KR20180089103A - Steel material for leaf spring and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 차량용 서스펜션에 사용되는 판스프링용 강재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내식성, 내마모성 향상을 통해 부식피로수명을 확보할 수 있는 고강도 판스프링용 강재 및 그 제조방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a steel material for a high-strength leaf spring capable of securing corrosion fatigue life by improving corrosion resistance and abrasion resistance, and a method for manufacturing the steel material.
근래의 자동차 산업에서는 연비 향상을 위한 부품 중량 절감이 필수적으로 요구되어진다. 상용차량의 서스펜션에 주로 사용되는 겹판 스프링(Leafspring)의 경우 상용 판스프링의 고질적인 품질문제 개선을 위한 설계보강으로 겹판의 수를 증가 시키면, 그에 따른 중량의 증가의 문제가 발생한다. In the automobile industry in recent years, it is essential to reduce the weight of parts for improving fuel efficiency. In the case of leaf springs, which are mainly used for suspension of commercial vehicles, when the number of the leaf plates is increased due to the design reinforcement for improving the quality problem of the conventional plate spring, there is a problem of an increase in weight.
뿐만 아니라, 여러판을 겹쳐 사용하는 판스프링 특성상 판간의 접촉시 소재의 마모문제 및 표면에 이물 유입시 공식(pitting corrosion)등의 부식피로파손의 문제점이 있었다.In addition, there is a problem of abrasion of the material when the plates are in contact with each other due to the characteristics of the plate spring using multiple plates, and corrosion fatigue damage such as pitting corrosion when foreign substances are introduced into the surface.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 내식성, 내마모성 향상을 통해 부식피로수명을 확보할 수 있는 고강도 판스프링용 강재 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a steel material for a high-strength plate spring capable of securing corrosion fatigue life through improvement of corrosion resistance and wear resistance, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 실시예에 따른 고강도 판스프링용 강재는 중량%로 하여, C: 0.50~0.60%, Si: 0.30~ 0.60%, Mn: 0.90~ 1.10%, Cr: 0.90~ 1.20%, V: 0.10~ 0.30% 를 포함하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.The steel material for a high-strength plate spring according to an embodiment of the present invention is characterized in that it contains 0.50 to 0.60% of C, 0.30 to 0.60% of Si, 0.90 to 1.10% of Mn, 0.90 to 1.20% of Cr, 0.30%, and may include the balance Fe and other unavoidable impurities.
또한, 중량%로, Ni: 0.20~ 0.50%, Mo: 0.15~ 0.40%, Nb: 0.02~ 0.04%를 더 포함하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable to further contain 0.20 to 0.50% of Ni, 0.15 to 0.40% of Mo, and 0.02 to 0.04% of Nb in terms of% by weight.
또한, 상기 Ni는 중량%로 0.20~0.40% 포함할 수 있다.The Ni may be contained in an amount of 0.20 to 0.40% by weight.
또한, 오스테나이트 결정입도가 15um이하인 것을 특징으로 할 수 있다.Further, the austenite crystal grain size may be 15 m or less.
또한, 상기 강재는 440 ~450 ℃에서 템퍼링 한 것을 특징으로 할 수 있다.The steel may be tempered at 440 to 450 ° C.
본 발명의 실시예에 따른 고강도 판스프링용 강재의 제조방법은 중량%로 하여, C: 0.50~0.60%, Si: 0.30~ 0.60%, Mn: 0.90~ 1.10%, Cr: 0.90~ 1.20%, V: 0.10~ 0.30% 를 포함하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 강재를 제조하는 단계; 상기 강재를 오스테나이트화하는 단계, 상기 오스테나이트화 된 강재를 ?칭하는 단계, 냉각된 강재를 일정한 온도로 템퍼링하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.A method of manufacturing a high strength steel plate spring according to an embodiment of the present invention includes the steps of: 0.50 to 0.60% of C, 0.30 to 0.60% of Si, 0.90 to 1.10% of Mn, 0.90 to 1.20% of Cr, 0.90 to 1.20% of Cr, : 0.10 to 0.30%, and the remaining Fe and other unavoidable impurities; Austenitizing the steel, igniting the austenitized steel, and tempering the cooled steel to a constant temperature.
또한, 상기 강재는 중량%로, Ni: 0.20~ 0.50%, Mo: 0.15~ 0.40%, Nb: 0.02~ 0.04%를 더 포함하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the steel material further contains 0.20 to 0.50% of Ni, 0.15 to 0.40% of Mo, and 0.02 to 0.04% of Nb in terms of% by weight.
또한, 상기 Ni는 중량%로 0.20~0.40% 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The Ni may be contained in an amount of 0.20 to 0.40% by weight.
또한, 상기 오스테나이트화 단계는 오스테나이트 결정립의 평균크기가 15 ㎛ 이하가 되도록 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.The austenitizing step may be characterized in that the mean size of the austenite grains is 15 mu m or less.
또한, 상기 템퍼링 단계는 440~450 ℃에서 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.Also, the tempering step may be performed at 440 to 450 ° C.
본 발명은, 결정립의 미세화를 통해 강도와 인성을 동시에 확보할 수 있고, 소입성 증대를 통해 내마모성을 향상시킬 수 있으며, 소재 표면의 부식 피트 억제를 통해 내식성 향상의 효과가 있다. 또한, 템퍼링 온도를 한정함으로써 우수한 강도, 경도 및 인성을 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, strength and toughness can be simultaneously ensured through finer crystal grains, wear resistance can be improved by increasing the incombustibility, and corrosion resistance can be improved by suppressing corrosion pits on the surface of the material. Further, by limiting the tempering temperature, excellent strength, hardness and toughness can be secured.
도 1은 종래 기술에 따른 판스프링에 있어서, 이물 유입에 따른 부식피로를 보여주는 사진.
도 2는 본 발명에서 Ni의 함량에 따른 부식 깊이를 도시한 그래프 및 사진.
도 3은 본 발명에서 Mo의 함량에 따른 경도 및 전동피로수명을 도시한 그래프.
도 4는 본 발명에서 Nb의 함량에 따른 연신율을 도시한 그래프.
도 5는 본 발명에서 템퍼링 온도에 따른 부식피로수명을 도시한 그래프.FIG. 1 is a photograph showing corrosion fatigue due to foreign matter inflow in a conventional leaf spring. FIG.
2 is a graph and a photograph showing the depth of corrosion according to the content of Ni in the present invention.
3 is a graph showing the hardness and the electric fatigue life according to the content of Mo in the present invention.
4 is a graph showing the elongation according to the content of Nb in the present invention.
5 is a graph showing the corrosion fatigue life according to the tempering temperature in the present invention.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.It is to be understood that the words or words used in the present specification and claims are not to be construed in a conventional or dictionary sense and that the inventor can properly define the concept of a term in order to describe its invention in the best way And should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 고강도 판스프링용 강재는 중량%로 하여, C: 0.50~0.60%, Si: 0.30~ 0.60%, Mn: 0.90~ 1.10%, Cr: 0.90~ 1.20%, V: 0.10~ 0.30% 를 포함하고, 나머지 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있고, 중량%로, Ni: 0.20~ 0.50%, Mo: 0.15~ 0.40%, Nb: 0.02~ 0.04%를 더 포함하는 것이 바람직하다.The steel material for a high strength plate spring according to the present invention contains 0.50 to 0.60% of C, 0.30 to 0.60% of Si, 0.90 to 1.10% of Mn, 0.90 to 1.20% of Cr, 0.10 to 0.30% of V, , And may further contain remaining Fe and other unavoidable impurities, and further preferably contains 0.20 to 0.50% of Ni, 0.15 to 0.40% of Mo, and 0.02 to 0.04% of Nb in terms of% by weight.
이하 본 발명에 따른 고강도 판스프링용 강재의 각각의 조성 성분에 대하여 설명한다. The respective constituent components of the steel material for a high strength plate spring according to the present invention will be described below.
탄소(C)는 강재의 강도를 높이는데 유효한 원소이다. C는 가열시 오스테나이트 기지에 고용한다. ?칭 후에는 과포화된 C로 인해 강한 마르텐사이트 조직을 형성한다. 본 발명에서는 C의 함량을 0.50~0.60wt%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만약, C의 함량이 0.50 wt% 미만이면 판스프링용 강재을 이루기 위한 충분한 강도를 얻을 수 없고, 0.60 wt%를 초과하면 판스프링이 지나치게 경해지는 문제점이 있다. Carbon (C) is an effective element for increasing the strength of steel. C is employed at the austenitic base upon heating. After saturation, the supersaturated C forms a strong martensite structure. In the present invention, the content of C is preferably 0.50 to 0.60 wt%. If the content of C is less than 0.50 wt%, sufficient strength for forming a steel material for a leaf spring can not be obtained. If the content of C is more than 0.60 wt%, the plate spring is excessively hardened.
실리콘(Si)은 페라이트 내에 고용되어 모재강도를 강화시키고 변형저항성을 개선하는 효과가 있다. 본 발명에서는 Si의 함량을 0.30~0.60wt%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만약, Si의 함량이 0.3wt% 미만이면 그 효과가 충분하지 못하고, 0.60wt%를 초과하면 제조시의 탈탄 조장이나 연성, 인성 열화에 의한 가공성에 문제가 생길 수 있다.Silicon (Si) is incorporated into the ferrite to enhance the strength of the base material and improve the deformation resistance. In the present invention, it is preferable to add Si in an amount of 0.30 to 0.60 wt%. If the Si content is less than 0.3 wt%, the effect is not sufficient. If the Si content is more than 0.60 wt%, there may arise a problem of decarburization during production, workability due to deterioration in ductility and toughness.
망간(Mn)은 강재의 소입성(담금질성)을 향상시켜 강도를 증대 시키는 합금원소이다. 본 발명에서는 Mn의 함량을 0.90~1.10wt%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만약, Mn의 함량이 0.90wt%미만이면 본 발명의 판스프링에서 요구되는 충분한 강도를 얻기 어렵고, 1.10wt%를 초과하면 인성이 저하되고 결함감수성이 높아지고 부식피트가 생겼을 때 수명이 저하되는 문제가 있다.Manganese (Mn) is an alloy element that improves the incombustibility (quenchability) of a steel material and increases its strength. In the present invention, the content of Mn is preferably 0.90 to 1.10 wt%. If the content of Mn is less than 0.90 wt%, it is difficult to obtain a sufficient strength required of the leaf spring of the present invention. If the content of Mn exceeds 1.10 wt%, the toughness decreases and the defect susceptibility increases, have.
니켈(Ni)은 오스테나이트 안정화 원소로 소재표면의 부식 피트(Pit) 억제를 통해 강재의 내부식성을 개선하며, 적정량 함유 시 저온에서 인성을 확보하는데 유리한 원소로 담금질성을 개선한다. 만약, Ni의 함량이 0.20 wt%미만인 경우에는 그 효과를 충분히 기대 할 수 없으므로, 본 발명에서는 그 하한은 0.20wt이상으로 첨가하는 것이 바람직하다. 다만, 그 상한의 경우 Ni는 고가의 합금원소이므로 과다 첨가할 경우 제조원가가 상승할 수 있어서 0.50wt%이하로 제한하는 것이 바람직하고, 나아가 그 첨가량이 0.40wt%를 초과하는 경우, 투입량에 비해 효과가 미미한 문제점이 있으므로, 더욱 바람직하게는 0.20~0.40wt%로 첨가하는 것이 바람직하다.Nickel (Ni) is an austenite stabilizing element which improves the corrosion resistance of the steel through suppression of corrosion pits on the surface of the steel, and improves the hardenability as a favorable element in ensuring toughness at low temperature when containing proper amount. If the content of Ni is less than 0.20 wt%, the effect can not be sufficiently expected. Therefore, the lower limit of the Ni content is preferably 0.20 wt% or more. However, since Ni is an expensive alloying element in the upper limit, if it is added in an excessive amount, the manufacturing cost may increase, and it is preferable to limit the Ni content to 0.50 wt% or less. Further, when the addition amount exceeds 0.40 wt% , It is more preferable to add it in an amount of 0.20 to 0.40 wt%.
크롬(Cr)은 내식성 향상과 함께 소입성을 확보하는데 유용한 합금원소이다. 본 발명에서는 Cr의 함량을 0.90~1.20wt%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만약, 0.90wt% 미만으로 첨가하는 경우 그 효과를 확보하기 어렵고, 1.20wt%를 초과하여 첨가하면 변형저항성의 저하를 초래하여 오히려 강도저하의 문제가 발생할 수 있다.Chromium (Cr) is an alloying element that is useful for improving the corrosion resistance and ensuring the ingotability. In the present invention, it is preferable to add Cr in an amount of 0.90 to 1.20 wt%. If it is added in an amount less than 0.90 wt%, it is difficult to secure the effect. If it is added in an amount exceeding 1.20 wt%, the deformation resistance will be lowered and the strength will be lowered.
몰리브데넘 (Mo)는 강의 소입성(담금질성)을 향상시키는데 가장 강력한 원소이며, 템퍼링시 특정 온도에서 화합물 형태로 석출하여 강의 2차 경화를 촉진하는 역할을 한다. 또한, 강재의 인성을 동시에 확보 할 수 있어 특수강 제조시에 필수적인 합금원소이다. 본 발명에서는 판스프링의 판간 접촉시 마모 개선을 위해 0.15~0.40wt%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만약, 0.15wt% 미만의 경우 소입성, 경도 향상의 효과에 충분하지 못하고, 반대로 0.40wt%를 초과하여 첨가하면 고가의 합금원소인 Mo의 특성상 원가상승에 비해 그 효과가 미미한 문제가 있다.Molybdenum (Mo) is the most powerful element to improve the ingotability (hardenability) of steel, and precipitates in compound form at a certain temperature during tempering to promote secondary hardening of steel. In addition, it is an alloying element which is essential for the production of special steel because it can secure toughness of steel at the same time. In the present invention, it is preferable to add 0.15 to 0.40 wt% in order to improve wear when the plate spring contacts the plate. If it is less than 0.15 wt%, the effect of improving the hardenability is not sufficient. On the contrary, if the Mo content exceeds 0.40 wt%, there is a problem that the effect is insignificant compared to the cost increase due to the characteristics of Mo, which is an expensive alloy element.
니오븀(Nb)은 그 첨가로 인해 재결정온도가 낮아지고 재결정을 억제하여 오스테나이트 결정립을 미세화 시키는 효과가 있고, 그에 따른 강도 및 인성 향상의 효과가 있다. 본 발명에서는 Nb를 0.02~0.04wt%로 첨가하는 것이 바람직하다. 만약, 0.02wt% 미만으로 첨가하면 인성향상의 효과가 미미하고 반대로 과다 첨가시 제조원가가 상승하는 문제가 있다. 나아가 0.03wt%를 초과하면 그 투입량에 비해 강도 및 인성향상의 효과가 미미하므로 더욱 바람직하게는 0.02~0.03wt%로 첨가하는 것이 바람직하다.Niobium (Nb) has an effect of lowering the recrystallization temperature due to the addition thereof, suppressing recrystallization, and making the austenite grains finer, thereby improving strength and toughness. In the present invention, Nb is preferably added in an amount of 0.02 to 0.04 wt%. If it is added in an amount less than 0.02 wt%, the effect of improving toughness is insignificant. Further, when it exceeds 0.03 wt%, the effect of improving the strength and toughness is small compared with the amount of the addition, and therefore, it is more preferable to add it in an amount of 0.02 to 0.03 wt%.
바나듐(V)은 니오븀(Nb)과 마찬가지로 결정립의 미세화 효과가 있다. 본 발명에서는 V를 0.10~0.30wt%로 첨가하는 것이 바람직하다. 0.10wt% 미만으로 첨가시 그 효과가 미미하고, 0.30중량%를 초과할 경우 강재의 인성에 악영향을 초래하는 문제가 있다. Vanadium (V) has a crystal grain refinement effect like niobium (Nb). In the present invention, V is preferably added in an amount of 0.10 to 0.30 wt%. When the amount is less than 0.10 wt%, the effect is insignificant, and when it is more than 0.30 wt%, the toughness of the steel is adversely affected.
나머지는 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진다.The remainder consists of Fe and other unavoidable impurities.
도 2는 본 발명에서 Ni의 함량에 따른 부식 깊이를 도시한 그래프 및 사진이다. 도 2를 참고하면, Ni가 0.20wt% 이상으로 첨가된 경우 부식홈의 깊이가 급격히 감소하여, 0.40wt%로 첨가한 경우 부식홈의 깊이가 약 220㎛로 상대적으로 개선된 것을 확인할 수 있다. 그러나, 0.5wt로 첨가한 경우 역시 개선의 효과는 있으나 그 정도가 상대적으로 미미한 것을 확인할 수 있다.2 is a graph and a photograph showing corrosion depth according to the content of Ni in the present invention. Referring to FIG. 2, when Ni is added in an amount of 0.20 wt% or more, the depth of the corrosion groove is drastically reduced. When the addition amount of Ni is 0.40 wt%, the depth of the corrosion groove is relatively improved to about 220 탆. However, when 0.5wt is added, the improvement is also observed, but the degree of the improvement is relatively small.
도 3은 본 발명에서 Mo의 함량에 따른 경도 및 전동피로수명을 도시한 그래프이고, 경도는 로크웰"C"로 측정하였고, 피로수명은 전동피로수명측정을 하였으며, steel(SUJ2)3볼, 1800RPM, 하중 5.5KN 으로 실험하였다. 도 3을 참고하면, Mo가 0.20wt%로 첨가된 경우 경도 47이상의 고경도 안정화가 확인되며, 0.40wt%이상에서는 경도증가율이 둔화되어, 투입량에 따른 그 효과가 미미한 것을 확인할 수 있다.FIG. 3 is a graph showing hardness and electric fatigue life according to the content of Mo in the present invention. Hardness was measured with Rockwell "C", fatigue life was measured with an electric fatigue life test, steel (SUJ2) 3 balls, 1800 RPM , And a load of 5.5 KN. Referring to FIG. 3, when Mo was added at 0.20 wt%, the hardness was stabilized at a hardness of 47 or higher. When the Mo content was 0.40 wt% or more, the hardness increase rate was slowed down.
도 4는 본 발명에서 Nb의 함량에 따른 연신율을 도시한 그래프이다. 도 4 및 하기 표 1을 참고하면, Nb가 0.02wt%로 첨가되는 경우 연신율이 큰폭으로 개선되며, 0.03wt%이상 첨가시 그 투입량에 비해 연신율 개선의 정도는 미미한 것을 확인할 수 있다. 또한, 0.02wt%이상 첨가한 경우 오스테나이트 결정립의 크기가 15㎛이하로 미세화된 것을 확인할 수 있다. 4 is a graph showing the elongation according to the content of Nb in the present invention. Referring to FIG. 4 and Table 1, it can be seen that the elongation is greatly improved when Nb is added in an amount of 0.02 wt%, and the degree of elongation improvement is insignificant compared with the amount of Nb added in an amount of 0.03 wt% or more. In addition, when it is added in an amount of 0.02 wt% or more, it can be confirmed that the size of the austenite grains is miniaturized to 15 탆 or less.
이렇게 결정립이 미세화됨에 따라 하기 수학식 1에 따라 연산될 수 있듯이, 강도 및 인성의 향상의 효과를 가져오게 되고, 그 결과를 표 1에서 확인 할 수 있다. As the crystal grains are made finer, the strength and toughness are improved as can be calculated according to the following equation (1), and the results are shown in Table 1.
[수학식 1][Equation 1]
이때, σ0 = 인장항복응력, 인성, σi = 입내에서 전위의 이동을 방해하는 마찰응력, k' = 전위의 장벽 집적 상수, D = 결정립의 직경을 의미한다. 상술한 Hall-Petch 관계식과 같이 항복응력은 결정립의 크기에 반비례하고, 미세한 결정립은 많은 전위가 한 입계에 집적하지 않으므로 국부적인 응력집중이 일어나기 어려우므로 연성과 인성도 증가한다.In this case, σ 0 = tensile yield stress, toughness, σ i = frictional stress that interferes with the movement of dislocations in the grain, k '= barrier integration constant of dislocation, and D = diameter of the grain. Since the yield stress is inversely proportional to the grain size and the fine grains do not accumulate many dislocations at one grain boundary as in the Hall-Petch relation described above, local stress concentration hardly occurs and ductility and toughness also increase.
따라서, 본 발명에서는 충분한 강도와 인성을 확보하기 위해 강재의 가공열처리중 결정립의 평균 크기는 15㎛이하로 제어하는 것이 바람직하다. Therefore, in the present invention, in order to ensure sufficient strength and toughness, it is preferable to control the average size of the crystal grains during the processing heat treatment of the steel to 15 탆 or less.
이하 본 발명에 따른 고강도 판스프링용 강재의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a steel material for a high strength plate spring according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 고강도 판스프링용 강재는 상술한 조성으로 합금원소를 포함하는 강재를 제조하는 단계, 상기 강재를 오스테나이트화하는 단계, 상기 오스테나이트화 된 강재를 ?칭하는 단계; 냉각된 강재를 일정한 온도로 템퍼링하는 단계를 통해 제조될 수 있다.The steel material for a high-strength plate spring according to the present invention comprises the steps of: preparing a steel material containing an alloy element in the above-mentioned composition; austenitizing the steel material; referring to the austenitized steel material; And tempering the cooled steel at a constant temperature.
본 발명에서는 부식환경하에서 부식피트발생을 억제하고 피로 저항성을 향상시키기 위해 Ni을 일정량 첨가하였고 소입성 증대를 통한 경도 향상 및 내마모성 개선을 위해 Mo를 첨가하였다. 또한, 결정립 미세화를 통한 강도 및 인성의 동시향상을 위해 Nb를 첨가한 것이 특징이다.In the present invention, a certain amount of Ni is added to suppress the generation of corrosion pits and to improve fatigue resistance under corrosive environments, and Mo is added to improve the hardness and abrasion resistance by increasing the penetration. In addition, Nb is added for simultaneous improvement of strength and toughness through grain refinement.
이때, 상기 강재의 제조단계, 오스테나이트화하는 단계, ?칭하는 단계는 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상의 판스프링용 강재의 제조공정 조건으로 진행하면 충분하다. 예를 들어 본발명에서는 상기 조성을 만족하는 강재를 제조한후, 상기 강재를 850~1000의 온도로 가열하고 1분 이상 유지하여 오스테나이트화 할 수 있으며, 이때, 판스프링제품에서 요구되는 충분한 강도와 연신율을 동시에 확보하기 위해 오스테나이트화를 충분히 행하여 표 2에 나타난 바와 같이, 오스테나이트 결정립의 평균크기가 15㎛ 이하가 되도록 함이 바람직하다. 하기 표 2에는 하기 표 1의 실시예(개발재)의 성분조성에서 Nb의 함량을 조절함으로써 Nb의 함량에 따른 강도, 연신율 및 결정립의 평균크기를 나타내었고, 이때, 강도 및 신율은 인장시편 14A호로 가공하였으며, 2mm/min 속도로 시험하였고 450℃에서 템퍼링한 후 측정하였다.At this time, the step of manufacturing the steel material, the step of austenitizing the steel material is not particularly limited, and it is enough to proceed to the manufacturing process conditions of the ordinary steel material for the leaf spring. For example, in the present invention, after a steel material satisfying the above composition is prepared, the steel material can be austenitized by heating the steel material at a temperature of 850 to 1000 for 1 minute or more. At this time, It is preferable that the austenitization is sufficiently carried out in order to secure the elongation at the same time so that the average size of the austenite grains is 15 μm or less as shown in Table 2. Table 2 shows strength, elongation and average grain size according to the content of Nb by controlling the content of Nb in the composition of the example (developed material) shown in Table 1 below, wherein the strength and elongation were measured by tensile specimen 14A , Tested at a rate of 2 mm / min, tempered at 450 ° C and then measured.
상기 템퍼링 단계에서의 템퍼링 온도는 440℃~450℃의 범위에서 행하여 지는 것이 바람직하다. 만약 440℃미만에서는 저온템퍼링 취성(TME: Tempered Martensite Embrittlement)으로 인해 부식피로수명이 감소하는 문제가 있고, 450℃를 초과하는 경우 강도 및 경도를 충분히 확보할 수 없는 문제가 있기 때문이다. The tempering temperature in the tempering step is preferably in the range of 440 캜 to 450 캜. If the temperature is lower than 440 DEG C, there is a problem that the corrosion fatigue life is reduced due to low temperature tempering embrittlement (TME), and when the temperature exceeds 450 DEG C, sufficient strength and hardness can not be secured.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
하기 표 1에 나타내는 성분조성의 강재를 30 kg 진공용해로에 용제하고 열간압연을 통해 공시재를 제작한 후, 오스테나이징 가열온도 870로 가열 후 수냉으로 ?칭을 실시하였고, 템퍼링 온도를 제어하여 최적의 열처리 조건(인장강도 170kgf/mm2 이상, 경도 47이상, 신율 10% 내외 확보 조건 충족 필요)을 도출하였는바, 기존재 및 개발재를 온도별로 템퍼링 처리한 후 인장시험 및 충격시험을 실시하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.A steel material having the composition shown in the following Table 1 was dissolved in a 30 kg vacuum melting furnace and hot rolled to prepare a specimen. The furnace was heated to austenizing heating temperature of 870 and subjected to water cooling. The tempering temperature was controlled The optimum heat treatment conditions (tensile strength of 170 kgf / mm 2 or more, hardness of 47 or more and elongation of 10% or more are required to satisfy the conditions for securing the inside and outside) were derived. The tempering and development materials were tempered by temperature and subjected to tensile test and impact test And the results are shown in Table 3 below.
표 3에 나타난 바와 같이, 실시예에서는 템퍼링 온도 430℃~450℃에서 170kgf/mm2 이상, 경도 47이상, 신율 10% 내외를 확보하여 목표치를 초과하는 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 3, it can be confirmed that at the tempering temperature of 430 ° C to 450 ° C in the embodiment, the hardness is at least 47 kgf / mm 2 , the elongation at 10% is secured, and it exceeds the target value.
도 5에서는 템퍼링 온도에 따른 부식피로수명을 나타내었고, 5% NaCl 용액을 담은 챔버에 시편을 설치하여 부식조건 하에서 인장압축피로시험을 진행하였고, 하기 표 3의 템퍼링 온도 평가 최적조건시 항복 강도의 80% 수준의 하중으로 시험하였다. 도 5에 도시된 바와 같이, 440℃미만에서는 저온템퍼링 취성(TME: Tempered Martensite Embrittlement)으로 인해 부식피로수명이 감소한 것을 알 수 있고, 따라서 본 발명에서는 템퍼링 온도를 440℃~450℃로 제어하는 것이 바람직하다.5 shows the corrosion fatigue life according to the tempering temperature. The tensile compression fatigue test was carried out under a corrosive condition by setting the test piece in a chamber containing 5% NaCl solution. It was tested with 80% load. As shown in FIG. 5, it can be seen that the corrosion fatigue life is reduced due to the low temperature tempering embrittlement (TME) at a temperature lower than 440 DEG C, and therefore, in the present invention, the tempering temperature is controlled to 440 DEG C to 450 DEG C desirable.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 (이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예 일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.Although the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, The present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various substitutions, modifications and variations are possible within the scope of the present invention, and it is obvious that those parts easily changeable by those skilled in the art are included in the scope of the present invention .
Claims (10)
중량%로, Ni: 0.20~ 0.50%, Mo: 0.15~ 0.40%, Nb: 0.02~ 0.04%를 더 포함하는 부식피로수명이 향상된 고강도 판스프링용 강재.The method according to claim 1,
A steel material for a high strength plate spring having an improved corrosion fatigue life, further comprising 0.20 to 0.50% of Ni, 0.15 to 0.40% of Mo, and 0.02 to 0.04% of Nb in terms of% by weight.
상기 Ni는 중량%로 0.20~0.40% 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 판스프링용 강재.3. The method of claim 2,
Wherein the Ni is contained in an amount of 0.20 to 0.40% by weight.
오스테나이트 결정입도가 15㎛이하인 것을 특징으로 하는 부식피로수명이 향상된 고강도 판스프링용 강재.3. The method of claim 2,
Wherein the austenite crystal grain size is 15 占 퐉 or less.
상기 강재는 440 ~450 ℃에서 템퍼링 한 것을 특징으로 하는 부식피로수명이 향상된 고강도 판스프링용 강재.The method according to claim 1,
Wherein the steel material is tempered at 440 to 450 DEG C, and has improved corrosion fatigue life.
상기 강재를 오스테나이트화하는 단계;
상기 오스테나이트화 된 강재를 ?칭하는 단계;
냉각된 강재를 일정한 온도로 템퍼링하는 단계를 포함하는 부식피로수명이 향상된 고강도 판스프링용 강재의 제조방법.The steel sheet contains 0.50 to 0.60% of C, 0.30 to 0.60% of Si, 0.90 to 1.10% of Mn, 0.90 to 1.20% of Cr and 0.10 to 0.30% of V, and the balance Fe and other unavoidable impurities Producing a steel comprising;
Austenitizing the steel material;
Casting said austenitized steel;
And tempering the cooled steel material at a constant temperature. 2. A method of manufacturing a steel material for a high strength steel plate spring having improved corrosion fatigue life.
상기 강재는 중량%로, Ni: 0.20~ 0.50%, Mo: 0.15~ 0.40%, Nb: 0.02~ 0.04%를 더 포함하는 부식피로수명이 향상된 고강도 판스프링용 강재의 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the steel material further comprises 0.20 to 0.50% of Ni, 0.15 to 0.40% of Mo, and 0.02 to 0.04% of Nb, in terms of% by weight, of corrosion fatigue life.
상기 Ni는 중량%로 0.20~0.40% 포함하는 것을 특징으로 하는 고강도 판스프링용 강재의 제조방법.8. The method of claim 7,
Wherein the Ni is contained in an amount of 0.20 to 0.40% by weight.
상기 오스테나이트화 단계는 오스테나이트 결정립의 평균크기가 15 ㎛ 이하가 되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 판스프링용 강재의 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the austenitizing step is carried out such that the average size of the austenite grains is 15 mu m or less.
상기 템퍼링 단계는 440~450 ℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 고강도 판스프링용 강재의 제조방법.The method according to claim 6,
Wherein the tempering step is performed at a temperature of 440 to 450 占 폚.
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