Recently, automobile parts have been required to have high strength and toughness to allow for weight lightening or improved stability. But, traditional micro-alloyed steel cannot be applied in automobile parts. In this study, we considered the influence of quenching temperature and cooling rate for specimens fabricated by vacuum induction furnace. Directly quenched micro-alloyed steel for hot forging can be controlled according to its micro structure and the heat-treatment process. Low carbon steel, as well as alloying elements for improvement of strength and toughness, was used to obtain optimized conditions. After hot forging at 1,200˚C, the ideal mechanical properties (tensile strength ≥ 1,000 MPa, Charpy impact value ≥ 100 J/cm2) can be achieved by using optimized conditions (quenching temperature : 925 to 1,050˚C, cooling rate : ≥ 5˚C/sec). The difference of impact value according to cooling rate can be influenced by the microstructure. A fine lath martensite micro structure is formed at a cooling rate of over 5˚C/sec. On the other hand, the second phase of the M-A constituent microstructure is the cause of crack initiation under the cooling rate of 5˚C/sec.

0.14wt.%C-0.82wt.%Mn-0.20wt, %Si-0.10wt.%V-0.03wt.%Nb의 조성을 갖는 직접 소입강에 몰리브데늄을 각각 0.30wt.%, 0.58wt.% 첨가하여 기계적 성질을 조사하고 투과 전자 현미경을 이용하여 각각의 미세 조직을 관찰하여 석출물을 분석하였다. 직접 소입시의 석출물은 M2C, MC의 비평형 상태의 석출물이 생성되었고 석출물들은 마르텐사이트 래스내의 침상형탄화물, 구형의 M2C탄화물, 직사각형 형태의 MC탄화물이 관찰되었다. 유냉시에는 래스내의 침상형 탄화물만 관찰되었으며 수냉시에는 M2C 탄화물이 관찰되었다. 0.58wt.%의 몰리브데늄의 첨가된 강에서는 MoN이 관찰되었으며, 이 강의경우 강도의 손실 없이 인성이 증가하는 경향을 나타내었다.

최근의 연구에 의하면 직접 소입강에서 미량의 베이나이트상의 생성이 확인되었다. 마르텐사이트 변태전에 생성된 베이나이트상은 마르텐사이트의 패킷을 미세화시키고 입도 미세화로 기계적 성질을 향상시킨다고 한다. 본 연구에서는 미량 합금 원소로 Mo, B 등을 첨가한 강을 1200˚C에서 단조하여 물에 직접 소입한 후, 베이나이트상의 분율을 조절하기 위해 베이나이트 변태 온도에서 일정시간 유지하는 열처리 과정을 거쳐 생성된 베이나이트상의 분율과 기계적 성질간의 관계를 고찰하였다. 이로써 마르텐사이트와 베이나이트 혼합 조직의 강도와 인성을 증가시키는 효과적인 베이나이트 분율을 조사한 후에, 직접 소입시에 이와 같은 분율의 베이나이트 함량으로 조절할 수 있는 방법을 제시하여 고강도 고인성형 직접 소입강의 개발에 활용하고자 한다.

공냉에 의한 중탄소 비조질강은 페라이트와 펄라이트의 미세구조를 갖는다. 기존의 조질강과 비교하여 이재료는 V, Nb, Ti을 첨가하여 강도는 거의 동등한 반면 인성에 있어서 조질강에 비해 취약하다. 본 연구에서는 직접 소입 저탄소 비조질강의 기계적 성질에 미치는 몰리브덴의 영향을 조사하였다. 몰리브덴 첨가 직접 소입 비조질강은 고강도와 고인성을 나타내었다. 몰리브덴은 변태 온도를 저하시켜 미세한 구조와 균일한 석출 구조를 효과적으로 생성시킨ㄷ. 본 실험의 결과로 0.15C+0.11V+0.035Nb+1.81Mo의 재료를 유냉시켜 121MPo의 강도와 127.5J의 인성을 얻었다.