于0.5°C/s時，在冷卻過程中奧氏體晶粒和鐵素體晶粒生 長，過于軟氮化而存在無法達到目標強度的問題，相反，當冷卻速度超過3°C/s時，形成低溫 組織，在加工時有可能產生內部龜裂，因此不優選。
[0077] 如上所述，能夠對經過[加熱處理-熱精扎-冷卻]工序而制造的本發明的中碳鋼非 調質線材進行表面硬化熱處理。
[0078] 所述表面硬化熱處理是通過能夠執行內部水冷的銅線圈來進行感應加熱，是指將 線材連續地通過銅線圈內部來產生感應電流，從而快速加熱的方法。此時，優選地，在900~ 1200°C范圍內，加熱10秒W內，然后進行水冷或油澤火(oil quenching)。
[0079] 本發明的中碳鋼非調質線材具有在所述表面硬化熱處理時，鋼內的全部鐵素體相 在短時間內全部被溶解，從而能夠確保所要達到的硬度的優點。
[0080] 下面，通過實施例更加詳細地說明本發明。只是，下述的實施例是為了更加詳細說 明本發明而示例的，其并不限定本發明的權利范圍。本發明的權利范圍由權利要求書記載 的內容和由此合理推導的內容來決定。
[0081] [實施發明的方式]
[00劇（實施例）
[0083] 首先，準備具有如W下表1所示的組成成分的鋼。將所準備的鋼作為樣本，鑄造成 50kg的鋼錠（ingot),然后在1200°C的溫度下將所述鋼錠進行20小時的同質化熱處理，接著 風冷至室溫。之后，將各材料焊接在160mm的方形鋼巧(billet)的后端，并在實際的線材冷 卻線上實施熱社。此時，加熱爐提取溫度為1040°C，在W下表2中所示的各種條件下分別實 施150分鐘W內的加熱。并且，所述熱社是26mm的材料，其溫度條件表示在W下表2中。在所 述熱社之后，將各個線材均W0.5~0.8°C/s的冷卻速度進行冷卻。
[0084] 測量如上所述地制造的各個線材的細微組織中鐵素體的分數，并且，鐵素體的縱 橫比是通過觀察社制方向的平行的面化截面）的細微組織來進行測量。而且，鐵素體晶粒的 平均短軸長度是通過測量組織內的鐵素體厚度來得出平均值。
[0085] 而且，為測量制造出的線材的沖擊初性，制作成10 X 10mm規格的試片后，利用U形 缺口化-notch)進行測量。
[0086] 將所述測量結果表示在W下的表2中。
[0087] 另外，對所述已制造的各線材進行表面硬化熱處理。此時，熱處理作為感應加熱熱 處理，是采用對所有試片在900~1200°C范圍內加熱10秒W內的條件來實施。
[0088] 在進行完所述感應加熱熱處理后，通過觀察表面硬度和表面部細微組織來判斷熱 處理的適當性。對于所述熱處理的適當性，當通過施加相同頻率和相同功率來進行熱處理 時，軟氮鐵素體相全部固溶在熱處理影響部，從而形成均勻的回火馬氏體（tempered martensite)時確定為熱處理適當性最優異，并且對此時的頻率、施加的功率量等感應加熱 熱處理變數未進行調整。
[0089] [表U
[0093] 在所述表2中，"鐵素體分數"表示面積分數（％ )，"縱橫比"表示從鋼表面到0.2D深 度內的鐵素體晶粒的長軸/短軸比，"晶粒短軸長度"表示鐵素體晶粒的平均短軸長度(μπι)。
[0094] "硬度不符"是，考慮鋼的組成成分，當小于理論硬度值的80%時，判斷為硬度不 符，在此，理論硬度值是通過ASTM Α255-02中的碳含量（％C)的硬度計算式來得出的。理論 式是遵循了Η = 35.395+6.990(%C)2-821.744(%C)3+1015.479( %C)4-538. :346( %C)5,其 中，Η表示HRC值。
[0095] 如所述表2所示，可確認，隨著線材細微組織中的鐵素體分數的增加，對沖擊初性 值產生影響，并且，在感應加熱熱處理時對表面硬度也產生影響。
[0096] 而且，可確認，沖擊初性值顯示隨著鐵素體分數的增加，沖擊初性值繼續增加的傾 向，相反，在熱處理后，鐵素體的分數越減少，表面硬度就會越增加，而達到規定的值W上時 就會顯示規定的值。運是因為在進行感應加熱熱處理中會被鐵素體的固溶與否所左右。即， 當鐵素體的分數高或者鐵素體粗大時，在具有短的熱處理時間的感應加熱熱處理時，會形 成鐵素體相不會轉變成奧氏體相的未轉變相，最終會影響表面硬度值。
[0097] 另外，可確認，作為與鐵素體分數相關的工序因子，熱精社溫度和冷卻速度對其產 生的影響最大，當熱精社溫度過高時，對沖擊初性產生不利影響。
【主權項】
1. 一種表面硬化熱處理性優異的中碳鋼非調質線材，所述線材，以重量％計，包括:碳 (C) :0.35~0.5%、硅（Si) :0.001~0.6%、錳（Mn) :0.8~1.8%、鉻（Cr) :0.05~0.2%、鋁 (Al) :0.01 ~0· 05%、鎳（Ni ):0.05~0.2%、磷（P) :0.01 ~0.03%、硫（S) :0.06% 以下、氮 (N) :0.01 %以下、釩(V) :0.02~0.15%及鈦(Ti) :0.005~0.03%中的一種以上元素，其余 為由Fe及不可避免的雜質組成;細微組織由面積分數為20~35%的鐵素體和其余的珠光體 復合組織組成。2. 根據權利要求1所述的表面硬化熱處理性優異的中碳鋼非調質線材，所述線材的從 表面到0.2D深度內的鐵素體晶粒的縱橫比（長軸/短軸)為3以下，所述鐵素體晶粒的平均短 軸長度為1〇μπι以下，0除外，其中，所述D表示直徑。3. 根據權利要求1所述的表面硬化熱處理性優異的中碳鋼非調質線材，所述線材的珠 光體束尺寸的最大偏差為30μπι以下。4. 根據權利要求1所述的表面硬化熱處理性優異的中碳鋼非調質線材，所述線材包括V 基析出物和/或Ti基析出物，所述全部析出物中平均尺寸為50nm以下的析出物的面積分數 為30%以上。5. 根據權利要求1所述的表面硬化熱處理性優異的中碳鋼非調質線材，所述線材的室 溫沖擊韌性為58J以上。6. -種表面硬化熱處理性優異的中碳鋼非調質線材的制造方法，其包括以下步驟： 準備鋼，所述鋼，以重量％計，包括：碳（C) :0.35~0.5%、硅（Si ):0.001~0.6%、錳 (Mn) :0.8~1.8%、鉻（Cr) :0.05~0.2%、鋁（Al) :0.01 ~0.05%、鎳(Ni) :0.05~0.2%、磷 (P) :0.01 ~0.03%、硫（S) :0.06% 以下、氮（N) :0.01 % 以下、釩（V) :0.02~0· 15%及鈦 (Ti) :0.005~0.03%中的一種以上元素，其余為由Fe及不可避免的雜質組成； 將所述鋼在低于1050°C的溫度下加熱處理150分鐘以下； 將所述被加熱的鋼在780~800°C的溫度范圍內實施熱精乳；以及 在所述熱精乳后，以〇. 5~3°C/s的冷卻速度進行冷卻。7. 根據權利要求6所述的表面硬化熱處理性優異的中碳鋼非調質線材的制造方法，所 述冷卻后，從鋼表面到0.2D深度內的鐵素體晶粒的縱橫比（長軸/短軸)為3以下，所述鐵素 體晶粒的平均短軸長度為ΙΟμπι以下，0除外。8. 根據權利要求6所述的表面硬化熱處理性優異的中碳鋼非調質線材的制造方法，在 所述冷卻后，還包括表面硬化熱處理步驟。
【專利摘要】本發明涉及一種表面硬化熱處理性優異的中碳鋼非調質線材及其制造方法。所述中碳鋼非調質線材，以重量％計，包括：碳(C)：0.35～0.5％、硅(Si)：0.001～0.6％、錳(Mn)：0.8～1.8％、鉻(Cr)：0.05～0.2％、鋁(Al)：0.01～0.05％、鎳(Ni)：0.05～0.2％、磷(P)：0.01～0.03％、硫(S)：0.06％以下、氮(N)：0.01％以下、釩(V)：0.02～0.15％及鈦(Ti)：0.005～0.03％中的一種以上元素，其余為由Fe及不可避免的雜質組成；細微組織由面積分數為20～35％的鐵素體和其余的珠光體復合組織組成。
【IPC分類】C22C38/58, C22C38/60, C22C38/46, C22C38/50, C21D8/06
【公開號】CN105671458
【申請號】
【發明人】李相潤, 林炫辰
【申請人】Posco公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年9月28日