KR910003978B1

KR910003978B1 - 연성이 향상된 고장력 인발 강선

Info

Publication number: KR910003978B1
Application number: KR1019860008244A
Authority: KR
Inventors: 도시히꼬 다까하시; 요시우끼 아사노
Original assignee: 닛뽕 스틸 코퍼레이션; 다께다 유다까
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1991-06-17
Also published as: DE3675874D1; KR870003227A; EP0218167B1; EP0218167A1

Abstract

내용 없음.

Description

연성이 향상된 고장력 인발 강선

제 1 도는 압연에 의한 전형적인 강선 표면 가공방법.

제 2 도는 전형적인 압연설비의 상세도.

제 3a, 3b, 4a 및 4b 도는 압연기의 측면 및 정면도.

제 5 도는 쇼트 피닝 (shot peening)에 의한 전형적인 강선 표면 가공방법.

제 6 도 및 제 7 도는 강선 표면에 나타나는 종방향의 균열.

제 8 도는 비틀림 시험시 강선 표면에 나타나는 종방향의 균열.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 강선 3 : 압연기

5 : 모터 6 : 풀림기

7,20,21 : 로울러 8 : 감김기

10 : 파이프 11 : 균여

12 : 지금(jig)

본 발명은 우수한 연성을 갖는 고장력 강선에 관한 것이다.

로우프용 강선, 타이어 강화 강선. 광섬유 케이블 강화 강선 또는 적교용 강선으로 사용되는 경질 인발 강선에서, 강선의 강화에 대한 요구가 증대되고 있다.

경질 인발 강선의 강도를 증가시키지 위한 연구가 활발히 행하여져 왔으나, 아직 이들의 강도는 충분한 수준에까지 도달하진 못했다. 이는 강도증가가 연성을 저하시키고, 이러한 연성 저하 방지를 위한 기술이 개발되 않는데 기인한다. 연성의 기준으로 간주되는 강선의 비틀림 특성은, 인발 강선을, 와이어 저널 (Wire Journal) 제 16 권, No, 4(1983)의 50페이지에 설명되어 있는 바와같이, 고온에서 블루잉 처리(bouing)함으로써 향상될 수 있다. 그러나, 이러한 고온처리는 강선의 강도 감소를 가져온다. 또한, 이는 타이어 강화 강선으로 사용되는 작은 규격강선의 표면을 산화시킴으로써 그 연성을 감소시킨다. 이와같이, 그 용도는 제한되어 있다.

이러한 열처리와는 별도로 인발 강선을 스킨 패스 드로우잉(skin pass drawing)하여 인발 강선의 표면에 존재하는 잔류 인장 응력을 제거시킴으로써 연성을 증가시키려는 시도가 있어 왔다. 그러나, 이 처리는 일본 소성 가공협회의 인발 기술 소위원회에 제출된 "다이스 스케쥴(Dies Schedule)이 가선의 기계적 성질 및 잔류 응력에 미치는 영향"이란 제목하의 논문에 설명되어 있는 바와같이 연성을 향상시키지 못한다.

피로 성질을 향상시킬 목적으로 강선의 표면에 잔류 압축 응력을 부여하는 것이 주지되어 있다. 그러나, "철 및 강 재료의 강도 및 파괴(1964)"의 392페이지에 기재되어 있듯이 피로 성질과 연성과의 사이에는 뚜렷한 관계가 없다. 이는 피로 성질로부터 연성의 향상방법을 유도하는 것이 불가함을 의미한다.

이와같이, 강선의 연성을 향상시키기 위한 주지의 방법들은 모두 불충분함이 입증 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 우수한 연성을 갖는 강선을 제공하는데 있다.

본 발명은 이하에 상세히 설명될 것이다.

본 발명의 강선은 다음에 설명된 이유들로 해서 이하에 기재된 양의 다음 화학성분들을 포함한다.

0.4 내지 1.0%C를 포함한다. 이는, 그 함량이 0.4%보다 작을 경우에는 요구 강도를 얻을 수 없으며, 1.0%C보다 크게 되면 결과적인 강선의 연성이 크게 감소되기 때문이다. Si는 고용체를 경화시킬 수 있으므로 첨가되며, 강선내에 그 양이 2%이상포함된 경우에는 연성이 감소되므로 2.0%이하로 제한된다.

경화능을 확보하고 S를 MnS로 고정시키기 위해, Mn을 포함시키며, 그 양은, 0.2%Mn미만일 경우 S를 충분히 고정 시키지 못하고, 2%Mn이상이면 경화능은 그 양에 비례하여 증가하지 않으므로, 0.2와 2.0% 사이에 정해진다. P와 S는 보다 적게 포함될수록 연성이 향상된다. 연성은 P와 S중 어느하나가 0.02%를 넘어서면 현저히 저하되므로, 그 양은 0.02%미만으로 제한된다.

N은 그 함량이 0.01%이상이면 연성의 저하가 나타나므로 0.01%이하의 양이 포함된다.

이와같이 조성된 본 발명의 강선은, 상기 성분들에 추가하여, 0.05 내지 3%Cr, 0.01 내지 1% Mo, 0.01 내지 1% W, 0.05 내지 3% Cu, 0.1 내지 5% Ni 그리고 0.1 내지 5% Co로 이루어진 군(A)으로부터 선택된 적어도 하나의 성분, 및/또는 0.001 내지 0.1% Al, 0.001 내지 0.1% Ti, 0.001 내지 0.1% Nb, 0.001 내지 0.1% V, 0.0003 내지 0.05% B, 0.001 내지 0.1% Mg 그리고 0.001 내지 0.1%Ca로 이루어진 군(B)으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 포함한다.

Cr, Mo, W, Cu, Ni 및 Co는 강도 및 내식성을 향상시킬 목적으로 혼입된다. 이들은 각각의 첨가량이 0.05%, 0.01%, 0.01%, 0.05%, 0.1%, 및 0.1% 미만인 경우에는 효과가 없다. 따라서, 이들 개별함량의 하한은 각각 0.05%, 0.01%, 0.01%, 0.05%, 0.1% 및 0.1%이다.

Cr, Mo, W, Cu, Ni 및 Co는 3%, 1%, 1%, 3%, 5% 및 5%이하의 양으로 혼입된다. 이것은 이들 양을 초과하면 강선의 연성이 감소되는 동시에 강도 및 내식성의 증가는 포화되기 때문이다. 이들 원소들의 전체량은 우수한 연성을 고려할 때 7% 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

Al, Ti, Nb, V, B, Mg 및 Ca는 N 및 S를 고정하여 강선의 연성을 증가시킬 목적으로 첨가된다. 그러나, 그 첨가량이 각각 0.001%, 0.001%, 0.001%, 0.001%, 0.0003%, 0.001% 및 0.001% 미만일 경우 그들의 효과는 나타나지 않는다.

따라서 그 양은 각각 0.001%, 0.001%, 0.001%, 0.001%, 0.0003%, 0.001% 및 0.001% 이상으로 설정된다.

한편, Al, Ti, Nb, V, B, Mg 및 Ca이 각각 0.1%, 0.1%, 0.1%, 0.1%, 0.05%, 0.1% 및 0.1% 이상 첨가되면 강선의 연성은 이들 원소들의 결과적인 질화물 및 황화물로 인해 저하되는 동시에, 이들 각각의 효과는 포화된다. 그러므로 첨가량은 각각 0.1%, 0.1%, 0.1%, 0.1%, 0.05%, 0.1% 및 0.1% 이하로 설정되어야 한다. 이들 원소들의 전체량은 연성을 위해 최대 0.2%로 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명의 강선은, 그 강도가 130kgf/mm²이하일 경우 강선의 표면에 잔류 압축 응력이 있을지라도 연성이 증가하지 않기 때문에 되소한 130kgf/mm²의 강도를 갖는다.

본 발명의 강선은, 그 강도가 130㎏/㎟ 이하일 경우 강선의 표면에 잔류 압축 응력이 있을지라도 연성이 증가하지 않기 때문에 최소한 130㎏f/㎟의 강도를 갖는다.

본 발명에 따른 강선은, 다음에 설명된 이유들로 해서, 그 강도 0에 따라 (0.05σ+23)과 (0.35σ+28)㎏/㎟ 사이의 표면잔류압축 응력을 갖는다.

강선의 연성은 일반적으로 인장, 비틀림 및 굽힘 시험에 의하여, 인장 시험에서 측정된 연신율 및 단면 수축율, 비틀림 시험에서 측정된 파괴까지의 회전수(비틀림수) 및 파괴양상과 같은 결과치에 기초하여 결정된다.

이러한 모든 연성 측정치들 중에서 비틀림 시험에서의 및 파괴양상이 강선의 강도가 증가될때 가장 현저히 저하된다.

제 6 도 및 7도는 강선(2)이 비틀림 시험에서 파괴되는 전형적인 양상들을 나타낸다. 제 6 도는 강선의 정상적인 파괴양상을 나타내고 , 제 7 도는 균열(Ⅱ)을 갖는 비정상적인 파괴를 나타낸다. 비정상적인 유형의 파괴는 강선(2)의 강도가 증가할 때 종종 일어난다. 이는 제 8 도에 나타낸 바와같이 강선이 지그(jig)(12)에 의해 꼬여질 때 종방향의 균열(11)의 발생으로 야기된다. 그러므로 비정상적인 파괴는 강선의 원주방향에서의 연성의 저하를 의미한다고 볼 수 있다.

강선의 강도 증가가 원주방향에서 연성을 저하시킨다는 사실은, 그에 의해 강선의 파손발생전의 굽힘중에 종방향에서 종종 균열을 일으키고, 그리고 종방향의 균열의 파손발생전 강선의 접속(bunching) 중에 종종 발생한다는 현상에 가장 뚜렷하게 관계된다. 상기 설명으로부터 비틀림 시험에서 파괴가 일어나는 양상이 강선의 연성에 대한 가장 중요한 기준이 됨을 알 수 있다.

본 발명자들은, 강선의 원주 방향에서의 연성은 그 표면에 잔류 압축 응력을 줌으로써 효과적으로 증가됨을 발견하였고, 이러한 잔류 압축 응력의 적정 범위를 연구하였다. 보다 상세하게는, 본 발명자들은 비틀림 시험에서 비정상적인 파괴의 발생을 10% 이하로 감소시킬 목적으로 각기 152㎏f/㎟, 235㎏f/㎟, 316㎏f/㎟ 및 377㎏f/㎟의 인장 강도를 갖는 강선을 사용하여 표면 잔류 압축 응력수분과 비정상적인 파괴 발생이 어떻게 관계하는지를 조사하였다.

얻어진 결과로부터 각각 152㎏f/㎟, 235㎏f/㎟, 316㎏f/㎟ 및 377㎏f/㎟의 인장 강도를 갖는 강선이 비틀림 시험에서의 비정상적 파괴의 발생을 10% 이하로 감소 시키기 위해서는 각각 적어도 29㎏f/㎟, 36㎏f/㎟, 38㎏f/㎟ 및 42㎏f/㎟의 잔류 압축 응력을 가지는 것이 필수적임을 알았다. 이들 각 잔류압축 응력은 인장 강도와 비교하여 측정 했을때 실험적으로 (0.05σ+23)㎏/㎟와 같음을 발견 하였다. 비정상적인 파괴의 발생이 비틀림 시험에서 10% 이하로 감소되면 강선의 실제처리 과정동안 종방향의 균열 발생과 관련된 문제점은 전혀 없다. 그리하여 강선의 표면에 주어져야할 잔류 압축 응력의 하한은 (0.05σ+23)㎏/㎟으로 설정되었다. 이 값은 물론 강도가 증가함에 따라 변화한다.

강선의 표면에 주어진 잔류 압축 응력이 높을수록, 원주방향에서의 연성은 향상된다. 그러나, 일반적으로 주지된 바와같이, 강선의 중심에서의 잔류 인장 응력은 표면의 잔류 압축 응력에 비례하여 증가하며, 이로인해 중심에서 균열이 발생되어 비틀림 시험에서 비정상적이 파괴로 이루게 된다. 이에 의해 표면에 주어질수 있는 최대 허용 잔류 압축 응력이 결정된다. 본 발명자들은 종래 사용되던 것들과 같은 강도를 갖는 4가지 유형의 강선을 사용하여, 강선의 중심에서 발생된 균열로 인한 비정상적인 파괴의 발생이 어떻게 잔류 압축 응력 수준과 관계하는지를 조사하였다.

이들을 조사한 결과, 인장 강도가 각각 132㎏f/㎟, 235㎏f/㎟, 316㎏f/㎟ 및 377㎏f/㎟인 강선에서 표면에 주어진 잔류 압축 응력이 각각 80㎏f/㎟, 113㎏f/㎟, 136㎏f/㎟ 및 160㎏f/㎟을 초과할 때 비정상적이 파괴가 발생한다는 결론을 얻었다. 이러한 잔류 압축 응력은 강선의 강도에 비례하고, 실험적으로 (0.35σ+28)㎏f/㎟임을 발견하였다. 그리하여 부여된 잔류 압축 응력의 상한은 (0.35σ+28)㎏f/㎟로 결정되었다.

이어서, 본 발명자들은 표면 잔류 압축 응력을 상기 범위내에 유지시키는데 필요로하는 표면 가공에 의한 변형류브여의 적정 범위를 밝히기 위해 정량적인 연구를 하여, 그 변형률은 0.2와 10% 사이에서 제한되어야 함을 발견하였다. 이는, 변형률이 0.2% 미만일 경우 상기 범위내에 있는 잔류 압축 응력을 표면에 부여할 수 없기 때문이다. 한편, 변형률이 10% 이상일 경우 강선의 표면에 미세한 균열이 나타나서 그 연성이 감소되는 경향이 있다. 따라서 표면 가공에 의한 변형률 부여의 범위는 0.2와 10% 사이의 사이로 제한된다.

상기 범위의 잔류 압축 응력은 실제에서 강선의 표면을 하기 방법으로 표면가공하여 0.2와 10% 사이의 변형률을 가함으로써 주어진다.

제 1 도는 압연에 의한 전형적인 표면 잔류 압축 응력의 부여 방법을 나타낸다. 도면에서, 강선(2)은 풀림기(6)으로부터 풀리어, 핀치(pinch) 로울러(7)를 통해 감김기 (8)에 감겨진다. 핀치 로울러 (7)는 강선(2)에 인장력을 부여하기 위해 사용된다. 강선(2)은 핀치 로울러와 감김기 (8) 사이에 위치한 압연기(3)에 의해 표면 가공된다.

제 2 도는 압연 지그(jig)(3)를 상세히 나타낸 것이다. 강선이 통과할때의 마찰의 의해 회전하는 다수의 구형 로울러(1) 사이에 강선을 통과시킴으로써 강선(2)의 표면에 변형이 가해진다. 가해질 변형량은 로울러 (1)의 압연 수축량을 조정함으로써 조절될 수 있다.

제3a 및 4b도에 도시된 바와같은 디스크 형태의 외관을 가진 로울러도 마찬가지로사용될 수 있다. 이 경우 로울러(20, 21)의 말단이 편평하거나 또는 볼록한 형태를 가질 필요가 있다. 이는, 그의 외관이 오목한 경우에 상기 범위 수준의 표면 잔류 압축응력을 부여할 수 없다는 것이 실험적으로 증명되었기 때문이다.

압연기 지그(3)는 한쌍 이상의 로울러를 가져도 좋다. 이는 한쌍의 로울러만을 사용하는 경우보다 본 발명을 수행하는데 있어서 보다 효과적일 것이다.

본 발명은 모터(5)의 회전을 축(4)를 통하여 압연기(3)로 전달하여 압연기(3)를 강선(2) 주위에서 회전시킴으로써 보다 효과적으로 수행될 수 있다. 이때, 디스크 형상인 로울러를 사용하는 경우, 로울러는 강선(2)에 상대적으로 일정의 각을 이루어 배치된다.

제 5 도는 쇼트 피닝에 의한 전형적인 표면 잔류 압축 응력의 부여 방법을 나타낸다. 쇼트(9)는 압축공기에 의하거나 강선 주위에서 지그(3)를 회전시켜 강선을 표면 가공하기 위해 파이프(10)를 통하여 분사된다.

이러한 표면 가공은 강선이 인발 공정내의 다이를 빠져나온 즉시, 또는 최종 제품의 완성전 어느때에 수행될 수 있다. 그러나, 강선이 블루밍 처리나 도금된 후에 표면 가공을 하는 경우에는, 응력풀림을 위해 강선을 250℃이하의 온도에서 다시 블루잉처리 시키는 것이 바람직하다.

이때, 강선의 중심부와 표면사이의 경도차이를 비커스 경도로서 100이하로 하는 것이 바람직하다. 이는, 100 이상인 경우, 압연시 강선이 균열을 일으킬 수 있기 때문이다.

본 발명은 강선은 피로, 부식피로, 지연파괴, 응력 부식 균열, 또는 풀림성질에 있어서 우수한 특성을 나타낸다.

본 발명의 강선이 로우프, 강선강화 타이어 및 강선강화 플라스틱과 같은 제품에 사용되면, 그러한 제품의 내구성이나 피로특성을 향상시킬 수가 있다.

본 발명을 이하에서 실시예를 통하여 설명한다.

표 1은 실시예에서 사용된 강서의 조성, 직경, 인장강도, 본 발명에 따라 결정된 강선 표면에 부여될 수 있는 잔류 압축 응력의 최소치 (0.05σ+23)와 최대치 (0.35σ+28) 실시예에서 사용된 강선의 표면에 존재하는 잔류 응력, 이러한 강선들에 대한 비틀림, 피로, 부식피로, 지연파괴 및 풀림등의 시험결과, 그리고 이러한 강선들을 사용하는 제품에 대해 행해진 피로시험의 결과들을 나타낸 것이다.

표에 나타낸 시험 결과들은 하기와 같이 표현된다.

잔류 응력항의 +기호는 잔류 응력이 인장 응력임을 나타내고, -기호는 압축 응력을 의미한다.

비정상적인 유형의 파괴 빈도는 행해진 비틀림 시험에서의 제 7 도에 나타낸 비정상적인 유형의 파괴발생에 관계한다.

피로한도는 회전 굽힘 시험에서 관찰된 피로한계에서의 응력을 나타낸다.

타이어 코드 (cord)의 파손비는 500kg의 하중을 받으며 100,000km를 주행한 타이어에 사용된 코드에 대한 것이다.

풀림률은 최대 비틀림 강도의 60%에 해당하는 비틀림 응력을 받은지 96시간 후 강선에서 측정된 잔류 전단변형률을 나타낸다.

지연파괴 시간은 0.1N염산용액내에서 80㎏f/㎟의 인장 응력을 가했을 때 강선의 파괴까지의 시간을 의미한다.

소성판의 피로한도는 1mm²당100개의 강선으로 강화된 두께 1mm 폭10mm인 소성판에서 측정된 굽힘 피로한도이다. 이 값들은 측정치 대 No.31 시료의 측정치의 비로써 표현된다.

부식 피로 수명은 3% NaCl 용액에서 행해진 회전 굽힘 피로시험에서 20㎏f/㎟의 하중을 가할 때 강선이 파괴되기 까지의 회전수를 나타낸다.

인장강도를 가하였을 때 강선이 파괴할 때까지의 시간을 나타낸다.

로우프 피로한도는 일본공업규격(JIS)No.1에 따른 로우프의 굽힘 피로한도를 나타낸다. 본 발명의 실시예 No.47에 나타낸 강선으로 만들어진 로우프를 비교예 No.48의 강선으로 만든 것과 비교하였고, 이러한 로우프들의 피로한도를 그 측정치에 대한 No.31 시료의 측정치의 비로써 나타내었다.

표 1에서 원내의 시험번호들은 본 발명의 실시예를 나타내고, 다른 것들은 비교예를 나타낸다.

시험번호 1과 2는 직경 0.2mm 및 인장강도 332㎏f/㎟을 가지며 동일 화학성분으로 구성된 강성을 사용한다. No.1의 강선은 압연에 의해 1.2%의 변형률을 주어 112㎏f/㎟의 잔류 압축 응력이 부여된 것으로, 비틀림 시험에서 비정상적 파괴율이 0이었다. 한편, No.2 시험의 강선은 61㎏f/㎟의 잔류 인장 응력을 갖고, 100%의 비정상적 파괴율을 나타내었다. 이는 본 발명의 강선이 연성에 있어 우수하다는 것을 나타낸다. 본 발명의 강선은 또한 타이어에 사용할 때 내구성 뿐만 아니라 부식피로 성질에서도 우수한 특성을 나타내었다.

No.3과 4시험은 각각 직경이 2.6mm 및 4.5mm 이고, 인장강도가 168㎏f/㎟ 및 196㎏f/㎟이며, 잔류 압축 응력이 50㎏f/㎟ 및 83㎏f/㎟인 강선을 사용하였다. 이들 둘의 비정상 파괴율은 0였고, 연성은 우수하였다. 잔류 압축 응력은 쇼트 피닝에 의해 각각 0.3%와 0.9%의 변형률을 주어 부여하였다.

No.5, 6, 7 및 8시험은 본 발명의 영역을 벗어난 조성과 잔류 응력을 갖는 강선을 사용하였다. 그래서, 이들은 높은 비율의 비정상적인 파괴와 저하된 연성을 나타내었다.

No.9와 10은 같은 조성을 갖고, 직경이 0.25mm, 인장 강도가 286㎏f/㎟ 인 강선을 사용하는 시험을 나타낸다. No.9시험의 강선은 87㎏f/㎟의 잔류 압축 응력을 가지는 것으로, 비틀림 시험시 5%의 비정상적 파괴율을 나타내었고, No.10의 강선은 45㎏f/㎟의 잔류 인장 응력을 가지는 것으로, 따라서, 95%의 비정상적 파괴율을 나타내었다. 이러한 시험들로부터 본 발명에 따른 강선이 우수한 연성을 가짐이 분명하다. 잔류 압축 응력은 압연으로 6.2%의 변형률을 주어 부여하였다.

No.11 시험은 직경이 2.5mm, 인장강도가 205㎏f/㎟잔류 압축 응력이 60㎏f/㎟인 강선을 사용하였다. 강선의 비정상적 파괴율은 0였으며, 이는 그 연성이 우수하다는 것을 나타낸다. 잔류 압축 응력은 쇼트 피닝에 의해 1.0%의 변형률을 줌으로써 부여되었다.

No.12의 및 13시험은 같은 성분을 갖고, 직경이 0.6mm, 인장 강도가 256㎏f/㎟인 강선을 사용한 예들이다. No.12의 강선은 65㎏f/㎟의 잔류 압축 압력을 갖고 No.13의 강선은 130㎏f/㎟의 잔류 압축 응력을 가졌다. 후자의 잔류 압축 응력은 12%의 압연 변형률을 줌으로써 부여되었다. 비정상적 파괴율은 No.12의 경우 5%이었고, No.13의 경우 70%에 달했다. 이와같이 본 발명의 강선은 연성이 우수함이 입증되었다. No.12의 잔류 압축 응력은 압연을 통하여 0.3%의 변형률을 줌으로써 부여되었다.

No.14와 15 시험은 각각 직경이 4.5mm와 3.2mm, 인장강도가 195㎏f/㎟ 와 179㎏f/㎟, 잔류 압축 응력이 45㎏f/㎟ 와 41㎏f/㎟인 강선 및 아연도금 강선을 사용하였다. 이들 둘의 강선은 비정상적 파괴율이 0으로서, 연성이 우수함을 입증하였다. No.14와 15의 잔류 압축 응력은 각각 압연에 의해 2.0%, 쇼트 피닝에 의해 0.5%의 변형률을 줌으로써 부여되었다.

No.16에서 18까지의 시험은 같은 성분을 갖고 직경이 8mm, 인장강도가 152㎏f/㎟인 강선에 관한 것이다. No.16의 강선의 잔류 압축 응력은 41㎏f/㎟였고 5%의 비정상적 파괴율을나타내었다. No.17과 18은 각각 25㎏f/㎟의 잔류 인장응력과 18㎏f/㎟ 잔류 압축 응력을 가졌고, 이들의 비정상적 파괴율은 각각 60%와 45%였다. 이와같은 본 발명의 강선들은 우수한 연성을 가짐이 입증되었다. No.16과 18의 강선의 잔류 압축 응력은 각각 쇼트 피닝을 통하여 0.3%, 압연을 통하여 0.8%의 변형률을 줌으로써 부여 되었다. 본 발명의 강선들은 또한 풀림 및 지연파괴 성질에 있어서 우수한 특성들을 나타내었다.

No. 19와 20의 시험은 각각 지경이 1.2mm와 3.6mm, 인장강도가 220㎏f/㎟과 184㎏f/㎟ 잔류 압축 응력이 78㎏f/㎟와 50㎏f/㎟인 강선들을 사용하였다. 이들은 비정상적인 파괴율을 각각 5%와 0% 나타내면서, 연성의 우수함을 입증하였다. 잔류 압축 응력은 각각 압연을 통하여 0.5%와 3.2%의 변형률을 줌으로써 부여되었다.

No.21에서 27까지는 본 발명의 영역을 벗어난 조성 및 잔류 응력을 갖는 강선들은 사용한 비교예들을 나타낸다. 따라서, 이들은 비정상적인 파괴율이 높고 연성도 저하되어 있음을 나타내었다.

No.28과 29의 시험은 각각 직경이 2.0mm와 0.8mm, 인장강도가 196㎏f/㎟과 258㎏f/㎟ 잔류 압축 응력이 60㎏f/㎟와 72㎏f/㎟인 강선들을 사용하였다. 이들 두 강선의 비정상적인 파괴율은 각각 0과 5% 이었고, 그들의 연성이 우수함을 입증하였다.

No.30과 31의 시험은 같은 성분을 갖고 직경이 0.06mm, 인장강도가 408㎏f/㎟인 강선을 사용하였다.

No. 30의 강선은 76㎏f/㎟의 잔류 압축 응력을 가진 것으로, 비정상적 파괴율은 5% 였으며, No.31의 강선은 잔류 인장 강도가 50㎏f/㎟로서 비정상적 파괴율이 100%였다. 이와같이 본 발명은 따르는 강선의 연성은 우수함이 입증되었다. 또한, 본 발명에 따른 강선의 소성판은 우수한 피로 성질도 가짐이 입증되었다. 잔류 압축 응력은 압연을 통하여 0.2%의 변형률을 줌으로써 부여되었다.

No.32의 시험은 직경이 5.5mm, 인장강도가 185㎏f/㎟, 그리고 잔류 응력이 65㎏f/㎟인 강선에 관한 것이다. 사용된 강선은 비정상적 파괴율이 0로서 연성이 우수함을 입증하였다.

No.33과 34의 시험은 같은 구성 성분들은 갖고 직경이 3.2mm, 인장강도가 146㎏f/㎟인 강선을 사용한 예들을 나타낸다. No.33의 강선은 잔류 압축 응력이 45㎏f/㎟였고, 비정상적 파괴율이 0였다. No.34의 강선은 15%의 압연 변형률에 의해 주어진 93㎏f/㎟ 정도의 잔류 압축 응력을 가졌고, 따라서 비정상적인 파괴율이 35%였다. 이는 본 발명의 강선의 연성이 우수함을 나타낸다.

No. 35와 36의 시험은 각각 직경이 3.2mm와 0.3mm 인장강도가 170㎏f/㎟와 238㎏f/㎟ 잔류압축 응력이 50㎏f/㎟와 69㎏f/㎟인 강선들을 사용하였다. 이들 두 강선에 대한 비정상적인 파괴율은 각각 0과 5%였고, 우수한 연성을 가짐을 입증하였다. 잔류 압축 응력은 No.32, 33, 35 및 36의 강선에 쇼트피닝을 통하여 각각 0.8%, 0.2%, 2.0%, 및 1.2%의 변형률을 줌으로써 부여되었다.

No.37에서 42까지의 시험들은 본 발명의 영역을 벗어난 조성 및 잔류 응력을 갖는 강선들을 사용한 비교예들이다. 이러한 강선들은 비정상적 파괴율이 높았고, 따라서 연성이 낮았다. No.40의 강선에는 압연을 통하여 10.8%정도의 변형률을 줌으로써 과도하게 높은 잔류 압축 응력을 부여하였다.

No.43에서 46까지의 시험들은 각각 직경이 2.0mm, 3.6mm, 1.2mm, 및 0.35mm, 인장 강도가 195㎏f/㎟, 185㎏f/㎟, 221㎏f/㎟ 및 80㎏f/㎟, 260㎏f/㎟, 그리고 잔류 압측 응력이 75㎏f/㎟, 50㎏f/㎟, 40㎏f/㎟ 및 80㎏f/㎟인 강선들을 사용하였다. 모든 경우에 있어서, 비정상적 파괴율이 0였고, 연성의 우수함을 입증하였다.

No.47과 48의 시험은 같은 조성을 갖고, 직경이 3.6mm, 인장강도 228㎏f/㎟인 강선을 사용하였다.

No.47의 강선의 잔류 압축 응력은 63㎏f/㎟였고, 비정상적 파괴율이 0이었으며 연성의 우수함을 입증하였다. No.48의 강선은 인장응력이 30㎏f/㎟이었고, 그 비정상적 파괴울은 75%였다. 이는 그 연성이 낮음을 나타낸다.

No.47 시험의 강선은 또한 응력 부식 균열성도 우수함이 입증되었다. 이러한 강선으로 된 로우프는 피로 성질에서 우수한 특성들을 나타내었다.

No.43, 44, 45, 46 및 47의 강선들의 잔류 압축 응력은 각기 3.0%, 0.6%, 7.8%, 1.0%, 및 1.5%의 압연 변형률을 줌으로써 부여되었다.

No.49 및 50의 시험은 같은 조성을 갖고, 직경이 0.6mm, 인장강도가 290㎏f/㎟인 강선을 사용하였다. No.49의 강선은 86㎏f/㎟의 잔류 압축 응력을 가졌고, 비정상적인 파괴율이 0으로서 우수한 연성을 나타내었다. 한편, No.50의 강선에는 43㎏f/㎟정도의 잔류 인장 응력이 부여되었고, 그 비정상적인 파괴율은 90% 정도였다. No.50의 강선은 연성이 저하되어 있음이 분명하다. No.49의 강선은 또한 피로성질 에서도 우수한 특성을 나타내었다. No.49의 강선의 잔류 압축 응력은 쇼트 피닝을 통하여 0.7%의 변형률을 줌으로써 부여되었다.

No.51에서 55까지의 시험은 본 발명의 영역을 벗어난 조성 및 잔류 응력을 갖는 강선을 사용하는 비교예들을 나타낸다. 이러한 강선들의 비정상적 파괴율은 저하된 연성으로 인해 높은 값들을 나타내었다. No.54의 강선은 압연에 의해 11.6% 정도의 높은 변형률을 강하여져 큰 잔류 압축 응력을 가졌다.

본 발명을 따르는 각 강선의 중심과 표면 사이의 경도 사이는 비커스 경도로 100미만을 나타내었다 그러나 Nos, 5, 26, 38 및 54의 비교실시예에 속하는 강선의 경우 경도차이는 100을 초과하였다.

[표 1a]

[표 1b]

[표 1c]

[표 1d]

[표 1e]

[표 1f]

Claims

0.4 내지 1.0중량%의 C, 2.0%이하의 Si, 0.2 내지 2중량%의 Mn, 0.002중량% 이하의 P, 0.02중량% 이하의 S 및 0.01중량% 이하의 N을 포함하는 강으로 이루어지고, 상기 강이 열간 압연되며 이와같이 열간 압연된 강 또는 열처리된 강이 130㎏f/㎟ 이상의 강도를 갖는 강선이 되도록 인발되고 , 상기 강선이 0.2내지 10%의 변형률이 부여되도록 표면 가공되어 상기 강선의 강도 σ에 따라 (0.056σ+23) 내지 (0.356σ+28)㎏f/㎟의 표면 잔류 압축 응력을 갖는 것을 특징으로 하는 우수한 연성의 고인장강도 인발 강선.
0. 4 내지 1.0중량%의 C, 2.0중량%이하의 Si, 0.2 내지 2중량%의 Mn, 0.02중량 %이하의 P, 0.02중량%이하의 S 및 0.01중량%이하의 N을 포함하고, 0.05 내지 3중량%의 Cr, 0.01 내지 1중량%의 Mo. 0.01 내지 1중량%의 W, 0.05 내지 3중량%의 Cu, 0.1 내지 5중량의 Ni, 및 0.1 내지 5중량%의 Co로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2이상의 성분, 및/ 또는 0.001 내지 0.1중량%의 Al, 0.001 내지 0.1중량%의 Ti, 0.001 내지 0.1중량%의 Nb, 0.001 내지 0.1중량%의 V, 0.003 내지 0.05중량%의 B, 0.001 내지 0.1 중량%의 Mg 및 0.01 내지 0.1중량%의 Ca로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2이상의 성분을 추가적으로 포함하는 겅으로 이루어지며, 상기 강이 열간 압연되며 이와같이 열간 압연된 강 또는 열처리된 강이 130kgf/mm² 이상의 강도를 갖는 강선이 되도록 인발되고, 상기 강선이 0.2내지 10%의 변형률이 부여되도록 표면 가공되어 상기 강선이 강도 σ에 따라 (0.05σ+23) 내지 (0.35σ+28)kgf/mm²의 표면자류 압축 응력을 겆는 것을 특징으로 하는 우수한 연성의 고인장강도 인발 강선.
제 1 항에 있어서, 상기 강선이 구형 로울러에 의한 압연으로 표면 가공되는 것을 특징으로 하는 우수한 연성의 고인장강도 인발 강선.
제 1 항에 있어서, 상기 강선이 디스크 형태의 로울러에 의한 압연으로 표면 가공되는 것으로 특징으로 하는 우수한 연성의 고인장강도 인발 강선
제 1 항에 있어서, 상가 강선이 쇼트 피닝에 의해 표면 가공되는 것을 특징으로 하는 우수한 연성의 고인장강도 인발 강선.
제 2 항에 있어서, 상가 강선이 구형 로울러에 의한 압연으로 표면 가공되는 것을 특징으로 하는 우수한 연성의 고인장강도 인발 강선.
제 2 항에 있어서, 상가 강선이 디스크 형태의 로울러에 의한 압연으로 표면 가공되는 것으로 특징으로 하는 우수한 연성의 고인장강도 인발 강선.
제 2 항에 있어서, 상가 강선이 쇼트 피닝에 의해 표면 가공되는 것을 특징으로 하는 우수한 연성의 고인장강도 인발 강선.