KR102205618B1

KR102205618B1 - 건설기계 버켓 부품용 주강 및 이를 포함하는 건설기계 버켓용 부품

Info

Publication number: KR102205618B1
Application number: KR1020130163747A
Authority: KR
Inventors: 이청래; 안상민; 심영지; 송석원; 심동섭
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2021-01-21
Also published as: US20150184365A1; EP2889394A3; US9896823B2; EP2889394B1; CN107881436A; KR20150075614A; CN104745951A; EP2889394A2

Abstract

본 발명은 건설기계 버켓 부품용 주강 및 이를 이용하여 제조된 건설 기계 버켓용 부품에 관한 것으로, 상기 주강은 탄소(C) 0.27 내지 0.34중량%, 크롬(Cr) 1.2 내지 1.8중량%, 규소(Si) 0.8 내지 1.7중량%, 망간(Mn) 1.0 내지 1.4중량%, 몰리브덴(Mo) 0.2 내지 0.4중량%, 니켈(Ni) 0.2 내지 0.4중량% 및 잔량으로 철과 불순물을 포함한다.

Description

건설기계 버켓 부품용 주강 및 이를 포함하는 건설기계 버켓용 부품{CAST STEEL FOR CONSTRUCTION EQUIPMENT BUCKET PARTS AND PARTS FOR CONSTRUCTION EQUIPMENT　BUCKET COMPRISING THE SAME}

본 발명은 건설기계 버켓용 부품의 제조에 사용되는 주강에 관한 것이다.

일반적으로 건설기계의 일종인 굴삭기는 토사나 암석을 채굴하기 위해 사용되는 토목기계로서, 차체의 전방부에 아암을 구비하고, 상기 아암의 단부에 토사나 암석을 채굴하기 위한 버켓이 설치된 구조로 되어 있다.

상기 버켓은 내마모성의 향상을 위해 높은 경도값을 가지는 강판으로 제조된다. 그러나 버켓은 용접으로 제조되어 경도값이 높은 강판을 사용하는 데에 한계가 있다. 이러한 이유는 경도를 향상시키려면 탄소나 합금성분을 넣어야 하는데 상기 성분들의 함량이 많으면 용접성이 나빠지기 때문이다. 그래서 용접이 아닌 결합 방식으로 버켓의 손상을 줄이기 위해 경도값이 높은 투스(tooth), 슈라우드(shroud), 커터(cutter) 등의 주강 부품을 장착하여 사용한다. 하지만 이들 부품 역시 마모에 의해 사용 수명의 한계가 있다.

한편 버켓에 결합되는 투스의 용접성 및 내마모성을 높이기 위해 고경도의 텅스텐 카바이드를 아크용접하는 기술이 제안된 바 있다(하기 선행기술문헌 참조). 그러나 상기 기술은 입자크기가 큰 텅스텐 카바이드를 사용했기 때문에 충격이 심한 굴착이나 암반을 쪼개는 작업에서는 균열이 발생하여 용접성 및 내마모성이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 버켓의 수명을 향상시키기 위해 고강도를 나타내고 내마모성 및 내구성이 우수한 주강 부품의 개발이 요구되고 있다.

대한민국공개실용신안 제1999-011857호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 고강도를 나타내며, 내마모성 및 내구성이 우수한 건설기계 버켓 부품용 주강을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 건설기계 버켓 부품용 주강으로 제조된 건설기계 버켓용 부품을 제공하는 것도 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 탄소(C) 0.27 내지 0.34중량%, 크롬(Cr) 1.2 내지 1.8중량%, 규소(Si) 0.8 내지 1.7중량%, 망간(Mn) 1.0 내지 1.4중량%, 몰리브덴(Mo) 0.2 내지 0.4중량%, 니켈(Ni) 0.2 내지 0.4중량% 및 잔량으로 철과 불순물을 포함하며, 조직 내에 MC 카바이드와, M₇C₃ 카바이드, M₃C₂ 카바이드 및 M₂₃C₆ 카바이드 중에서 선택되는 적어도 하나의 카바이드를 포함하고, 전체 카바이드 총 100부피%를 기준으로, 상기 MC 카바이드가 10 내지 65부피%로 포함된 건설기계 버켓 부품용 주강을 제공한다.

여기서 상기 MC 카바이드는 15 내지 45부피%로 포함될 수 있다.

또한 상기 MC 카바이드는 상기 주강의 결정립 내부에 포함되고, 상기 M₇C₃ 카바이드, M₃C₂ 카바이드 및 M₂₃C₆ 카바이드 중에서 선택되는 적어도 하나의 카바이드는 상기 주강의 결정립 경계부에 포함될 수 있다.

이러한 본 발명의 건설기계 버켓 부품용 주강은 상기 크롬(Cr), 규소(Si) 및 망간(Mn)의 총 함유량이 4.1 내지 4.9중량%일 수 있다.

또한 본 발명의 건설기계 버켓 부품용 주강은 바나늄(V) 0.01 내지 0.03중량%을 더 포함할 수 있다.

한편 본 발명은 탄소(C) 0.27 내지 0.34중량%, 크롬(Cr) 1.2 내지 1.8중량%, 규소(Si) 0.8 내지 1.7중량%, 망간(Mn) 1.0 내지 1.4중량%, 몰리브덴(Mo) 0.2 내지 0.4중량%, 니켈(Ni) 0.2 내지 0.4중량% 및 잔량으로 철과 불순물을 포함하며, 조직 내에 MC 카바이드와, M₇C₃ 카바이드, M₃C₂ 카바이드 및 M₂₃C₆ 카바이드 중에서 선택되는 적어도 하나의 카바이드를 포함하고, 절단한 후 절단면을 이미지 분석기로 분석 시 절단면에서 전체 카바이드가 차지하는 면적(a) 대비 상기 MC 카바이드가 차지하는 면적(b)의 비율(b/a)이 0.1 내지 0.65인 건설기계 버켓 부품용 주강도 제공한다.

또한 본 발명은 상기 건설기계 버켓 부품용 주강을 후처리하여 얻어지는 건설기계 버켓용 부품을 제공한다.

상기 건설기계 버켓용 부품은 투스(tooth), 투스 어뎁터(tooth adapter), 슈라우드(shroud) 또는 커터(cutter)일 수 있다.

본 발명의 건설기계 버켓 부품용 주강은 특정 범위의 탄소, 크롬, 규소, 망간, 몰리브덴 및 니켈을 포함하고, 조직 내 MC 카바이드가 전체 카바이드의 10 내지 65부피%로 포함되어 있기 때문에 고강도를 나타내며 내마모성 및 내구성이 우수하다. 따라서 본 발명의 건설기계 버켓 부품용 주강으로 이루어진 건설기계 버켓용 부품은 수명이 길고 내충격성이 우수하다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 부품을 ThermoCalc 시뮬레이션한 결과이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 부품의 단면을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 5와 비교예 6에 따른 투스의 수명을 평가한 것이다.

이하, 본 발명을 설명한다.

1. 건설기계 버켓 부품용 주강

본 발명의 건설기계 버켓 부품용 주강(이하, '주강'이라 함)은 탄소, 크롬, 규소, 망간, 몰리브덴 및 니켈을 특정 범위로 포함하여 고강도를 나타내고, 내마모성 및 내구성이 우수하다. 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 주강은 총 중량 중 탄소(C)를 0.27 내지 0.34중량%로 포함한다. 탄소의 함량이 0.27중량% 미만이면 조직 내 카바이드(특히. MC 카바이드)의 형성이 저하되어 주강의 내마모성이 떨어질 수 있으며, 0.34중량%를 초과하면 주강의 강도(인성)가 저하되며, 뜨임저항성이 떨어져 고온에서 주강의 내마모성이 떨어질 수 있다. 따라서 탄소는 상기 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 주강은 총 중량 중 크롬(Cr)을 1.2 내지 1.8중량%로 포함한다. 크롬의 함량이 1.2중량% 미만이면 조직 내 카바이드(특히, MC 카바이드)의 형성이 저하되어 주강의 내마모성이 떨어질 수 있으며, 1.8중량%를 초과하면 탄소 함량 대비 크롬의 함량 증가로 인해 MC 카바이드보다는 M₇C₃ 카바이드가 주로 형성되어 주강의 강도가 저하될 수 있다. 따라서 크롬은 상기 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 주강은 총 중량 중 규소(Si)을 0.8 내지 1.7중량%로 포함한다. 규소의 함량이 0.8중량% 미만이면 주강의 주조성이 떨어지며, 1.7중량%를 초과하면 주조 시 결함발생의 원인이 되는 화합물(예를 들어, SiO₂ )이 형성되고 주강의 강도가 저하될 수 있다. 따라서 규소는 상기 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 주강은 총 중량 중 망간(Mn)을 1.0 내지 1.4중량%로 포함한다. 상기 망간은 탈산제 역할과 함께 펄라이트를 미세화하고 페라이트를 고용강화시켜 주강의 항복강도를 향상시킬 수 있다. 이러한 망간의 함량이 1.0중량% 미만이면 주강의 점성이 저하될 수 있으며, 1.4중량%를 초과하면 담금질 시 주강의 균열 또는 변형을 유발할 수 있다. 따라서 망간은 상기 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 주강은 총 중량 중 몰리브덴(Mo)을 0.2 내지 0.4중량%로 포함한다. 몰리브덴의 함량이 0.2중량% 미만이면 주강의 취성이 저하될 수 있으며, 0.4중량%를 초과하면 주강의 제조비용이 증가할 수 있다. 따라서 몰리브덴은 상기 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 주강은 총 중량 중 니켈(Ni)을 0.2 내지 0.4중량%로 포함한다. 상기 니켈은 주강의 조직을 미세화하고, 오스테나이트나 페라이트를 고용강화시켜 주강의 항복강도를 향상시킬 수 있다. 또한 크롬이나 몰리브덴과 공존할 경우 경화성이 향상되어 주조 시 열처리를 용이하게 할 수 있다. 이러한 니켈은 조직의 미세화 효과 및 요구되는 강도를 얻기 위해 상기 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 주강은 상기 성분들 이외에 잔량으로 철(Fe)과 불순물(예를 들어, 인(P), 황(S) 등)을 포함한다.

이러한 본 발명의 주강은 조직 내에 카바이드를 포함하는데, 상기 카바이드에 포함된 MC 카바이드(A)가 10 내지 65부피%를 차지한다. 즉, 본 발명의 주강은 조직 내에 MC 카바이드와, M₇C₃ 카바이드, M₃C₂ 카바이드 및 M₂₃C₆ 카바이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 카바이드(B)를 포함하는데, 전체 카바이드(A+B) 총 100부피%를 기준으로 상기 MC 카바이드(A)가 10 내지 65부피%로 포함된다. 상기 M은 탄소(C)와 결합할 수 있는 준금속 또는 전이금속 성분으로, 규소(Si), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V) 등을 들 수 있다.

일반적으로, 주강은 제조 시 응고 속도에 따라 주강 조직 내에 수지상(dendrite)의 골격이 형성되는데, 이때 부위에 따라 준금속 또는 전이금속이 탄소(C)와 결합하여 M₇C₃ 카바이드, M₃C₂ 카바이드, MC 카바이드 또는 M₂₃C₆ 카바이드와 같은 카바이드가 형성된다. 그 중 MC 카바이드는 주강 조직의 결정입 내부에서 관찰되고, 그 외의 M₇C₃ 카바이드, M₃C₂ 카바이드 및 M₂₃C₆ 카바이드는 주강 조직의 결정입 경계부에서 관찰된다. 여기서 균열 또는 충격은 주로 결정입 경계부를 따라 전파되기 때문에 결정입 경계부에서 관찰되는 M₇C₃ 카바이드, M₃C₂ 카바이드 및 M₂₃C₆ 카바이드보다는 결정입 내부에서 관찰되는 MC 카바이드가 형성될 때 주강의 강도 및 내구성을 높일 수 있다.

이에 따라 본 발명은 탄소, 크롬, 규소, 망간, 몰리브덴 및 니켈을 상기와 같이 특정 범위로 포함시켜 조직 내에 MC 카바이드가 전체 카바이드 총 100부피%를 기준으로 10부피% 이상 차지하는 주강을 제조함에 따라 고강도를 나타내고 내구성 및 내충격성이 우수한 주강을 제공할 수 있다.

따라서 본 발명의 주강으로 건설기계 버켓용 부품을 제조하여 버켓에 적용할 경우 후처리 공정(상기 선행기술 문헌과 같은 텅스테 카바이드 처리) 없이 버켓의 강도 및 내구성을 높일 수 있다. 여기서 주강의 충격특성을 고려할 때 주강 내에 MC 카바이드가 차지하는 부피는 전체 카바이드 총 100부피%를 기준으로 65부피%를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로 MC 카바이드는 전체 카바이드 총 100부피%를 기준으로, 15 내지 45부피%로 포함되는 것이 더욱 바람직하다.

한편 본 발명의 주강 내에 존재하는 MC 카바이드의 부피는 주강의 단면을 현미경으로 관찰하고 이미지 분석기로 결정입 경계부에서 관찰된 카바이드(즉, M₇C₃ 카바이드, M₃C₂ 카바이드 또는 M₂₃C₆ 카바이드)와 결정입 내부에서 관찰된 카바이드(즉, MC 카바이드)의 상분석을 통해 측정할 수 있다. 구체적인 측정방법은 다음과 같다.

먼저, 주강의 두께(또는 길이)가 A₁에서 시작하여 A₃로 끝날 때, A₁, A₂ 및 A₃ 각각의 지점에서 주강을 지면과 수직인 방향으로 절단한다. 다음 각각의 절단면을 이미지 분석하여 절단면에서, 결정입 경계부에서 관찰된 카바이드(결정입 경계부에 존재하는 카바이드)와 결정입 내부에서 관찰된 카바이드(결정입 내부에 존재하는 카바이드)가 차지하는 면적을 각각 측정한다. 이후 A₁에서 A₃까지의 두께를 가지는 주강에 포함된 MC 카바이드의 부피(V)는 하기 식에 따라 계산할 수 있다.

V = {(A₁ 지점의 절단면에서, 결정입 내부에서 관찰된 카바이드가 차지하는 면적 / A₁ 지점의 절단면에서, 결정입 경계부에서 관찰된 카바이드와 결정입 내부에서 관찰된 카바이드의 총 면적) + (A₂ 지점의 절단면에서, 결정입 내부에서 관찰된 카바이드가 차지하는 면적 / A₂ 지점의 절단면에서, 결정입 경계부에서 관찰된 카바이드와 결정입 내부에서 관찰된 카바이드의 총 면적) + (A₃ 지점의 절단면에서, 결정입 내부에서 관찰된 카바이드가 차지하는 면적 / A₃ 지점의 절단면에서, 결정입 경계부에서 관찰된 카바이드와 결정입 내부에서 관찰된 카바이드의 총 면적)} × 3

이와 같이 본 발명의 주강에 포함되는 MC 카바이드의 부피는 전체 카바이드 총 100부피%를 기준으로 10 내지 65부피%이며, 이를 면적의 비율로 적용할 때는 0.1 내지 0.65로 나타낼 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 주강은 절단한 후 절단면을 이미지 분석기로 분석 시 절단면에서 전체 카바이드(결정입 경계부에 존재하는 카바이드와 결정입 내부에 존재하는 카바이드)가 차지하는 면적(a) 대비 상기 MC 카바이드(결정입 내부에 존재하는 카바이드)가 차지하는 면적(b)의 비율(b/a)이 0.1 내지 0.65인 것이다.

한편 본 발명의 주강은 크롬, 규소 및 망간을 상기 범위 내로 포함하되, 이들의 총 함유량(Cr+Si+Mn)이 4.1 내지 4.9중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 주강에 포함된 크롬, 규소 및 망간의 총 함유량이 4.1중량% 미만일 경우 주강의 강도가 떨어질 수 있다. 구체적으로, 크롬, 규소 및 망간의 총 함유량이 4.1중량% 미만일 경우 주강의 강도 및 내구성에 큰 영향을 미치는 MC 카바이드가 형성되지 않거나, 10부피% 미만으로 형성되어 주강의 강도 및 내구성이 떨어질 수 있다. 따라서, 크롬, 규소 및 망간의 총 함유량은 4.1중량% 이상인 것이 바람직하며, 각각의 함유량을 고려할 때, 그 총 함유량은 4.9중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명의 주강은 강도(인성)을 향상시키기 위해 총 중량 중 바나듐(V)을 0.01 내지 0.03중량%로 포함할 수 있다. 상기 바나듐은 미립탄화물을 형성하여 주강의 조직을 미세화함에 따라 주강의 강도를 향상시킬 수 있다. 이러한 바나듐은 미세화 효과 및 요구되는 강도를 얻기 위해 상기 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 주강의 제조방법은 특별히 한정되지 않으나, 로스트 왁스주조법(Lost wax casting process), 셀 주형법(Shell mold process), 생형주조법(Green sand casting process)등으로 제조될 수 있다.

2. 건설기계 버켓용 부품

본 발명은 상기 주강을 후처리하여 얻어지는 건설기계 버켓용 부품을 제공한다. 구체적으로 본 발명의 건설기계 버켓용 부품은 상기 주강을 열처리(tempering) 및/또는 담금질(quenching)과 같은 후처리를 거쳐 제조될 수 있다. 이러한 본 발명의 건설기계 버켓용 부품은 상기에서 설명한 주강으로 이루어져 있기 때문에 장수명을 가지며 내구성 및 내충격성이 우수하다.

이와 같은 본 발명의 건설기계 버켓용 부품은 특별히 한정되지 않으나, 투스(tooth), 투스 어뎁터(tooth adapter), 슈라우드(shroud) 또는 커터(cutter)인 것이 바람직하다.

구체적으로 본 발명의 건설기계 버켓용 부품은 상기 주강을 880 내지 930℃ 범위로 열처리하고, 40 내지 80℃ 범위의 냉각수에서 담금질한 후, 190 내지 240℃ 범위로 다시 열처리함에 따라 심부경도가 HRC 47 내지 52이고, 표면경도가 HRC 50를 나타내는 투스일 수 있다.

또한 본 발명의 건설기계 버켓용 부품은 상기 주강을 880 내지 930℃ 범위로 열처리하고, 40 내지 80℃ 범위의 냉각수에서 담금질한 후, 480 내지 530℃ 범위로 다시 열처리함에 따라 심부경도가 HRC 28 내지 34이고, 표면경도가 HRC 30 내지 40을 나타내는 투스 어뎁터일 수 있다.

또 본 발명의 건설기계 버켓용 부품은 상기 주강을 880 내지 930℃ 범위로 열처리하고, 40 내지 80℃ 범위에서 담금질한 후, 190 내지 240℃ 범위로 다시 열처리함에 따라 심부경도가 HRC 47 내지 50이고, 표면경도가 HRC 48 내지 53을 나타내는 슈라우드 또는 커터일 수 있다.

이하 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명하나, 하기 실시예는 본 발명의 한 형태를 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5]

생형주조법(Green sand casting process)을 통해 Y-block 형태의 하기 표 1의 성분으로 이루어진 주강을 제조하고, 910℃에서 2시간 동안 1차 열처리한 후, 50℃ 의 냉각수에서 담금질하였다. 이후, 220℃에서 3시간 동안 2차 열처리하여 각각의 부품을 제조하였다.

Type	Chemical Analysis, 중량%
Type	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Ni	Fe	Si+Mn+Cr
실시예 1	0.30	1.52	1.01	0.015	0.009	1.61	0.28	0.25	잔량	4.14
실시예 2	0.34	1.3	1.3	0.023	0.012	1.52	0.25	0.21	잔량	4.12
실시예 3	0.29	1.40	1.21	0.023	0.012	1.51	0.27	0.22	잔량	4.12
실시예 4	0.33	1.52	1.39	0.015	0.008	1.78	0.27	0.29	잔량	4.69
비교예 1	0.28	1.69	1.31	0.018	0.012	1.11	0.29	0.23	잔량	4.11
비교예 2	0.25	1.30	1.17	0.022	0.007	1.63	0.23	0.01	잔량	4.10
비교예 3	0.32	1.2	0.96	0.025	0.003	0.9	0.21	0.01	잔량	3.06
비교예 4	0.29	0.81	1.00	0.020	0.010	1.53	0.24	0.11	잔량	3.34
비교예 5	0.33	1.78	1.35	0.018	0.010	1.75	0.23	0.25	잔량	4.88

[실험예 1]

실시예 1에서 제조된 부품을 ThermoCalc 시뮬레이션하였고, 그 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1을 참조하면 부품 내에 MC 카바이드가 형성되었음을 확인할 수 있다.

[실험예 2]

실시예 1에서 제조된 부품을 절단하여 절단면이 2㎝×2㎝되도록 시편을 마운팅하였다. 이후, 폴리싱 및 나이탈 부식을 실시한 후 단면을 금속현미경으로 확인하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2를 참조하면 부품의 조직 내에 MC 카바이드가 형성된 것을 확인할 수 있다.

[실험예 3]

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 부품의 물성을 하기와 같은 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

1. 표면경도: 로크웰 경도기(150kg)로 측정하였다.

2. 토사마모량: ASTM G65-85(Standard Practice for Conducting Dry Sand/Runner Wheel Abrasion Tests)에 의거해 평가하였다.

3. 충격에너지: 샤르피 충격 시험기를 이용해 측정하였다. 이때, 충격시편은 V notch를 실시하였다.

4. 카바이드 면적(a) 대비 MC 카바이드 면적(b)의 비율(b/a): 부품을 절단한 후 절단면을 금속현미경으로 관찰하고 Leica사 이미지분석기로 상분석을 실시한 후 하기 식으로 계산하였다.

* 비율 = 부품의 절단면에서 발견된 결정입 내부의 카바이드 면적/(부품의 절단면에서 발견된 결정입 내부의 카바이드 면적 + 부품의 절단면에서 발견된 결정입 경계부의 카바이드 면적)

	표면경도(HRC)	토사마모량(㎣)	충격에너지(인성) (Joule, -40℃)	비율(b/a)
실시예 1	51.0	162.0	26.5	0.21
실시예 2	52.1	161.4	24.0	0.19
실시예 3	50.9	171.9	24.9	0.1
실시예 4	51.5	158.3	15.9	0.65
비교예 1	48.7	198.6	11.5	0.08
비교예 2	47.0	212.2	10.5	0.03
비교예 3	44.4	312.2	7.5	0
비교예 4	45.2	297.2	11.0	0.05
비교예 5	51.7	162.1	2.8	0.77

상기 표 2를 살펴보면, 본 발명에 따른 부품(실시예 1 내지 4)은 고강도를 가지며 내구성 및 내마모성이 우수한 것을 확인할 수 있다.

한편 비교예 1은 Cr의 함량 미달로 인해 내마모성이 떨어지며, 비교예 2는 C의 함량 미달로 인해 내구성 및 강도가 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 또한 비교예 3은 Si+Mn+Cr의 함량 및 Mn의 함량 미달로 인해 내구성 및 강도가 떨어지며, 비교예 4는 Si+Mn+Cr의 함량 및 Ni의 함량 미달로 인해 내구성 및 강도가 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 또한 비교예 5는 Si의 함량이 초과됨에 따라 충격특정이 매우 떨어지는 것을 확인할 수 있다.

[실시예 5 및 비교예 6]

상기 실시예 1과 비교예 4와 같은 조성으로 이루어진 투스 형태의 주강을 910℃에서 2시간 동안 1차 열처리한 후, 50℃의 냉각수에서 담금질하였다. 이후, 220℃에서 3시간 동안 2차 열처리하여 투스를 각각 제조하였다.

[ 실험예 4] 마모 성능 평가

상기 실시예 5 및 비교예 6에서 제조된 투스를 굴삭기의 버켓에 결합시킨 후 도로공사 현장에서 상기 굴삭기를 적용하여 시간에 따른 투스의 길이 변화를 측정하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3을 참조하면, 실시예 5의 투스가 비교예 6의 투스보다 2 배 이상 수명이 향상된 것을 확인할 수 있다.

Claims

탄소(C) 0.3 중량% 초과 0.34 중량% 이하, 크롬(Cr) 1.2 내지 1.8 중량%, 규소(Si) 0.8 내지 1.7 중량%, 망간(Mn) 1.0 내지 1.4 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.2 내지 0.4 중량%, 니켈(Ni) 0.2 내지 0.4 중량% 및 잔량으로 철과 불순물을 포함하되, 상기 크롬(Cr), 규소(Si) 및 망간(Mn)의 총 함유량을 4.1 내지 4.9중량%로 포함하고,
조직 내에 MC 카바이드와, M₇C₃ 카바이드, M₃C₂ 카바이드 및 M₂₃C₆ 카바이드 중에서 선택되는 적어도 하나의 카바이드를 포함하고,
전체 카바이드 총 100부피%를 기준으로, 상기 MC 카바이드가 15 내지 45 중량%로 포함된 것을 특징으로 하는 건설기계 버켓 부품용 주강.
삭제
제1항에 있어서,
상기 MC 카바이드는 상기 주강의 결정립 내부에 포함되고, 상기 M₇C₃ 카바이드, M₃C₂ 카바이드 및 M₂₃C₆ 카바이드 중에서 선택되는 적어도 하나의 카바이드는 상기 주강의 결정립 경계부에 포함된 것을 특징으로 하는 건설기계 버켓 부품용 주강.
삭제
제1항에 있어서,
바나늄(V) 0.01 내지 0.03중량%을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계 버켓 부품용 주강.
탄소(C) 0.3 중량% 초과 0.34 중량% 이하, 크롬(Cr) 1.2 내지 1.8 중량%, 규소(Si) 0.8 내지 1.7중량%, 망간(Mn) 1.0 내지 1.4중량%, 몰리브덴(Mo) 0.2 내지 0.4중량%, 니켈(Ni) 0.2 내지 0.4중량% 및 잔량으로 철과 불순물을 포함하되, 상기 크롬(Cr), 규소(Si) 및 망간(Mn)의 총 함유량을 4.1 내지 4.9중량%로 포함하고,
조직 내에 MC 카바이드와, M₇C₃ 카바이드, M₃C₂ 카바이드 및 M₂₃C₆ 카바이드 중에서 선택되는 적어도 하나의 카바이드를 포함하고,
절단한 후 절단면을 이미지 분석기로 분석 시 절단면에서 전체 카바이드가 차지하는 면적(a) 대비 상기 MC 카바이드가 차지하는 면적(b)의 비율(b/a)이 0.1 내지 0.65인 것을 특징으로 하는 건설기계 버켓 부품용 주강.
제6항에 있어서,
상기 MC 카바이드는 상기 주강의 결정립 내부에 포함되고, 상기 M₇C₃ 카바이드, M₃C₂ 카바이드 및 M₂₃C₆ 카바이드 중에서 선택되는 적어도 하나의 카바이드는 상기 주강의 결정립 경계부에 포함된 것을 특징으로 하는 건설기계 버켓 부품용 주강.
제1항, 제3항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 주강을 후처리하여 얻어지는 건설기계 버켓용 부품.
제8항에 있어서,
상기 부품은 투스(tooth), 투스 어뎁터(tooth adapter), 슈라우드(shroud) 또는 커터(cutter)인 것을 특징으로 하는 건설기계 버켓용 부품.