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KR20210131724A - Steel Material for Agricultural Machine Rotary Blade with Tempering Process Omitting and Manufacturing Method of Agricultural Machine Rotary Blade Using by This - Google Patents

Steel Material for Agricultural Machine Rotary Blade with Tempering Process Omitting and Manufacturing Method of Agricultural Machine Rotary Blade Using by This Download PDF

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KR20210131724A
KR20210131724A KR1020200050174A KR20200050174A KR20210131724A KR 20210131724 A KR20210131724 A KR 20210131724A KR 1020200050174 A KR1020200050174 A KR 1020200050174A KR 20200050174 A KR20200050174 A KR 20200050174A KR 20210131724 A KR20210131724 A KR 20210131724A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotary blade
steel
bainite
omitting
weight
Prior art date
Application number
KR1020200050174A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최해창
정석화
Original Assignee
주식회사 삼원강재
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 삼원강재 filed Critical 주식회사 삼원강재
Priority to KR1020200050174A priority Critical patent/KR20210131724A/en
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Abstract

본 발명은 적정 탄소 당량을 제공하여 제조된 로터리 칼날용 강재내 베이나이트 조직분율을 높이고, 이를 통해 강재내 마르텐사이트 및 펄라이트 생성량을 감소시키거나 생성을 억제하며, 강재내 유효 보론량을 적절하게 확보함으로써, 제조된 로터리 칼날의 내마모성을 향상시키는 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재 및 이를 이용한 로터리 칼날 제조 방법에 관한 것이다.The present invention increases the bainite tissue fraction in steel for rotary blades manufactured by providing an appropriate carbon equivalent, thereby reducing or suppressing the production of martensite and pearlite in the steel, and appropriately securing the effective amount of boron in the steel By doing so, it relates to a steel material for a rotary blade for omitting the tempering process to improve the wear resistance of the manufactured rotary blade, and a method for manufacturing a rotary blade using the same.

Description

뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재 및 이를 이용한 로터리 칼날 제조 방법 {Steel Material for Agricultural Machine Rotary Blade with Tempering Process Omitting and Manufacturing Method of Agricultural Machine Rotary Blade Using by This}Steel Material for Agricultural Machine Rotary Blade with Tempering Process Omitting and Manufacturing Method of Agricultural Machine Rotary Blade Using by This}

본 발명은 경운기, 관리기 또는 트랙터와 같은 구동 농기계에 장착되어, 농토를 파쇄하는 농기계용 로터리 칼날에 관한 것으로, 보다 구체적으로 적정 탄소 당량을 제공하여 제조된 로터리 칼날용 강재내 베이나이트 조직분율을 높이고, 이를 통해 강재내 마르텐사이트 및 펄라이트 생성량을 감소시키거나 생성을 억제하며, 강재내 유효 보론량을 적절하게 확보함으로써, 제조된 로터리 칼날의 내마모성을 향상시키는 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재 및 이를 이용한 로터리 칼날 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary blade for agricultural machinery that is mounted on a driven agricultural machine such as a tiller, a manager or a tractor and crushes agricultural soil, and more specifically, increases the bainite tissue fraction in steel for a rotary blade manufactured by providing an appropriate carbon equivalent, and , This reduces or suppresses the generation of martensite and pearlite in the steel, and by properly securing the effective amount of boron in the steel, thereby improving the abrasion resistance of the manufactured rotary blade. It relates to a method for manufacturing a rotary blade used.

일반적으로 농기계용 로터리 칼날은 트랙터 등의 구동 농기계에 장착되며, 빠른 속도로 회전하는 로터리 칼날이 경작지의 덩어리진 토양을 곱게 갈아 경작지의 입자를 고르게 해는 역할과, 경작지의 입자를 고르고 난 후, 경작물 재배를 위해 논 또는 밭의 표면이 편평한 상태를 유지하도록 경작지 토양을 고르게 펴주는 역할을 수행하게 된다.In general, rotary blades for agricultural machinery are mounted on driven agricultural machinery such as tractors, and the rotary blade rotating at a high speed finely grinds the lumpy soil in the cultivated land to make the grains of the cultivated land even. For cultivating crops, it plays a role of evenly spreading the soil of the arable land so that the surface of the paddy field or field remains flat.

농기계용 로터리 칼날은 험한 지형, 메마를 토양, 자갈이 다수 포함된 토양 등 다양한 환경 특성을 가지는 경작지에서 쇄토 능력이 발휘되어야 하기 때문에 우수한 강도와 인성 및 내마모성이 요구된다.Rotary blades for agricultural machinery require excellent strength, toughness, and abrasion resistance because their ability to plow should be demonstrated in arable land with various environmental characteristics such as rough terrain, barren soil, and soil containing a lot of gravel.

또한, 경작지에 돌이 많이 포함되어 있는 경우 로터리 칼날의 소성역 마모량이 증가하고, 경작지에 흙의 비율이 높은 경우 로터리 칼날의 탄성역 마모량이 증가하기 때문에, 사용 환경에 따라 로터리 칼날에는 탄성역 내마모성 또는 소성역 내마모성이 요구된다.In addition, if the arable land contains a lot of stones, the plastic wear resistance of the rotary blade increases, and if the soil ratio in the arable land is high, the elastic zone wear of the rotary blade increases. Abrasion resistance in the plastic region is required.

특히, 로터리 칼날의 마모량이 증가하게 되면, 경작지의 쇄토 작업시 토양을 파헤치는 기능이 저하되면서 덩어리진 토양이 충분히 분쇄되지 않고, 흙 덩어리가 로터리 칼날에 달라붙은 상태로 로터리 칼날이 회전하면 경작지를 파헤치는 작업이 원활하게 이루어지지 못하여, 로터리 칼날 및 농기계의 로터리 칼날 구동부에 과부하를 발생시켜 농기계의 연료소모량을 증가시키고, 로터리 칼날의 파손 또는 구동부의 고장을 발생시키는 원인이 되었다. In particular, if the wear amount of the rotary blade increases, the ability to dig up the soil during plowing of cultivated land is reduced, and the lumped soil is not sufficiently crushed. The operation was not performed smoothly, and the rotary blade and the rotary blade driving part of the agricultural machine were overloaded, thereby increasing the fuel consumption of the agricultural machine, and causing damage to the rotary blade or malfunction of the driving part.

따라서 농기계용 로터리 칼날의 소재는 높은 내마모성을 갖출 것을 요구하며, 내마모성은 소재의 경도가 높을수록 향상되지만, 제조된 로터리 칼날의 내구성을 확보하기 위하여 적정 수준의 인성(toughness)도 함께 확보하여야 하므로, 로터리 칼날 제조시 담금질 및 뜨임 등으로 이루어지는 열처리를 수행하게 된다.Therefore, the material of the rotary knife for agricultural machinery requires high abrasion resistance, and the abrasion resistance is improved as the hardness of the material increases. When manufacturing a rotary blade, heat treatment such as quenching and tempering is performed.

담금질한 로터리 칼날용 강재는 경도가 증가하는 반면에 취성을 가지게 되며, 담금질한 로터리 칼날 표면에 잔류응력이 남아있으면 피로파괴가 쉽게 발생할 수 있으므로, 담금질이 완료된 후 로터리 칼날을 적정 온도로 가열 및 냉각하여 로터리 칼날용 강재내 조직을 안정한 조직으로 변화시켜 인성을 부여하고, 미세조직내 탄화물의 분율을 증가시켜 내마모성을 향상시키게 된다.Hardened steel for rotary blades increases in hardness but becomes brittle, and fatigue failure can easily occur if residual stress remains on the surface of the quenched rotary blade. By changing the structure in the steel for rotary blade to a stable structure, toughness is imparted, and the abrasion resistance is improved by increasing the fraction of carbide in the microstructure.

그러나 로터리 칼날의 내마모성을 증가시키기 위하여 뜨임 온도를 높이게 되면, 로터리 칼날용 강재 모재 조직의 연화작용에 의해 로터리 칼날의 강도가 낮아지면서 내마모성의 저하가 발생할 수 있다.However, if the tempering temperature is increased to increase the wear resistance of the rotary blade, the strength of the rotary blade is lowered due to the softening action of the steel base material for the rotary blade, and thus the wear resistance may decrease.

또한, 담금질 공정은 통상 오일을 사용하는데, 뜨임 공정 수행시 담금질한 로터리 칼날 표면에 남아있던 오일이 기화되면서 유독가스를 배출하여 환경오염의 원인이 될 수 있다.In addition, the quenching process usually uses oil, and during the tempering process, the oil remaining on the surface of the quenched rotary blade is vaporized and toxic gas is emitted, which may cause environmental pollution.

또한, 뜨임 공정을 수행하기 위해서는 담금질이 완료된 로터리 칼날을 가열하기 위한 가열로가 설치되어야 하는데, 가열로에 의해 생산 공장의 생산라인이 길어지면서 설비 증가에 따른 공장 규모 증가 및 생산라인 작업자의 동선이 복잡해지는 문제를 발생시키게 되며, 이에 따라 로터리 칼날의 생산속도가 감소하고, 생산비용이 증가하게 된다.In addition, in order to perform the tempering process, a heating furnace must be installed to heat the rotary blade after quenching has been completed. It causes a complicated problem, and accordingly, the production speed of the rotary blade is reduced, and the production cost is increased.

최근에는 과거의 생산 공장 자동화에 따른 생산시설의 무인화 및 관리 자동화에 따른 단위 공정별 최적화를 이루는 공장 자동화 개념의 연장선상에서 스마트 팩토리를 구축해나가고 있다.Recently, smart factories are being built as an extension of the factory automation concept that optimizes each unit process according to unmanned production facilities and management automation according to the past automation of production factories.

스마트 팩토리는 전체적인 공정이 서로 유기적으로 연계될 수 있도록 공장 내 장비들이 사물인터넷을 통해 각 공정간 데이터를 공유하고, 수집된 데이터를 종합 및 분석하여 생성된 능동적 의사결정을 각 장비들에 실시간으로 전달하여 다품종 복합생산에 적합한 생산공정의 유연성을 확보하게 되므로, 스마트 팩토리에서는 생산라인 및 공정 축소를 통한 공장 규모의 축소가 중요시 된다.In a smart factory, the equipment in the factory shares data between each process through the Internet of Things so that the entire process can be organically linked with each other, and the active decision-making generated by synthesizing and analyzing the collected data is delivered to each equipment in real time. Therefore, the flexibility of the production process suitable for multi-product complex production is secured, so in the smart factory, reduction of the factory scale through production line and process reduction is important.

따라서 유증기 발생에 의한 환경오염 방지, 생산 공정 및 생산 설비의 감축에 따른 스마트 팩토리 구축을 위하여 로터리 칼날 제작시 열처리 과정 중 뜨임 공정을 생략할 수 있는 로터리 칼날용 강재를 개발할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to develop a steel material for a rotary blade that can omit the tempering process during the heat treatment process when manufacturing a rotary blade in order to prevent environmental pollution caused by oil vapor and build a smart factory according to the reduction of production processes and production facilities.

열처리 공정을 생략할 수 있는 강재는 크게 4단계의 과정을 통해 발전해 왔으며, 제1 세대 열처리 생략 강재는 바나듐(V)을 첨가한 중탄소 강으로, 페라이트-펄라이트 조직을 형성하도록 열간 성형 후 공냉을 실시하게 되며, 동급의 인장강도를 가지는 열처리 강재에 비하여 충격인성이 낮은 편이라, 작동시 과도한 충격과 부하가 걸리지 않는 자동차용 크랭크 샤프트 또는 커넥팅 로드 등에 적용되었다. Steel materials that can omit the heat treatment process have been developed through a four-step process. The first generation heat treatment omitted steel is a medium-carbon steel containing vanadium (V), which is hot-formed and then air cooled to form a ferrite-pearlite structure. It is applied to crankshafts or connecting rods for automobiles that are not subjected to excessive shock or load during operation because the impact toughness is low compared to heat-treated steels with the same tensile strength.

제2 세대 열처리 생략 강재는 제1 세대 열처리 생략 강재의 낮은 충격인성을 보완할 수 있도록 탄소함량을 낮추는 동시에 실리콘(Si) 함유량을 증가시키고, 침상 페라이트 또는 페라이트-펄라이트 조직을 형성하도록 강냉을 실시하여 냉각속도를 증가시켰으며, 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti)을 첨가하여 펄라이트의 결정립을 미세화함으로써 충격인성을 향상시켰다.The second-generation heat treatment omitted steel lowers the carbon content to compensate for the low impact toughness of the first-generation heat treatment omitted steel material, and at the same time increases the silicon (Si) content, and is cooled to form a needle-shaped ferrite or ferrite-pearlite structure The cooling rate was increased, and the impact toughness was improved by refining the crystal grains of pearlite by adding molybdenum (Mo) and titanium (Ti).

제3 세대 열처리 생략 강재는 충격인성과 강도를 보다 향상시키기 위하여 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo)을 첨가하여 질량효과에 의해 마르텐사이트 종료온도를 200℃까지 상승시키고, 열간 성형 직후 제어냉각을 통해 탄화물을 균일하게 분산시켜 베이나이트와 마르텐사이트의 복합조직을 형성하였다.In order to further improve the impact toughness and strength of the third generation steel, the martensite end temperature is increased to 200°C by the mass effect by adding niobium (Nb) and molybdenum (Mo), and through controlled cooling immediately after hot forming. The carbide was uniformly dispersed to form a complex structure of bainite and martensite.

제4 세대 열처리 생략 강재는 열처리 강재와 비슷한 수준으로 충격인성과 강도 및 성형 가공성을 향상시킬 수 있도록 열간 성형 직후 제어냉각을 통해 베이나이트의 조직분율을 높이는 방향으로 개발이 진행중이다.In order to improve impact toughness, strength, and formability to a similar level to that of heat-treated steel, the 4th generation non-heat-treated steel is being developed in the direction of increasing the texture fraction of bainite through controlled cooling immediately after hot forming.

이러한 베이나이트의 조직을 형성하는 강재로는 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0008852호(2003.01.29.공개)의 자동차 샤시부품용 고강도 베이나이트계 비조질강이 있으나, 높은 망간(Mn) 함량에 의해 인성 향상에 악영향을 미치는 마르텐사이트의 생성율이 증가하고, 페라이트 형성을 지연시킬 수 있는 보론(B)이 함유되지 않아 균일한 베이나이트 조직을 형성하기 어려운 문제가 있었다. As a steel for forming such a bainite structure, there is a high-strength bainite-based non-tempered steel for automobile chassis parts disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2003-0008852 (published on January 29, 2003), but it has a high manganese (Mn) content. Accordingly, the formation rate of martensite which adversely affects the improvement of toughness increases, and boron (B) that can delay the formation of ferrite is not contained, so that it is difficult to form a uniform bainite structure.

대한민국 등록특허공보 제10-0415626호(2004.01.06.등록)의 경화능이 우수한 고강도 내마모강과, 대한민국 등록특허공보 제10-0445890호(2013.08.17.등록)의 내마모강 및 그의 제조방법에서는 니켈, 크롬, 몰리브덴을 베이스로 하여 석출강화원소인 티타늄, 바나듐, 니오븀을 단독 또는 복합 첨가하여 내마모성 및 경화능을 향상시킨 강재를 제안하고 있으나, 고가의 합금원소 사용에 따라 강재의 제조 원가가 증가하는 문제가 있었다.High-strength wear-resistant steel with excellent hardenability of Korean Patent Publication No. 10-0415626 (registered on Jun. 6, 2004), and wear-resistant steel of Korean Patent No. 10-0445890 (registered on Aug. 17, 2013) and a manufacturing method thereof It is proposed to use nickel, chromium, and molybdenum as a base to improve abrasion resistance and hardenability by adding titanium, vanadium, and niobium, which are precipitation strengthening elements, alone or in combination. there was a problem with

또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0908624호(2009.07.14.등록)와 대한민국 등록특허공보 제10-1766567호(2017.08.02.등록)에는 각각 피삭성 및 인성이 향상된 프리하든강 및 그 제조방법과, 열연 강판 및 그 제조 방법에 게시되어 있으나, 뜨임 가공을 포함하는 열처리 강재의 제조 방법에 해당하기 때문에 열처리 강재의 단점인 생산 공장의 공간 효율성 저하와, 오일에 의한 환경오염 발생과, 가열을 위해 소비되는 다량의 에너지에 의한 생산비용 증가 및 공정수 증가에 따라 생산속도가 감소하는 문제가 해결되지 못하는 문제를 가지고 있었다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-0908624 (registered on July 14, 2009) and Korean Patent Publication No. 10-1766567 (registered on August 2, 2017), respectively, describe a pre-hardened steel with improved machinability and toughness and a manufacturing method thereof. And, although posted in the hot-rolled steel sheet and its manufacturing method, since it corresponds to the manufacturing method of heat-treated steel including tempering, it reduces the space efficiency of the production plant, which is a disadvantage of heat-treated steel, and reduces environmental pollution caused by oil and heating. There was a problem in that the production cost increased due to the large amount of energy consumed for the purpose and the production speed decreased due to the increase in the number of processes that could not be solved.

대한민국 공개특허공보 제10-2003-0008852호 (2003.01.29. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2003-0008852 (published on January 29, 2003) 대한민국 등록특허공보 제10-0415626호 (2004.01.06. 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0415626 (Registered on Jan. 6, 2004) 대한민국 등록특허공보 제10-0908624호 (2009.07.14. 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0908624 (registered on July 14, 2009) 대한민국 등록특허공보 제10-0445890호 (2013.08.17. 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-0445890 (Registered on August 17, 2013) 대한민국 등록특허공보 제10-1766567호 (2017.08.02. 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1766567 (Registered on Aug. 2, 2017)

본 발명의 실시 예에서는 농기계용 로터리 칼날의 제조시 열처리 과정 중 뜨임 공정을 생략하더라도 생산된 로터리 칼날의 강도 및 인성을 뜨임 열처리를 수행한 제품과 비슷한 수준을 이루도록 함으로써, 로터리 칼날의 생산 비용 절감 및 생산 효율성 향상을 이루는 것을 목적으로 한다.In an embodiment of the present invention, even if the tempering process is omitted during the heat treatment process during the manufacture of the rotary knife for agricultural machinery, the strength and toughness of the produced rotary knife are at a level similar to that of the product subjected to the tempering heat treatment, thereby reducing the production cost of the rotary knife and It aims to achieve improvement in production efficiency.

본 발명의 실시 예에서는 제조된 농기계용 로터리 칼날의 기계적 성질 및 내마모성능을 확보하기 위하여, 로터리 칼날용 강재내 베이나이트 조직 생성률을 90% 이상 확보하는 것을 목적으로 한다.In an embodiment of the present invention, in order to secure the mechanical properties and abrasion resistance of the manufactured rotary blade for agricultural machinery, the purpose is to secure the bainite structure formation rate in the steel for the rotary blade of 90% or more.

본 발명의 실시 예에 따르면 담금질 및 뜨임으로 이루어지는 열처리 공정 중 뜨임 공정의 생략이 가능하도록 제조되는 로터리 칼날용 강재에서, 니켈(Ni) 0.003~0.2 중량%, 구리(Cu) 0.005~0.2 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01~0.5 중량%, 티타늄(Ti) 0.01~0.04 중량%, 바나듐(V) 0.01~0.04 중량%, 니오븀(Nb) 0.001~0.2 중량%, 알루미늄(Al) 0.001~0.01 중량% 중에서 선택되는 1종 이상이 함유되고, 탄소(C) 0.1~0.4 중량%, 실리콘(Si) 0.1~1.0 중량%, 망간(Mn) 0.1~1.5 중량%, 크롬(Cr) 0.1~0.7 중량%, 보론(B) 0.001~0.004 중량%, 질소(N) 0.004~0.015 중량%, 잔부 철 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되며, 베이나이트 조직분율이 90%이상 형성된다.According to an embodiment of the present invention, in the steel for a rotary blade manufactured so that the tempering process can be omitted during the heat treatment process consisting of quenching and tempering, nickel (Ni) 0.003 to 0.2 wt%, copper (Cu) 0.005 to 0.2 wt%, From 0.01 to 0.5% by weight of molybdenum (Mo), 0.01 to 0.04% by weight of titanium (Ti), 0.01 to 0.04% by weight of vanadium (V), 0.001 to 0.2% by weight of niobium (Nb), and 0.001 to 0.01% by weight of aluminum (Al) At least one selected type is contained, carbon (C) 0.1 to 0.4 wt%, silicon (Si) 0.1 to 1.0 wt%, manganese (Mn) 0.1 to 1.5 wt%, chromium (Cr) 0.1 to 0.7 wt%, boron (B) 0.001 to 0.004% by weight, nitrogen (N) 0.004 to 0.015% by weight, the balance is composed of iron and other unavoidably contained impurities, the bainite tissue fraction is formed more than 90%.

본 발명의 실시 예에 따르면 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)를 포함하며, C + Mn/6 + (Cr + Mo)/5 + (Ni + Cu)/15 의 공식으로 표현되는 탄소 당량(equivalent)이 0.25~0.6 범위 내에서 형성된다.According to an embodiment of the present invention, it contains molybdenum (Mo), nickel (Ni), and copper (Cu), and is expressed by the formula C + Mn/6 + (Cr + Mo)/5 + (Ni + Cu)/15 The carbon equivalent is formed within the range of 0.25 to 0.6.

본 발명의 실시 예에 따르면 티타늄(Ti), 바나듐(V), 니오븀(Nb) 및 알루미늄(Al)의 미량합금을 포함하며, (1.15Ti + 0.99V + 0.58Nb + 1.99Al) / 7.66N 의 공식으로 표현되는 미량합금 첨가상수가 0.8~1.0 범위 내에서 형성된다.According to an embodiment of the present invention, it contains a trace alloy of titanium (Ti), vanadium (V), niobium (Nb) and aluminum (Al), (1.15Ti + 0.99V + 0.58Nb + 1.99Al) / 7.66N of The microalloy addition constant expressed by the formula is formed within the range of 0.8 to 1.0.

본 발명의 실시 예에 따르면 [{5.25B - (7.66N2 - 1.15Ti + 0.99V + 0.58Nb + 1.99Al)/5.25}] x 10000 의 공식으로 표현되는 유효 보론량은 7~20 ppm 범위 내에서 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the effective amount of boron expressed by the formula of [{5.25B - (7.66N 2 - 1.15Ti + 0.99V + 0.58Nb + 1.99Al)/5.25}] x 10000 is within the range of 7 to 20 ppm is formed from

본 발명의 실시 예에 따르면 오스템퍼(austempering)에 의해 형성되는 상부 베이나이트(upper-bainite)에 비해 상대적으로 저온에서 형성되는 하부 베이나이트(lower-bainite)의 조직분율이 60% 이상 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the tissue fraction of lower-bainite formed at a relatively low temperature is 60% or more compared to upper-bainite formed by austempering.

본 발명의 실시 예에 따르면 (탄소첨가량 - 0.02) x 15.2 의 공식으로 표현되는 급속냉각에 의해 형성된 베이나이트 조직내 탄화물 분율은 1.22~5.78 범위 내에서 형성된다.According to an embodiment of the present invention, the carbide fraction in the bainite structure formed by the rapid cooling expressed by the formula of (addition of carbon - 0.02) x 15.2 is formed within the range of 1.22 to 5.78.

본 발명의 실시 예에 따르면 상기 강재는 Hv410~525의 경도, 135~185kg/mm2 인장강도, 100~140kg/mm2의 항복강도, 0.65~0.75의 항복비, 30~50%의 단면감소율, 11~16%의 연신율, 30~75J/cm2의 상온 충격인성, 1.22~5.78의 베이나이트 탄화물 분율 범위를 만족한다.According to an embodiment of the present invention, the steel has a hardness of Hv410-525, 135-185kg/mm 2 of Tensile strength, 100 ~ 140kg / mm 2 yield strength, of 0.65 ~ 0.75 yield ratio, 30% to 50% cross-sectional reduction rate, 11-16% elongation of 30 to 75J / cm 2 at room temperature impact toughness of 1.22 ~ 5.78 of the It satisfies the bainite carbide fraction range.

본 발명의 실시 예에 따르면 담금질 및 뜨임으로 이루어지는 열처리 공정 중 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재를 이용한 로터리 칼날 제조 방뜨임 공법에서, 니켈(Ni) 0.003~0.2 중량%, 구리(Cu) 0.005~0.2 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01~0.5 중량%, 티타늄(Ti) 0.01~0.04 중량%, 바나듐(V) 0.01~0.04 중량%, 니오븀(Nb) 0.001~0.2 중량%, 알루미늄(Al) 0.001~0.01 중량% 중에서 선택되는 1종 이상이 함유되고, 탄소(C) 0.1~0.4 중량%, 실리콘(Si) 0.1~1.0 중량%, 망간(Mn) 0.1~1.5 중량%, 크롬(Cr) 0.1~0.7 중량%, 보론(B) 0.001~0.004 중량%, 질소(N) 0.004~0.015 중량%, 잔부 철 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 로터리 칼날용 강재를 형성하는 과정과, 강재를 판재 형상으로 열간 압연하는 과정과, 강재를 가열하여 로터리 칼날 형상으로 열간 성형하는 과정과, 성형된 로터리 칼날을 급속 냉각하여, 베이나이트 조직분율을 90%이상 형성하는 담금질 과정으로 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, in the tempering method for manufacturing a rotary blade using steel for a rotary blade for omitting the tempering process during the heat treatment process consisting of quenching and tempering, 0.003 to 0.2 wt% of nickel (Ni), 0.005 to 0.2 wt%, molybdenum (Mo) 0.01 to 0.5 wt%, titanium (Ti) 0.01 to 0.04 wt%, vanadium (V) 0.01 to 0.04 wt%, niobium (Nb) 0.001 to 0.2 wt%, aluminum (Al) 0.001 to At least one selected from 0.01% by weight is contained, carbon (C) 0.1 to 0.4% by weight, silicon (Si) 0.1 to 1.0% by weight, manganese (Mn) 0.1 to 1.5% by weight, chromium (Cr) 0.1 to 0.7 The process of forming the steel for a rotary blade composed of weight %, boron (B) 0.001 to 0.004 weight %, nitrogen (N) 0.004 to 0.015 weight %, the remainder iron and other unavoidably contained impurities, and turning the steel material into a plate shape It consists of a process of hot rolling, a process of hot forming into a rotary blade shape by heating a steel material, and a quenching process of rapidly cooling the formed rotary blade to form a bainite tissue fraction of 90% or more.

본 발명의 실시 예에 따르면 열간 성형하는 과정에서의 강재 가열은 A3 변태점으로부터 1050℃ 이하의 온도 범위 내에서 분위기 가열 또는 유도가열에 의해 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, the heating of the steel in the process of hot forming is performed by atmospheric heating or induction heating within a temperature range of 1050° C. or less from the A3 transformation point.

본 발명의 실시 예에 따르면 담금질 과정에서의 로터리 칼날 급속냉각은 가열된 로터리 칼날의 온도가 상온에 도달할때까지 20~150℃/sec의 냉각속도로 이루어진다.According to an embodiment of the present invention, rapid cooling of the rotary blade in the quenching process is made at a cooling rate of 20 ~ 150 ℃ / sec until the temperature of the heated rotary blade reaches room temperature.

본 발명의 실시 예에 따르면 농기계용 로터리 칼날의 제조시 열처리 과정 중 뜨임 공정을 생략하더라도 생산된 로터리 칼날의 강도 및 인성을 뜨임 열처리를 수행한 제품과 비슷한 수준으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, even if the tempering process is omitted during the heat treatment process during the manufacture of the rotary knife for agricultural machinery, the strength and toughness of the produced rotary knife can be improved to a level similar to that of the product subjected to the tempering heat treatment.

본 발명의 실시 예에 따르면 농기계용 로터리 칼날의 제조시 강도와 인성 및 내마모성을 향상시키기 위한 열처리 과정 중 뜨임 공정을 생략함으로써, 공정 축소에 따른 로터리 칼날의 생산속도 향상과 생산비용 절감을 이루고, 뜨임 공정을 위한 재가열로 설치를 생략하여 설비 축소를 통한 공장 규모의 축소 및 생산라인의 동선을 최적화할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, by omitting the tempering process during the heat treatment process for improving strength, toughness and abrasion resistance when manufacturing the rotary blade for agricultural machinery, the production speed of the rotary blade according to the reduction of the process and the production cost are reduced, and tempering is achieved. By omitting the installation of a reheating furnace for the process, there is an effect of reducing the size of the factory and optimizing the flow of the production line through the reduction of facilities.

본 발명의 실시 예에 따르면 로터리 칼날용 강재에 적정 탄소당량을 제공하고, 이를 통해 연속 냉각 변태(CCT) 곡선의 베이나이트 노즈(nose)가 형성되는 시간축을 조절함으로써, 생산된 로터리 칼날용 강재의 베이나이트 조직분율을 높이고, 마르텐사이트 조직 생성률이 증가하는 것을 방지하며, 펄라이트 생성량을 감소시키거나 생성을 억제하여 제조된 로터리 칼날의 내마모성과 인성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, by providing an appropriate carbon equivalent to the steel for a rotary blade, and by controlling the time axis at which the bainite nose of the continuous cooling transformation (CCT) curve is formed, the produced steel for the rotary blade It has the effect of increasing the bainite tissue fraction, preventing the martensite tissue formation rate from increasing, and improving the abrasion resistance and toughness of the manufactured rotary blade by reducing or suppressing the pearlite generation amount.

본 발명의 실시 예에 따르면 로터리 칼날용 강재내 베이나이트 탄화물인 세멘타이트의 생성분율을 극대화시켜, 제조된 로터리 칼날의 내마모성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, by maximizing the production fraction of cementite, which is a bainite carbide in steel for a rotary blade, there is an effect that can improve the wear resistance of the manufactured rotary blade.

도 1a와 도 1b는 각각 기존의 기존의 열처리 생략 강재로 제조된 로터리 칼날의 냉각 속도와 본 발명에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재로 제조된 로터리 칼날의 냉각 과정을 나타내는 그래프이다.
도 2는 로터리 칼날용 강재의 냉각속도에 따른 상변태를 도시하는 연속 냉각 변태(CCT, continuous cooling transformation) 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 3은 탄소당량에 따라 CCT곡선이 이동하면서 상전이 온도의 시작온도가 변화하는 현상을 나타내는 그래프이며, 도 3a는 탄소당량 0.25이하, 도 3b는 탄소당량 0.25~0.6 사이, 도 3c는 탄소당량 0.6 이상에서의 CCT곡선 이동을 나타낸다.
도 4는 로터리 칼날용 강재의 탄소함유량에 따른 항복강도에 영향을 미치지 않는 잔류 오스테나이트의 부피비 범위를 나타내는 그래프이다.
도 5는 페라이트 변태를 지연시켜 이상적인 베이나이트 조직을 확보하기 위한 이상적 유효 보론 범위를 나타내는 그래프이다.
도 6은 로터리 칼날의 제조과정 중 담금질 공정에서의 냉각속도에 따라 형성되는 로터리 칼날의 경도값을 나타내는 그래프이다.
1a and 1b are graphs showing the cooling rate of a rotary blade made of conventional heat treatment omitted steel, respectively, and a cooling process of a rotary blade made of steel for rotary blade for omitting the tempering process according to the present invention.
2 is a graph showing a continuous cooling transformation (CCT, continuous cooling transformation) curve showing the phase transformation according to the cooling rate of the steel for a rotary blade.
3 is a graph showing a phenomenon in which the starting temperature of the phase transition temperature changes while the CCT curve moves according to the carbon equivalent, and FIG. 3a is a carbon equivalent of 0.25 or less, FIG. CCT curve shift in the above is shown.
4 is a graph showing the volume ratio range of retained austenite that does not affect the yield strength according to the carbon content of the steel for rotary blades.
5 is a graph showing an ideal effective range of boron for securing an ideal bainite structure by delaying ferrite transformation.
6 is a graph showing the hardness value of the rotary blade formed according to the cooling rate in the quenching process during the manufacturing process of the rotary blade.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. It will be described in detail focusing on the parts necessary to understand the operation and operation according to the present invention.

본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. While describing the embodiments of the present invention, descriptions of technical contents that are well known in the technical field to which the present invention pertains and are not directly related to the present invention will be omitted.

이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.This is to more clearly convey the gist of the present invention without obscuring the gist of the present invention by omitting unnecessary description.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. In addition, in describing the components of the present invention, different reference numerals may be assigned to components of the same name according to the drawings, and the same reference numerals may be given even though they are different drawings.

그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.However, even in this case, it does not mean that the corresponding components have different functions depending on the embodiment or that they have the same function in different embodiments, and the function of each component is the corresponding embodiment. It should be judged based on the description of each component in

또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.In addition, the technical terms used in this specification should be interpreted in the meaning generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise specifically defined in this specification, and excessively comprehensive It should not be construed as meaning or in an excessively reduced meaning.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Also, as used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context dictates otherwise.

본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. In the present application, terms such as "consisting of" or "comprising" should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, some of which components or some steps are It should be construed that it may not include, or may further include additional components or steps.

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재는 0.003~0.2 중량%의 니켈(Ni), 0.005~0.2 중량%의 구리(Cu), 0.01~0.5 중량%의 몰리브덴(Mo), 0.01~0.04 중량%의 티타늄(Ti), 0.01~0.04 중량%의 바나듐(V), 0.001~0.2 중량%의 니오븀(Nb), 0.001~0.01 중량%의 알루미늄(Al) 중에서 선택되는 성분이 상기 함량으로 적어도 1종 이상이 함유되고, 0.1~0.4 중량%의 탄소(C), 0.1~1.0 중량%의 실리콘(Si), 0.1~1.5 중량%의 망간(Mn), 0.1~0.7 중량%의 크롬(Cr), 0.001~0.004 중량%의 보론(B), 0.004~0.015 중량%의 질소(N), 잔부 철 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성된다.The steel for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention is 0.003 to 0.2% by weight of nickel (Ni), 0.005 to 0.2% by weight of copper (Cu), 0.01 to 0.5% by weight of molybdenum (Mo), 0.01 to 0.04 wt% of titanium (Ti), 0.01 to 0.04 wt% of vanadium (V), 0.001 to 0.2 wt% of niobium (Nb), and 0.001 to 0.01 wt% of aluminum (Al) At least one or more is contained as Cr), 0.001 to 0.004% by weight of boron (B), 0.004 to 0.015% by weight of nitrogen (N), the balance iron and other unavoidably contained impurities.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재를 구성하는 철 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물을 제외한 필수 조성 성분의 작용 및 함유량을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the action and content of essential components excluding iron and other unavoidably contained impurities constituting the steel for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention are as follows.

1) 탄소(C)1) Carbon (C)

상기 성분 및 함량이 함유되는 강재는 베이나이트 조직분율이 90%이상 형성되는데, 기존의 베이나이트 조직을 형성한 열처리 생략 강재는 도 1a에서 도시하는 바와 같이 p0에서 p1 과정을 거치면서 A3 변태점에서 1250℃ 사이의 오스테나이트화 온도로 가열된 강재를 p1에서 p2 과정을 거치면서 열간 성형하고, 열간 성형된 로터리 칼날을 p3a에서 p4 과정의 항온변태 또는 p3a에서 p4 과정의 제어냉각을 통해 베이나이트(bainite) 조직을 형성하게 된다.In the steel containing the above components and content, the bainite structure fraction is formed at 90% or more, and the heat treatment omitted steel having the existing bainite structure is 1250 at the A3 transformation point while going through the p0 to p1 process as shown in FIG. 1a. A steel material heated to an austenitizing temperature between ℃ is hot formed while going through the p1 to p2 process, and the hot-formed rotary blade is subjected to constant temperature transformation from p3a to p4 or controlled cooling from p3a to p4 to obtain bainite (bainite). ) to form an organization.

그에 비하여 본 발명의 실시 예에서는 도 1b에서 도시하는 바와 같이 p2에서 p3c 과정의 급속냉각을 통해 베이나이트 조직을 형성하게 되는데, 기존의 베이나이트 조직을 형성한 열처리 생략 강재와 본 발명의 실시 예 모두 별도의 뜨임 공정을 요구하지 않는 공통점이 있으나, 급속냉각 과정을 수행하는 경우 제어냉각 또는 항온변태 과정에 비하여 공정을 완료하는데 소요되는 시간이 크게 단축되는 장점이 있다.In contrast, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1b , a bainite structure is formed through the rapid cooling of the process p2 to p3c. Although a separate tempering process is not required in common, the rapid cooling process has an advantage in that the time required to complete the process is greatly shortened compared to the controlled cooling or constant temperature transformation process.

이때, 급속냉각에 의해 형성되는 베이나이트 조직 분율이 90% 미만인 경우 제조된 로터리 칼날의 기계적 성질과 내구특성을 확보하기 어렵고, 로터리 칼날의 내마모성 향상에 기여하는 탄화물 분율이 감소하기 때문에, 베이나이트 조직 분율은 95% 이상 형성하는 것이 바람직하다.At this time, when the fraction of the bainite structure formed by rapid cooling is less than 90%, it is difficult to secure the mechanical properties and durability characteristics of the manufactured rotary blade, and the carbide fraction contributing to the improvement of the wear resistance of the rotary blade is reduced. It is preferable to form 95% or more of the fraction.

베이나이트는 합금의 함량 및 냉각속도에 따라 도 2의 연속 냉각 변태 곡선(CCT 곡선)에서 도시하는 바와 같이 펄라이트와 마르텐사이트(martensite)가 생성되는 온도인 400~650℃의 온도 범위 내에서 형성되는 강의 미세조직으로, 오스테나이트(austenite)가 727℃의 임계온도를 넘어서 냉각될 때 형성되는 분해생성물의 하나이며, 베이나이트의 미세조직 형상 및 경도 특성은 뜨임 공정을 거친 마르텐사이트와 유사한 구조를 가진다.As shown in the continuous cooling transformation curve (CCT curve) of FIG. 2 according to the content and cooling rate of the alloy, bainite is formed within a temperature range of 400 to 650 ℃, which is the temperature at which pearlite and martensite are formed. As a microstructure of steel, austenite is one of the decomposition products formed when austenite is cooled beyond the critical temperature of 727°C. .

또한, 베이나이트는 미세한 비층상(non-lamellar) 구조를 가지며, 시멘타이트 및 전위(dislocation) 풍부 페라이트(ferrite)로 이루어지는데, 페라이트에 포함되는 높은 밀집도의 전위로 인하여 통상적인 페라이트에 비하여 높은 경도를 가지게 된다.In addition, bainite has a fine non-lamellar structure, and is composed of cementite and dislocation-rich ferrite. Due to the high density of dislocations contained in ferrite, it has higher hardness than conventional ferrite. will have

또한, 베이나이트 미세조직은 래스(lath) 모양의 페라이트와 탄화물로 구성되는 2상(phase) 구조를 가지며, 오스테나이트의 조성 및 냉각속도에 따라 상부 베이나이트(upper-bainite)와, 상부 베이나이트에 비해 상대적으로 저온에서 형성되는 하부 베이나이트(lower-bainite) 조직이 생성된다.In addition, the bainite microstructure has a two-phase structure composed of lath-shaped ferrite and carbide, and depending on the composition and cooling rate of austenite, upper-bainite and upper bainite In comparison, a lower-bainite structure formed at a relatively low temperature is generated.

상부 베이나이트는 평행한 그룹을 이루어 판형 영역을 형성하는 페라이트 래스의 집합체로, 베이나이트 조직 생성 이전의 오스테나이트 입계(래스간 영역)에서 석출되는 탄화물이 탄소함량에 따라 래스간 경계 사이에 완전한 탄화물 막을 형성하면서 베이나이트 강의 인성을 저하시키는 원인이 될 수 있다.Upper bainite is an aggregate of ferrite laths forming plate-shaped regions by forming parallel groups. The carbides precipitated at the austenite grain boundary (inter-lath region) before the formation of the bainite structure are complete carbides between the lath boundaries depending on the carbon content. While forming a film, it may cause deterioration of the toughness of bainite steel.

반면에 하부 베이나이트는 래스 모양의 페라이트와 미세한 스케일의 탄화물(Fe3C) 집합체로 구성되며, 페라이트 판 내부에서 석출되는 탄화물은 로드(rod) 또는 블레이드(blade) 형상을 가지고 있어, 뜨임 공정을 생략하더라도 충분한 강도와 인성을 확보할 수 있도록 한다.On the other hand, the lower bainite is composed of lath-shaped ferrite and a fine-scale carbide (Fe 3 C) aggregate, and the carbide precipitated inside the ferrite plate has a rod or blade shape. Even if omitted, sufficient strength and toughness are ensured.

따라서 상부 베이나이트 조직분율보다 하부 베이나이트 조직분율을 크게 형성함으로써, 제조되는 로터리 칼날의 내마모성, 강도, 경도 및 인성 특성을 향상시킬 수 있으며, 하부 베이나이트의 조직분율을 60% 이상 형성하는 것이 바람직하다.Therefore, by forming the lower bainite tissue fraction larger than the upper bainite tissue fraction, the abrasion resistance, strength, hardness and toughness characteristics of the manufactured rotary blade can be improved, and it is preferable to form the lower bainite tissue fraction of 60% or more do.

하부 베이나이트 조직분율이 60% 미만인 경우, 로터리 칼날용 강재의 상부 베이나이트 조직분율이 상대적으로 높아지면서 제조된 로터리 칼날의 인성이 저하되고, 이에 따라 로터리 칼날의 가공 공정에서 뜨임 공정에 준하는 연화열처리를 부가하여 실시하여야 하기 때문에 뜨임 공정의 생략에 의한 공정 단축 효과를 얻을 수 없기 때문이다.When the lower bainite tissue fraction is less than 60%, the toughness of the manufactured rotary blade decreases as the upper bainite tissue fraction of the steel for rotary blade becomes relatively high. This is because the effect of shortening the process by omitting the tempering process cannot be obtained because it must be carried out by adding

하부 베이나이트의 조직분율은 도 2에 도시된 연속 냉각 변태 곡선과 같이 베이나이트 선도의 노즈(nose)에 접근하는 냉각속도에서 극대화 되고, 노즈와 멀어지는 냉각속도에서 증가되므로, 뜨임 공정의 부가 없이 하부 베이나이트의 조직분율을 높이기 위해서는 급속냉각을 수행하여야 하며, 20~150℃/sec의 냉각속도로 성형된 로터리 칼날이 상온에 도달할때까지 냉각하는 것이 바람직하다.The tissue fraction of the lower bainite is maximized at the cooling rate approaching the nose of the bainite diagram as shown in the continuous cooling transformation curve shown in FIG. 2, and is increased at the cooling rate away from the nose. In order to increase the tissue fraction of bainite, rapid cooling must be performed, and it is preferable to cool the molded rotary blade at a cooling rate of 20 to 150° C./sec until it reaches room temperature.

이때, 20~150℃/sec의 냉각속도는 급속냉각하는 로터리 칼날의 부피에 따라 다르게 적용될 수 있다.At this time, the cooling rate of 20 ~ 150 ℃ / sec can be applied differently depending on the volume of the rotary blade rapidly cooled.

로터리 칼날용 강재의 베이나이트 조직분율은 도 3에서 도시하는 바와 같이 탄소 당량(equivalent)에 따라 큰 영향을 받게 되는데, 탄소 당량이 낮으면 도 3a에서 도시하는 바와 같이 CCT곡선의 베이나이트 노즈가 단시간측으로 이동하면서 상부 베이나이트 조직분율이 상대적으로 증가하게 되고, 탄소 당량이 높으면 도 3c에서 도시하는 바와 같이 CCT곡선의 베이나이트 노즈가 장시간측으로 이동하면서 마르텐사이트의 생성량이 베이나이트의 생성량보다 증가하게 된다.As shown in FIG. 3, the bainite texture fraction of the steel for a rotary blade is greatly affected by the carbon equivalent. If the carbon equivalent is low, the bainite nose of the CCT curve is short-lived as shown in FIG. 3a. As it moves to the side, the upper bainite tissue fraction increases relatively, and when the carbon equivalent is high, as the bainite nose of the CCT curve moves toward the long-term side, as shown in FIG. 3c, the amount of martensite produced increases than that of bainite. .

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 로터리 칼날용 강재는 0.1~0.4 중량%의 탄소를 함유하도록 제한된다.Therefore, the steel material for a rotary blade according to an embodiment of the present invention is limited to contain 0.1 to 0.4% by weight of carbon.

탄소의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 제조된 로터리 칼날이 요구하는 성능을 만족시킬 수 있는 강도 및 내마모성에 필요한 적정 탄화물의 분포를 확보할 수 없고, 로터리 칼날용 강재 자체의 소입성(담금질 특성)이 부족하게 되어 베이나이트 조직을 형성하는데 어려움이 발생한다.When the carbon content is less than 0.1% by weight, it is not possible to secure the proper distribution of carbides necessary for strength and wear resistance that can satisfy the performance required by the manufactured rotary blade, and the hardenability (quenching property) of the steel material for the rotary blade itself is poor. It becomes insufficient, and difficulty arises in forming a bainite structure.

탄소의 함량이 0.4 중량%를 초과하는 경우 제조된 로터리 칼날의 강도를 향상시킬 수 있으나, 마르텐사이트 생성율이 급격하게 증가하면서 인성이 크게 저하되어 파손이 발생하기 쉬우므로, 탄소의 함량을 0.4 중량% 이하로 제한하여 로터리 칼날에 요구되는 성능을 충족하는 수준의 강도를 형성하게 된다.When the carbon content exceeds 0.4 wt%, the strength of the manufactured rotary blade can be improved, but as the martensite production rate rapidly increases, the toughness is greatly reduced and breakage is easy to occur, so the carbon content is reduced to 0.4 wt% It is limited to the following to form a level of strength that meets the performance required for a rotary blade.

2) 실리콘(Si)2) Silicon (Si)

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에는 실리콘이 0.1~1.0 중량% 함유되며, 실리콘 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 탈탄 및 고용 강화 효과가 충분히 발생하지 못한다. The steel for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention contains 0.1 to 1.0% by weight of silicon, and when the silicon content is less than 0.1% by weight, the decarburization and solid solution strengthening effect does not occur sufficiently.

또한, 실리콘 함량이 1.0 중량%를 초과하는 경우에는 베이나이트 조직으로 된 로터리 칼날용 강재의 인성 및 소성가공성이 저하되며, 로터리 칼날용 강재의 소재 표면 탈탄이 과도하게 발생하여 제조된 로터리 칼날의 표면 경도 및 내구성이 크게 저하된다.In addition, when the silicon content exceeds 1.0 wt%, the toughness and plastic workability of the bainite-structured rotary blade steel material is reduced, and the surface of the rotary blade manufactured by excessive decarburization of the material surface of the rotary blade steel material Hardness and durability are greatly reduced.

3) 망간(Mn)3) Manganese (Mn)

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에는 망간이 0.1~1.5 중량% 함유되며, 망간은 베이나이트에 포함된 페라이트의 고용강화를 발생시켜 로터리 칼날용 강재의 강도를 향상시키고, 베이나이트 조직을 미세화하여 로터리 칼날용 강재의 인성을 향상시킨다.The steel for rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention contains 0.1 to 1.5 wt% of manganese, and manganese generates solid solution strengthening of ferrite contained in bainite to improve the strength of the steel for rotary blade and improve the toughness of the steel for rotary blades by refining the bainite structure.

이때, 망간 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 소입성 및 베이나이트 조직 형성을 촉진하는데 불충분하고, 망간 함량이 1.5 중량%를 초과하는 경우에는 소입성이 크게 증가하면서 마르텐사이트 조직 생성율이 증가하여 제조된 로터리 칼날의 인성에 악영향을 미치며, 베이나이트 조직의 균질성을 확보하기 어려워진다.At this time, when the manganese content is less than 0.1% by weight, it is insufficient to promote hardenability and bainite structure formation, and when the manganese content exceeds 1.5% by weight, the hardenability greatly increases and the martensite structure formation rate increases. It adversely affects the toughness of the rotary blade, making it difficult to ensure the homogeneity of the bainite structure.

4) 크롬(Cr)4) Chromium (Cr)

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에는 크롬이 0.1~0.7 중량% 함유되는데, 크롬은 로터리 칼날용 강재의 강도, 피로강도, 내마모성을 향상시키고, 소입성을 향상시켜 베이나이트 조직을 안정적으로 발생시키며, 몰리브덴 및 바나듐과 함께 복합탄화물을 형성하여 내충격성을 증대시킨다.The steel for rotary blades for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention contains 0.1 to 0.7 wt% of chromium, which improves the strength, fatigue strength, and wear resistance of the steel for rotary blades, and improves hardenability. The bainite structure is stably generated, and the impact resistance is increased by forming a composite carbide with molybdenum and vanadium.

이때, 크롬 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 크롬 함유에 따른 효과를 얻기 어려워지고, 크롬 함량이 0.7 중량%를 초과하는 경우 마르텐사이트 조직이 발생하면서 제조된 로터리 칼날의 취성이 증가하여 로터리 칼날의 사용 중 파손 발생 위험성이 증가하게 된다.At this time, when the chromium content is less than 0.1% by weight, it becomes difficult to obtain the effect according to the chromium content, and when the chromium content exceeds 0.7% by weight, the martensitic structure occurs and the brittleness of the manufactured rotary blade increases, so that the use of the rotary blade The risk of breakage increases.

5) 보론(B)5) Boron (B)

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에는 보론이 0.001~0.004 중량% 함유되는데, 보론이 함유되면 초석 페라이트 석출을 지연시켜 CCT 곡선을 장시간측으로 이동시키게 되며, 로터리 칼날용 강재에 함유된 원자상태의 보론이 오스테나이트 결정입계에 편석되면서 결정입계 자유에너지를 낮춰 초석 페라이트의 형성을 억제함으로써, 베이나이트 조직 형성을 촉진한다.The steel for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention contains 0.001 to 0.004% by weight of boron. As the atomic boron contained in the steel segregates at the austenite grain boundary, the grain boundary free energy is lowered to suppress the formation of proeutectoid ferrite, thereby promoting the formation of the bainite structure.

보론 함량이 0.001 중량% 미만인 경우 베이나이트 조직 형성 촉진 효과가 미미해지고, 보론 함량이 0.004 중량%를 초과하는 경우 질소 및 산소와 친화도가 큰 보론이 용해작업과정에서 산화물 및 질화물을 형성함으로써, 열간 압연 또는 단조 가공 온도에서 M23(CB)6 또는 Fe2B 등의 보로카바이드(borocarbide)가 형성되어 초석 페라이트 생성이 촉진되기 때문에 베이나이트 조직분율을 확보하기 어려워진다.When the boron content is less than 0.001% by weight, the effect of promoting bainite structure formation becomes insignificant, and when the boron content exceeds 0.004% by weight, boron, which has a high affinity with nitrogen and oxygen, forms oxides and nitrides in the dissolution process, so that hot Since borocarbides such as M 23 (CB) 6 or Fe 2 B are formed at the rolling or forging processing temperature to promote the formation of proeutectoid ferrite, it becomes difficult to secure the bainite tissue fraction.

특히, 로터리 칼날의 담금질 공정을 수행할 때 냉각속도가 느리면 결정입계에 보론 질화물이 형성되고, 생성된 질화물이 페라이트의 핵생성 사이트로 작용하여 제조된 로터리 칼날의 강도와 인성을 저하시키게 된다.In particular, if the cooling rate is slow when performing the quenching process of the rotary blade, boron nitride is formed at the grain boundary, and the produced nitride acts as a nucleation site of ferrite, thereby reducing the strength and toughness of the manufactured rotary blade.

따라서 보론 질화물의 생성을 방지하기 위하여 티타늄, 바나듐, 니오븀, 알루미늄 등을 첨가하여, 질소와 결합하지 않고 단독의 원자상태로 존재하는 유효 보론(effective Boron)량을 적절하게 확보하여야 한다.Therefore, in order to prevent the formation of boron nitride, titanium, vanadium, niobium, aluminum, etc. must be added to appropriately secure the effective amount of boron that exists in an atomic state without bonding with nitrogen.

6) 질소(N)6) Nitrogen (N)

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에는 질소가 0.004~0.015 중량% 함유되는데, 질소는 로터리 칼날용 강재에 함유되는 티타늄, 알루미늄 및 바나듐과 결합하여 탄질화물을 형성하고, 형성된 탄질화물이 오스테나이트 결정립을 미세화시켜 베이나이트 강재의 강도 및 인성을 향상시킨다.The steel for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention contains 0.004 to 0.015% by weight of nitrogen, and nitrogen is combined with titanium, aluminum and vanadium contained in the steel for a rotary blade to form carbonitride, , the formed carbonitride refines the austenite grains to improve the strength and toughness of the bainite steel.

이때, 질소 함량이 0.004 중량% 미만인 경우에는 베이나이트 강재의 강도 및 인성 향상 효과를 얻기 힘들고, 질소 함량이 0.015 중량%를 초과하는 경우 탄질화물이 조대화(coarsening)되어 열처리시 오스테나이트 결정립의 성장 억제력을 저하시킨다.At this time, when the nitrogen content is less than 0.004% by weight, it is difficult to obtain the effect of improving the strength and toughness of the bainite steel, and when the nitrogen content exceeds 0.015% by weight, the carbonitride is coarsened and the growth of austenite grains during heat treatment lowers deterrence.

또한, 함유되는 질소량에 비해 티타늄, 알루미늄 및 바나듐의 함유량이 부족한 경우 질소가 로터리 칼날용 강재 중에 고용되어 로터리 칼날의 인성을 크게 저하시키게 된다.In addition, when the content of titanium, aluminum and vanadium is insufficient compared to the amount of nitrogen contained, nitrogen is dissolved in the steel for a rotary blade to greatly reduce the toughness of the rotary blade.

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에는 상기 탄소, 실리콘, 망간, 크롬, 보론, 질소 외에 로터리 칼날 제조과정에서 뜨임 공정을 생략하기 위해 로터리 칼날용 강재 조직의 특성을 변화시키거나, 제조된 로터리 칼날의 강도 또는 인성 등의 성능 향상을 위하여 니켈, 구리, 몰리브덴, 티타늄, 바나듐, 니오븀 및 알루미늄 중 1성분 이상이 선택적으로 부가되어 함유될 수 있으며, 상기 선택적 부가 성분의 작용 및 함량을 설명하면 다음과 같다.In the steel for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention, in addition to the carbon, silicon, manganese, chromium, boron, and nitrogen, in order to omit the tempering process in the manufacturing process of the rotary blade, the characteristics of the steel structure for the rotary blade are One or more of nickel, copper, molybdenum, titanium, vanadium, niobium and aluminum may be selectively added and contained to change or improve the performance of the manufactured rotary blade, such as strength or toughness, The action and content will be described as follows.

1) 니켈(Ni)1) Nickel (Ni)

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에는 추가적으로 니켈이 0.003~0.2 중량% 함유될 수 있는데, 니켈은 강재의 소입성을 향상시켜 베이나이트 조직을 안정적으로 형성하게 하고, 제조된 로터리 칼날의 인성 감소 없이 강도를 증가시킬 수 있으며, 내식성을 향상시킨다.The steel for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention may additionally contain 0.003 to 0.2% by weight of nickel, and nickel improves the hardenability of the steel to stably form a bainite structure, It is possible to increase the strength without reducing the toughness of the manufactured rotary blade, and improve the corrosion resistance.

이때, 니켈 함량이 0.003 중량% 미만인 경우에는 로터리 칼날용 강재의 강도와 내식성 향상 효과 및 저온에서의 인성 확보 효과를 얻을 수 없으며, 니켈 함량이 0.2 중량%를 초과하는 경우 효과의 임계점에 도달하여 보다 향상된 효과를 얻지 못하고, 제조원가를 상승시킬 수 있다.At this time, if the nickel content is less than 0.003 wt%, the effect of improving the strength and corrosion resistance of the steel for rotary blades and the effect of securing toughness at low temperatures cannot be obtained, and when the nickel content exceeds 0.2 wt%, the critical point of the effect is reached and more An improved effect may not be obtained, and manufacturing cost may be increased.

2) 구리(Cu)2) Copper (Cu)

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에는 추가적으로 구리가 0.005~0.2 중량% 함유될 수 있는데, 고용강화 및 석출강화 효과에 따라 로터리 칼날의 인장 및 항복강도를 향상시키고, 부식저항을 향상시킨다.The steel for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention may additionally contain 0.005 to 0.2% by weight of copper. It improves the tensile and yield strength of the rotary blade according to the solid solution strengthening and precipitation strengthening effects, Improves corrosion resistance.

이때, 구리 함량이 0.005 중량% 미만인 경우에는 부식저항 개선효과가 미흡하고, 구리 함량이 0.2 중량%를 초과하는 경우 효과의 임계점에 도달하여 보다 향상된 효과를 얻지 못하며, 입계 편석시 녹는점이 낮아지면서 열간압연을 위한 가열로 장입시 결정입계 취화(embrittlement)되어 제조된 로터리 칼날의 표면흠 발생 또는 인성 저하를 유발할 수 있다.At this time, when the copper content is less than 0.005 wt%, the corrosion resistance improvement effect is insufficient, and when the copper content exceeds 0.2 wt%, the critical point of the effect is reached and a more improved effect is not obtained. When charging into a heating furnace for rolling, grain boundary embrittlement may cause surface defects or deterioration in toughness of the manufactured rotary blade.

3) 티타늄(Ti)3) Titanium (Ti)

본 발명의 실시 예에 따른 로터리 칼날용 강재에는 추가적으로 티타늄이 0.01~0.04 중량% 함유될 수 있는데, 티타늄은 보론이 첨가되는 베이나이트 강재 내의 질소와 결합하여 질소를 고정함으로써, 보론 질화물의 생성을 억제하여 원자상태의 유효 보론량을 확보할 수 있도록 한다.The steel for a rotary blade according to an embodiment of the present invention may additionally contain 0.01 to 0.04 wt% of titanium, and titanium is combined with nitrogen in the bainite steel to which boron is added to fix nitrogen, thereby suppressing the generation of boron nitride. Thus, it is possible to secure the effective amount of boron in the atomic state.

이때, 결정립 미세화 원소 화합물 중 가장 안정된 TiN은 고온에서 고용도가 낮고, 입자 성장속도가 느려 결정립 미세화에 기여할 수 있으며, 오스테나이트 결정립계를 고정화하여 오스테나이트 결정립 성장을 억제함으로써 오스테나이트 결정입도를 감소시킨다.At this time, TiN, the most stable of the grain refining element compounds, has a low solid solubility at high temperature and a slow grain growth rate, which can contribute to grain refinement. .

오스테나이트 결정입도 감소에 따라 베이나이트 변태 개시온도가 감소하면서 상부 베이나이트 형성을 감소시키고, 하부 베이나이트의 분율을 증가시키게 되며, 마르텐사이트의 생성을 억제하여 하부 베이나이트 조직분율을 보다 용이하게 확보할 수 있도록 하여 제조된 로터리 칼날의 인장강도 및 항복강도를 높일 수 있다.As the bainite transformation initiation temperature decreases as the austenite crystal grain size decreases, the formation of upper bainite is reduced, the fraction of lower bainite is increased, and the lower bainite tissue fraction is more easily secured by suppressing the formation of martensite. It is possible to increase the tensile strength and yield strength of the manufactured rotary blade.

이때, 티타늄 함량이 0.01 중량% 미만인 경우 상기 효과가 미미해지며, 티타늄 함량이 0.04 중량%를 초과하는 경우 향상 효과가 포화상태에 이르게 되어 향상된 효과를 나타내지 못하고, 제조된 로터리 칼날의 인성 저하를 발생시키게 된다.At this time, when the titanium content is less than 0.01% by weight, the effect becomes insignificant, and when the titanium content exceeds 0.04% by weight, the improvement effect reaches a saturated state and does not show the improved effect, and the toughness of the manufactured rotary blade is reduced. do.

4) 몰리브덴(Mo)4) Molybdenum (Mo)

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에는 추가적으로 몰리브덴이 0.01~0.5 중량% 함유될 수 있는데, 몰리브덴은 로터리 칼날용 강재의 소입성을 증가시켜 베이나이트 조직을 안정적으로 얻게 하고, 몰리브덴 탄화물이 결정입도를 미세화 하여 제조된 로터리 칼날의 강도 및 인성을 향상시킨다.The steel for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention may additionally contain 0.01 to 0.5 wt% of molybdenum, and molybdenum increases the hardenability of the steel for a rotary blade to obtain a bainite structure stably. And, molybdenum carbide improves the strength and toughness of the manufactured rotary blade by refining the grain size.

로터리 칼날의 열처리 냉각속도가 느린 경우 몰리브덴이 조대한 석출물을 분산시켜 제조된 로터리 칼날의 인성이 저하될 수 있으므로, 급속냉각을 통해 베이나이트와 마르텐사이트의 변태온도 저하에 의해 탄화물의 미세화 및 조직의 치밀화를 발생시켜 로터리 칼날의 인성을 증가시킬 수 있다.When the heat treatment cooling rate of the rotary blade is slow, the toughness of the rotary blade manufactured by dispersing the coarse precipitates of molybdenum may decrease. Densification can occur to increase the toughness of the rotary blade.

이때, 몰리브덴이 보론과 함께 함유되는 경우 냉각시 소입성이 제어되어 인장강도와 인성간 균형을 최적화할 수 있는데, 몰리브덴 함량이 0.01 중량% 미만인 경우 함유에 따른 효과가 미미해진다.At this time, when molybdenum is contained together with boron, hardenability is controlled during cooling to optimize the balance between tensile strength and toughness.

또한, 몰리브덴 함량이 0.5 중량%를 초과하는 경우 소입성이 필요 이상으로 증가되면서 마르텐사이트 생성율을 증가시키고, 향상 효과가 더 이상 증가하지 않는 포화상태에 이르게 된다. In addition, when the molybdenum content exceeds 0.5% by weight, the hardenability is increased more than necessary and the martensite production rate is increased, and a saturation state is reached in which the improvement effect is no longer increased.

특히, 보론과 몰리브덴은 고가의 원소이므로 필요 이상의 함량이 함유되면 로터리 칼날의 생산비용이 크게 증가하게 되므로 필요량 이상을 함유하지 않는 것이 바람직하다.In particular, since boron and molybdenum are expensive elements, it is preferable not to contain more than the necessary amount because the production cost of the rotary blade is greatly increased if the content is more than necessary.

5) 바나듐(V)5) Vanadium (V)

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에는 추가적으로 바나듐이 0.01~0.04 중량% 함유될 수 있는데, 바나듐은 강재 내의 탄소와 결합하여 형성한 미세 탄화물을 통해 로터리 칼날용 강재의 강도를 향상시키고, 900℃ 이상의 온도에서 바나듐 탄질화물(VC,VCN)을 형성하여 오스테나이트 상의 결정립 성장을 방지하여 적정 베이나이트 조직을 확보하기 위한 소입성 제어에 중요한 역할을 한다.The steel for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention may additionally contain 0.01 to 0.04 wt % of vanadium, and vanadium is formed by combining with carbon in the steel to form fine carbides in the steel for a rotary blade. It plays an important role in hardenability control to secure an appropriate bainite structure by improving strength and preventing grain growth of austenite phase by forming vanadium carbonitride (VC, VCN) at a temperature of 900°C or higher.

바나듐은 로터리 칼날용 강재가 냉각되는 동안 페라이트 조직 내부에 바나듐 탄질화물의 미세 석출물을 형성하면서 석출강화 및 분산강화를 통해 제조된 로터리 칼날의 강도를 향상시킨다. Vanadium improves the strength of the manufactured rotary blade through precipitation strengthening and dispersion strengthening while forming fine precipitates of vanadium carbonitride inside the ferrite structure while the steel for rotary blade is cooled.

특히, 바나듐 탄질화물의 미세 석출물은 고온에서 불안정하므로 바나듐 탄질화물의 미세 석출물을 형성하기 위해서는 냉각속도 조절이 매우 중요하며, 로터리 칼날용 강재의 강도 향상 정도는 강재내 탄소 함유량 및 냉각속도에 따라 변화한다.In particular, since fine precipitates of vanadium carbonitride are unstable at high temperatures, it is very important to control the cooling rate to form fine precipitates of vanadium carbonitride. do.

이때, 바나듐의 함유량이 0.01 중량%보다 낮으면 바나듐 함유에 따른 효과발생이 미미하게 되고, 바나듐의 함유량이 0.04 중량%를 초과하는 경우 향상 효과가 더 이상 증가하지 않는 포화상태에 이르게 된다.At this time, when the content of vanadium is lower than 0.01 wt %, the effect caused by the vanadium content is insignificant, and when the content of vanadium exceeds 0.04 wt %, the improvement effect does not increase any more, and the saturation state is reached.

특히, 과도한 바나듐 함유량에 따라 조대한 탄질화물이 형성되면 제조된 로터리 칼날의 인성이 저하되고, 강재가 취화되므로 적정 함량 범위를 벋어나지 않도록 함유하는 것이 바람직하다.In particular, when coarse carbonitride is formed according to an excessive amount of vanadium, the toughness of the manufactured rotary blade is lowered and the steel is brittle.

6) 니오븀(Nb)6) Niobium (Nb)

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에는 추가적으로 니오븀이 0.01~0.04 중량% 함유될 수 있는데, 니오븀은 로터리 칼날의 압연 또는 단조 등 열간 성형 과정 중 니오븀 탄질화물(NbC, NbN)이 입계에 석출되면서 고정효과가 나타나 결정립을 미세화하고, 베이나이트 조직의 강도 및 인성을 향상시킬 수 있다.The steel material for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention may additionally contain 0.01 to 0.04% by weight of niobium, and niobium is niobium carbonitride (NbC, As NbN) precipitates at the grain boundary, a fixing effect appears to refine the grains, and the strength and toughness of the bainite structure can be improved.

이때, 니오븀의 함량이 0.01 중량% 미만으로 함유되는 경우 니오븀 탄질화물로 인한 고정효과 및 탄소함량을 낮출때 동반하는 소입성 향상효과를 보상하기 어렵고, 베이나이트 변태가 용이하지 못하게 되며, 니오븀의 함량이 0.04 중량%를 초과하는 경우에는 조대한 니오븀 탄질화물이 형성되면서 베이나이트 조직의 인성이 저하될 수 있으므로 적정량의 니오븀을 함유하는 것이 바람직하다.At this time, when the content of niobium is less than 0.01% by weight, it is difficult to compensate for the fixing effect due to niobium carbonitride and the effect of improving hardenability accompanied by lowering the carbon content, bainite transformation is not easy, and the content of niobium When it exceeds 0.04 wt%, it is preferable to contain an appropriate amount of niobium because coarse niobium carbonitride may be formed and the toughness of the bainite structure may be reduced.

7) 알루미늄(Al)7) Aluminum (Al)

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에는 추가적으로 알루미늄이 0.001~0.01 중량% 함유될 수 있는데, 알루미늄은 알루미늄 산화물을 형성하면서 로터리 칼날용 강재 내에 함유된 산소를 제거하는 강력한 탈산제로 작용하고, 질소와 결합하여 베이나이트 결정립을 미세화 시키는 역할을 한다.The steel for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention may additionally contain 0.001 to 0.01% by weight of aluminum. Aluminum is a powerful element that removes oxygen contained in the steel for a rotary blade while forming aluminum oxide. It acts as a deoxidizer and combines with nitrogen to refine bainite grains.

이때, 알루미늄의 함량이 0.001 중량% 미만으로 함유되는 경우 탈산작용 또는 베이나이트 결정립 미세화 작용 효과가 줄어들어 바람직하지 않고, 알루미늄의 함량이 0.01 중량%를 초과하는 경우 알루미늄 산화물성 비금속 개재물 양이 증가하게 되어 제조된 로터리 칼날의 인성 저하 또는 로터리 칼날용 강재의 주조시 노즐막힘 현상 발생 등의 원인이 될 수 있다.At this time, when the content of aluminum is less than 0.001 wt%, the effect of deoxidation or bainite grain refining action is reduced, which is undesirable, and when the content of aluminum exceeds 0.01 wt%, the amount of aluminum oxide non-metallic inclusions increases. It may cause deterioration of the toughness of the manufactured rotary blade or the occurrence of nozzle clogging during casting of steel for rotary blades.

또한, 본 발명의 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재는 0.003 중량% 이하의 산소(O)와, 0.01 중량% 이하의 인(P) 및 0.01 중량% 이하의 황(S)을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the steel for a rotary blade for omitting the tempering process of the present invention contains oxygen (O) of 0.003% by weight or less, phosphorus (P) of 0.01% by weight or less, and sulfur (S) of 0.01% by weight or less desirable.

구체적으로 인은 입계(래스간 영역)에 편석되어 로터리 칼날용 강재의 인성을 떨어뜨린다.Specifically, phosphorus is segregated at the grain boundary (inter-lath region) to reduce the toughness of the steel for rotary blades.

또한, 황은 로터리 칼날용 강재의 제강시 망간 및 철과 결합하여 베이나이트 강재의 인성을 저하시키는 유화물(MnS) 및 철화물(FeS)을 형성하게 되는데, 유화물은 열간가공시 연신되면서 강의 이방성을 증대시켜 로터리 칼날용 강재의 기계적 성질을 저하시키고, 철화물은 낮은 용융점에 의해 열간 또는 냉간가공시 조성물내 함유된 개재물(이물질)에 의한 표면 결함 발생 경로가 된다.In addition, sulfur is combined with manganese and iron during steel making for rotary blades to form emulsions (MnS) and iron oxides (FeS) that reduce the toughness of bainite steels, and the emulsions increase the anisotropy of steel while stretching during hot working This reduces the mechanical properties of the steel for rotary blades, and the iron oxide becomes a path for surface defects due to inclusions (foreign substances) contained in the composition during hot or cold working due to its low melting point.

또한, 산소는 로터리 칼날용 강재의 산화성 원소와 결합하여 비금속 개재물을 형성함으로써 베이나이트 강재의 기계적 성질 및 피로 특성을 저해하므로, 상기 함량을 초과하여 함유되지 않도록 하는 것이 바람직하다.In addition, oxygen is combined with the oxidizing element of the rotary blade steel to form non-metallic inclusions, thereby inhibiting the mechanical properties and fatigue properties of the bainite steel, so it is preferable not to contain in excess of the above content.

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에서 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)를 포함하는 경우 0.25~0.6 wt% 범위를 만족하는 탄소 당량(equivalent)을 형성하는 것이 바람직하다.In the case of containing molybdenum (Mo), nickel (Ni) and copper (Cu) in the steel for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention, carbon equivalent satisfying the range of 0.25 to 0.6 wt% (equivalent) It is preferable to form

탄소 당량은 아래의 공식에 의해 도출된다.The carbon equivalent is derived by the formula below.

탄소 당량(wt%) = C + Mn/6 + (Cr + Mo)/5 + (Ni + Cu)/15Carbon equivalent (wt%) = C + Mn/6 + (Cr + Mo)/5 + (Ni + Cu)/15

탄소 당량이 0.25(wt%) 미만인 경우, 특히 0.20(wt%)이하의 탄소 당량에서 로터리 칼날의 생산과정 중 급속냉각 수행시 로터리 칼날용 강재의 조직이 페라이트와 펄라이트로 변태함에 따라 베이나이트 조직을 확보하기 어렵고, 도 3a에서 도시하는 바와 같이 CCT곡선이 단시간측으로 이동하면서 상부 베이나이트 조직분율이 증가하게 된다.When the carbon equivalent is less than 0.25 (wt%), especially at the carbon equivalent of 0.20 (wt%) or less, when the rapid cooling is performed during the production process of the rotary blade, the structure of the steel for rotary blade is transformed into ferrite and pearlite, resulting in a bainite structure It is difficult to secure, and as the CCT curve moves to the short-time side as shown in FIG. 3a, the upper bainite tissue fraction increases.

또한, 탄소 당량이 0.6(wt%)를 초과하는 경우 도 3c에서 도시하는 바와 같이 CCT곡선이 장시간측으로 이동하면서 마르텐사이트 생성량이 증가하여 베이나이트 생성량이 감소하고, 망간의 함유에 따른 효과가 감소하게 된다.In addition, when the carbon equivalent exceeds 0.6 (wt%), as shown in FIG. 3c, as the CCT curve moves to the long-time side, the amount of martensite production increases, the amount of bainite production decreases, and the effect of the content of manganese decreases. do.

이때, 베이나이트 미세조직의 구성인자 중 상변태 후 결정입계에 분포하는 잔류 오스테나이트는 제조된 로터리 칼날의 항복강도를 크게 저하시키게 되는데, 로터리 칼날의 연속냉각에 의한 담금질 수행시 제조된 로터리 칼날의 항복강도를 저하시키지 않는 탄소 당량과 잔류 오스테나이트량간의 상관 관계를 연구한 결과 도 4의 그래프에서 도시하는 바와 같은 한계조건을 얻을 수 있었다.At this time, among the constituent factors of the bainite microstructure, retained austenite distributed at grain boundaries after phase transformation greatly reduces the yield strength of the manufactured rotary blade. Yield of the manufactured rotary blade during quenching by continuous cooling of the rotary blade As a result of studying the correlation between the amount of carbon equivalent and the amount of retained austenite that does not lower the strength, the limit conditions as shown in the graph of FIG. 4 were obtained.

구체적으로 도 4의 그래프에서 파선으로 표시된 사각 박스의 범위 내에 해당하는 5 vol% 이하의 잔류 오스테나이트량과 0.25~0.6(wt%)의 탄소 당량을 유지했을 때 제조된 로터리 칼날의 항복강도가 저하되지 않는다.Specifically, when the amount of retained austenite of 5 vol% or less and the carbon equivalent of 0.25 to 0.6 (wt%) corresponding to the range of the square box indicated by the broken line in the graph of FIG. 4 is maintained, the yield strength of the manufactured rotary blade decreases doesn't happen

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에서 티타늄(Ti), 바나듐(V), 니오븀(Nb) 및 알루미늄(Al)으로 이루어지는 미량합금 첨가상수가 0.8~1.0 사이의 범위를 만족하는 것이 바람직하며, 상기 미량합금 첨가상수는 아래의 공식으로 표현될 수 있다.In the steel for rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention, the minor alloy addition constant made of titanium (Ti), vanadium (V), niobium (Nb) and aluminum (Al) is in the range of 0.8 to 1.0 is preferably satisfied, and the microalloy addition constant can be expressed by the following formula.

미량합금 첨가상수 = (1.15Ti + 0.99V + 0.58Nb + 1.99Al) / 7.66NTrace alloy addition constant = (1.15Ti + 0.99V + 0.58Nb + 1.99Al) / 7.66N

미량합금 첨가상수가 0.8 미만인 경우 보론 첨가에 따른 효과가 저하되어 베이나이트 조직을 확보하기 어려워지며, 미량합금 첨가상수가 1.0을 초과하는 경우 보론 첨가에 따른 효과가 포화상태에 이르고, 조대한 탄질화물이 형성되면서 제조된 로터리 칼날의 인성을 저하시킬 수 있다.If the microalloy addition constant is less than 0.8, the effect of boron addition is lowered, making it difficult to secure a bainite structure. As this is formed, the toughness of the manufactured rotary blade may be reduced.

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재에서 티타늄(Ti), 바나듐(V), 니오븀(Nb) 및 알루미늄(Al)을 포함하는 경우 7~20 ppm 범위를 만족하는 유효 보론량(effective Boron)을 형성하는 것이 바람직하다.In the case of including titanium (Ti), vanadium (V), niobium (Nb) and aluminum (Al) in the steel for rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention, effective to satisfy the range of 7 to 20 ppm It is desirable to form an effective Boron.

유효 보론량은 아래의 공식에 의해 도출된다.The effective amount of boron is derived by the formula below.

유효 보론량(ppm) = [{5.25B - (7.66N2 - 1.15Ti + 0.99V + 0.58Nb + 1.99Al)/5.25}] x 10000Effective boron amount (ppm) = [{5.25B - (7.66N 2 - 1.15Ti + 0.99V + 0.58Nb + 1.99Al)/5.25}] x 10000

로터리 칼날용 강재내 유효 보론량과 제조된 로터리 칼날의 이상적인 베이나이트 결정립 크기의 관계 도 5의 그래프와 같이 나타나는데, 그래프의 파선으로 표시된 박스 범위 내의 유효 보론 함유량에서 페라이트 변태를 가장 효과적으로 지연시켜 안정적인 베이나이트 변태를 유도할 수 있도록 하며, 도 5의 파선 박스 내에 형성된 유효 보론 함유량에 따른 유효 보론량을 상기 공식을 통해 구하면, 7~20 ppm 의 범위 값을 얻을 수 있다.The relationship between the effective amount of boron in the steel for rotary blade and the ideal bainite grain size of the manufactured rotary blade is shown as the graph of FIG. A value in the range of 7 to 20 ppm can be obtained by obtaining the effective amount of boron according to the effective boron content formed in the broken line box of FIG. 5 through the above formula to induce night transformation.

이때, 유효 보론량이 7 ppm 미만인 경우에는 보론 첨가효과가 미미해지고, 유효 보론량이 20 ppm을 초과하는 경우에는 로터리 칼날용 강재의 소입성이 감소하면서 베이나이트 조직을 확보하기 어려워진다.At this time, when the effective amount of boron is less than 7 ppm, the effect of adding boron becomes insignificant, and when the effective amount of boron exceeds 20 ppm, it becomes difficult to secure the bainite structure while the hardenability of the steel for rotary blade decreases.

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날의 생산과정 중 급속냉각 수행시 로터리 칼날 내부에 형성되는 베이나이트 조직의 탄화물 분율이 1.22~5.78의 범위 내에서 형성되는 것이 바람직하며, 베이나이트 탄화물 분율은 아래의 공식을 통해 도출된다.It is preferable that the carbide fraction of the bainite structure formed inside the rotary blade is formed within the range of 1.22 to 5.78 when the rapid cooling is performed during the production process of the rotary blade for omitting the tempering process according to the embodiment of the present invention. The nite carbide fraction is derived from the formula below.

베이나이트 탄화물 분율 = (탄소첨가량 - 0.02) x 15.2Bainite Carbide Fraction = (Carbon Addition - 0.02) x 15.2

급속냉각을 수행한 로터리 칼날용 강재의 베이나이트 조직내 탄화물 분율이 1.22 미만인 경우 제조된 로터라 칼날의 내마모 성능을 확보하기 어려우며, 탄화물 분율이 5.78을 초과하는 경우 제조된 로터라 칼날의 내마모 성능을 향상시킬 수 있으나, 탄화물 분율을 높이기 위해 강재내 첨가되는 탄화물 형성 원소의 첨가량도 함께 증가시켜여야 하기 때문에 제조원가의 상승을 초래할 수 있어 바람직하지 않다.If the carbide fraction in the bainite structure of the steel for rotary blades subjected to rapid cooling is less than 1.22, it is difficult to secure the wear resistance performance of the manufactured rotor blades, and if the carbide fraction exceeds 5.78, the wear resistance of the manufactured rotor blades Although the performance can be improved, the amount of the carbide-forming element added in the steel must also be increased in order to increase the carbide fraction, which is undesirable because it can lead to an increase in manufacturing cost.

또한, 로터리 칼날용 강재는 Hv410~525 범위의 경도와, 135~185kg/mm2 범위의 인장강도와, 100~140kg/mm2 범위의 항복강도와, 0.65~0.75 범위의 항복비와, 30~50% 범위의 단면감소율과, 11~16% 범위의 연신율 및 30~75J/cm2 범위의 상온 충격인성을 가지는 기계적 성질을 만족한다.In addition, the steel for rotary blades has a hardness in the range of Hv410 to 525, and a hardness in the range of 135 to 185 kg/mm 2 Tensile strength, yield strength in the range of 100 to 140 kg/mm 2 , yield ratio in the range of 0.65 to 0.75, reduction in area in the range of 30 to 50%, elongation in the range of 11 to 16% and elongation in the range of 30 to 75 J/cm 2 It satisfies the mechanical properties with room temperature impact toughness.

본 발명의 실시 예에 따른 뜨임 공정을 생략하기 위한 로터리 칼날용 강재를 이용하여 로터리 칼날을 제조하는 방법은 다음과 같다.A method of manufacturing a rotary blade using a steel material for a rotary blade for omitting the tempering process according to an embodiment of the present invention is as follows.

로터리 칼날용 강재가 형성되면 판재 형상으로 열간 압연을 수행하고, 판재 형상으로 가공된 강재를 가열한 후 압연 또는 단조가공을 통해 로터리 칼날 형상을 형성하는 열간 성형 공정을 수행하게 되며, 담금질 공정을 통해 급속 냉각하여 로터리 칼날의 강재내 베이나이트 조직분율을 90%이상 형성시킨다.When the steel for the rotary blade is formed, hot rolling is performed in the shape of a plate, and the steel processed in the shape of the plate is heated, and then a hot forming process is performed to form the shape of the rotary blade through rolling or forging. Rapid cooling forms 90% or more of the bainite tissue fraction in the steel of the rotary blade.

이때, 열간 성형 공정 수행을 위한 강재 가열은 A3 변태점으로부터 1050℃ 이하의 온도 범위 내에서 분위기(atmosphere)가열 또는 유도가열(induction heating)에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the heating of the steel for performing the hot forming process is performed by atmospheric heating or induction heating within a temperature range of 1050° C. or less from the A3 transformation point.

또한, 열간 성형을 위한 가열 온도가 Ac3 변태점 미만인 경우에는 이상역 페라이트가 석출되면서 베이나이트 생성 분율이 감소하게 되고, 생성된 베이나이트에서 상부 베이나이트가 차지하는 분율이 증가하게 되며, 재가열 온도가 1050℃를 초과하는 경우에는 결정립이 조대화 되어 제조된 로터리 칼날의 인성을 확보하기 어려워진다.In addition, when the heating temperature for hot forming is less than the Ac3 transformation point, the bainite generation fraction decreases as abnormal ferrite is precipitated, and the fraction occupied by the upper bainite in the generated bainite increases, and the reheating temperature is 1050° C. If it exceeds, it becomes difficult to secure the toughness of the manufactured rotary blade as the grains are coarsened.

담금질 과정에서 로터리 칼날의 급속냉각은 가열된 로터리 칼날이 상온에 도달할때까지 20~150℃/sec의 냉각속도로 이루어지는데, 도 6의 그래프에서 도시하는 바와 같이 20℃/sec 미만의 냉각속도에서는 페라이트 또는 펄라이트 변태가 발생하면서 베이나이트의 조직을 확보하기 어려워지고, 이에 따라 제조된 로터리 칼날에 높은 인성을 확보하기 어려워진다.Rapid cooling of the rotary blade in the quenching process is made at a cooling rate of 20 ~ 150 ℃ / sec until the heated rotary blade reaches room temperature, as shown in the graph of Figure 6, the cooling rate of less than 20 ℃ / sec In the ferrite or pearlite transformation occurs, it becomes difficult to secure the structure of bainite, and thus it becomes difficult to secure high toughness of the manufactured rotary blade.

또한, 150℃/sec를 초과하는 냉각속도에서는 베이나이트의 조직의 확보 향상 효과가 포화상태에 이르고, 빠르게 냉각되는 로터리 칼날 표면부와 상대적으로 느리게 냉각되는 로터리 칼날 중심부간 냉각속도 차이에 의해 제조된 로터리 칼날의 형상변형이 발생할 수 있어 바람직하지 않다.In addition, at a cooling rate exceeding 150 ° C / sec, the effect of securing the structure of bainite reaches a saturated state, It is undesirable because shape deformation of the rotary blade may occur.

성분 조성에 따른 로터리 칼날용 강재의 기계적 성질을 비교하면 아래의 표와 같다.The table below compares the mechanical properties of the steel for rotary blades according to the component composition.

시험예에 따른 로터리 칼날용 강재들은 각각 잉곳(ingot)으로 주조후 열간 압연 및 냉각을 수행하였으며, 전 강재의 압연비는 80%이상으로 하였다.The steel materials for the rotary blade according to the test example were each cast into an ingot and then hot rolled and cooled, and the rolling ratio of all steel materials was 80% or more.

또한, 제1~12 시험예는 900~1050℃의 온도로 1시간 동안 가열한 뒤 20~150℃/sec의 속도로 냉각하였고, 제13~24 시험예는 900~1050℃의 온도로 1시간 동안 가열한 뒤 70℃/sec의 속도로 냉각하였다. In addition, Test Examples 1 to 12 were heated at a temperature of 900 to 1050 ° C for 1 hour and then cooled at a rate of 20 to 150 ° C / sec, and Test Examples 13 to 24 were heated to a temperature of 900 to 1050 ° C for 1 hour. After heating for a while, it was cooled at a rate of 70 °C/sec.

시험예 별 로터리 칼날용 강재의 성분 조성 Component composition of steel for rotary blades by test example 시험예test example 성분 조성(%)Ingredient composition (%) CC SiSi MnMn CrCr BB NiNi CuCu MoMo TiTi VV NbNb AlAl N2 N 2 1One 0.10.1 1One 1One 0.40.4 0.00180.0018 0.050.05 0.0190.019 0.50.5 0.0250.025 0.0250.025 00 00 0.0070.007 22 0.120.12 0.60.6 0.30.3 0.10.1 0.00250.0025 0.0120.012 0.0160.016 0.30.3 0.020.02 0.010.01 0.010.01 0.0050.005 0.0070.007 33 0.10.1 0.10.1 0.30.3 0.70.7 0.00380.0038 0.0110.011 0.0210.021 0.20.2 0.0310.031 0.030.03 0.0290.029 0.0090.009 0.0150.015 44 0.20.2 0.20.2 0.490.49 0.310.31 0.0020.002 0.150.15 0.090.09 0.10.1 0.0340.034 0.0140.014 0.010.01 0.0010.001 0.0080.008 55 0.170.17 0.60.6 0.50.5 0.30.3 0.00150.0015 0.150.15 0.090.09 0.050.05 0.0150.015 0.010.01 0.010.01 0.010.01 0.0070.007 66 0.230.23 0.60.6 0.50.5 0.70.7 0.00130.0013 0.0150.015 0.020.02 0.10.1 0.030.03 0.0240.024 0.020.02 0.010.01 0.01180.0118 77 0.30.3 1One 0.10.1 0.10.1 0.00150.0015 0.0130.013 0.0180.018 0.050.05 0.0150.015 0.0080.008 0.0080.008 00 0.0040.004 88 0.250.25 0.60.6 0.70.7 0.10.1 0.00150.0015 0.090.09 0.050.05 0.050.05 0.010.01 0.020.02 00 0.010.01 0.0070.007 99 0.30.3 0.10.1 0.10.1 0.20.2 0.0040.004 0.080.08 0.0040.004 0.10.1 0.030.03 0.020.02 0.020.02 0.010.01 0.0130.013 1010 0.330.33 0.10.1 0.80.8 0.60.6 0.0020.002 00 00 0.050.05 0.020.02 0.010.01 0.010.01 0.0050.005 0.0070.007 1111 0.340.34 0.150.15 1.291.29 0.130.13 0.0020.002 0.050.05 0.0190.019 0.080.08 0.0290.029 0.020.02 00 00 0.0070.007 1212 0.40.4 0.10.1 0.50.5 0.50.5 0.00350.0035 0.0030.003 0.0080.008 0.010.01 0.0190.019 0.010.01 0.0090.009 0.0090.009 0.0090.009 1313 0.10.1 1One 0.20.2 0.10.1 0.0030.003 0.010.01 0.0050.005 0.050.05 0.030.03 0.0150.015 0.0150.015 0.0010.001 0.0080.008 1414 0.10.1 0.60.6 0.20.2 0.10.1 0.0020.002 0.030.03 0.0190.019 0.050.05 0.0220.022 0.020.02 0.020.02 00 0.0080.008 1515 0.10.1 0.10.1 0.20.2 0.10.1 0.0020.002 0.040.04 0.0190.019 0.10.1 0.020.02 0.010.01 0.010.01 0.0030.003 0.0070.007 1616 0.20.2 0.70.7 0.10.1 0.10.1 0.0040.004 0.0090.009 0.0190.019 0.050.05 0.020.02 0.010.01 0.010.01 00 0.0050.005 1717 0.130.13 0.60.6 0.20.2 0.50.5 0.0010.001 0.0090.009 0.0190.019 0.30.3 0.010.01 0.010.01 0.010.01 0.0040.004 0.0050.005 1818 0.350.35 0.10.1 0.60.6 0.50.5 0.0030.003 0.0090.009 0.0190.019 0.10.1 0.010.01 00 0.010.01 0.0070.007 0.0060.006 1919 0.350.35 1One 1.31.3 0.70.7 0.00350.0035 0.0090.009 0.0190.019 0.050.05 0.030.03 0.0150.015 0.0150.015 0.0010.001 0.0080.008 2020 0.330.33 0.60.6 1One 0.80.8 0.00190.0019 0.0090.009 0.0190.019 0.10.1 0.0260.026 0.010.01 0.0010.001 0.0020.002 0.0070.007 2121 0.40.4 0.10.1 1One 0.40.4 0.0020.002 0.0090.009 0.0190.019 0.40.4 0.030.03 0.010.01 0.0150.015 0.0020.002 0.0080.008 2222 0.10.1 1One 0.20.2 0.10.1 0.00330.0033 0.010.01 0.0050.005 0.050.05 0.030.03 0.030.03 0.020.02 0.010.01 0.0080.008 2323 0.20.2 0.70.7 0.10.1 0.10.1 0.0040.004 0.0090.009 0.0190.019 0.050.05 0.030.03 0.020.02 0.020.02 00 0.0050.005 2424 0.330.33 0.60.6 1One 0.80.8 0.00350.0035 0.0090.009 0.0190.019 0.10.1 0.030.03 0.020.02 0.020.02 0.010.01 0.0070.007

시험예 별 로터리 칼날용 강재의 가열 및 냉각 조건에 따른 조직형성Tissue formation according to heating and cooling conditions of rotary blade steel for each test example 탄소당량carbon equivalent 미량합금 첨가상수Trace alloy addition constant 유효보론
(ppm)
valid boron
(ppm)
가열온도
(℃)
heating temperature
(℃)
냉각속도
(℃/sec)
cooling rate
(℃/sec)
베이나이트
(vol%)
bainite
(vol%)
하부
베이나이트
(vol%)
bottom
bainite
(vol%)
베이나이트
탄화물 분율
(vol%)
bainite
Carbide fraction
(vol%)
1One 0.450.45 1.001.00 17.817.8 10501050 150150 9595 7575 1.221.22 22 0.250.25 0.910.91 15.515.5 970970 150150 9595 8080 1.521.52 33 0.330.33 0.870.87 9.89.8 900900 150150 9595 8585 1.221.22 44 0.380.38 0.990.99 19.019.0 10001000 100100 9595 7575 2.742.74 55 0.340.34 0.990.99 13.513.5 970970 7070 9595 7070 2.282.28 66 0.480.48 0.990.99 11.811.8 10001000 5050 9595 6565 3.193.19 77 0.350.35 0.970.97 13.413.4 950950 100100 9595 7575 4.264.26 88 0.410.41 0.950.95 10.410.4 950950 100100 9595 8080 3.503.50 99 0.380.38 0.860.86 13.813.8 10001000 100100 9595 7575 4.264.26 1010 0.590.59 0.910.91 10.510.5 950950 2020 9595 7575 4.714.71 1111 0.600.60 0.990.99 19.119.1 10501050 2020 9595 7070 4.864.86 1212 0.590.59 0.800.80 9.39.3 970970 2020 9595 7575 5.785.78 1313 0.160.16 0.980.98 27.627.6 970970 7070 5050 1010 0.610.61 1414 0.170.17 0.930.93 11.311.3 900900 7070 7070 3030 0.850.85 1515 0.180.18 0.830.83 3.03.0 950950 7070 5050 2020 0.610.61 1616 0.250.25 0.910.91 33.733.7 10501050 7070 3030 1010 0.820.82 1717 0.330.33 0.920.92 4.04.0 950950 7070 3030 1010 0.500.50 1818 0.570.57 0.680.68 1.91.9 950950 7070 3030 1010 0.500.50 1919 0.720.72 0.980.98 32.632.6 950950 7070 3030 1010 1.501.50 2020 0.680.68 0.830.83 1.41.4 950950 7070 3030 1010 1.411.41 2121 0.730.73 0.930.93 12.012.0 950950 7070 1010 55 0.580.58 2222 0.160.16 1.561.56 33.033.0 900900 7070 3030 1515 0.360.36 2323 0.250.25 1.721.72 40.040.0 900900 7070 3030 1515 0.820.82 2424 0.680.68 1.601.60 35.035.0 900900 7070 3030 1515 1.411.41

시험예 별 로터리 칼날용 강재의 기계적 성질 및 내마모특성Mechanical properties and abrasion resistance of steel for rotary blades by test example 잔류
오스테나이트
(vol%)
residual
austenite
(vol%)
기계적 성질mechanical properties 내구특성Durability
경도
(Hv)
Hardness
(Hv)
인장강도
(kg/㎟)
tensile strength
(kg/㎟)
항복강도
(kg/㎟)
yield strength
(kg/㎟)
항복비
(YS/TS)
yield ratio
(YS/TS)
단면감소율
(%)
section reduction rate
(%)
연신율
(%)
elongation
(%)
상온
충격인성
(J/㎠)
room temperature
impact toughness
(J/cm2)
때림
마모량
(%)
beating
wear
(%)
토사
마모량
(%)
soil
wear
(%)
1One 4.54.5 440440 150150 106106 0.710.71 5050 1515 6565 0.60.6 0.080.08 22 0.80.8 410410 135135 9494 0.690.69 5050 1616 7575 0.80.8 0.110.11 33 1.31.3 430430 145145 102102 0.700.70 5050 1515 7070 0.60.6 0.090.09 44 1.81.8 450450 151151 112112 0.750.75 4545 1414 7070 0.60.6 0.070.07 55 0.80.8 435435 145145 108108 0.740.74 5050 1515 6565 0.60.6 0.080.08 66 44 470470 160160 116116 0.730.73 4040 1414 6060 0.50.5 0.070.07 77 1.51.5 430430 145145 106106 0.730.73 4646 1313 3535 0.60.6 0.080.08 88 22 455455 155155 115115 0.740.74 4646 1313 6060 0.60.6 0.070.07 99 1.81.8 440440 150150 111111 0.740.74 4646 1313 6060 0.60.6 0.080.08 1010 1.81.8 510510 181181 129129 0.710.71 3535 1212 4040 0.40.4 0.040.04 1111 44 525525 185185 132132 0.710.71 3030 1111 5050 0.40.4 0.040.04 1212 44 515515 181181 129129 0.710.71 3030 1212 3030 0.40.4 0.040.04 1313 00 280280 9090 6060 0.670.67 5050 1515 6060 4.04.0 0.550.55 1414 00 310310 100100 7070 0.700.70 5050 1515 5555 3.83.8 0.510.51 1515 00 280280 9090 6060 0.670.67 5050 1515 7070 3.03.0 0.40.4 1616 1One 370370 125125 8080 0.640.64 5050 1717 7575 2.62.6 0.340.34 1717 1.31.3 372372 120120 8080 0.670.67 5050 1717 7070 2.72.7 0.360.36 1818 4.24.2 372372 125125 7575 0.600.60 5050 1717 55 2.62.6 0.350.35 1919 5.25.2 510510 120120 9090 0.750.75 1010 33 55 2.72.7 0.360.36 2020 66 570570 170170 130130 0.760.76 3030 1515 44 1.51.5 0.20.2 2121 88 550550 190190 180180 0.950.95 1010 33 33 1.31.3 0.170.17 2222 00 310310 100100 7070 0.700.70 6060 1515 6565 3.83.8 0.510.51 2323 1One 315315 110110 7070 0.640.64 5050 1717 6060 3.73.7 0.490.49 2424 66 515515 180180 150150 0.830.83 1010 33 55 1.41.4 0.190.19

아래의 표 4 및 5의 비교대상 로터리 칼날용 강재는 통상적으로 농기계용 로터리 칼날 제조에 적용되는 강재로, 930~970℃ 범위에서 1시간동안 가열 후 담금질한 다음, 420~470℃ 범위에서 1시간동안 뜨임 처리를 행하였다.The comparative steel for rotary blades in Tables 4 and 5 below is a steel typically applied to the manufacture of rotary blades for agricultural machinery, and is heated and quenched at 930~970℃ for 1 hour, then at 420~470℃ for 1 hour During the tempering treatment was performed.

비교대상 로터리 칼날용 강재의 성분 조성Component composition of comparative steel for rotary blades 비교예comparative example 성분 조성(%)Ingredient composition (%) CC SiSi MnMn CrCr BB NiNi CuCu MoMo TiTi VV NbNb AlAl N2 N 2 SUP9SUP9 0.560.56 0.230.23 0.760.76 0.750.75 00 0.0090.009 0.0190.019 00 0.0020.002 0.0020.002 0.0020.002 0.0010.001 0.0070.007 SUP9ASUP9A 0.590.59 0.250.25 0.850.85 0.860.86 00 0.0030.003 0.0030.003 00 0.0030.003 0.0020.002 0.0030.003 0.0010.001 0.0080.008 SUP9DSUP9D 0.580.58 0.250.25 0.840.84 0.840.84 00 0.0090.009 0.0180.018 00 0.0020.002 0.0010.001 0.0320.032 0.0010.001 0.0060.006 SUP11ASUP11A 0.600.60 0.250.25 0.820.82 0.860.86 0.00110.0011 0.090.09 0.0180.018 00 0.010.01 0.0060.006 0.0050.005 0.0010.001 0.0060.006

비교대상 로터리 칼날용 강재의 기계적 성질 및 내마모성Mechanical properties and wear resistance of comparative rotary blade steel 잔류
오스테
나이트
(vol%)
residual
Auste
Night
(vol%)
기계적 성질mechanical properties 내마모성wear resistance
경도
(Hv)
Hardness
(Hv)
인장
강도
(kg/㎟)
Seal
burglar
(kg/㎟)
항복
강도
(kg/㎟)
surrender
burglar
(kg/㎟)
항복비
(YS/TS)
yield ratio
(YS/TS)
단면
감소율
(%)
section
decrease rate
(%)
연신율
(%)
elongation
(%)
상온
충격
인성
(J/㎠)
room temperature
Shock
tenacity
(J/cm2)
탄화물분율
(vol%)
Carbide fraction
(vol%)
때림
마모량
(%)
beating
wear
(%)
토사
마모량
(%)
soil
wear
(%)
SUP9SUP9 44 410410 136136 128128 0.940.94 2323 1010 99 0.860.86 1.51.5 0.250.25 SUP9ASUP9A 33 400400 134134 124124 0.930.93 2929 1111 77 0.910.91 1.41.4 0.200.20 SUP9DSUP9D 44 430430 143143 11331133 0.930.93 3030 1313 88 0.900.90 1.31.3 0.190.19 SUP11ASUP11A 33 435435 146146 135135 0.920.92 2626 1010 77 0.930.93 1.31.3 0.170.17

열간압연된 시험소재들로부터 인장 및 충격 특성 등의 기계적 성질과 내마모특성을 평가하기 위하여 시험소재의 압연방향에서 시험편을 채취하였다.In order to evaluate mechanical properties such as tensile and impact properties and abrasion resistance from the hot-rolled test materials, test specimens were taken in the rolling direction of the test material.

상기 시험예와 비교예의 베이나이트 미세 조직 상분율 및 탄화물 분율은 로터리 칼날용 강재의 냉각 후 전자현미경과 화상분석기를 이용하여 1000㎟의 피검면에 대하여 포인트 카운팅(point count) 방법으로 측정하였다.The bainite microstructure phase fraction and the carbide fraction of the Test Examples and Comparative Examples were measured by a point count method for a surface to be inspected of 1000 mm 2 using an electron microscope and an image analyzer after cooling the steel for a rotary blade.

이때, 베이나이트 조직 내의 총 잔류 오스테나이트 상분율은 X-ray(Cu radiation)를 이용하여 측정하였고, 인장시험은 KS규격(KS B0801) 4호 시험편을 이용하여 크로스 헤드 스피드(cross head speed) 5mm/min에서 시험하였다.At this time, the total retained austenite phase fraction in the bainite structure was measured using X-ray (Cu radiation), and the tensile test was performed using a KS standard (KS B0801) No. 4 specimen at a cross head speed of 5 mm. Tested at /min.

또한, 충격시험편은 KS규격(KS B0809) 3호 시험편에 준하여 제조하였고, 노치 방향은 압연방향의 측면(L-T방향)에서 가공하였다.In addition, the impact test piece was manufactured according to the KS standard (KS B0809) No. 3 test piece, and the notch direction was processed from the side (L-T direction) in the rolling direction.

그리고 험한 지형, 메마를 토양, 자갈이 다수 포함된 토양 등 다양한 환경 특성을 가지는 경작지에서 쇄토 능력이 발휘되어야 하는 농기계용 로터리 칼날의 특성상, 내마모 시험은 ASTM G40-83법에 준한 때림 마모시험과 ASTM G65-85법에 준한 토사 마모시험으로 평가하였다.And due to the characteristics of rotary blades for agricultural machines that must exhibit the ability to plow in arable land with various environmental characteristics such as rough terrain, barren soil, and soil containing a lot of gravel, the abrasion resistance test is based on the impact wear test and ASTM G40-83 method. It was evaluated by the soil abrasion test according to ASTM G65-85 method.

상기 표에 나타나는 바와 같이 제1~12 시험예는 베이나이트의 조직 분율을 극대화하는데 적절한 이상적 유효 보론량이 7~20 ppm 범위 내에서 형성되는데 비하여, 제13~24 시험예에서는 유효 보론량이 이상적 수치 범위를 벗어났다. As shown in the table, in Test Examples 1 to 12, the ideal amount of effective boron suitable for maximizing the tissue fraction of bainite is formed within the range of 7 to 20 ppm, whereas in Test Examples 13 to 24, the effective amount of boron is in the ideal numerical range got out of

이에 따라 제1~12 시험예의 로터리 칼날용 강재 미세 조직에는 90% 이상의 베이나이트 조직 분율이 형성되었고, 제13~24 시험예의 로터리 칼날용 강재 미세 조직에는 10~70% 범위의 베이나이트 조직 분율이 형성되는 것을 확인할 수 있다.Accordingly, a bainite structure fraction of 90% or more was formed in the steel microstructure for a rotary blade of Test Examples 1 to 12, and a bainite structure fraction in the range of 10 to 70% in the steel microstructure for a rotary blade of Test Examples 13 to 24 was formed. formation can be observed.

따라서 본 발명의 실시 예의 로터리 칼날용 강재에 급속냉각을 실시하고, 적정 유효 보론량을 확보했을 때 베이나이트 조직 분율 측면에서 성능 향상이 극대화될 수 있음을 확인할 수 있다.Therefore, it can be confirmed that the performance improvement in terms of the bainite structure fraction can be maximized when rapid cooling is performed on the steel material for a rotary blade of the embodiment of the present invention, and an appropriate effective boron amount is secured.

또한, 상기 표에 나타나는 바와 같이 제1~12 시험예는 담금질 완료 상태에서 경도 Hv410~525, 인장강도 135~185kg/㎟, 항복강도 100~140kg/㎟, 항복비 0.65~0.75, 단면감소율30~50%, 연신율 11~16%, 상온 충격인성 30~75 J/㎠, 1.22~5.78의 베이나이트 탄화물 분율 범위 내의 기계적 성질 및 내마모특성을 가지게 되었으며, 이러한 수치는 제13~24 시험예에 대비하여 현저하게 우수한 수치를 나타내고 있음을 알 수 있다.In addition, as shown in the above table, Test Examples 1 to 12 are hardness Hv410 to 525, tensile strength 135 to 185 kg/mm2, yield strength 100 to 140 kg/mm2, yield ratio 0.65 to 0.75, reduction of area 30 to in the quenched state. 50%, elongation 11~16%, room temperature impact toughness 30~75 J/cm2, had mechanical properties and wear resistance within the range of bainite carbide fraction of 1.22~5.78, and these values were compared to Test Examples 13~24 Thus, it can be seen that the values are remarkably excellent.

또한, 담금질 열처리만을 실시한 제1~12 시험예에 따른 로터리 칼날용 강재는 담금질 및 뜨임 열처리를 함께 실시한 비교예의 로터리 칼날용 강재와 비교했을 때, 동등 이상의 기계적 성질 및 내마모 특성을 나타냄을 확인할 수 있다.In addition, it can be confirmed that the steel for rotary blades according to Test Examples 1 to 12, in which only quenching heat treatment was performed, mechanical properties and wear resistance properties of equal or greater than that of the steel materials for rotary blades of Comparative Examples in which both quenching and tempering heat treatment were performed together. have.

본 발명에 따른 로터리 칼날용 강재를 통해 로터리 칼날을 제조할 때, 열처리 과정 중 뜨임 공정을 생략함으로써, 로터리 칼날의 생산속도 향상 및 생산비용 절감을 이루고, 로터리 칼날의 뜨임 공정 수행시 가열을 위한 가열로 설치라인 축소를 통해, 공장의 규모를 축소하여 생산라인의 동선을 최적화함으로써, 스마트 팩토리를 구축하기 위한 기반을 마련할 수 있도록 한다.When manufacturing a rotary blade through the steel material for a rotary blade according to the present invention, by omitting the tempering process during the heat treatment process, the production speed of the rotary blade is improved and production cost is reduced, and heating for heating when performing the tempering process of the rotary blade By reducing the size of the factory and optimizing the flow of the production line through the reduction of the installation line, it is possible to prepare the foundation for building a smart factory.

상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although embodiments of the present invention have been described with reference to the above, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention described in the above detailed description is indicated by the following claims, meaning and All changes or modifications derived from the scope and its equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

T: 온도
t: 시간
Fs: 페라이트 변태 개시점
Ps: 펄라이트 변태 개시점
Bs: 베이나이트 변태 개시점
Ms: 마르텐사이트 변태 개시점
T: temperature
t: time
Fs: ferrite transformation starting point
Ps: Pearlite transformation start point
Bs: the starting point of bainite transformation
Ms: the starting point of martensitic transformation

Claims (10)

담금질 및 뜨임으로 이루어지는 열처리 공정 중 뜨임 공정의 생략이 가능하도록 제조되는 로터리 칼날용 강재에 있어서,
니켈(Ni) 0.003~0.2 중량%, 구리(Cu) 0.005~0.2 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01~0.5 중량%, 티타늄(Ti) 0.01~0.04 중량%, 바나듐(V) 0.01~0.04 중량%, 니오븀(Nb) 0.001~0.2 중량%, 알루미늄(Al) 0.001~0.01 중량% 중에서 선택되는 1종 이상이 함유되고, 탄소(C) 0.1~0.4 중량%, 실리콘(Si) 0.1~1.0 중량%, 망간(Mn) 0.1~1.5 중량%, 크롬(Cr) 0.1~0.7 중량%, 보론(B) 0.001~0.004 중량%, 질소(N) 0.004~0.015 중량%, 잔부 철 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되며, 베이나이트 조직분율이 90%이상 형성되는 것을 특징으로 하는 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재.
In the steel material for a rotary blade manufactured so that the tempering process can be omitted during the heat treatment process consisting of quenching and tempering,
Nickel (Ni) 0.003 to 0.2 wt%, Copper (Cu) 0.005 to 0.2 wt%, Molybdenum (Mo) 0.01 to 0.5 wt%, Titanium (Ti) 0.01 to 0.04 wt%, Vanadium (V) 0.01 to 0.04 wt%, At least one selected from niobium (Nb) 0.001 to 0.2 wt%, aluminum (Al) 0.001 to 0.01 wt% is contained, carbon (C) 0.1 to 0.4 wt%, silicon (Si) 0.1 to 1.0 wt%, manganese (Mn) 0.1 to 1.5% by weight, chromium (Cr) 0.1 to 0.7% by weight, boron (B) 0.001 to 0.004% by weight, nitrogen (N) 0.004 to 0.015% by weight, remainder iron and other unavoidably contained impurities. and steel for rotary blades for omitting the tempering process, characterized in that the bainite tissue fraction is formed at least 90%.
제1항에 있어서,
몰리브덴(Mo), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)를 포함하며, C + Mn/6 + (Cr + Mo)/5 + (Ni + Cu)/15 의 공식으로 표현되는 탄소 당량(equivalent)이 0.25~0.6 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재.
According to claim 1,
Contains molybdenum (Mo), nickel (Ni) and copper (Cu), and has a carbon equivalent expressed by the formula of C + Mn/6 + (Cr + Mo)/5 + (Ni + Cu)/15 Steel for rotary blades for omitting the tempering process, characterized in that it is formed within the range of 0.25 to 0.6.
제1항에 있어서,
티타늄(Ti), 바나듐(V), 니오븀(Nb) 및 알루미늄(Al)의 미량합금을 포함하며, (1.15Ti + 0.99V + 0.58Nb + 1.99Al) / 7.66N 의 공식으로 표현되는 미량합금 첨가상수가 0.8~1.0 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재.
According to claim 1,
Contains trace alloys of titanium (Ti), vanadium (V), niobium (Nb), and aluminum (Al), adding trace alloys expressed by the formula (1.15Ti + 0.99V + 0.58Nb + 1.99Al) / 7.66N Steel for rotary blades for omitting the tempering process, characterized in that the constant is formed within the range of 0.8 to 1.0.
제3항에 있어서,
[{5.25B - (7.66N2 - 1.15Ti + 0.99V + 0.58Nb + 1.99Al)/5.25}] x 10000 의 공식으로 표현되는 유효 보론량은 7~20 ppm 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재.
4. The method of claim 3,
The effective amount of boron expressed by the formula of [{5.25B - (7.66N 2 - 1.15Ti + 0.99V + 0.58Nb + 1.99Al)/5.25}] x 10000 is characterized in that it is formed within the range of 7 to 20 ppm Steel for rotary blades to omit the tempering process.
제1항에 있어서,
오스템퍼(austempering)에 의해 형성되는 상부 베이나이트(upper-bainite)에 비해 상대적으로 저온에서 형성되는 하부 베이나이트(lower-bainite)의 조직분율이 60% 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재.
According to claim 1,
Omission of the tempering process, characterized in that the tissue fraction of lower-bainite formed at a relatively low temperature compared to upper-bainite formed by austempering is 60% or more steel for rotary blades for
제1항에 있어서,
(탄소첨가량 - 0.02) x 15.2 의 공식으로 표현되는 급속냉각에 의해 형성된 베이나이트 조직내 탄화물 분율은 1.22~5.78 범위 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재.
According to claim 1,
(Carbon addition amount - 0.02) x 15.2 The carbide fraction in the bainite structure formed by the rapid cooling expressed by the formula is formed within the range of 1.22 ~ 5.78 Rotary blade steel for omitting the tempering process.
제1항에 있어서,
상기 강재는 Hv410~525의 경도, 135~185kg/mm2 인장강도, 100~140kg/mm2의 항복강도, 0.65~0.75의 항복비, 30~50%의 단면감소율, 11~16%의 연신율, 30~75J/cm2의 상온 충격인성, 1.22~5.78의 베이나이트 탄화물 분율 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재.
According to claim 1,
The steel has a hardness of Hv410-525, 135-185kg/mm 2 of Tensile strength, 100 ~ 140kg / mm 2 yield strength, of 0.65 ~ 0.75 yield ratio, 30% to 50% cross-sectional reduction rate, 11-16% elongation of 30 to 75J / cm 2 at room temperature impact toughness of 1.22 ~ 5.78 of the Rotary blade steel for omitting the tempering process, characterized in that it satisfies the bainite carbide fraction range.
담금질 및 뜨임으로 이루어지는 열처리 공정 중 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재를 이용한 로터리 칼날 제조 방뜨임 공법에 있어서,
니켈(Ni) 0.003~0.2 중량%, 구리(Cu) 0.005~0.2 중량%, 몰리브덴(Mo) 0.01~0.5 중량%, 티타늄(Ti) 0.01~0.04 중량%, 바나듐(V) 0.01~0.04 중량%, 니오븀(Nb) 0.001~0.2 중량%, 알루미늄(Al) 0.001~0.01 중량% 중에서 선택되는 1종 이상이 함유되고, 탄소(C) 0.1~0.4 중량%, 실리콘(Si) 0.1~1.0 중량%, 망간(Mn) 0.1~1.5 중량%, 크롬(Cr) 0.1~0.7 중량%, 보론(B) 0.001~0.004 중량%, 질소(N) 0.004~0.015 중량%, 잔부 철 및 기타 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 로터리 칼날용 강재를 형성하는 과정과;
강재를 판재 형상으로 열간 압연하는 과정과;
강재를 가열하여 로터리 칼날 형상으로 열간 성형하는 과정과;
성형된 로터리 칼날을 급속 냉각하여, 베이나이트 조직분율을 90%이상 형성하는 담금질 과정;
으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재를 이용한 로터리 칼날 제조 방법.
In the anti-tempering method for manufacturing a rotary blade using steel for a rotary blade for omitting the tempering process during the heat treatment process consisting of quenching and tempering,
Nickel (Ni) 0.003 to 0.2 wt%, Copper (Cu) 0.005 to 0.2 wt%, Molybdenum (Mo) 0.01 to 0.5 wt%, Titanium (Ti) 0.01 to 0.04 wt%, Vanadium (V) 0.01 to 0.04 wt%, At least one selected from niobium (Nb) 0.001 to 0.2 wt%, aluminum (Al) 0.001 to 0.01 wt% is contained, carbon (C) 0.1 to 0.4 wt%, silicon (Si) 0.1 to 1.0 wt%, manganese (Mn) 0.1 to 1.5% by weight, chromium (Cr) 0.1 to 0.7% by weight, boron (B) 0.001 to 0.004% by weight, nitrogen (N) 0.004 to 0.015% by weight, remainder iron and other unavoidably contained impurities. The process of forming a steel material for a rotary blade to be;
The process of hot rolling a steel material into a sheet shape;
The process of heating a steel material and hot forming into a rotary blade shape;
A quenching process of rapidly cooling the molded rotary blade to form a bainite tissue fraction of 90% or more;
Rotary blade manufacturing method using steel for rotary blades for omitting the tempering process, characterized in that consisting of.
제8항에 있어서,
열간 성형하는 과정에서의 강재 가열은 A3 변태점으로부터 1050℃ 이하의 온도 범위 내에서 분위기(atmosphere)가열 또는 유도가열(induction heating)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재를 이용한 로터리 칼날 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The steel material heating in the hot forming process is performed by atmospheric heating or induction heating within the temperature range of 1050 ° C or less from the A3 transformation point. How to make a rotary blade.
제8항에 있어서,
담금질 과정에서의 로터리 칼날 급속냉각은 가열된 로터리 칼날의 온도가 상온에 도달할때까지 20~150℃/sec의 냉각속도로 이루어지는 것을 특징으로 하는 뜨임 공정 생략을 위한 로터리 칼날용 강재를 이용한 로터리 칼날 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The rapid cooling of the rotary blade in the quenching process is performed at a cooling rate of 20 ~ 150 ° C / sec until the temperature of the heated rotary blade reaches room temperature. Rotary blade using steel for rotary blade for omitting the tempering process manufacturing method.
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