KR102362665B1 - Wire rod, high strength steel wire and method for manufacturing thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선재, 고강도 강선 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 선재는, 중량%로, C: 0.90 내지 1.15%, Si: 0.5 내지 1.0%, Mn: 0.07% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.7 내지 1.2%, B: 0.002 내지 0.005%, P: 0.02% 이하(0%를 제외함), S: 0.02% 이하(0%를 제외함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.The present invention relates to a wire rod, a high-strength steel wire, and a manufacturing method thereof.
The wire rod according to an embodiment of the present invention, by weight, C: 0.90 to 1.15%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: 0.07% or less (excluding 0%), Cr: 0.7 to 1.2%, B : 0.002 to 0.005%, P: 0.02% or less (excluding 0%), S: 0.02% or less (excluding 0%), remainder Fe and unavoidable impurities.

Description

선재, 고강도 강선 및 이들의 제조방법 {WIRE ROD, HIGH STRENGTH STEEL WIRE AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}Wire rod, high-strength steel wire, and manufacturing method thereof

본 발명은 선재, 고강도 강선 및 이들의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 타이어코드 등에 적용 가능한 비틀림 특성이 우수한 고강도 강선, 강선을 제조하기 위한 신선용 선재 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wire rod, a high-strength steel wire, and a manufacturing method thereof. More specifically, it relates to a high-strength steel wire having excellent torsional properties applicable to tire cords, etc., a wire rod for wire drawing for producing a steel wire, and a method for manufacturing the same.

통상적으로 타이어 카카스 및 벨트 부위에 보강재로 사용되는 타이어코드는 다음과 같은 방법을 이용하여 제조된다.Typically, tire cords used as reinforcing materials for tire carcasses and belts are manufactured using the following method.

탄소 강도가 공석-과공석 범위인 용강을 블룸으로 주조한 뒤, 상기 블룸을 압연하여 빌렛으로 제조하고, 이 빌렛을 가열로에서 균질화 처리하여 오스테나이트 단상으로 조직을 균질하게 한 뒤, 선재 압연을 통해 작은 사이즈로 다운 사이징(down-sizing)하며, 스텔모아 냉각대 상에서 초석 페라이트 또는 초석 세멘타이트가 형성되지 않는 적정 속도로 냉각하여 전부(fully) 펄라이트 조직을 갖는 선재를 제조한다. 그 후, 고객사에서 그 용도와 쓰임에 따라 신선하게 되는데, 일반적으로 소재에 연성을 부여하는 열처리가 경우에 따라 1회, 통상적으로 2회 포함되며, 이외 건식 및 습식 신선을 통해 최종 강선이 얻어지며, 이 후 동일 강선들을 꼬는 연선 작업이 추가적으로 포함된다.After casting molten steel having a carbon strength in the eutectoid-hypereutectoid range into bloom, rolling the bloom into a billet, homogenizing the billet in a heating furnace to homogenize the structure into an austenite single phase, and then rolling the wire rod Through the down-sizing to a small size, the wire rod having a fully pearlite structure is manufactured by cooling it at an appropriate rate on the stelmore cooling zone so that pro-eutectoid ferrite or pro-eutectoid cementite is not formed. After that, the customer is drawn according to the purpose and use. In general, heat treatment to give ductility to the material is included in some cases, usually twice, and the final steel wire is obtained through dry and wet drawing. , after which the stranding operation of twisting the same steel wires is additionally included.

일반적으로 타이어코드 등의 제품은 우수한 강도 및 비틀림 특성이 요구된다. 이는 이들이 사용되는 목적에 부합하기 위함인데, 타이어코드의 경우 고강도화함에 따라 코드 구조가 단순해지고, 이로 인해 보강재 경량화 외 타이어 자체 경량화가 가능하기 때문이다. 강선 고강도화는 1960년에 제안된 E-F 실험식에 따라 선재 또는 열처리 소재의 강도를 증가시키거나 또는 펄라이트 층간 간격 미세화 및 신선 가공량 증가를 통해 이루어지고 있다. 또 다른 요구되는 특징으로는 우수한 비틀림 특성이 있다. 이는 최종 제품의 제조를 위해 신선재를 꼬는 연선 공정 시 딜라미네이션이 발생하지 않고, 비틀림 횟수가 높아야 단선이 발생하지 않기 때문이다.In general, products such as tire cords require excellent strength and torsional properties. This is to meet the purpose for which they are used, since in the case of tire cords, the cord structure is simplified as the strength increases, and this makes it possible to reduce the weight of the tire itself in addition to the weight of the reinforcement material. Strengthening of steel wire is achieved by increasing the strength of the wire rod or heat-treated material according to the E-F empirical formula proposed in 1960, or by refining the spacing between the pearlite layers and increasing the amount of wire drawing. Another desirable feature is good torsional properties. This is because delamination does not occur during the twisting process of twisting the wire rod to manufacture the final product, and disconnection does not occur only when the number of twists is high.

제품의 고강도화를 위해서 통상적으로 1) 신선 가공량은 고정하면서, C, Cr, Si 첨가 또는 합금량 증가를 통한 선재 또는 열처리재 강도 증가, 2) 합금량 고정하면서, 신선 가공량 증가, 3) 합금량 증가 및 신선 가공량 증가와 같은 세 가지 방법을 이용하고 있다. 각 방법은 장단점이 있으나, 최적화가 이루어지지 않을 경우, 단순히 강도만 증가되고 비틀림 특성이 좋지 않게 된다. 이는 조직에 펄라이트 외에 초석 세멘타이트, 마르텐사이트 등의 저온 조직, 조대한 2차 페라이트가 생성되어, 강도 증가에 따른 연성 감소로 신선 한계도 낮아지기 때문이다.In order to increase the strength of the product, 1) increase the strength of the wire rod or heat treatment material by adding C, Cr, Si or increasing the amount of alloy while fixing the amount of wire drawing, 2) increasing the amount of wire drawing while fixing the amount of alloy, 3) alloy Three methods are being used: increasing the amount and increasing the amount of wire drawing. Each method has advantages and disadvantages, but if optimization is not performed, only the strength is increased and the torsional properties are not good. This is because, in addition to pearlite, low-temperature structures such as proeutectoid cementite and martensite and coarse secondary ferrite are generated, and the draw limit is also lowered due to the decrease in ductility according to the increase in strength.

현재까지 상용화된 제품의 최종 강선 강도보다 높은 강도, 더욱 경량화된 제품을 위하여, 상위 급의 타이어코드 제품 개발이 필요하다.For products with higher strength and lighter weight than the final steel wire strength of commercialized products so far, it is necessary to develop high-grade tire cord products.

본 발명은 선재, 고강도 강선 및 이들의 제조방법을 제공하고자 한다. 보다 구체적으로 타이어코드 등에 적용 가능한 비틀림 특성이 우수한 고강도 강선, 강선을 제조하기 위한 신선용 선재 및 이들의 제조방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a wire rod, a high-strength steel wire, and a manufacturing method thereof. More specifically, it is an object of the present invention to provide a high-strength steel wire with excellent torsional properties applicable to tire cords, etc., a wire rod for wire drawing for manufacturing a steel wire, and a method for manufacturing the same.

본 발명의 일 실시예에 의한 선재는, 중량%로, C: 0.9 내지 1.15%, Si: 0.5 내지 1.0%, Mn: 0.07% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.7 내지 1.2%, B: 0.002 내지 0.005%, P: 0.02% 이하(0%를 제외함), S: 0.02% 이하(0%를 제외함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.The wire rod according to an embodiment of the present invention, by weight, C: 0.9 to 1.15%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: 0.07% or less (excluding 0%), Cr: 0.7 to 1.2%, B : 0.002 to 0.005%, P: 0.02% or less (excluding 0%), S: 0.02% or less (excluding 0%), remainder Fe and unavoidable impurities.

선재는, Ti: 0.01 내지 0.03% 및 N: 0.008% 이하(0%를 제외함)을 더 포함할 수 있다.The wire rod may further include Ti: 0.01 to 0.03% and N: 0.008% or less (excluding 0%).

선재는 신선용 선재일 수 있다.The wire rod may be a wire rod for drawing.

본 발명의 일 실시예에 의한 선재의 제조방법은, 중량%로, C: 0.9 내지 1.15%, Si: 0.5 내지 1.0%, Mn: 0.07% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.7 내지 1.2%, B: 0.002 내지 0.005%, P: 0.02% 이하(0%를 제외함), S: 0.02% 이하(0%를 제외함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 가열하는 단계; 가열된 강편을 압연하는 단계; 및 압연된 강편을 냉각하는 단계;를 포함한다.In the method of manufacturing a wire rod according to an embodiment of the present invention, in weight%, C: 0.9 to 1.15%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: 0.07% or less (excluding 0%), Cr: 0.7 to 1.2 %, B: 0.002 to 0.005%, P: 0.02% or less (excluding 0%), S: 0.02% or less (excluding 0%), the remainder of heating the steel piece containing Fe and unavoidable impurities; rolling the heated slab; and cooling the rolled steel piece.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 고강도 강선은, 중량%로, C: 0.9 내지 1.15%, Si: 0.5 내지 1.0%, Mn: 0.07% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.7 내지 1.2%, B: 0.002 내지 0.005%, P: 0.02% 이하(0%를 제외함), S: 0.02% 이하(0%를 제외함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.On the other hand, the high-strength steel wire according to an embodiment of the present invention, by weight, C: 0.9 to 1.15%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: 0.07% or less (excluding 0%), Cr: 0.7 to 1.2 %, B: 0.002 to 0.005%, P: 0.02% or less (excluding 0%), S: 0.02% or less (excluding 0%), remainder Fe and unavoidable impurities.

고강도 강선은, Ti: 0.01 내지 0.03% 및 N: 0.008% 이하(0%를 제외함)을 더 포함할 수 있다.The high-strength steel wire may further include Ti: 0.01 to 0.03% and N: 0.008% or less (excluding 0%).

고강도 강선의 미세조직은 18 면적% 이하의 입계 페라이트를 포함하는 것일 수 있다.The microstructure of the high-strength steel wire may include 18 area% or less of intergranular ferrite.

본 발명의 일 실시예에 의한 고강도 강선의 제조방법은, 중량%로, C: 0.9 내지 1.15%, Si: 0.5 내지 1.0%, Mn: 0.07% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.7 내지 1.2%, B: 0.002 내지 0.005%, P: 0.02% 이하(0%를 제외함), S: 0.02% 이하(0%를 제외함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 가열하는 단계; 가열된 강편을 압연하는 단계; 압연된 강편을 냉각하여 선재를 제조하는 단계; 및 선재를 신선하는 단계; 신선된 선재를 열처리하는 단계; 를 포함한다.The method of manufacturing a high-strength steel wire according to an embodiment of the present invention, by weight, C: 0.9 to 1.15%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: 0.07% or less (excluding 0%), Cr: 0.7 to 1.2%, B: 0.002 to 0.005%, P: 0.02% or less (excluding 0%), S: 0.02% or less (excluding 0%), the remainder of heating the steel piece containing Fe and unavoidable impurities; rolling the heated slab; manufacturing a wire rod by cooling the rolled steel piece; and drawing the wire rod; heat-treating the fresh wire rod; includes

신선된 선재를 열처리하는 단계; 후의 강편의 미세조직은, 동일한 C 함량일 때를 기준으로, B의 함량이 해당 범위에 해당되지 않을 때 보다, 입계 페라이트가 면적 분율로 85% 이하 줄어드는 것일 수 있다.heat-treating the fresh wire rod; The microstructure of the later steel piece may be such that, based on the same C content, the grain boundary ferrite is reduced by 85% or less in terms of area fraction than when the B content does not fall within the corresponding range.

상기 신선된 선재를 열처리하는 단계; 의 상기 열처리는 LP 열처리일 수 있다.heat-treating the fresh wire rod; The heat treatment of may be an LP heat treatment.

신선된 선재를 열처리하는 단계; 이후에, 열처리된 선재를 습식신선하는 단계;를 더 포함할 수 있다.heat-treating the fresh wire rod; Thereafter, wet drawing of the heat-treated wire rod may be further included.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 고 Si 사용에 따른 탈탄 형성으로 다량 발생했던 가공 단선을 해소할 수 있으며, 이를 통한 고객사 생산성 향상으로 제품 가격 경쟁력을 높일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, it is possible to solve the processing breakage that occurred in large amount due to the decarburization formation due to the use of high Si, and thereby, it is possible to increase the product price competitiveness by improving the productivity of the customer.

본 명세서에서, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In this specification, in order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar components throughout the specification.

본 명세서에서, 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.In this specification, the terminology used is for the purpose of referring to specific embodiments only, and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of "comprising," as used herein, specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and includes the presence or absence of another characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component. It does not exclude additions.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined otherwise, all terms including technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as those commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Commonly used terms defined in the dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and unless defined, are not interpreted in an ideal or very formal meaning.

또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.In addition, unless otherwise specified, % means weight %, and 1 ppm is 0.0001 weight %.

본 발명의 일 실시예에 의한 선재는, 중량%로, C: 0.9 내지 1.15%, Si: 0.5 내지 1.0%, Mn: 0.07% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.7 내지 1.2%, B: 0.002 내지 0.005%, P: 0.02% 이하(0%를 제외함), S: 0.02% 이하(0%를 제외함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.The wire rod according to an embodiment of the present invention, by weight, C: 0.9 to 1.15%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: 0.07% or less (excluding 0%), Cr: 0.7 to 1.2%, B : 0.002 to 0.005%, P: 0.02% or less (excluding 0%), S: 0.02% or less (excluding 0%), remainder Fe and unavoidable impurities.

보다 구체적으로, Ti: 0.01 내지 0.03% 및 N: 0.008% 이하(0%를 제외함)을 더 포함할 수 있다.More specifically, Ti: 0.01 to 0.03% and N: 0.008% or less (excluding 0%) may be further included.

또한, 선재는 신선용 선재일 수 있다.In addition, the wire rod may be a wire rod for drawing.

이하는 각 성분의 조성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the composition of each component is demonstrated.

탄소(C): 0.9 내지 1.15 중량%Carbon (C): 0.9 to 1.15% by weight

C는 강도를 확보하기 위한 주요 원소이다. 치환형 원소인 C는 주로 세멘타이트로 존재한다. C 함량 증가 시 세멘타이트 분율은 증가하며, 강도 또한 증가하는 것으로 알려져 있다. 특히 0.1 중량%씩 첨가할 때마다 80MPa의 강도가 증가하는 것으로 보고되고 있다. 상기 효과를 위해 높은 함량의 탄소가 바람직하며, 너무 적게 첨가될 경우에는 본 발명에서 목표하는 강도 확보가 어렵다. 반면, 너무 많이 첨가되는 경우에는 중심 편석의 형성으로 인한 신선성 악화 문제나 초석 세멘타이트의 입계 형성등의 문제로 인해 취성 파괴가 일어날 수 있다. 보다 구체적으로는 0.9 내지 1.1 중량%, 더욱 구체적으로는 0.9 내지 1.05 중량%일 수 있다.C is a major element for securing strength. C, a substitutional element, exists mainly as cementite. It is known that as the C content increases, the cementite fraction increases, and the strength also increases. In particular, it is reported that the strength of 80 MPa increases whenever 0.1 wt % is added. For the above effect, a high content of carbon is preferable, and when too little is added, it is difficult to secure the strength targeted in the present invention. On the other hand, if too much is added, brittle fracture may occur due to problems such as deterioration of freshness due to the formation of central segregation or the formation of grain boundaries of proeutectoid cementite. More specifically, it may be 0.9 to 1.1 wt%, more specifically 0.9 to 1.05 wt%.

규소(Si): 0.5 내지 1.0 중량%Silicon (Si): 0.5 to 1.0 wt%

Si는 페라이트 고용강화 원소이다. 이는 페라이트 내에 고용되며, 펄라이트에서는 페라이트 내 및 세멘타이트와 페라이트 계면에 편석되는 원소이다. Si를 0.1 중량%씩 첨가할 때마다 14 내지 16MPa의 항복 강도를 높이는 것으로 보고된 바 있다. 페라이트 강화 원소이기 때문에 열처리재 강도를 향상시킬 수 있는 원소이나, 신선 시 가공경화율에는 영향을 거의 주지 않는 원소이다. 본 발명의 일 실시예에 의한 강선은 열처리 시 인장 강도를 크게 증가시킴과 동시에 가공량을 감소시키는 개념으로 개발된 강종이다. 따라서, 최종 강선에서의 목표 강도를 확보하기 위해서는 적당한 양의 Si이 바람직하며, Si 양이 너무 많을 경우에는 스케일 박리성이 효과적이지 않아, 적절히 제어하여야 한다. 보다 구체적으로는 0.65 내지 0.9 중량%일 수 있다.Si is a ferrite solid solution strengthening element. It is dissolved in ferrite, and in pearlite, it is an element segregated in ferrite and at the interface between cementite and ferrite. It has been reported that the yield strength of 14 to 16 MPa is increased whenever Si is added by 0.1 wt%. Since it is a ferrite strengthening element, it is an element that can improve the strength of the heat treatment material, but has little effect on the work hardening rate during wire drawing. The steel wire according to an embodiment of the present invention is a steel grade developed with the concept of greatly increasing the tensile strength during heat treatment and reducing the processing amount at the same time. Therefore, in order to secure the target strength in the final steel wire, an appropriate amount of Si is preferable, and when the amount of Si is too large, the scale peelability is not effective, and it must be appropriately controlled. More specifically, it may be 0.65 to 0.9 wt%.

크롬(Cr): 0.7 내지 1.2 중량%Chromium (Cr): 0.7 to 1.2 wt%

Cr은 페라이트 안정화 원소이며, 강도를 크게 증가시킨다. 또한, 세멘타이트 내 일반형자리(general site)에 쉽게 위치할 수 있는 치환형 원소이기 때문에 Fe와 쉽게 치환되어 세멘타이트 두께를 미세화시켜 가공경화율을 향상시키는 역할을 한다. 크롬을 너무 적게 첨가하면 본 목표 달성이 어렵고, 너무 많이 첨가하면 조대 탄화물 형성으로 가공 시 단선을 유발시킬 수 있다. 보다 구체적으로 0.7 내지 1.0 중량% 일 수 있다.Cr is a ferrite stabilizing element, which greatly increases the strength. In addition, since it is a substitution-type element that can be easily located at a general site in cementite, it is easily substituted with Fe, thereby reducing the thickness of cementite and improving the work hardening rate. If chromium is added too little, it is difficult to achieve this goal, and if too much chromium is added, it may cause breakage during processing due to the formation of coarse carbide. More specifically, it may be 0.7 to 1.0 wt%.

망간(Mn): 0.07 중량% 이하Manganese (Mn): 0.07 wt% or less

Mn은 세멘타이트 내에서 Fe와 치환 가능한 원소이나, Mn-C의 결합력이 Fe-C 결합력에 비해 상대적으로 작기 때문에 신선 가공 시 세멘타이트 분해를 촉진시키며, 이로 인해 신선성을 악화시키게 된다. 또한, 용강 내 포함된 S와 결합하여 MnS 등의 연성 개재물이 형성되어, 가혹한 조건에서 신선 또는 연선 시 파단을 유발한다. Mn은 의도적으로 첨가하지 않더라도 불순물로서 포함될 수 있으므로, 그 상한을 관리하는 것이 중요하다.Mn is an element that can be substituted with Fe in cementite, but since the bonding force of Mn-C is relatively small compared to that of Fe-C, it promotes the decomposition of cementite during wire drawing, which deteriorates the drawability. In addition, it combines with S contained in molten steel to form ductile inclusions such as MnS, which causes breakage during wire drawing or stranding under severe conditions. Since Mn may be included as an impurity even if it is not intentionally added, it is important to manage its upper limit.

보론(B): 0.001 내지 0.005 중량%Boron (B): 0.001 to 0.005 wt%

B는 열처리 시 발생하는 입계 페라이트 형성을 억제하는 역할을 한다. 외부로 C 확산은 농도 평형을 유지하기 위해 자연적으로 발생하는 것으로, 입계 페라이트가 오스테나이트 계면 등을 따라 형성되면 최종 습식 신선 중 단선 유발 또는 비틀림 응력 인가 시 길이 방향으로 균열이 전파되는 딜라미네이션을 발생시킨다. 선재를 열처리, 특히 LP 열처리를 진행하면 이러한 탈탄이 발생한다. 이는 고탄소 고실리콘강을 이용하는 4.0GPa 이상 급의 타이어코드용 강선에서의 문제점이다. 이러한 문제점을 억제하기 위하여 본 발명에서는 B를 첨가한다. B가 탈탄 현상을 억제하여, 선재 열처리 시 입계 페라이트 형성을 억제하는 메커니즘은 현재 정확한 기구는 알려지고 있지는 않지만, 실험실적으로 확인할 수 있는 것은 B 첨가강을 열간압연 후 냉각 시 표면에 형성된 스케일에 B 농화층이 존재한다는 것이다. 일반적으로 모재부에 형성되는 스케일은 FeO로, 산소와 결합이 많은 외층부로 갈수록 Fe3O4, Fe2O3가 형성된다. B 농화층은 FeO에 형성되며, Fe-O-B 층 생성으로 모재와의 결합력을 높인다. 이는 외부 산소의 내부로 진입 또는 내부 Fe이온의 외부로 확산을 방해한다고 해석할 수 있다. B를 너무 적게 첨가하면 그 효과가 거의 나타나지 않고, 너무 많이 첨가하면 Fe23(C,B)6 입계 형성으로 결정립계를 취화시킬 수 있어 적절한 양을 제어하는 것이 바람직하다.B serves to suppress the formation of grain boundary ferrite that occurs during heat treatment. C diffusion to the outside occurs naturally to maintain concentration equilibrium, and when grain boundary ferrite is formed along the austenite interface, delamination occurs in which cracks propagate in the longitudinal direction during final wet drawing or when torsional stress is applied. make it This decarburization occurs when the wire rod is subjected to heat treatment, particularly LP heat treatment. This is a problem in the steel wire for tire cords of 4.0 GPa or higher using high carbon, high silicon steel. In order to suppress this problem, B is added in the present invention. Although the exact mechanism of B suppresses the decarburization phenomenon and suppresses the formation of intergranular ferrite during wire heat treatment is currently unknown, what can be confirmed experimentally is that the scale formed on the surface when B-added steel is hot-rolled and then cooled. that there is a thickening layer. In general, the scale formed in the base material is FeO, and Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 are formed toward the outer layer portion with more oxygen and bonds. The B-enriched layer is formed on FeO, and the bonding strength with the base material is increased by forming the Fe-OB layer. This can be interpreted as preventing the entry of external oxygen into the interior or the diffusion of internal Fe ions to the outside. If B is added too little, the effect is hardly observed, and if B is added too much, the grain boundaries may be embrittled by forming Fe 23 (C,B) 6 grain boundaries, so it is desirable to control the appropriate amount.

타이타늄(Ti): 0.01 내지 0.03 중량%Titanium (Ti): 0.01 to 0.03 wt%

Ti는 N과 결합력이 좋은 원소로, BN의 형성 억제을 위해 첨가될 수 있다. 너무 적게 첨가되면 N 제어가 어렵고, 너무 많이 첨가되면 조대 정출물이 형성될 수 있기 때문에 적절한 양을 제어하는 것이 바람직하다.Ti is an element having good bonding strength with N, and may be added to suppress the formation of BN. If N is added too little, it is difficult to control N, and if too much is added, coarse crystals may be formed, so it is preferable to control an appropriate amount.

질소(N): 0.008 중량% 이하Nitrogen (N): 0.008 wt% or less

N은 신선 중 페라이트 기지에 형성된 전위에 고착되어 시효경화를 유발시키는 원소일 뿐 아니라, 과포함 시 B 첨가강에서 BN을 입내 형성시켜 B의효과를 억제시킨다. BN의 형성이 쉽기 때문에 적게 첨가시키는 것이 바람직하다.N is not only an element that causes age hardening by being fixed to dislocations formed on the ferrite matrix during wire drawing, but also inhibits the effect of B by forming BN in grains in B-added steel when it is excessively contained. Since the formation of BN is easy, it is preferable to add less.

인(P) 및 황(S): 각각 0.020 중량% 이하Phosphorus (P) and sulfur (S): 0.020 wt% or less each

P 및 S는 불순물로 그 함량이 낮을수록 좋으나, 너무 극한으로 제한할 경우 제강 공정에서 불순물 제거에 대한 비용이 증가한다. 또한, 상기 P와 S는 그 함량이 증가할 경우 소재의 연성이 감소하고 신선 가공성이 저하된다. 따라서, 상기 P, S의 함량은 통상적으로 그 상한을 관리하는 것이 중요하다.P and S are impurities, and the lower the content, the better. In addition, when the content of P and S is increased, the ductility of the material is reduced and the wire-drawing property is deteriorated. Therefore, it is important to control the upper limits of the P and S contents.

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 the matters described in the claims and matters reasonably inferred therefrom.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 선재의 제조방법은, 중량%로, C: 0.9 내지 1.15%, Si: 0.5 내지 1.0%, Mn: 0.07% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.7 내지 1.2%, B: 0.002 내지 0.005%, P: 0.02% 이하(0%를 제외함), S: 0.02% 이하(0%를 제외함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 가열하는 단계; 가열된 강편을 압연하는 단계; 및 압연된 강편을 냉각하는 단계;를 포함한다.On the other hand, in the method of manufacturing a wire rod according to an embodiment of the present invention, by weight%, C: 0.9 to 1.15%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: 0.07% or less (excluding 0%), Cr: 0.7 to 1.2%, B: 0.002 to 0.005%, P: 0.02% or less (excluding 0%), S: 0.02% or less (excluding 0%), remainder Fe and unavoidable impurities. ; rolling the heated slab; and cooling the rolled steel piece.

강편의 조성은 상기 언급한 바와 같으며, 각 단계에 대하여 설명한다.The composition of the steel piece is as mentioned above, and each step will be described.

강편을 가열하는 단계heating the slab

강편을 가열하는 단계는, 1,000℃ 내지 1,250℃의 가열로에서 60분 내지 90분을 유지하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로 1,100℃ 내지 1,250℃로 가열하는 것일 수 있다. 상기 온도범위에서 강편을 가열함으로써, 오스테나이트 단상을 유지하고, 오스테나이트 결정립의 조대화를 방지할 수 있으며, 잔존하는 편석, 탄화물 및 개재물을 효과적으로 용해할 수 있다. 상기 강편의 가열온도가 너무 낮은 경우에는 가열에 의한 상기 효과를 얻기 곤란할 수 있다. 반면에, 너무 높은 경우에는 오스테나이트 결정립이 매우 조대하게 되어 고강도 및 고인성 선재를 확보하기 어렵다. 여기서 강편이란 선재로 제조될 수 있는 블룸이나 빌렛과 같은 반제품을 모두 의미한다.The step of heating the slab may be maintained for 60 minutes to 90 minutes in a heating furnace of 1,000 ° C. to 1,250 ° C. More specifically, it may be heating to 1,100 ℃ to 1,250 ℃. By heating the steel piece in the above temperature range, the austenite single phase can be maintained, coarsening of the austenite grains can be prevented, and the remaining segregation, carbides and inclusions can be effectively dissolved. If the heating temperature of the steel piece is too low, it may be difficult to obtain the effect by heating. On the other hand, if it is too high, the austenite grains become very coarse, making it difficult to secure a high strength and high toughness wire rod. Here, the slab refers to all semi-finished products such as blooms and billets that can be manufactured as wire rods.

가열된 강편을 압연하는 단계rolling the heated slab

가열된 강편을 압연을 행하여 선재를 제조하는 것이 바람직하다. 압연은 열간 압연일 수 있으며, 열간 압연 온도는 900℃ 내지 1,050℃일 수 있다. 보다 구체적으로 950℃ 내지 1050℃일 수 있다. It is preferable to manufacture a wire rod by rolling a heated steel piece. The rolling may be hot rolling, and the hot rolling temperature may be 900°C to 1,050°C. More specifically, it may be 950°C to 1050°C.

열간 압연을 너무 낮은 온도에서 행하는 경우 압연부하가 커져 롤 수명이 짧아지는 문제가 있다. 반면에, 너무 높은 온도에서 행하는 경우에는 오스테나이트 결정립이 조대하여 연성이 감소되는 문제가 있다.When hot rolling is performed at too low a temperature, there is a problem in that the rolling load becomes large and the life of the roll becomes short. On the other hand, when it is performed at too high a temperature, there is a problem in that the austenite grains are coarse and ductility is reduced.

압연하는 단계 이후, L/H 단계를 포함할 수 있으며, L/H 온도는 890℃ 내지 920℃일 수 있다. 권취 온도가 너무 낮을 경우에는 입계 내에 초석세멘타이트 형성이 많아져 연성을 저하시킬 수 있으며, 너무 높을 경우에는 오스테나이트 결정립 조대화가 나타날 수 있기 때문에 그 이하로 제어하는 것이 바람직하다.After the step of rolling, it may include an L/H step, and the L/H temperature may be 890°C to 920°C. If the coiling temperature is too low, the formation of proeutectoid cementite in the grain boundary may decrease, and if it is too high, austenite grain coarsening may appear, so it is preferable to control it below that.

압연된 강편을 냉각하는 단계cooling the rolled slab

열간압연을 행한 후에 냉각하는 단계를 후속할 수 있다. 보다 바람직하게는 스텔모어(Stelmor)에서 냉각을 행하는 것이 바람직하다. 상기 스텔모어(Stelmor)에서 냉각을 행함으로써 균질한 조직이 확보되는 효과가 있다.After performing hot rolling, a step of cooling may be followed. More preferably, it is preferable to perform cooling in Stelmor. There is an effect of securing a homogeneous tissue by performing cooling in the stelmor (Stelmor).

냉각대에서 450℃ 내지 500℃까지 30℃/s 내지 40℃/s로 급냉, 그 후 해당 유지 온도에서 10초 내지 20초 동안 유지, 그 후 200℃까지 10℃/s로 냉각하는 것일 수 있다. 상기와 같은 속도로 냉각을 행함으로써, 초석 세멘타이트 및 펄라이트가 형성되지 않는다. 또한, 상기 냉각속도가 너무 느린 경우에는 초석 세멘타이트 및 펄라이트가 형성되는 문제가 있으며, 너무 빠른 경우에는 스텔모 상에서 불가능하다.Rapid cooling at 30°C/s to 40°C/s from 450°C to 500°C in the cooling zone, then holding at the corresponding holding temperature for 10 seconds to 20 seconds, and then cooling to 200°C at 10°C/s . By cooling at the above rate, proeutectoid cementite and pearlite are not formed. In addition, if the cooling rate is too slow, there is a problem in that proeutectoid cementite and pearlite are formed, and if it is too fast, it is impossible in the stelmo phase.

이렇게 제조된 선재의 인장강도는 1,336 MPa 이상일 수 있으며, 단면 감소율은 28% 이상일 수 있다.The tensile strength of the wire rod manufactured in this way may be 1,336 MPa or more, and the cross-sectional reduction rate may be 28% or more.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 고강도 강선은, 중량%로, C: 0.9 내지 1.15%, Si: 0.5 내지 1.0%, Mn: 0.07% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.7 내지 1.2%, B: 0.002 내지 0.005%, P: 0.02% 이하(0%를 제외함), S: 0.02% 이하(0%를 제외함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.On the other hand, the high-strength steel wire according to an embodiment of the present invention, by weight, C: 0.9 to 1.15%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: 0.07% or less (excluding 0%), Cr: 0.7 to 1.2 %, B: 0.002 to 0.005%, P: 0.02% or less (excluding 0%), S: 0.02% or less (excluding 0%), remainder Fe and unavoidable impurities.

고강도 강선은, Ti: 0.01 내지 0.03% 및 N: 0.008% 이하(0%를 제외함)을 더 포함할 수 있다.The high-strength steel wire may further include Ti: 0.01 to 0.03% and N: 0.008% or less (excluding 0%).

고강도 강선의 미세조직은 18 면적% 이하의 입계 페라이트를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 18 면적% 이하의 입계 페라이트가 길이방향으로 길게 연신된 조직 일 수 있다. 보다 구체적으로, 입계 페라이트의 두께는 20nm 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 17 면적% 이하의 입계 페라이트를 포함할 수 있다. The microstructure of the high-strength steel wire may contain 18 area% or less of intergranular ferrite. More specifically, it may be a structure in which grain boundary ferrite of 18 area% or less is elongated in the longitudinal direction. More specifically, the thickness of the grain boundary ferrite may be 20 nm or less. More specifically, 17 area% or less of intergranular ferrite may be included.

고강도 강선은, 인장강도는 3,800 MPa 이상이고, 200D 기준으로 인장강도x단면적x0.008의 하중 인가 시 비틀림 횟수가 60 이상일 수 있다.The high-strength steel wire may have a tensile strength of 3,800 MPa or more, and the number of twists may be 60 or more when a load of tensile strength x cross-sectional area x 0.008 on the basis of 200D is applied.

본 발명의 일 실시예에 의한 고강도 강선의 제조방법은, 중량%로, C: 0.9 내지 1.15%, Si: 0.5 내지 1.0%, Mn: 0.07% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.7 내지 1.2%, B: 0.002 내지 0.005%, P: 0.02% 이하(0%를 제외함), S: 0.02% 이하(0%를 제외함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 가열하는 단계; 가열된 강편을 압연하는 단계; 압연된 강편을 냉각하여 선재를 제조하는 단계; 및 선재를 신선하는 단계; 신선된 선재를 열처리하는 단계; 를 포함한다.The method of manufacturing a high-strength steel wire according to an embodiment of the present invention, by weight, C: 0.9 to 1.15%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: 0.07% or less (excluding 0%), Cr: 0.7 to 1.2%, B: 0.002 to 0.005%, P: 0.02% or less (excluding 0%), S: 0.02% or less (excluding 0%), the remainder of heating the steel piece containing Fe and unavoidable impurities; rolling the heated slab; manufacturing a wire rod by cooling the rolled steel piece; and drawing the wire rod; heat-treating the fresh wire rod; includes

선재를 신선하는 단계;의 신선은 건식신선일 수 있다.The drawing of the wire rod may be dry drawing.

신선된 선재를 열처리하는 단계; 후의 강편의 미세조직은, 동일한 C 함량일 때를 기준으로, B의 함량이 해당 범위에 해당되지 않을 때 보다, 입계 페라이트가 면적 분율로 85% 이하 줄어드는 것일 수 있다. 보다 구체적으로 40% 이상 85% 이하 줄어드는 것일 수 있다.heat-treating the fresh wire rod; The microstructure of the later steel piece may be such that, based on the same C content, the grain boundary ferrite is reduced by 85% or less in terms of area fraction than when the B content does not fall within the corresponding range. More specifically, it may be reduced by 40% or more and 85% or less.

신선된 선재를 열처리하는 단계; 의 상기 열처리는 LP 열처리일 수 있다.heat-treating the fresh wire rod; The heat treatment of may be an LP heat treatment.

신선된 선재를 열처리하는 단계; 이후에, 열처리된 선재를 습식신선하는 단계;를 더 포함할 수 있다.heat-treating the fresh wire rod; Thereafter, wet drawing of the heat-treated wire rod may be further included.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 열처리재, 고강도 강선의 미세조직에 대하여 다시 설명한다. Hereinafter, the microstructure of the heat treatment material and high-strength steel wire according to an embodiment of the present invention will be described again.

본 발명의 일 실시예에 의한 선재 열처리한 열처리재의 미세조직은 18 면적% 이하의 입계 페라이트를 포함할 수 있다. 한편, 열처리재 즉, 열처리된 선재를 습신신선하여 제조하는 고강도 강선의 미세조직은 열처리재의 미세조직과 마찬가지로, 18 면적% 이하의 입계 페라이트를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 18 면적% 이하의 입계 페라이트가 길이방향으로 길게 연신된 조직 일 수 있다. 보다 구체적으로, 입계 페라이트의 두께는 20nm 이하일 수 있다.The microstructure of the heat treatment material subjected to the wire rod heat treatment according to an embodiment of the present invention may contain 18 area% or less of intergranular ferrite. On the other hand, the microstructure of the heat treatment material, that is, the high-strength steel wire manufactured by wet drawing of the heat-treated wire rod may contain 18 area% or less of intergranular ferrite, like the microstructure of the heat treatment material. More specifically, it may be a structure in which grain boundary ferrite of 18 area% or less is elongated in the longitudinal direction. More specifically, the thickness of the grain boundary ferrite may be 20 nm or less.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, these examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.

[실시예][Example]

본 발명에서는 최종 강선의 강도 및 비틀림 특성이 우수하며, 선재 열처리 후 입계 페라이트 면적 분율이 적은 강선을 제조하기 위한 실험을 행하였다.In the present invention, an experiment was conducted to manufacture a steel wire having excellent strength and torsional properties of the final steel wire and having a small fraction of intergranular ferrite area after the wire rod heat treatment.

본 발명에서는 하기 표 1과 같은 합금 조성을 갖는 용강을 주조하여 연속주조하여 400x500㎜2 의 블룸을 제조한 후, 강편 압연을 통해 160x160㎜2 의 빌렛을 제조하고, 그 후 가열로 1,020℃에서 100분 동안 유지 후, 열간압연 온도를 980℃로 하여 열간압연 후, L/H 온도 890℃로 L/H하고, 그 후 480℃까지 35℃/s로 냉각, 해당온도에서 18초 유지한 다음 200℃까지 12℃/s로 냉각하여 선재를 제조하였다.In the present invention, molten steel having an alloy composition as shown in Table 1 is cast and continuously cast to produce a bloom of 400x500 mm 2 , and then a billet of 160x160 mm 2 is prepared through steel slab rolling, and then heated in a heating furnace at 1,020° C. for 100 minutes After holding for a while, the hot rolling temperature was set to 980℃, and after hot rolling, the L/H temperature was changed to 890℃, and then cooled to 480℃ at 35℃/s, held at that temperature for 18 seconds, and then 200℃ The wire rod was manufactured by cooling at 12°C/s until

상기 선재를 일반적인 작업온도(25℃)에서 건식 신선한 후, 납조로 ??칭하여 LP(Lead Patenting) 열처리재를 얻었다. 그 후 습식신선을 통해 직경 0.2mm까지 신선하여 강선을 제조하였다. After the wire rod was dry-fresh at a general working temperature (25° C.), it was quenched with a lead to obtain an LP (Lead Patenting) heat-treated material. Thereafter, a steel wire was manufactured by drawing to a diameter of 0.2 mm through wet drawing.

상기 선재 및 LP열처리재의 인장강도(TS), 단면감소율(RA)를 측정하고, LP열처리재의 입계 페라이트 면적 분율을 측정하며, 상기 강선의 인장강도(TS) 및 비틀림 특성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.The tensile strength (TS) and the reduction in area (RA) of the wire rod and the LP heat-treated material were measured, the intergranular ferrite area fraction of the LP heat-treated material was measured, and the tensile strength (TS) and torsional properties of the steel wire were measured and shown in Table 2 below. indicated.

합금 조성, 중량 (%)Alloy composition, weight (%) CC SiSi CrCr MnMn BB TiTi NN PP SS 비교예1Comparative Example 1 1.001.00 0.800.80 0.780.78 0.0680.068 -- -- -- 0.01400.0140 0.01500.0150 발명예1Invention Example 1 1.021.02 0.800.80 0.720.72 0.0680.068 0.0010.001 -- -- 0.01500.0150 0.01000.0100 발명예2Invention example 2 1.011.01 0.820.82 0.800.80 0.0690.069 0.0020.002 -- -- 0.01000.0100 0.01200.0120 발명예3Invention example 3 1.021.02 0.830.83 0.810.81 0.0690.069 0.0030.003 -- -- 0.01100.0110 0.01300.0130 비교예2Comparative Example 2 1.011.01 0.810.81 0.790.79 0.0680.068 0.00530.0053 -- -- 0.01000.0100 0.01000.0100 발명예4Invention Example 4 1.021.02 0.820.82 0.790.79 0.0690.069 0.0020.002 0.020.02 0.0050.005 0.01200.0120 0.01100.0110 발명예5Invention Example 5 1.011.01 0.800.80 0.800.80 0.0670.067 0.0020.002 0.010.01 0.0050.005 0.00900.0090 0.01400.0140 비교예3Comparative Example 3 0.920.92 0.800.80 0.810.81 0.0690.069 -- -- -- 0.01000.0100 0.01400.0140 발명예6Invention example 6 0.910.91 0.810.81 0.810.81 0.0670.067 0.0020.002 -- -- 0.01200.0120 0.01200.0120 발명예7Invention Example 7 0.930.93 0.800.80 0.810.81 0.0690.069 0.0030.003 -- -- 0.00900.0090 0.01500.0150 발명예8Invention Example 8 0.910.91 0.830.83 0.800.80 0.0680.068 0.0040.004 -- -- 0.01000.0100 0.01300.0130 발명예9Invention Example 9 0.920.92 0.820.82 0.820.82 0.0690.069 0.0020.002 0.020.02 0.0050.005 0.01200.0120 0.01100.0110 비교예4Comparative Example 4 0.800.80 0.810.81 0.810.81 0.0700.070 0.0190.019 -- -- 0.01100.0110 0.01100.0110 참고예1Reference Example 1 1.061.06 0.820.82 0.810.81 0.0700.070 0.0020.002 -- -- 0.01100.0110 0.01000.0100 비교예5Comparative Example 5 1.161.16 0.820.82 0.800.80 0.0700.070 0.00200.0020 -- -- 0.01200.0120 0.01000.0100 참고예2Reference Example 2 1.021.02 0.600.60 0.810.81 0.0700.070 0.00210.0021 -- -- 0.0100.010 0.0120.012 참고예3Reference example 3 1.001.00 1.001.00 0.820.82 0.0700.070 0.00220.0022 -- -- 0.0110.011 0.0100.010 비교예6Comparative Example 6 1.021.02 1.101.10 0.800.80 0.0710.071 0.00210.0021 -- -- 0.0100.010 0.0110.011 비교예7Comparative Example 7 1.011.01 0.800.80 1.301.30 0.0720.072 0.00190.0019 -- -- 0.0090.009 0.010.01

선재wire rod 열처리재heat-treated material 최종 강선final liner 인장강도
(MPa)The tensile strength
(MPa) RA
(%)RA
(%) 인장강도
(MPa)The tensile strength
(MPa) RA
(%)RA
(%) 입계 페라이트 면적 분율
(%)Intergranular ferrite area fraction
(%) 비교예1의 입계 페라이트 분율 대비 각 발명예의 분율 비율Fraction ratio of each invention example to the fraction of grain boundary ferrite of Comparative Example 1 인장강도
(MPa)The tensile strength
(MPa) 비틀림
(회)torsion
(episode) 비교예1Comparative Example 1 1,4151,415 3030 1,6741,674 3535 2121 1One 4,4204,420 6868 발명예1Invention Example 1 1,4121,412 2929 1,6591,659 3434 1717 0.8100.810 4,4154,415 7070 발명예2Invention example 2 1,4171,417 3131 1,6511,651 3737 1313 0.6190.619 4,4274,427 7474 발명예3Invention example 3 1,4091,409 2929 1,6711,671 3434 1010 0.4760.476 4,4244,424 7171 비교예2Comparative Example 2 1,4011,401 2424 1,5801,580 2323 2222 1.0481.048 단선monorail -- 발명예4Invention Example 4 1,4121,412 2828 1,6571,657 3434 1515 0.7140.714 4,4304,430 7171 발명예5Invention Example 5 1,4201,420 3131 1,6541,654 3333 1616 0.7620.762 4,4184,418 6969 인장강도
(MPa)The tensile strength
(MPa) RA
(%)RA
(%) 인장강도
(MPa)The tensile strength
(MPa) RA
(%)RA
(%) 입계 페라이트 면적 분율 (%)Intergranular ferrite area fraction (%) 비교예3의 입계 페라이트 분율 대비 각 발명예의 분율 비율Fraction ratio of each invention example to the fraction of grain boundary ferrite of Comparative Example 3 인장강도
(MPa)The tensile strength
(MPa) 비틀림
(회)torsion
(episode) 비교예3Comparative Example 3 1,3351,335 3434 1,5301,530 3838 1919 1One 3,8703,870 6262 발명예6Invention example 6 1,3401,340 3333 1,5101,510 3737 1414 0.7370.737 3,8903,890 6767 발명예7Invention Example 7 1,3381,338 3131 1,5281,528 3636 1212 0.6320.632 3,8403,840 7070 발명예8Invention Example 8 1,3501,350 3434 1,5411,541 3838 1111 0.5790.579 3,9003,900 6969 발명예9Invention Example 9 1,3381,338 3232 1,5181,518 3737 1212 0.6320.632 3,8703,870 6767 비교예4Comparative Example 4 1,2281,228 4646 1,3781,378 5252 1One 0.0480.048 3,9003,900 8282 참고예1Reference Example 1 1,4551,455 2828 15851585 3434 1212 0.5710.571 4,4354,435 7272 비교예5Comparative Example 5 1,4921,492 2020 15921592 2828 1212 0.5710.571 단선monorail 00 참고예2Reference Example 2 1,3181,318 3737 1,5331,533 3838 1212 0.5710.571 4,3014,301 7777 참고예3Reference example 3 1,3451,345 3636 1,5731,573 3737 1212 0.5710.571 4,3534,353 6262 비교예6Comparative Example 6 1,3871,387 3636 1,6171,617 3636 1717 0.8100.810 단선monorail 00 비교예7Comparative Example 7 1,5971,597 2525 1,7971,797 3434 2121 1.1051.105 단선monorail 00

선재 강도 비교Wire rod strength comparison

B 첨가에 의한 선재의 강도를 비교해보면 하기와 같다. Comparison of the strength of the wire rod by the addition of B is as follows.

B 미첨가된 비교예 1의 인장강도는 1,415MPa, RA는 30%이다. 한편, B 첨가, Ti, N 미첨가의 발명예 1 내지 3, B, Ti, N 첨가의 발명예 4 내지 5도 비슷한 수준의 물성을 갖는다. 이로 비추어 보아, B 첨가에 따라, BN, Fe23(C,B)6 등이 입계에 형성되지 않은 것으로 판단하였다.The tensile strength of Comparative Example 1 without B added was 1,415 MPa, and RA was 30%. On the other hand, Inventive Examples 1 to 3 in which B is added and Ti and N are not added, and Inventive Examples 4 to 5 in which B, Ti and N are added have similar physical properties. In view of this, it was determined that BN, Fe 23 (C,B) 6 and the like were not formed at the grain boundary according to the addition of B.

또한, B 미첨가된 비교예 3의 인장강도는 1,335MPa이다. 한편, 발명예 6 내지 9는 0.92 %C에 B이 0.001 내지 0.003 중량%가 포함된 강인데, 비교예 3의 선재와 비슷한 수준의 물성을 갖는다. 이로 비추어 보아, 역시 B 첨가가 선재 물성에 영향을 주지 않는 것으로 볼 수 있고, 앞서 언급한 BN 등은 입계에 형성되지 않는 것을 알 수 있다.In addition, the tensile strength of Comparative Example 3 in which B was not added was 1,335 MPa. On the other hand, Inventive Examples 6 to 9 are steels containing 0.001 to 0.003 wt% of B in 0.92% C, and have similar physical properties to the wire rod of Comparative Example 3. In view of this, it can be seen that the addition of B does not affect the physical properties of the wire rod, and it can be seen that the aforementioned BN and the like are not formed at the grain boundary.

열처리재 미세조직 비교Comparison of microstructure of heat treated material

비교예 1에 대한 LP 열처리 후 표면에서 관찰되는 미세조직은, 표면부 오스테나이트 입계를 따라 페라이트가 형성되어 있는 것을 확인하였다. 면적 분율로 측정해보았으며, B 미첨가시 21 % 가량 형성되는 것으로 확인하였다. 입계 페라이트를 억제시키면 제품 비틀림 횟수를 향상시킬 수 있으며, 단선율 또한 낮아지기 때문에 생산성을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 예상한다.In the microstructure observed on the surface after the LP heat treatment for Comparative Example 1, it was confirmed that ferrite was formed along the austenite grain boundary in the surface portion. It was measured by area fraction, and it was confirmed that about 21% was formed when B was not added. If grain boundary ferrite is suppressed, the number of twists in the product can be improved, and since the disconnection rate is also lowered, productivity is expected to be greatly improved.

발명예 2에 대한 LP 열처리 후 표면에서 관찰되는 미세조직은, 비교예 1의 경우와는 다르게 13 % 정도의 입계 페라이트가 형성되는 것으로 확인하였다. 즉, B 첨가로 입계 페라이트가 감소하는 것을 확인하였다.In the microstructure observed on the surface after the LP heat treatment for Inventive Example 2, it was confirmed that about 13% of the grain boundary ferrite was formed differently from the case of Comparative Example 1. That is, it was confirmed that the grain boundary ferrite decreased by the addition of B.

강선 물성 비교Comparison of properties of steel wire

비교예 1의 제품 인장강도는 4,420 MPa 수준, 비틀림 특성은 68회이다. 발명예 1 내지 3과 비교하였을 때, B 함량이 0.001 중량%에서 0.003 중량%로 증가됨에 따라 최대 6회까지 비틀림 횟수가 증가됨을 확인할 수 있다.The product of Comparative Example 1 had a tensile strength of 4,420 MPa and a torsion characteristic of 68 times. Compared with Inventive Examples 1 to 3, it can be seen that the number of twists is increased up to 6 times as the B content is increased from 0.001 wt% to 0.003 wt%.

또한 비교예 2는 B함량이 0.005 % 초과된 경우이다. B함량 0.005 % 초과시 가공단선이 발생되는 것으로 미루어 0.005 % 이하 B 첨가가 바람직한 것으로 생각된다.In Comparative Example 2, the B content is more than 0.005%. Considering that processing breakage occurs when the B content exceeds 0.005%, it is considered preferable to add 0.005% or less of B.

Ti, N의 첨가에 따른 비교Comparison according to addition of Ti and N

발명예 4 및 5는 Ti와 N이 첨가되었을 때 B 효과를 관찰 한 것인데, B과 결합할 수 있는 N을 강제적으로 제거하여 더 나은 비틀림 특성 증가 효과가 기대되나 비교예 1에 비해 비틀림 특성은 향상되나 단독 B 첨가에 비해 크게 증가되지는 않는 것으로 확인되었다.In Inventive Examples 4 and 5, the effect of B was observed when Ti and N were added. By forcibly removing N, which can be combined with B, a better effect of increasing torsional properties is expected, but the torsional properties are improved compared to Comparative Example 1. However, it was confirmed that there was no significant increase compared to the addition of B alone.

한편, Ti, N 첨가 시 TiN 미세석출물 형성을 통해 결정립 미세화가 나타날 수 있다. 여기서 결정립은 AGS를 의미하고, 여기서 핵생성한 펄라이트 또한 미세함을 의미한다. AGS 감소시, 연성이 좋기 때문에 신선가공성 측면에서도 유리하고, 신선한계가 증가할 수 있다. 선재에서의 미세한 AGS는 LP열처리시 더 미세해질 수 있기 때문에 신선가공량을 더 줄 수 있거나, 여기에 형성된 미세한 펄라이트로 인하여 최종 강선의 강도가 증가할 수 있다. 그러나 TiN이 제어가 잘되지 않을 경우, 즉 정출을 하여 조대 TiN이 형성된다면 가공 중 단선이 유발될 수 있다. On the other hand, when Ti and N are added, crystal grain refinement may occur through the formation of TiN fine precipitates. Here, the grain means AGS, and the nucleated pearlite also means fine. When AGS is reduced, ductility is good, so it is advantageous in terms of drawing processability, and freshness can be increased. Since fine AGS in the wire rod can be made finer during LP heat treatment, the amount of wire drawing can be increased, or the strength of the final steel wire can be increased due to the fine pearlite formed here. However, if TiN is not well controlled, that is, if coarse TiN is formed by crystallization, disconnection may be induced during processing.

결론conclusion

따라서, 본 결과 미루어 B첨가는 선재 및 열처리재의 기계적 특성에는 영향을 거의 미치지 않지만, 열처리 시 표면 부 입계 페라이트의 형성을 억제시키기 때문에 최종 습식 신선 후 확보된 강선의 비틀림 특성은 향상시키며, 이에 적합한 B 함량은 0.001 중량% 내지 0.003 중량%이며, Ti 및 N은 단독 B에 비해 그 효과는 크지 않지만 일부 효과는 있는 것으로 판단된다.Therefore, according to the results, the addition of B has little effect on the mechanical properties of the wire rod and heat-treated material, but since it suppresses the formation of surface-bound ferrite during heat treatment, the torsional properties of the steel wire secured after the final wet drawing are improved, suitable for this The content is 0.001% by weight to 0.003% by weight, and Ti and N have little effect compared to B alone, but it is judged that there is some effect.

또한, 이는 B 첨가량이 증가할 때 열처리 시 표면에 형성되는 입계 페라이트가 감소되는데, 이때 면적분율은 최대 10 %로 까지 감소할 수 있고, 이는 B 미첨가에 비해 85% 이하 수준으로 감소하는 것이다.In addition, when the amount of B added increases, grain boundary ferrite formed on the surface during heat treatment is reduced, and at this time, the area fraction can be reduced to a maximum of 10%, which is reduced to a level of 85% or less compared to the non-addition of B.

본 발명은 실시예들에 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 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the 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 specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that this may be practiced. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 중량%로, C: 0.9 내지 1.15%, Si: 0.5 내지 1.0%, Mn: 0.07% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.7 내지 1.2%, B: 0.001 내지 0.005%, P: 0.02% 이하(0%를 제외함), S: 0.02% 이하(0%를 제외함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 가열하는 단계;
상기 가열된 강편을 압연하는 단계; 및
상기 압연된 강편을 냉각하는 단계;를 포함하고,
상기 압연된 강편을 냉각하는 단계;는,
450℃ 내지 500℃까지 30℃/s 내지 40℃/s로 급냉 후, 200℃까지 10℃/s로 냉각하는 것인 선재 제조방법.
By weight%, C: 0.9 to 1.15%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: 0.07% or less (excluding 0%), Cr: 0.7 to 1.2%, B: 0.001 to 0.005%, P: 0.02% or less (excluding 0%), S: 0.02% or less (excluding 0%), heating the steel piece containing the remainder Fe and unavoidable impurities;
rolling the heated slab; and
Including; cooling the rolled steel piece;
Cooling the rolled steel piece;
A method for manufacturing a wire rod, which is rapidly cooled to 450°C to 500°C at 30°C/s to 40°C/s, and then cooled to 200°C at 10°C/s.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 중량%로, C: 0.9 내지 1.15%, Si: 0.5 내지 1.0%, Mn: 0.07% 이하(0%를 제외함), Cr: 0.7 내지 1.2%, B: 0.002 내지 0.005%, P: 0.02% 이하(0%를 제외함), S: 0.02% 이하(0%를 제외함), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 강편을 가열하는 단계;
상기 가열된 강편을 압연하는 단계;
상기 압연된 강편을 냉각하여 선재를 제조하는 단계;
상기 선재를 신선하는 단계; 및
상기 신선된 선재를 열처리하는 단계;
를 포함하고,
상기 압연된 강편을 냉각하는 단계;는,
450℃ 내지 500℃까지 30℃/s 내지 40℃/s로 급냉 후, 200℃까지 10℃/s로 냉각하는 것인 고강도 강선 제조방법.
By weight%, C: 0.9 to 1.15%, Si: 0.5 to 1.0%, Mn: 0.07% or less (excluding 0%), Cr: 0.7 to 1.2%, B: 0.002 to 0.005%, P: 0.02% or less (excluding 0%), S: 0.02% or less (excluding 0%), heating the steel piece containing the remainder Fe and unavoidable impurities;
rolling the heated slab;
manufacturing a wire rod by cooling the rolled steel piece;
drawing the wire rod; and
heat-treating the fresh wire rod;
including,
Cooling the rolled steel piece;
A method for manufacturing a high-strength steel wire that is rapidly cooled to 450°C to 500°C at 30°C/s to 40°C/s, and then cooled to 200°C at 10°C/s.
 제8항에 있어서,
상기 신선된 선재를 열처리하는 단계; 후의 강편의 미세조직은, 동일한 C 함량일 때를 기준으로, B의 함량이 해당 범위에 해당되지 않을 때 보다, 입계 페라이트가 면적 분율로 85% 이하 줄어드는 것인 고강도 강선 제조방법.
9. The method of claim 8,
heat-treating the fresh wire rod; The microstructure of the subsequent steel piece, based on the same C content, than when the B content does not fall within the corresponding range, the intergranular ferrite is reduced by 85% or less in area fraction A method of manufacturing a high-strength steel wire.
 제8항에 있어서,
상기 신선된 선재를 열처리하는 단계; 의 상기 열처리는 LP 열처리인 고강도 강선 제조방법.
9. The method of claim 8,
heat-treating the fresh wire rod; The heat treatment of the LP heat treatment is a high-strength steel wire manufacturing method.
 제8항에 있어서,
상기 신선된 선재를 열처리하는 단계; 이후에,
상기 열처리된 선재를 습식신선하는 단계;를 더 포함하는 고강도 강선 제조방법.
9. The method of claim 8,
heat-treating the fresh wire rod; Since the,
High-strength steel wire manufacturing method further comprising; wet-drawing the heat-treated wire rod.
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