KR20220161963A - 용접성이 향상된 용접매트용 고강도 선재 및 그 제조 방법 - Google Patents

용접성이 향상된 용접매트용 고강도 선재 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

용접성이 향상된 고강도 선재 및 그 제조 방법이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재는, 중량%로, 탄소(C): 0.2 내지 0.35%, 규소(Si): 0.1 내지 0.6%, 망간(Mn): 0.6 내지 1.0%, 인(P): 0.01 내지 0.05%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
선재의 반경을 R이라고 할 때, 외표면으로부터 중심방향으로 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기는 5 내지 10μm이다.

Description

용접성이 향상된 용접매트용 고강도 선재 및 그 제조 방법{HIGH STRENGTH WIRE ROD FOR WELDING MAT WITH EXCELLENT WELDABILITY AND ITS MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 용접성이 향상된 용접매트용 고강도 선재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축, 토목, 플랜트 분야에서 하중을 지지하는 강선 혹은 바(bar)로 제조될 수 있는 용접성이 향상된 고강도 선재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
철근은 건축 공사에 하중 지지용으로 쓰이는 대표적인 건축 자재이다. 그 중에서도 매트 형태로 제조하여 건축물 하부 콘크리트타설 전에 설치 하는 용접철근매트(Welded Wire/Bar Mat)는 전체 건축 공정에서 중요한 자재라 할 수 있다.
종래에는 용접철근매트를 제조할 경우 철근을 교차한 상태에서 사람이 일일이 수작업으로 철사 매듭을 묶는 방식이었기 때문에 전체 공정이 늦어지는 단점이 있었다. 그렇지만, 최근 철근과 철근을 용접하여 전체 철근 매트를 제조하는 공법이 알려지면서 전체 공사 시기를 단축시키는 것이 가능해졌다.
한편, 철근을 용접할 경우에는 용접부 조직을 건전하게 하는 것이 매우 중요하다. 철근 소재를 용접할 경우 용접부에 근접한 모재는 급속 가열 및 급속 냉각의 열이력을 갖는데, 양호한 용접부 조직을 확보하기 위해서는 가열 및 냉각과정에서 충격에 취약한 마르텐사이트 조직의 생성을 억제할 필요가 있다. 하지만, 종래의 철근 소재는 고강도를 위해 다량의 합금을 첨가하는 방식으로 제조되었기 때문에, 마르텐사이트 조직 생성을 억제하기 어려운 문제가 있다.
한국 공개특허공보 제10-2020-0101647호 (공개일자: 2020년08월28일)
상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 합금조성, 압연의 온도, 압연 후 권취까지의 시간 및 권취 후 냉각 공정의 냉각속도 및 시간을 적정 범위로 제어함으로써 용접성이 향상된 고강도 선재를 제공하고자 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른, 용접성이 향상된 고강도 선재는, 중량%로, 탄소(C): 0.2 내지 0.35%, 규소(Si): 0.1 내지 0.6%, 망간(Mn): 0.6 내지 1.0%, 인(P): 0.01 내지 0.05%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 선재의 반경을 R이라고 할 때, 외표면으로부터 중심방향으로 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기는 5 내지 10μm이다.
여기서, 외표면의 페라이트 입자 크기는, 상기 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기의 90% 이상일 수 있다.
여기서, 상기 0.5R인 지점에서, 면적분율로, 페라이트 60 내지 70% 및 잔부 펄라이트로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 0.5R인 지점과 외표면의 페라이트 분율의 차이가 3% 이하일 수 있다.
여기서, 상기 용접성이 향상된 고강도 선재는 인장강도가 500MPa 이상일 수 있다.
여기서, 상기 용접성이 향상된 고강도 선재는 단면감소율이 55% 이상일 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 용접성이 향상된 고강도 선재의 제조방법은, 중량%로, 탄소(C): 0.2 내지 0.35%, 규소(Si): 0.1 내지 0.6%, 망간(Mn): 0.6 내지 1.0%, 인(P): 0.01 내지 0.05%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 마무리 압연온도 780 내지 900℃로 열간압연하는 단계; 상기 열간압연 후 0.5 내지 4초 이내에 권취하는 단계; 및 상기 권취된 선재를 5 내지 15℃/s로 냉각하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 합금조성, 압연의 온도, 압연 후 권취까지의 시간 및 권취 후 냉각 공정의 냉각속도 및 시간을 적정 범위로 제어함으로써 용접성이 향상된 고강도 선재를 제공할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재는, 중량%로, 탄소(C): 0.2 내지 0.35%, 규소(Si): 0.1 내지 0.6%, 망간(Mn): 0.6 내지 1.0%, 인(P): 0.01 내지 0.05%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함한다.
이하, 각 합금원소의 성분범위를 한정한 이유에 대하여 설명한다. 이하에서는 특별한 언급이 없는 한 단위는 중량%이다.
탄소(C)의 함량은 0.2 내지 0.35%이다.
탄소(C)는 대표적인 경화능 향상 원소로서, 강재의 강도를 향상시키고 펄라이트(Pearlite)를 분율을 증가시키는 바, 0.2% 이상 첨가할 수 있다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 용접 시 마르텐사이트 조직이 형성되어, 선재의 용접성이 열위해질 수 있는 바, 그 상한을 0.35%로 한정할 수 있다.
규소(Si)의 함량은 0.1 내지 0.6%이다.
규소(Si)는 탈산에 기여하면서 기지조직인 페라이트에 고용되어 강을 강화시키는 원소로서, 강재의 청정도 및 강도를 확보하기 위해 0.1% 이상 첨가할 수 있다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 소재의 고온 강도를 증가시켜 연주 공정에서 문제를 야기할 수 있으며, 용접 시 마르텐사이트 형성이 조장될 수 있는 바, 그 상한을 0.6%로 한정할 수 있다.
망간(Mn)의 함량은 0.6 내지 1.0%이다.
망간(Mn)은 강재의 경화능 향상에 기여하는 원소로서, 강재의 강도를 확보하기 위해 0.6% 이상 첨가할 수 있다. 다만, 그 함량이 과다할 경우, 용접 시 마르텐사이트 조직이 형성되어, 선재의 용접성이 열위해질 수 있는 바, 그 상한을 1.0%로 한정할 수 있다.
인(P)의 함량은 0.01 내지 0.05%이다.
인(P)은 소량 첨가될 경우 고용 강화 효과가 있으나, 입계 취성 조장 원소로서 용접부에 균열 발생을 조장할 수 있는 바, 그 함량을 제한할 필요가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인(P)을 0.05% 이하로 첨가할 경우 선재 및 25% 신선재에서 입계 취성없이 우수한 강도 및 단면감소율을 확보할 수 있다. 따라서, 인(P) 함량의 상한을 0.05%로 한정할 수 있다. 다만, 그 함량의 과도한 저감은 제조 비용이 증가하는 바, 그 하한을 0.01%로 한정할 수 있다.
상기 조성 이외에 나머지 성분은 철(Fe)이다. 다만, 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재는 외표면으로부터 중심방향으로 0.5R(R은 선재의 반경을 의미)지점의 페라이트 입자 크기가 5 내지 10μm이다.
페라이트 입자 크기는 선재의 초기 강도 및 신선 가공경화도에 영향을 미친다. 일반적으로 페라이트 크기가 미세할수록 선재의 강도 및 가공경화도가 증가하여, 페라이트 입자 크기가 조대한 경우에는 강도가 열위해질 수 있다. 다만, 페라이트 입자의 크기가 지나치게 미세한 경우, 강도 및 가공경화도가 높아져 소재의 연성이 열위해져 최종 신선재의 단면감소율이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재는 상기 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기를 5 내지 10μm로 제어함으로써, 강도 및 연성을 동시에 확보할 수 있다. 선재의 0.5R 지점으로 한정한 것은 표면부 탈탕층 및 중심부의 편석대가 재질에 미치는 영향을 배제하기 위함이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재는 외표면으로부터 중심방향으로 0.5R(R은 선재의 반경을 의미)지점에서, 면적분율로, 페라이트이 60 내지 70% 및 잔부 펄라이트로 구성될 수 있다.
페라이트 분율이 60% 미만인 경우 강도 및 가공경화도가 지나치게 높아져 소재의 연성이 열위해져 선재 및 최종 신선재의 단면감소율(Reduction of Area, RA)이 저하될 수 있다. 반면, 페라이트 분율이 70%를 초과하게 되면, 선재의 강도 및 가공경화도가 열위해지는 문제가 발생한다.
한편, 열간압연 후 냉각된 외표면과 소재 내부의 냉각속도 차이로 인해, 선재의 외표면과 소재 내부는 상이한 미세조직이 형성된다. 상이한 미세조직이 형성되는 경우에는 신선 가공 시 외표면과 내부의 재질 편차를 야기하게 되고, 이는 최종 소재의 물성 및 연성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 소재 표면부와 내부의 미세조직의 차이를 줄이는 것이 중요하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재는 외표면의 페라이트 입자 크기가 상기 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기의 90% 이상일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재는 상기 0.5R인 지점과 외표면의 페라이트 분율의 차이가 3% 이하일 수 있어, 최종 소재의 물성 및 연성의 저하를 방지할 수 있다.
상기 0.5R인 지점과 표층의 페라이트 분율의 차이가 3%를 초과하거나, 외표면의 페라이트 입자크기가 상기 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기의 90% 미만인 경우에는, 신선 가공 후 외표면과 내부의 미세조직이 불균일한 결과 외표면과 내부의 재질 편차가 발생한다.
한편, 선재의 인장강도는 최종 제품의 강도를 결정하는 중요한 요소로써, 충분한 신선 가공량을 확보하기 위해서는 500MPa 이상의 인장강도를 확보할 필요가 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재는 500MPa 이상의 인장강도를 가질 수 있어 충분한 신선 가공량을 확보할 수 있다.
또한, 선재의 연성이 열위할 경우, 신선 가공량이 저하되는 바, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재는 단면감소율(Reduction of Area, RA)이 55% 이상의 단면감소율을 가질 수 있어 신선 가공량을 확보할 수 있다. 여기서, 단면감소율은 파단된 인장 시편에서 단면적의 변화를 원래의 단면적으로 나눈 값을 말한다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재 제조 방법은, 중량%로, 탄소(C): 0.2 내지 0.35%, 규소(Si): 0.1 내지 0.6%, 망간(Mn): 0.6 내지 1.0%, 인(P): 0.01 내지 0.05%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛(Billet)을 압연하는 단계를 거친 후, 권취하는 단계를 진행한 다음, 냉각하는 단계를 포함한다.
각 합금원소의 성분범위를 한정한 이유는 상술한 바와 같다.
한편, 최종 압연 온도는 페라이트의 크기와 직결되는 요소이다, 최종 압연의 온도가 낮아짐에 따라, 상변태 직전의 오스테나이트 입자 크기가 작아짐에 따라, 페라이트 입자의 크기가 미세해질 수 있다. 또한, 최종 압연 온도가 낮을수록 압연 중 페라이트 상변태가 촉발되면서 미세한 페라이트 조직이 형성될 수 있다.
본 발명에서는 내부 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기가 5μm 이상 10μm 이하로 제어되어야 하므로, 상기 최종 압연 단계는 780 내지 900℃에서 수행될 수 있다.
또한, 상기 권취하는 단계는 상기 압연 후 0.5 내지 4초 이내에 수행될 수 있다.
열간압연 후 권취 공전 전까지는 열간압연 직후에 생긴 페라이트 조직이 성장하는 시간으로서, 형성되는 페라이트 입자 크기뿐만 아니라 외표면과 내부의 페라이트 입자 크기 편차에 영향을 준다. 마무리압연 후 권취까지의 시간이 0.5초 미만인 경우에는 외표면과 상기 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기 편차가 커지는 문제가 발생할 수 있다.
반면, 마무리압연 후 권취까지의 시간이 4초를 초과하는 경우에는 페라이트 입자 크기가 조대해진 결과, 10μm를 초과하여 소재의 강도가 열위해질 수 있다.
또한, 상기 권취하는 단계는 페라이트 입자 크기를 5 내지 10μm로 제어하기 위해, 선재 표면을 기준으로 680 내지 900℃에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 700 내지 880℃일 수 있다.
또한, 상기 냉각하는 단계는 5 내지 15℃/s의 냉각속도로 5초 동안 수행될 수 있다.
권취 단계를 진행한 후 냉각 속도는 페라이트 크기 및 페라이트 분율에 영향을 미친다. 냉각 속도가 15℃/s를 초과하는 경우에는 60% 이상의 페라이트 분율을 확보할 수 없다. 또한, 냉각 속도가 15℃/s를 초과하는 경우에는 외표면의 페라이트 입자가 상기 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기의 90% 미만으로 형성되어, 소재의 외표면과 내부의 페라이트 입자 크기의 편차가 증가하는 문제가 발생한다.
반면, 냉각 속도가 5℃/s를 미만인 경우에는 상기 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기가 10μm를 초과하여, 소재의 강도가 열위해지는 문제가 발생한다.
본 발명의 일 실시예 따른 용접성이 향상된 고강도 선재는 합금성분 및 제조조건을 최적화함으로써, 양호한 용접부 조직을 확보할 수 있어 용접성이 우수하다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재는 매트 구조재의 설치기간을 크게 단축시켜 공사비 절감 및 공사 기간 단축에 기여할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접성이 향상된 고강도 선재는 우수한 강도를 가지고 있는 바, 소재비 절감이 가능하고, 콘크리트 타설 중에 이동이 없어 정확한 철근의 위치를 확보할 수 있다.
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.
{실시예}
하기 표 1에 나타낸 다양한 합금 성분 범위에 대하여, 연주 공정(Continuous Casting)으로 빌렛을 제조하였다. 제조된 빌렛을 하기 표 1에 나타낸 마무리 압연 온도로 열간압연 공정을 진행하였으며, 그 이후 680 내지 900℃에서 권취 공정을 수행하였다. 다음으로, 5초 동안 냉각공정을 진행하여 선재를 제조하였다. 압연 후 권취까지 시간 및 냉각공정의 냉각속도는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
C Mn Si P 마무리 압연 온도 (℃) 압연 후 권취까지 시간 (s) 평균 냉각속도 (℃/s)
실시예 1 0.2 0.6 0.3 0.025 860 0.8 8
실시예 2 0.2 1 0.6 0.025 880 3 10
실시예 3 0.2 1 0.6 0.025 850 1 13
실시예 4 0.25 0.6 0.1 0.01 800 0.6 15
실시예 5 0.25 0.8 0.1 0.05 780 0.5 5
실시예 6 0.25 0.6 0.6 0.05 900 0.8 7
실시예 7 0.35 1 0.3 0.05 830 2 12
실시예 8 0.35 0.8 0.1 0.01 820 2.2 9
실시예 9 0.35 0.8 0.3 0.01 840 4 10
비교예 1 0.2 1 0.6 0.051 880 3 10
비교예 2 0.35 1 0.3 0.052 830 2 12
비교예 3 0.25 0.6 0.6 0.05 779 0.8 7
비교예 4 0.35 1 0.3 0.05 901 2 12
비교예 5 0.2 1 0.6 0.025 850 0.4 13
비교예 6 0.35 0.8 0.1 0.01 820 4.1 9
비교예 7 0.2 0.6 0.3 0.025 860 0.8 4
비교예 8 0.35 0.8 0.1 0.01 820 2.2 16
하기 표 2에는 상기 제조된 선재들의 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기, 외표면의 페라이트 입자 크기 및 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기에 대한 외표면의 입자크기의 비를 퍼센트(%) 단위로 나타내었다. 상기 R은 선재의 반경을 의미하고, 페라이트 입자 크기는 모델명이 LEICA DM6000M 광학현미경을 이용하여, 페라이트 최대 직경 μm 단위로 임의의 5개소에서 측정하였다. 페라이트 입자 크기 값은 5개소에서 실시한 페라이트 직경 값의 평균을 의미한다.
　 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기(μm) 외표면의
페라이트 입자 크기 (μm)		 외표면과 0.5R인 지점의 페라이트 크기비율 (%)
실시예 1 6.5 5.9 91
실시예 2 7.2 6.7 93
실시예 3 7.3 6.6 90
실시예 4 5.0 4.6 92
실시예 5 9.4 8.9 95
실시예 6 9.2 8.5 92
실시예 7 7.8 7.3 94
실시예 8 10.0 9.3 93
실시예 9 9.4 8.5 90
비교예 1 7.2 6.7 93
비교예 2 7.8 7.3 94
비교예 3 4.9 4.5 92
비교예 4 10.1 9.5 94
비교예 5 4.8 4.3 89
비교예 6 10.3 9.6 93
비교예 7 10.2 9.3 91
비교예 8 4.8 4.2 88
하기 표 3에는 상기 제조된 선재의 외표면의 페라이트 분율과 선재의 반경을 R이라고 할 때, 선재의 0.5R인 지점의 페라이트 분율을 측정한 값을 나타내었다. 또한, 하기 표 3은 선재의 외표면과 0.5R인 지점의 페라이트 분율 차이 값을 나타내었다. 외표면과 0.5R인 지점의 페라이트 분율은 ASTM-E1245로 측정하였다.
　 0.5R인 지점의 페라이트 분율(%) 외표면의
페라이트 분율(%)		 외표면과0.5R인 지점의 페라이트 분율 차이(%)
실시예 1 60 61 1
실시예 2 62 65 3
실시예 3 65 62 3
실시예 4 63 60 3
실시예 5 69 66 3
실시예 6 61 63 2
실시예 7 70 68 2
실시예 8 65 62 3
실시예 9 62 60 2
비교예 1 62 65 3
비교예 2 70 68 2
비교예 3 61 63 2
비교예 4 70 68 2
비교예 5 65 62 4
비교예 6 65 62 3
비교예 7 60 61 1
비교예 8 65 69 4
상기 표 1 내지 3을 살펴보면, 실시예 1내지 9는 본 발명에서 제시한 합금조성 및 제조조건을 만족한 결과, 5 내지 10μm 이하의 페라이트 입자 크기를 확보할 수 있었으며, 페라이트 분율이 60 내지 70%를 만족하였다. 또한, 실시예 1 내지 9는 외표면의 페라이트 입자크기가 0.5R인 지점의 페라이트 입자크기의 90% 이상이고, 외표면과 0.5R 지점의 페라이트 분율 차이가 3% 이하를 만족하여, 외표면과 내부 재질의 편차가 적음을 알 수 있다.
이와 반면, 비교예 1 및 2는 P의 함량이 0.05%를 초과한 결과 선재의 입계취성이 발생하였으며, 용접 시 용접부에 균열이 발생하였다.
비교예 3은 마무리압연 온도가 780℃ 미만인 결과, 5μm 이상의 페라이트 입자 크기를 확보할 수 없었다. 반면, 비교예 4는 마무리압연 온도가 900℃를 초과하여, 페라이트 입자크기가 10μm를 초과하였다.
비교예 5는 압연 후 권취까지 시간이 0.5초 미만인 결과, 외표면의 페라이트 입자 크기가 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기의 90% 미만으로 형성되어 외표면과 내부 재질의 편차가 발생하였다. 비교예 6은 압연 후 권취까지의 시간이 4초를 초과하여, 페라이트 입자크기가 조대화된 결과, 10μm 이하의 페라이트 입자 크기를 확보할 수 없었다.
비교예 7은 5℃/s 미만의 냉각속도로 냉각공정을 수행하여, 페라이트 입자 크기가 10 μm를 초과하였다. 반면, 비교예 8은 15℃/s를 초과한 냉각속도로 냉각공정을 수행한 결과, 외표면의 페라이트 입자 크기가 0.5R인 지점의 페라이트 입자크기의 88%로 형성되어, 외표면과 내부의 조직이 불균일하였다.
다음으로, 실시예와 비교예의 인장강도 및 단면감소율을 측정하였다. 하기 표 4에는 실시예 1 내지 9와 비교예 1내지 8의 인장강도와 단면감소율 값을 나타내었다.
인장강도(MPa) 단면감소율(%)
실시예 1 500 60
실시예 2 707 55
실시예 3 708 55
실시예 4 503 65
실시예 5 550 60
실시예 6 630 58
실시예 7 705 55
실시예 8 650 57
실시예 9 710 55
비교예 1 710 54
비교예 2 708 53
비교예 3 630 54
비교예 4 705 54
비교예 5 708 54
비교예 6 650 53
비교예 7 498 60
비교예 8 650 52
실시예 1 내지 9는 본 발명에서 제시한 합금조성 및 제조조건을 만족한 결과, 용접성이 향상됨과 동시에 500MPa 이상의 인장강도와 55% 이상의 단면감소율을 가진다.
이와 반면, 비교예 1 내지 6 및 8은 인장강도 값이 500MPa 이상의 인장강도를 가지나, 55% 미만의 단면감소율을 갖는 바, 충분한 신선가공량을 확보할 수 없다. 한편, 비교예 7은 55% 이상인 60%의 단면감소율 값을 가지나, 인장강도가 500MPa 미만이므로 충분한 신선가공량을 확보할 수 없다.
개시된 실시예에 따르면, 합금 조성, 열간압연의 온도, 압연 후 권취까지의 시간 및 냉각공정의 시간 및 속도를 최적화함으로써, 용접성이 향상됨과 동시에 500MPa 이상의 인장강도와 55% 이상의 단면감소율을 확보하여, 용접용 매트 소재 등의 소재로 적용이 가능하다.

Claims (7)

  1. 중량%로, 탄소(C): 0.2 내지 0.35%, 규소(Si): 0.1 내지 0.6%, 망간(Mn): 0.6 내지 1.0%, 인(P): 0.01 내지 0.05%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
    선재의 반경을 R이라고 할 때, 외표면으로부터 중심방향으로 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기는 5 내지 10μm인, 용접성이 향상된 고강도 선재.
  2. 제1항에 있어서,
    외표면의 페라이트 입자 크기는,
    상기 0.5R인 지점의 페라이트 입자 크기의 90% 이상인, 용접성이 향상된 고강도 선재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 0.5R인 지점에서,
    면적분율로, 페라이트 60 내지 70% 및 잔부 펄라이트로 구성되는 용접성이 향상된 고강도 선재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 0.5R인 지점과 외표면의 페라이트 분율의 차이가 3% 이하인, 용접성이 향상된 고강도 선재.
  5. 제1항에 있어서,
    인장강도가 500MPa 이상인, 용접성이 향상된 고강도 선재.
  6. 제1항에 있어서,
    단면감소율이 55% 이상인, 용접성이 향상된 고강도 선재.
  7. 중량%로, 탄소(C): 0.2 내지 0.35%, 규소(Si): 0.1 내지 0.6%, 망간(Mn): 0.6 내지 1.0%, 인(P): 0.01 내지 0.05%, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 빌렛을 마무리 압연온도 780 내지 900℃로 열간압연하는 단계;
    상기 열간압연 후 0.5 내지 4초 이내에 권취하는 단계; 및
    상기 권취된 선재를 5 내지 15℃/s로 냉각하는 단계를 포함하는, 용접성이 향상된 고강도 선재의 제조 방법.
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