서는 미세조직을 층간 간격이 미세한 펄라이트로 할 필요가 있다. 층간 간격이 미세한 펄라이트를 확보하기 위해서는 상기 구간에서 냉각 속도가 2 ℃/s 이상이어야 한다. 다만, 냉각 속도가 25*(1-Ceq)℃/s를 초과하여, 지나치게 빠를 경우 베이나이트, 마르텐사이트 등이 생성되어 오히려 가공성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 700 내지 400 ℃ 구간의 냉각 속도를 2℃/s 이상 25*(1-Ceq)℃/s 로 제한한다.The cooling rate in the range of 700 to 400° C. is important for forming the pearlite microstructure according to the present invention. In order to secure high strength and cold workability, the microstructure needs to be made of pearlite with a fine interlayer spacing. In order to secure pearlite with a fine interlayer spacing, the cooling rate in the above section must be 2° C./s or more. However, if the cooling rate exceeds 25 * (1-C eq ) ℃ / s, and is too fast, bainite, martensite, etc. are generated, which may rather reduce workability. Therefore, in the present invention, the cooling rate of the 700 to 400 ℃ section is limited to 25*(1-C eq )℃/s of 2℃/s or more.

본 발명에 따라 제조된 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재는 사이즈 감소 및 강도를 확보하기 위해 감면율 40 내지 80% 범위로 냉간 신선되고, 최종 제품의 형태에 따라 필요할 경우 냉간 압연되고, 이후, 냉간 가공에 의한 내부조직에 형성된 전위를 제거해주기 위해 400 내지 600℃ 구간에서 열처리되어 최종적으로 이송관의 하중을 지지하는 강선 혹은 바(bar)로 제조될 수 있다. The wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance manufactured according to the present invention is cold drawn with a reduction in area ratio of 40 to 80% in the range of 40 to 80% to secure size reduction and strength, and is cold rolled if necessary depending on the shape of the final product, and then, cold In order to remove the dislocation formed in the internal tissue by processing, it may be heat-treated in a range of 400 to 600° C. and finally manufactured into a steel wire or bar supporting the load of the transfer pipe.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의하여 결정되는 것이기 때문이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the description of these examples is only for illustrating the practice of the present invention, and the present invention is not limited by the description of these examples. This is because the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and matters reasonably inferred therefrom.

실시 예Example

하기 표 1의 합금 조성을 갖는 빌렛을 1,050℃ 에서 가열하고, 1,000℃의 온도에서 직경 15mm이 되도록 열간 압연한 후, 하기 표 2의 냉각 속도 조건으로 제1 냉각 및 제2 냉각을 수행하였다. The billet having the alloy composition of Table 1 below was heated at 1,050° C., and after hot rolling to a diameter of 15 mm at a temperature of 1,000° C., first cooling and second cooling were performed under the cooling rate conditions of Table 2 below.

구분division 합금조성 성분계 (wt.%)Alloy composition composition (wt.%) CC SiSi MnMn CrCr CuCu NiNi VV 발명예1Invention Example 1 0.30.3 0.60.6 1One 0.60.6 0.10.1 0.020.02 0.10.1 발명예2Invention example 2 0.40.4 1One 0.50.5 0.250.25 0.020.02 0.020.02 0.020.02 발명예3Invention example 3 0.30.3 1One 1One 0.20.2 0.10.1 0.10.1 0.070.07 발명예4Invention Example 4 0.50.5 22 0.90.9 0.250.25 0.20.2 0.30.3 0.030.03 발명예5Invention Example 5 0.60.6 1.51.5 0.90.9 0.60.6 0.30.3 0.20.2 0.030.03 발명예6Invention example 6 0.40.4 22 0.50.5 0.40.4 0.20.2 0.20.2 0.10.1 발명예7Invention Example 7 0.50.5 1.51.5 0.70.7 0.40.4 0.020.02 0.10.1 0.070.07 발명예8Invention Example 8 0.60.6 0.60.6 0.70.7 0.20.2 0.30.3 0.30.3 0.020.02 발명예9Invention Example 9 0.30.3 1One 1One 0.20.2 00 0.10.1 0.070.07 발명예10Invention example 10 0.50.5 22 0.90.9 0.250.25 0.20.2 00 0.030.03 발명예11Invention Example 11 0.60.6 1.51.5 0.90.9 0.60.6 0.30.3 0.20.2 00 비교예1Comparative Example 1 0.30.3 1One 1One 0.20.2 0.10.1 0.10.1 0.070.07 비교예2Comparative Example 2 0.50.5 22 0.90.9 0.250.25 0.20.2 0.30.3 0.030.03 비교예3Comparative Example 3 0.40.4 1One 0.50.5 0.250.25 0.020.02 0.020.02 0.020.02 비교예4Comparative Example 4 0.30.3 1One 1One 0.20.2 0.10.1 0.10.1 0.070.07 비교예5Comparative Example 5 0.50.5 22 0.90.9 0.250.25 0.20.2 0.30.3 0.030.03 비교예6Comparative Example 6 0.60.6 1.51.5 0.90.9 0.60.6 0.30.3 0.20.2 0.030.03

구분division 냉각속도 (℃/s)Cooling rate (℃/s) 제1 냉각구간(830~700℃)1st cooling section (830~700℃) 25*(1-Ceq)℃/s 값25*(1-C eq )°C/s value 제2 냉각구간(700~400℃)2nd cooling section (700~400℃) 발명예1Invention Example 1 44 10 10 8 8 발명예2Invention example 2 33 11 11 10 10 발명예3Invention example 3 33 11 11 11 11 발명예4Invention Example 4 44 5 5 4 4 발명예5Invention Example 5 55 2 2 2 2 발명예6Invention example 6 33 9 9 8 8 발명예7Invention Example 7 44 6 6 5 5 발명예8Invention Example 8 55 5 5 5 5 발명예9Invention Example 9 44 1111 66 발명예10Invention example 10 44 77 55 발명예11Invention Example 11 33 44 44 비교예1Comparative Example 1 66 11 11 10 10 비교예2Comparative Example 2 66 5 5 5 5 비교예3Comparative Example 3 33 11 11 12 12 비교예4Comparative Example 4 33 11 11 12 12 비교예5Comparative Example 5 44 5 5 1 One 비교예6Comparative Example 6 55 2 2 1 One

그 후, 제조된 실시예 및 비교예 선재의 펄라이트 분율, 펄라이트 층간 간격, 표층 페라이트 분율, 표층 페라이트 층 두께 및 표층 페라이트 입자 크기를 측정하고, 그 결과를 하기 표3에 나타내었다. 이어서, 열간 압연후 냉각된 선재를 60%의 감면율로 냉간 신선하고 40 % 압하율로 냉간압연한 후, 최종 냉간 가공 제품으로 제조하고, 실시예 및 비교예 시편의 응력부식크랙 정도를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.Thereafter, the pearlite fraction, the pearlite interlayer spacing, the surface ferrite fraction, the surface ferrite layer thickness, and the surface ferrite particle size of the prepared Example and Comparative Example wire rods were measured, and the results are shown in Table 3 below. Then, the wire rod cooled after hot rolling is cold drawn with a reduction in area of 60% and cold rolled at a reduction ratio of 40%, and then prepared as a final cold-worked product, and the stress corrosion cracking degree of the specimens of Examples and Comparative Examples is measured and shown below. Table 3 shows.

실시예 및 비교예 제품의 CO2 부식환경 응력부식크랙 저항성은 하기와 같은 방법을 사용하여 평가하였다. 우선, CO2 부식환경을 모사하기 위해, 3.5 wt.% 농도의 NaCl 용액 1L 기준에 순도 99% 이상의 NaHCO3 83g, 순도 99% 이상의 Na2CO3 105g 을 용해하여 부식용액을 준비하였다. 이후, 냉간 가공 강선을 길이 400mm 로 자르고, 중간 200 mm 는 준비된 부식용액에 완전히 잠기도록 한 후 밀봉하고, 양쪽은 외부에 노출시켰다. 이후, 용액의 온도를 60℃로 유지하면서, 시편에 항복강도 기준 100%와 70%의 하중을 1x10-3 Hz 주파수로 15일 동안 반복 응력을 부여하였다. 15 일 후, 실시예 및 비교예 제품 시편을 꺼내어 냉간 압연 방향과 압하 방향을 포함하는 중심부 단면을 얻었다. 중심부 단면에서 압하면으로부터 발생한 크랙을 관찰하고, 압연 방향으로 단위 길이당 발생한 크랙의 개수를 측정하여 실시예 및 비교예에 대해 응력부식크랙의 발생 정도를 비교하였다. Examples and Comparative Examples CO 2 Corrosion environment stress corrosion crack resistance of the product was evaluated using the following method. First, in order to simulate a CO 2 corrosive environment, 83 g of NaHCO 3 with a purity of 99% or more and 105 g of Na 2 CO 3 with a purity of 99% or more were dissolved in 1 L of a 3.5 wt.% NaCl solution to prepare a corrosion solution. Thereafter, the cold worked steel wire was cut to a length of 400 mm, the middle 200 mm was completely immersed in the prepared corrosion solution, and then sealed, and both sides were exposed to the outside. Thereafter, while maintaining the temperature of the solution at 60° C., a load of 100% and 70% based on the yield strength was applied to the specimen at a frequency of 1×10 -3 Hz and repeated stress was applied for 15 days. After 15 days, specimens of the products of Examples and Comparative Examples were taken out, and a cross section of the center including the cold rolling direction and the rolling down direction was obtained. The cracks generated from the pressing surface in the central section were observed, and the number of cracks generated per unit length in the rolling direction was measured to compare the degree of occurrence of stress corrosion cracks in Examples and Comparative Examples.

구분division 내부 펄라이트 조직internal perlite structure 표면 페라이트 조직surface ferrite texture 응력부식크랙stress corrosion crack 분율
(%)
fraction
(%)
층간 간격
(nm)
interfloor spacing
(nm)
분율
(%)
fraction
(%)
두께
(㎛)
thickness
(μm)
입자 크기
(㎛)
particle size
(μm)
단위길이당
크랙 개수 (1/mm)
per unit length
Number of cracks (1/mm)
발명예1Invention Example 1 5050 330330 9494 3434 4242 2525 발명예2Invention example 2 6464 310310 9595 3535 4545 2323 발명예3Invention example 3 5757 300300 9595 3535 5050 2525 발명예4Invention Example 4 9797 430430 9494 3434 3535 1515 발명예5Invention Example 5 9090 450450 9292 3232 2525 1010 발명예6Invention example 6 7878 320320 9595 3535 5050 2222 발명예7Invention Example 7 9797 430430 9494 3434 1515 2727 발명예8invention example 8 9797 440440 9090 3030 88 1616 발명예9Invention Example 9 6363 350350 9595 3535 4848 2424 발명예10Invention example 10 9494 440440 9494 3434 3636 1616 발명예11Invention Example 11 9393 450450 9292 3232 2828 1313 비교예1Comparative Example 1 5757 310310 8989 2929 77 3131 비교예2Comparative Example 2 9797 440440 8989 2929 77 3232 비교예3Comparative Example 3 4949 290290 9393 3333 3838 2828 비교예4Comparative Example 4 4949 300300 9494 3434 4040 3030 비교예5Comparative Example 5 9797 455455 9595 3636 3535 2929 비교예6Comparative Example 6 9090 460460 9494 3333 3333 2828

본 발명의 합금 조성 및 제조 조건을 만족하는 발명예 1 내지 11의 경우, 내부 조직으로서 50% 이상의 펄라이트 분율 및 450nm 이하의 펄라이트 층간 간격을 만족하고, 90% 이상의 표면 페라이트 분율, 30㎛ 이상의 두께 및 8 내지 50㎛ 범위의 입자 크기를 만족하여, 강선으로 제조시, 단위길이당 크랙 개수가 27개 이하로 내응력부식크랙 특성을 확보할 수 있었다.In the case of Inventive Examples 1 to 11 satisfying the alloy composition and manufacturing conditions of the present invention, a pearlite fraction of 50% or more and a pearlite interlayer spacing of 450 nm or less are satisfied as an internal structure, a surface ferrite fraction of 90% or more, a thickness of 30 µm or more, and By satisfying the particle size in the range of 8 to 50 μm, when manufactured as a steel wire, the number of cracks per unit length was 27 or less, and stress corrosion cracking resistance was secured.

한편, 비교예1 내지 6은 본 발명의 합금 조성은 만족하고 있으나, 본 발명의 냉각 조건을 만족하지 않는 경우로, 강선으로 제조시, 단위길이당 크랙 개수가 28개 이상으로 내응력부식크랙 특성이 실시예보다 열위함을 확인할 수 있었다. On the other hand, Comparative Examples 1 to 6 are cases where the alloy composition of the present invention is satisfied, but the cooling conditions of the present invention are not satisfied. It was confirmed that it was inferior to this example.

구체적으로, 비교예1 및 2는 830~700℃구간에서의 냉각 속도가 5℃/s를 초과한 경우로, 표면 페라이트 분율이 페라이트 분율의 하한인 90%에 미치지 못하고, 페라이트 두께도 페라이트 두께의 하한인 30㎛에 미치지 못하였으며, 페라이트 입자 크기도 페라이트 입자 크기의 하한인 8㎛에 미치지 못하여, 단위길이당 크랙 개수가 각각 31, 32개로 나타나 내응력부식크랙 특성이 열위함을 확인할 수 있었다.Specifically, Comparative Examples 1 and 2 is a case in which the cooling rate in the 830 ~ 700 ℃ section exceeds 5 ℃ / s, the surface ferrite fraction does not reach the lower limit of 90% of the ferrite fraction, the ferrite thickness is also the ferrite thickness It did not reach the lower limit of 30 μm, and the ferrite particle size did not reach the lower limit of 8 μm of the ferrite particle size, so the number of cracks per unit length was 31 and 32, respectively, confirming that the stress corrosion cracking resistance was inferior.

비교예3 및 비교예4는 본 발명의 합금 조성은 만족하였으나, 700~400℃ 구간에서의 냉각속도가 25*(1-Ceq)℃/s 값을 초과하는 경우로, 내부 펄라이트 분율이 페라이트 분율 하한인 50%에 미치지 못하여, 단위길이당 크랙 개수가 각각 28, 30개로 나타나 내응력부식크랙 특성이 열위함을 확인할 수 있었다.In Comparative Examples 3 and 4, the alloy composition of the present invention was satisfied, but the cooling rate in the 700 ~ 400 ℃ section exceeds 25 * (1-C eq ) ℃ / s value, the internal pearlite fraction is ferrite Since the fraction did not reach the lower limit of 50%, the number of cracks per unit length was 28 and 30, respectively, confirming that the stress corrosion cracking resistance was inferior.

비교예5 및 비교예6은 700~400℃구간에서의 냉각속도가 25*(1-Ceq)℃ 값에 미달하는 경우로, 내부 펄라이트의 층간 간격이 상한인 450nm를 초과하였고, 단위길이당 크랙 개수가 각각 29, 28개로 나타나 내응력부식크랙 특성이 열위함을 확인할 수 있었다. In Comparative Examples 5 and 6, the cooling rate in the 700 ~ 400 ℃ section was less than 25 * (1-C eq ) ℃ value, the interlayer spacing of the inner pearlite exceeded the upper limit of 450 nm, per unit length The number of cracks was 29 and 28, respectively, confirming that the stress corrosion crack resistance was inferior.

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.In the foregoing, exemplary embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited thereto, and those of ordinary skill in the art may not depart from the concept and scope of the claims described below. It will be appreciated that various modifications and variations are possible.

Claims (6)

중량%로, C: 0.3 내지 0.6%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Si: 0.6 내지 2.0%, Cr: 0.2 내지 0.6%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
표층의 페라이트 분율이 90 % 이상인 영역의 두께가 30 ㎛ 이상이고,
내부 미세조직은 펄라이트를 50% 이상 포함하는 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재.
by weight, C: 0.3 to 0.6%, Mn: 0.5 to 1.0%, Si: 0.6 to 2.0%, Cr: 0.2 to 0.6%, the balance Fe and unavoidable impurities,
The thickness of the region in which the ferrite fraction of the surface layer is 90% or more is 30 µm or more,
The internal microstructure contains more than 50% of pearlite and is a wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance.
제1항에 있어서,
Cu: 0 초과 0.3% 이하, Ni: 0 초과 0.3% 이하 및 V: 0.02 내지 0.1% 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재.
According to claim 1,
Cu: more than 0 0.3% or less, Ni: more than 0 0.3% or less, and V: a wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance and further comprising at least one selected from the group consisting of 0.02 to 0.1%.
제1항에 있어서,
상기 표층의 페라이트의 입자의 크기는,
8 내지 50 ㎛인 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재.
The method of claim 1,
The size of the particles of the ferrite of the surface layer,
A wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance of 8 to 50 μm.
제1항에 있어서,
상기 펄라이트의 층간 간격은,
450nm 이하인 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재.
The method of claim 1,
The interlayer spacing of the perlite is,
Wire rod for cold working with improved stress corrosion resistance of 450 nm or less.
중량%로, C: 0.3 내지 0.6%, Mn: 0.5 내지 1.0%, Si: 0.6 내지 2.0%, Cr: 0.2 내지 0.6%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 가열하는 단계;
상기 가열한 빌렛을 열간압연하여 선재로 제조하는 단계;
상기 압연된 선재를 830 내지 700℃ 에서 5℃/s이하로 냉각하는 제1 냉각단계; 및
제1 냉각 후, 상기 선재를 700 내지 400 ℃의 구간에서 2℃/s 내지 25*(1-Ceq)℃/s 로 냉각하는 제2 냉각단계;를 포함하는 내응력부식 특성이 향상된 냉간 가공용 선재의 제조방법.
단, Ceq= [C] + [Si]/24 + [Mn]/6 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [V]/14)
(여기서, [C], [Si], [Mn], [Ni], [Cr] 및 [V]은 각각 합금원소의 중량%를 의미한다)
heating a billet comprising, by weight %, C: 0.3 to 0.6%, Mn: 0.5 to 1.0%, Si: 0.6 to 2.0%, Cr: 0.2 to 0.6%, balance Fe and unavoidable impurities;
preparing a wire rod by hot rolling the heated billet;
a first cooling step of cooling the rolled wire rod from 830 to 700° C. to 5° C./s or less; and
After the first cooling, the second cooling step of cooling the wire rod at 2°C/s to 25*(1-C eq )°C/s in the range of 700 to 400°C; for cold working with improved stress corrosion resistance including; A method of manufacturing a wire rod.
where C eq = [C] + [Si]/24 + [Mn]/6 + [Ni]/40 + [Cr]/5 + [V]/14)
(Here, [C], [Si], [Mn], [Ni], [Cr], and [V] mean the weight % of each alloy element)
제 5항에 있어서,
상기 빌렛은,
Cu: 0 초과 0.3% 이하, Ni: 0 초과 0.3% 이하 및 V: 0.02 내지 0.1% 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 냉간 가공용 선재의 제조방법.
6. The method of claim 5,
The billet is
Cu: more than 0 0.3% or less, Ni: more than 0 0.3% or less, and V: A method of manufacturing a wire rod for cold working further comprising at least one selected from the group consisting of 0.02 to 0.1%.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101655006B1 (en) * 2012-06-08 2016-09-06 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 Steel wire rod or bar steel
KR101674750B1 (en) * 2014-12-04 2016-11-10 주식회사 포스코 Non-quenched and tempered steel wire rod having excellent surface case hardening and manufacturing method thereof
KR20190064898A (en) 2017-12-01 2019-06-11 주식회사 포스코 High strength steel wire having sulfide stress cracking resistance properties and method of manufacturing the same
KR102021216B1 (en) * 2015-03-27 2019-09-11 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Wire rods for bolts with excellent delayed fracture resistance after pickling and quenching tempering, and bolts
KR102120699B1 (en) * 2018-08-21 2020-06-09 주식회사 포스코 Wire rod and steel wire for spring with improved toughness and corrosion fatigue resistance and method for manufacturing the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4476863B2 (en) * 2005-04-11 2010-06-09 株式会社神戸製鋼所 Steel wire for cold forming springs with excellent corrosion resistance

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101655006B1 (en) * 2012-06-08 2016-09-06 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 Steel wire rod or bar steel
KR101674750B1 (en) * 2014-12-04 2016-11-10 주식회사 포스코 Non-quenched and tempered steel wire rod having excellent surface case hardening and manufacturing method thereof
KR102021216B1 (en) * 2015-03-27 2019-09-11 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Wire rods for bolts with excellent delayed fracture resistance after pickling and quenching tempering, and bolts
KR20190064898A (en) 2017-12-01 2019-06-11 주식회사 포스코 High strength steel wire having sulfide stress cracking resistance properties and method of manufacturing the same
KR102120699B1 (en) * 2018-08-21 2020-06-09 주식회사 포스코 Wire rod and steel wire for spring with improved toughness and corrosion fatigue resistance and method for manufacturing the same

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