Abstract
Effects of the microalloyed elements, temperatures and cooling rates on the strength and toughness of the medium carbon microalloyed hot forging steels obtained by air cooling(A.C.) method and the low carbon microalloyed forging steels by direct quenching(D.Q.) method were investigated. Combined additions of V+Nb produced the optimum combination of strength and toughness with ferrite-pearlite structure of the medium carbon steel by the A.C. method. 831MPa in UTS and 52.1J in toughness were obtained for 0.40c+0.12V+0.07Nb. It was martensite structure for the low carbon steel by the D.Q. method. The highest UTS and toughness obtained by Mo additions were 855MPa and 108j by 0.12C+0.10V+0.03Nb+1.13Mo respectively. Especially, the toughness of the low carbon steel was twice better than that of the medium carbon steel. 110$0^{\circ}C$was more appropriate than 120$0^{\circ}C$ for the reheating and forging temperature and 1.$2^{\circ}C$ /s was the best cooling rate from the viewpoint of the strength and toughness. Multiple regression analysis was used to quantify the influence of the microalloyed elements, temperatures and cooling rates on the strength, toughness, austenite grain size, and the pearlite interlamellar spacing.
공냉에 의한 중탄소 비조질강과 직접 소입 방법에 의한 저탄소 비조질강의 강도와 인성에 대하여 미량 첨가 원소와 온도 및 냉각 속도의 영향을 조사하였다. 공냉에 의한 중탄소 비조질강은 페라이트-펄라이트 조직으로 V+Nb 복합첨가로 강도와 인성의 조합을 이룰 수 있었으며 연구 결과 최적 조합은 0.40C+0.12V+0.07Nb에 의한 인장 강도 831MPa, 충격 52.1J이었다. 직접 소입 방법에 의한 저탄소 비조질강은 마르텐사이트 조직으로 Mo에 의한 강도와 인성의 조합을 이를 수 있었으며 가장 양호한 조합은 0.12C+0.10V+0.03Nb+1.13Mo에 의한 인장강도 855MPa, 충격인성 108J로써 중탄소 비조질강에 비해 충격 인성이 2배 정도 향상되었다. 가열온도 110$0^{\circ}C$가 120$0^{\circ}C$에 비해 더 양호한 강도 및 충격 인성을 나타내었고, 냉각속도는 1.$2^{\circ}C$/s가 가장 양호한 결과를 나타내었다. 또한 합금원소와 온도 및 냉각속도가 강도, 충격인성, 오스테나이트 결정립 크기 그리고 펄라이트 층간거리에 미치는 영향을 중회귀분석하여 계량화하였다.