BRPI0506018B1

BRPI0506018B1 - material de arame de aço com alto teor de carbono e processo para fabricar o mesmo

Info

Publication number: BRPI0506018B1
Application number: BRPI0506018A
Authority: BR
Inventors: Yaguchi Hiroshi; Minamida Takaaki; Kuroda Takeshi; Kochi Takuya
Original assignee: Kabushuki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel Ltd )
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2017-06-06
Also published as: EP1674588B1; US20060130946A1; EP1674588A1; CN100447276C; US8470105B2; BRPI0506018A; BRPI0506018B8; KR100709846B1; US20090223610A1; DE602005019268D1; KR20060072074A; TWI277656B; TW200632108A; CN1793399A

Abstract

"material de arame de aço com alto teor de carbono e processo para fabricar o mesmo". trata-se de um material de arame de aço com alto teor de carbono que é feito de aço com alto teor de carbono como uma matéria-prima de produtos de arame como cordas de aço, arames de talão, arames de aço pc e arames de mola, que permite que esses produtos de arame sejam fabricados de forma eficaz com elevado índice de estiramento do arame e que apresenta excelente capacidade ao estiramento do arame e um processo de fabricação do mesmo. este material de arame de aço com alto teor de carbono é feito de um material de aço que possui teores específicos de c, si, mn, p, s, n, al e o, e os grãos cristalinos bcc-fe de sua estrutura de metal possuem um diâmetro máximo cristalino (d~ ave~) de 20 <109>m ou menos e um diâmetro máximo de grão cristalino (d~ max~) de 120 <109>m ou menos, preferivelmente uma proporção de área de grãos cristalinos que possui um diâmetro de 80 <109>m ou mais de 40% ou menos, um diâmetro médio de sub-grão (d~ ave~) de 10 <109>m ou menos, um diâmetro máximo de sub-grão (d~ max~) de 50 <109>m ou menos e uma proporção (d~ ave~/d~ ave~) do diâmetro médio de grão cristalino (d~ ave~) para o diâmetro médio de sub-grão (d~ ave~) de 4,5 ou menos.

Description

"MATERIAL DE ARAME DE AÇO COM ALTO TEOR DE CARBONO E PROCESSO PARA FABRICAR O MESMO" Antecedentes da Invenção Campo da Invenção [0001] A presente invenção refere-se a um arame de aço dotado de carbono, que é feito de aço com alto teor de carbono, como matéria prima para produtos de arame, tais como cordonéis de aço, arames para talão, arames de aço PC e arames de mola, o qual permite que esses produtos de arame sejam fabricados de forma eficaz, com elevado índice de estiramento do arame e que apresenta excelente capacidade ao estiramento do arame.

Descrição da Técnica Relacionada [0002] Para que sejam fabricados os produtos acima. 0 estiramento do arame é realizado em um material de arame de aço, como matéria prima, para o controle do tamanho do material (propriedades mecânicas) na maioria dos casos. Nesse sentido, o aumento na capacidade de estiramento do arame feito de um material de arame de aço é extremamente útil para intensificar a produtividade e coisas do gênero. Quando se aumenta a capacidade de estiramento do arame, pode-se usufruir de inúmeras vantagens, tais como a melhoria na produtividade pelo aumento no coeficiente de estiramento do arame e uma redução no número de passos para o estiramento do arame, e ainda, o prolongamento do tempo de vida útil de uma matriz.

[0003] Quanto ao estiramento de arame, as pesquisas se concentraram principalmente em resistência à ruptura de arame no momento do estiramento de arame. Por exemplo, o documento de patente 1 descreve a tecnologia para aperfeiçoar a resistência à ruptura do arame ao otimizar o tamanho de um bloco de perlita, a quantidade de cementita proeutetóide, a espessura de cementita e o teor de Cr de cementita, prestando atenção nestes.

[0004] 0 documento de patente 2 revela que o limite de estiramento de arame é aperfeiçoado ao controlar a proporção de área de bainita superior e o tamanho de bainita contida. Ademais, o documento de patente 3 mostra a tecnologia para aperfeiçoar a resistência à ruptura de arame e a vida útil de uma matriz ao controlar a quantidade total de oxigênio contida em aço e a composição de uma inclusão não-viscosa. Quanto à vida útil de uma matriz, desincrustação da superfície de um material de arame de aço também é importante. Se a incrustação permanecer sobre a superfície de um material de arame de aço devido a desincrustação insatisfatória, pode causar o lascamento da matriz no momento de estiramento de arame. Portanto, o documento de patente 4 mostra a tecnologia para aperfeiçoar a desincrustação mecânica ao controlar os poros existentes em incrustação.

[0005] Entretanto, as técnicas anteriores acima enfatizam principalmente o aperfeiçoamento de resistência à ruptura do arame sob condições de estiramento de arame específicas e raramente presta atenção ao aperfeiçoamento de proporção de estiramento de arame, a redução do número de passos para estiramento de arame e o prolongamento da vida útil de uma matriz a partir do ponto de vista de capacidade de estiramento de arame. Como anteriormente descrito, os aumentos na proporção de estiramento de arame e a proporção de redução área por passo levam à deterioração da ductilidade de produtos de arame e encurtamento da vida útil de matriz. Entretanto, o efeito de aperfeiçoar a capacidade de estiramento de arame até tal extensão que aumenta em proporção de estiramento e proporção de redução de área que pode ser obtido em niveis práticos ainda não foi obtido a partir das técnicas anteriores.

[0006] Documento de patente 1 -> JP-A2004-91912 (o termo "JP-A" como usado aqui se refere a um "pedido de patente japonesa publicado e não-examinado").

Documento de patente 2 -> JP-A 8-2 9530 Documento de patente 3 -> JP-A 62-130258 Documento de patente 4 -► Patente japonesa N° 3544804 Sumário da Invenção [0007] Um objetivo da presente invenção que foi feito em vista da situação acima é proporcionar um material de arame de aço dotado com excelente capacidade de estiramento que torna possivel aumentar a proporção de estiramento de arame e a proporção de redução de área e prolongar a vida útil de uma matriz, adicionar grande importância à produtividade, e um processo capaz de fabricar o material de arame de aço de forma eficiente.

[0008] Quanto à constituição do material de arame de aço com alto teor de carbono que possui excelente capacidade de estiramento de arame da presente invenção que pode atingir o objetivo acima, o material de arame de aço com alto teor de carbono contém 0,6 a 1,1% por massa de C, 0,1 a 2,0% por massa de Si, 0,1 a 1,0% por massa de Mn, 0,020% ou menos por massa de P, 0,020% ou menos por massa de S, 0,006% ou menos por massa de N, 0,03% ou menos por massa de Al e 0,0030% ou menos por massa de O, sendo que o equilíbrio consiste em Fé e impurezas inevitáveis, os grãos de cristal Bcc-Fe de sua estrutura de metal que possui um diâmetro médio de cristal (Dave) de 20 pm ou menos e um diâmetro de grão cristalino máximo (Dmax) de 120 pm ou menos.

[0009] Como um modo preferido do material de aço acima de acordo com a presente invenção, os grãos de cristal bcc-Fe da estrutura de metal acima possuem uma proporção de área de grãos de cristal que possui um diâmetro de 80 pm ou mais de 40% ou menos, um diâmetro médio de sub-grão (dave) de 10 pm ou menos, um diâmetro máximo de sub-grão (dmax) de 50 pm ou menos, e uma proporção (Dave/dave) do diâmetro médio de grão cristalino (Dave) para o diâmetro médio de sub-grão (dave) de 4,5 ou menos, e adicionalmente quando a resistência à tração do material arame de aço for representada por TS e o teor de C no material de arame de aço é representado por Wc, estes satisfazem a relação da seguinte expressão (1): TS < 1240 x Wc0'52 (1) .

[0010] O material de arame de aço da presente invenção pode conter pelo menos um elemento selecionado a partir de 1,5% ou menos (não incluindo 0%) por massa de Cr, 1,0% ou menos (não incluindo 0%) por massa de Cu e 1,0% ou menos (não incluindo 0%) por massa de Ni ou pelo menos um elemento selecionado de 5 ppm ou menos (não incluindo 0 ppm) de Mg, 5 ppm ou menos (não incluindo 0 ppm) de Ca e 1,5 ppm ou menos (não incluindo 0 ppm) de REM.

[0011] Preferivelmente, no material de arame de aço da presente invenção, a descarbonização total da camada de superfície (Dm_T) é 100 pm ou menos e a adesão da incrustação é 0,15 a 0,85% por massa.

[0012] Ademais, o processo da presente invenção é útil para a fabricação de um material de arame de aço com alto teor de carbono que possui excelente capacidade de estiramento e as propriedades características acima.

[0013] Um primeiro processo de fabricação compreende as etapas de resfriar um material de arame de aço feito de aço que satisfaz as exigências acima para a composição e aquecido a 730 até 1.050°C a 470 até 640°C (Ti) em uma proporção média de resfriamento de 15°C/seg. ou mais e aquecê-lo a 550 até 720°C (T2) que é maior do que a temperatura acima (Ti) em uma proporção média de elevação de temperatura de 3°C/seg. ou mais.

[0014] Um segundo processo de fabricação compreende as etapas de aquecer um material de aço que satisfaz as exigências acima para a composição em 900 até 1260°C, laminar o mesmo a quente em uma temperatura de 740°C ou mais, laminação final em uma temperatura de 1100°C ou menos, resfriar o mesmo com água a 750 até 950°C, enrolar o mesmo sobre um dispositivo transportador, resfriar o mesmo em uma proporção de resfriamento média de 15°C/seg. ou mais até 500 a 630°C (T3) dentro de 20 segundo após o enrolamento, e aquecer o mesmo a 580 até 720°C (T4) dentro de 45 segundos após o enrolamento. Aqui, (T4) é maior do que o valor acima (T3) .

[0015] De acordo com a presente invenção, um material de arame de aço com alto teor de carbono que possui excelente capacidade de estiramento de arame e pode aumentar a produtividade devido aos aumentos na proporção de estiramento de arame e proporção de redução de área e pode prolongar a vida útil de uma matriz e um processo capaz de fabricar o material de arame de aço com alto teor de carbono que possui excelente capacidade de estiramento de arame de forma segura e eficiente pode ser proporcionado ao especificar os teores de C, Si, Μη, P, S, N, Al e 0 no aço, especificar o diâmetro médio de grão cristalino e o diâmetro máximo de grão cristalino dos grãos de cristal bcc-Fe de sua estrutura de metal, preferivelmente suprimindo a proporção de área de grãos cristalinos grossos e especificar adicionalmente o diâmetro médio de sub-grão e diâmetro máximo de sub-grão das grãos cristalinos bcc-Fe acima e a proporção destes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um padrão de produção empregado em Exemplo Experimental 1;

[0017] A Figura 2 é um diagrama que mostra um exemplo do mapa limítrofe do material de arame de aço obtido na presente invenção;

[0018] As Figuras 3 (A) , 3 (B) e 3 (C) são gráficos que mostram os exemplos de avaliação das unidades cristalinas do material de arame de aço obtido no Exemplo Experimental 1;

[0019] A Figura 4 é um gráfico que mostra a influência sobre o desempenho de diâmetro médio de grão cristalino e diâmetro máximo de grão cristalino obtidos no Exemplo Experimental 1;

[0020] A Figura 5 é um diagrama esquemático de um padrão de produção empregado no Exemplo Experimental 2; e [0021] A Figura 6 é um gráfico que mostra a influência sobre o desempenho de diâmetro médio de grão cristalino e diâmetro máximo de grão cristalino obtidos no Exemplo Experimental 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[0022] 0 motivo no qual os componentes químicos do material de aço são especificados na presente invenção será esclarecido e então o motivo pelo qual o diâmetro de grão cristalino da estrutura do material de aço será explicado em detalhe no presente documento abaixo.

[0023] 0 motivo pelo qual os componentes químicos do material de aço são especificados será explicado primeiro. C: 0,6% a 1,1% por massa.

[0024] Este é um elemento que tem uma influência sobre a resistência de um material de aço e ferro. 0,6% ou mais por massa de C deve ser adicionado para garantir a resistência requerida para cordas de aço, arames de talão e arames de aço PC para os quais a presente invenção está dirigida. Quando for muito alto, a ductilidade se deteriora.

Portanto, o limite superior do teor é ajustado para 1,1% por massa.

Si: 0,1 a 2,0% por massa.

[0025] Este elemento é especialmente adicionado para a desoxidação de um material de aço que é estirado formando um arame em uma alta proporção. 0,1% ou mais por massa de Si deve ser adicionado. Uma vez que o Si contribui para o reforço de um material de aço, sua quantidade é aumentada como requerido. Entretanto, quando for adicionada muita quantidade, a solubilidade de solução de subida é aumentada e a descarbonização é promovida, deve-se prestar atenção a isto. Na presente invenção, o limite superior deste teor é ajustado para 2,0% por massa a partir do ponto de vista de reduzir a resistência e impedir a descarbonização. 0 teor de Si é mais preferivelmente 0,15 a 1,8% por massa.

Mn: 0,1 a 1,0% por massa.

[0026] 0,1% ou mais por massa de Mn deve ser adicionado para desoxidação e para estabilizar e tornar o elemento prejudicial S inofensivo como MnS. O Mn também possui a função de estabilizar um carboneto contido em aço. Entretanto, quando o teor de Mn for muito alto, a capacidade de estiramento é deteriorada por segregação e a formação de uma estrutura super-refrigerante. Portanto, o teor de Mn deve ser reduzido para 1,0% ou menos por massa. O teor de Mn é mais preferivelmente 0,15 a 0,9% por massa. P: 0,020% ou mais por massa.

[0027] P é um elemento especialmente prejudicial para a capacidade de estiramento de arame. Quando este for muito alto, a ductilidade de um material de aço de deteriora. Portanto, o limite superior do teor de P é ajustado para 0,020% por massa na presente invenção. O teor de P é mais preferivelmente 0,015% ou menos por massa, muito mais preferivelmente 0,010% ou menos por massa. S: 0,020% ou menos [0028] Embora este seja um elemento prejudicial, o mesmo pode ser estabilizado como MnS ao adicionar Mn como descrito acima. Entretanto, quando o teor de S for muito alto, a quantidade e tamanho de MnS se torna grande e a ductilidade se deteriora. Portanto, o limite superior do teor de S é ajustado para 0,020% por massa na presente invenção. O teor de S é mais preferivelmente 0,015% ou menos por massa, muito mais preferivelmente 0,010% ou menos por massa. N: 0,006% ou menos por massa [0029] Este contribui para um aumento em resistência por tratamento térmico de precipitação, porém deteriora a ductilidade. Portanto, o limite superior de seu teor é ajustado para 0,006% por massa na presente invenção. 0 teor de N é mais preferivelmente 0,004% ou menos por massa, muito mais preferivelmente 0,003% ou menos por massa.

Al: 0,03% ou menos por massa [0030] Al é eficaz como um desoxidante e contribui para a formação de uma estrutura de metal fina quando este for ligado a N para formar A1N. Entretanto, quando o teor de Al for muito alto, um óxido grosso é formado para deteriorar a capacidade de estiramento de arame. Portanto, o limite superior de seu teor é ajustado para 0,03% na presente invenção. O teor de Al é mais preferivelmente 0,01% ou menos por massa, muito mais preferivelmente 0,005% ou menos por massa. Ο: 0,003% ou menos por massa [0031] Quando a quantidade de O contida no aço for grande, um óxido grosso é facilmente formado e a capacidade de estiramento de arame se deteriora. Portanto, o limite superior de seu teor é ajustado para 0,003% por massa na presente invenção. O teor de O é mais preferivelmente 0,002% ou menos por massa, muito mais preferivelmente 0,0015% ou menos por massa.

[0032] O material de arame de aço da presente invenção compreende os componentes químicos acima como componentes básicos, e o equilíbrio consiste em ferro e impurezas inevitáveis. O mesmo pode conter os seguintes elementos como requerido.

Cr: 1,5% ou menos por massa [0033] Este é um elemento eficaz no aumento da resistência de um material de aço. Quando for adicionada muita quantidade, uma estrutura super-refrigerante é facilmente formada para deteriorar a ductilidade de arame. Portanto, a quantidade de Cr deve ser reduzida para 1,5% ou menos por massa.

Cu: 1,0% ou menos por massa [0034] Uma vez que este possui a função de suprimir a descarbonização da camada de superfície e também a função de aumentar a resistência à corrosão, o mesmo pode ser adicionado como requerido. Entretanto, quando for adicionada muita quantidade, o mesmo origina facilmente o craqueamento durante o serviço a quente e também exerce uma má influência sobre a capacidade de estiramento do arame devido à formação de uma estrutura super-refrigerante.

Portanto, o limite superior de seu teor é ajustado para 1,0% por massa na presente invenção.

Ni: 1,0% ou menos por massa [0035] Uma vez que este é eficaz ao suprimir a descarbonização da camada de superficie e aperfeiçoar a resistência à corrosão como Cu, o mesmo é adicionado como requerido. Entretanto, quando for adicionada muita quantidade deste, a capacidade de estiramento de arame é deteriorada pela formação de uma estrutura super- refrigerante. Portanto, seu teor deve ser reduzido para 1,0% ou menos por massa.

Mg: 5 ppm ou menos [0036] Uma vez que o Mg possui a função de amaciar um óxido, o mesmo pode ser adicionado como requerido.

Entretanto, quando for adicionada muita quantidade deste, as propriedades de um óxido se alteram para deteriorar a capacidade de estiramento de arame. Portanto, seu teor é 5 ppm no máximo, preferivelmente 2 ppm ou menos.

Ca: 5 ppm ou menos [0037] Ca possui a função de amaciar um óxido também e pode ser adicionado como requerido. Entretanto, quando for adicionada muita quantidade deste, as propriedades de um óxido se alteram para deteriorar a capacidade de estiramento de arame. Portanto, seu teor deve ser reduzido para 5 ppm ou menos, preferivelmente 2 ppm ou menos. REM: 1,5 ppm ou menos [0038] REM possui a função de amaciar um óxido também e pode ser adicionado como requerido. Entretanto, quando for adicionada muita quantidade deste, as propriedades de um óxido se alteram para deteriorar a capacidade de estiramento de arame como Mg e Ca. Portanto, o limite superior de seu teor é ajustado para 1,5 ppm. 0 teor de REM é mais preferivelmente 0,5 ppm ou menos.

[0039] Uma descrição é dada de forma subseqüente da estrutura de metal.

[0040] Na presente invenção, sob a condição de que a composição acima é satisfeita, a caracteristica essencial de sua estrutura de metal é que "os grãos cristalinos bcc-Fe possuem um diâmetro médio de grão cristalino (Dave) de 20 pm ou menos e um diâmetro máximo de grão cristalino (Dmax) de 120 pm ou menos".

[0041] Mais preferivelmente, os grãos cristalinos bcc-Fe possuem "uma proporção de área de grãos cristalinos que possui um diâmetro de 80 pm ou mais de 40% ou menos da área total", "um diâmetro médio de sub-grão (dave) de 10 pm ou menos e um diâmetro máximo de sub-grão (dmax) de 50 pm ou menos" ou adicionalmente "uma proporção (Dave/dave) do diâmetro médio de grão cristalino (Dave) para o diâmetro médio de sub-grão (dave) de 4,5 ou menos".

[0042] A tipica ruptura de arame durante o estiramento de arame é, por exemplo, a ruptura por embutimento ou craqueamento longitudinal/de cisalhamento como mostrada em "Wire Drawing Limitation of Hard Steel Wires and Its Control Factors, Plasticity and Processing" (Takahashi e outros), vol. 19 (1978), pp. 726. De acordo com isto, a ruptura por embutimento ocorre quando o bloco de perlita de um material de arame for grosso e possuir ductilidade insatisfatória. Por exemplo, JP-A2004-91912 também tem o propósito de aperfeiçoar a resistência à ruptura ao controlar o número de grãos do bloco de perlita para Nos 6 a 8. Entretanto, mesmo nesta invenção, um aumento na proporção de estiramento de arame no momento de estiramento de um arame ainda não foi efetuado.

[0043] Então os inventores da presente invenção tentaram controlar os tamanhos e a distribuição de diâmetros de grão cristalino baseado no conceito de que "a ruptura por embutimento ocorre, pois são formados espaços e crescem em uma parte onde a rotação de cristal não ocorre suavemente durante o estiramento de arame e quando os grãos cristalinos grossos forem existentes, os espaços são formados naquela parte e causam a ruptura mesmo que o diâmetro médio de grão cristalino representado por número de grão cristalino seja reduzido".

[0044] Uma vez que um material de arame de aço com teor de carbono relativamente alto, para o qual a presente invenção está dirigida, é geralmente controlado principalmente pela estrutura de perlita, a ductilidade do material de arame é geralmente representada por um bloco de perlita (fatores de controlar a ductilidade de aço de perlita eutectóide", Takahashi e outros, publicação da Nippon Metal Society do Japão, volume 42 (1978), página 708). Entretanto, visto que um material de aço comum contém outras estruturas tais como ferrita e bainita, os inventores da presente invenção conduziram os estudos baseados nas idéias que os tamanhos e a distribuição de todos os diâmetros de grão cristalino que incluem estruturas em vez de perlita devem ser levados em consideração.

[0045] Como resultado, foi verificado que quando o diâmetro médio de grão cristalino (Dave) for reduzido para 20 pm ou menos e o diâmetro máximo de grão cristalino (Dmax) é controlado para 120 pm ou menos como especificado pela presente invenção, a capacidade de estiramento de arame é bastante aperfeiçoada. Quando o diâmetro médio de grão cristalino (Dave) for maior do que 20 pm, a ductilidade de um arame se torna insatisfatória. Mesmo quando o diâmetro médio de grão cristalino (Dave) for 20 pm ou menos, se o diâmetro máximo de grão cristalino (Dmax) for maior do que 120 pm, o arame é facilmente rompido durante o estiramento de arame. Ademais, para obter a capacidade de estiramento de arame superior, o diâmetro médio de grão cristalino (Dave) é preferivelmente ajustado para 17 pm ou menos e o diâmetro máximo de grão cristalino (Dmax) é preferivelmente ajustado para 100 pm ou menos.

[0046] Embora o objetivo da presente invenção seja atingido ao especificar o diâmetro médio de grão cristalino acima (Dave) e o diâmetro máximo de grão cristalino acima (Dmax) da estrutura de metal, para aperfeiçoar adicionalmente a capacidade de estiramento de arame, as seguintes exigências são desejavelmente satisfeitas além destas exigências.

[0047] Ou seja, quando a proporção de área de grãos cristalinos que possui um diâmetro de 80 pm ou mais for controlada para 40% ou menos nos grãos cristalinos bcc-Fe da estrutura de metal para tornar todos os grãos cristalinos uniformes e finos, a capacidade de estiramento pode ser adicionalmente aperfeiçoada. A proporção de área de grãos cristalinos que possui um diâmetro de grão de 80 pm ou mais é preferivelmente 25% ou menos, particularmente de preferência 0%.

[0048] Quando os estudos foram conduzidos para aperfeiçoar adicionalmente a capacidade de estiramento de arame, foi verificado que os autodenominados "sub-grãos" que são unidades cristalinas que possuem um baixo limite de ângulo com cristais adjacentes também têm uma influência sobre a rotação de cristal e a capacidade de estiramento de arame pode ser adicionalmente aperfeiçoada ao suprimir o diâmetro médio de sub-grão (dave) para 10 pm ou menos e o diâmetro máximo de sub-grão (dmax) para 50 pm ou menos. Ou seja, considera-se que quando número de sub-grãos grossos se tornar pequeno e os sub-grãos se tornarem uniformes e finos, a concentração de tensão é reduzida e a formação de espaços é suprimida. O diâmetro médio de sub-grão (dave) e o diâmetro máximo de sub-grão (dmax) são preferivelmente 7 pm ou menos e 4 0 pm ou menos, respectivamente, para obter o efeito acima.

[0049] Ademais, quanto ao diâmetro médio de grão cristalino (DaVe) e o diâmetro médio de sub-grão (dave) , foi confirmado que quando a proporção (Dave/dave) destes se tornar pequena dentro das faixas acima, a capacidade de estiramento de arame é adicionalmente aperfeiçoada. Isto deve ser considerado, pois a rotação de cristal durante o estiramento de arame se torna suave sobre todo o material de aço, desse modo se torna difícil originar a concentração de tensão. A proporção (Dave/dave) é preferivelmente 4,5 ou menos, mais preferivelmente 4,0 ou menos para obter esta função de forma eficaz.

[0050] Para aperfeiçoar adicionalmente a capacidade de estiramento de arame na presente invenção, o controle da resistência à tração de um material de arame de aço e o teor de C no material de arame de aço para satisfazer a relação "TS (Mpa) < 1240 x Wc0,52" (TS é a resistência à tração do material de arame de aço e Wc é o teor de C no material de arame de aço) também é eficaz.

[0051] Quando a proporção de estiramento de arame e a proporção de redução de área forem aumentadas, os espaços são facilmente formados e as temperaturas do material de arame de aço e a matriz aumentam, desse modo causa a ruptura de arame (craqueamento longitudinal/cisalhamento) e reduz a vida útil da matriz. Quando a proporção de estiramento de arame e a proporção de redução de área permanecerem inalteradas, um aumento de temperatura tem uma grande influência sobre a resistência do material de arame. Visto que a resistência à tração é inferior, o aumento de temperatura se torna inferior. Foi confirmado que o teor de C no material de arame de aço, e que quando a relação entre a resistência à tração (TS) e o teor de C no material de arame de aço (Wc) for controlada para satisfazer a expressão acima, a ruptura causada por um aumento de temperatura no momento de estiramento de arame é significativamente suprimida e a vida útil da matriz é aperfeiçoada.

[0052] Ademais, na presente invenção, quando as influências da descarbonização da camada de superfície do material de arame de aço e a adesão de incrustação sobre a capacidade de estiramento de arame foram estudadas para aperfeiçoar adicionalmente a capacidade de estiramento ed arame, foi confirmado que um material de arame de aço que possui uma descarbonização total da camada de superfície (Dm_T) de 100 pm ou menos e uma adesão de incrustação para a camada de superfície de 0,15 a 0,85% por massa mostra excelente capacidade de estiramento de arame também.

[0053] Mesmo quando a capacidade de estiramento de arame for aperfeiçoada pelo desenho de componente e controle de estrutura de um material de arame de aço, a capacidade de estiramento de arame é influenciada pelas propriedades de incrustação sobre a superfície do material de arame de aço. Embora um material de arame de aço seja desincrustado de forma química e mecânica antes de ser estirado, quando o estiramento de arame for realizado embora a incrustação não seja completamente removida e permaneça na etapa, a matriz é lascada. A adesão de incrustação possui uma grande influência sobre a desincrustação. Visto que a adesão de incrustação é maior, a desincrustação se torna melhor. Quando a adesão for muito grande, a incrustação é removida antes do processo de desincrustação e o material de arame pode se oxidar. Quando a descarbonização ocorrer sobre a superfície do material de arame de aço, mesmo se a adesão de incrustação for satisfatória, a incrustação penetra dentro da parte descarbonizada, tornando a desincrustação difícil. Portanto, na presente invenção, quando as exigências para reduzir a capacidade de estiramento de arame impedem que os fatores derivados de incrustação máximo possível forem investigadas, foi confirmado que uma redução em capacidade de estiramento de arame causada por incrustação pode ser suprimida imediatamente ao controlar a descarbonização total da camada de superfície (Dm_T) para 100 pm e a adesão de incrustação na camada de superfície para 0,15 a 0,85 por massa.

[0054] Uma descrição é subseqüentemente dada do processo para fabricação de um material de arame de aço com alto teor de carbono que possui as propriedades características acima.

[0055] O primeiro processo compreende as etapas de resfriar um material de arame de aço aquecido a 730 até 1050°C e feito de aço que satisfaz as exigências acima para a composição a 470 até 640°C (Ti) em uma proporção média de resfriamento de 15°C/seg. ou mais e o aquece a 550 até 720°C (T2) que é maior do que a temperatura acima (Ti) em uma proporção média de elevação de temperatura de 3°C/seg. ou mais.

[0056] O segundo processo compreende as etapas de aquecer um material de aço que satisfaz as exigências acima para a composição em 900 a 1.2 60°C, laminar o mesmo a quente a uma temperatura de 740°C ou mais, laminagem final em uma temperatura de 1.100°C ou menos, resfriar o mesmo com água para uma faixa de temperatura de 750 a 950°C, enrolar o mesmo sobre um dispositivo de transporte, resfriar o mesmo em uma proporção média de resfriamento de 15°C/seg. ou mais para 500 a 630°C (T3) dentro de 20 segundos após o enrolamento, e então aquecer o mesmo a 580 até 720°C (T 4) dentro de 45 segundos após o enrolamento.

Aqui, (T4) é maior do que o valor acima (T3) .

[0057] Ou seja, para obter um material de arame de aço que possua as propriedades características acima, um carboneto em um material de aço deve ser aquecido a 730°C ou mais para ser dissolvido para tornar sua estrutura uniforme antes da transformação. Embora a desincrustação se aperfeiçoe à medida que a temperatura de aquecimento se torna maior, quando a temperatura de aquecimento exceder 1050°C, os grãos de austenita antes da transformação se tornam grossos, tornando difícil o controle da estrutura por transformação na etapa de resfriamento subseqüente. Portanto, a temperatura de aquecimento deve ser reduzida para 1050°C ou menos. A temperatura de aquecimento preferida é 750 a 1000°C.

[0058] Na etapa de resfriamento após o aquecimento, o diâmetro de grão cristalino bcc após a transformação que é controlada na presente invenção é determinado. Para reduzir o diâmetro de grão cristalino mais uniforme e menor possível, é recomendado aumentar o máximo possível a proporção de resfriamento após o aquecimento. A proporção média de resfriamento é ajustada para 15°C/seg. ou mais na presente invenção, As (Ti) no momento de resfriamento é inferior, os grãos cristalinos se tornam mais finos. Entretanto, quando o material de aço for resfriado para uma temperatura abaixo de 470°C, uma estrutura super-refrigerante que prejudica a capacidade de estiramento de arame é facilmente formada. Portanto, o limite superior é ajustado para 470°C. Uma vez que o diâmetro médio de grão se torna grande quando (Ti) for maior do que 640°C, o material de aço deve ser resfriado até pelo menos 640°C. 0 (Ti) preferido no momento de resfriamento é 480 a 630°C.

[0059] Na presente invenção, o material de arame deve ser aquecido a 550 até 720°C que é maior do que (Ti) após a etapa de resfriamento acima para tornar os grãos cristalinos finos. Esta temperatura (T2) no momento de elevação de temperatura possui uma influência marcada sobre a resistência do material de aço. À medida que a temperatura (T2) se torna mais alta, a resistência diminui, o que é vantajoso para o estiramento de arame. Quando a temperatura for menor do que 550°C, a redução de resistência se torna insatisfatória e quando a temperatura for maior do que 720°C e se torna excessivamente alta, a transformação se torna incompleta e pode causar um aumento na resistência. (T2) no momento de elevação de temperatura é preferivelmente 580 a 715°C.

[0060] Ou seja, após o material de aço ser completamente resfriado a 470 até 640°C (Ti) (preferivelmente 480 a 630°C) , o mesmo é re-aquecido a 550 até 720°C (T2) (preferivelmente 580 a 715°C, mais preferivelmente 580 a 710°C) que é maior do que Ti para obter um material de aço que contém grãos cristalinos uniformes e finos e possui baixa resistência.

[0061] Quando a proporção de elevação de temperatura média a partir da temperatura (Ti) até a temperatura (T2) for muito baixa, a redução de resistência para o nivel alvo da presente invenção não é afetado. Portanto, a proporção de elevação de temperatura média entre estas deve ser 3°C/seg. ou mais. Ou seja, para obter um material de arame de aço que possua excelente capacidade de estiramento de arame com o primeiro processo acima, é importante que um material de arame aquecido a 730 até 1050°C (preferivelmente a 750 até 1000°C) deva ser resfriado a 470 até 640°C (Ti) (preferivelmente 480 a 630°C) em uma proporção de resfriamento média de 15°C/seg. ou mais e então aquecido a 550 até 720°C (T2) (preferivelmente 580 a 715°, mais preferivelmente 580 a 710°C) em uma proporção de 3°C/seg. ou mais. Aqui, T2 é maior do que Ti.

[0062] Entretanto, quando um material de arame de aço no qual a presente invenção se aplica for um material de arame laminado a quente, o segundo processo acima é aplicado para controle como se segue.

[0063] Primeiro, o material de arame de aço é aquecido a 900 até 1260°C em um forno de aquecimento, laminado a quente em uma temperatura de 7 4 0°C ou mais e laminado por acabamento em 1100°C ou mais. Quando a temperatura de aquecimento for maior do que 900°C, o aquecimento é insuficiente e quando a temperatura for maior do que 1260°C, a área descarbonizada da camada de superfície se torna grande. A temperatura de aquecimento é preferivelmente 900 a 1250°C. Quando a temperatura de laminagem for reduzida, a descarbonização da camada de superfície é promovida e a desincrustação se deteriora. Portanto, a temperatura limite inferior de laminagem a quente é ajustada para 740°C. A temperatura limite inferior é preferivelmente 780°C. Quando a temperatura de laminagem por acabamento for maior do que 1100°C, o controle da estrutura de transformação por resfriamento e re-aquecimento na etapa subseqüente se torna difícil. Portanto, o limite superior da temperatura de laminagem por acabamento é ajustado para 1100°C.

[0064] Após a laminagem por acabamento, o material de arame é resfriado a 750 até 950°C com água e enrolado sobre um dispositivo transportador tal como um transportador que será ajustado. 0 controle de temperatura após a resfriamento com água serve para controlar a transformação e o controle de incrustação na etapa subseqüente. Quando a temperatura no momento de resfriamento se tornar menor do que 750°C, uma estrutura super-refrigerante é formada sobre a camada de superfície e quando a temperatura se tornar maior do que 950°C, a capacidade de transformação de incrustação é perdida e a incrustação é esfoliada no momento da transportação, causando a geração de oxidação por desincrustação durante o transporte.

[0065] Após o enrolamento, é importante obter uma estrutura de metal que possua excelente capacidade de estiramento de arame que o material de aço deve ser resfriado em uma proporção de resfriamento média de 15°C/seg. ou mais, que o valor mais baixo da temperatura de material de aço deve ser controlado a 500 até 630°C (T3) dentro de 20 segundos a partir do enrolamento e ajuste sobre o dispositivo transportador, e que o material de aço deve ser aquecido novamente a 580 até 720°C (T4) maior do que a temperatura acima (T3) a partir da temperatura (T3) dentro de 45 segundos após o ajuste.

[0066] Ou seja, ao resfriar o material de aço em uma proporção de 15°C/seg. ou mais de modo que a temperatura mais baixa (T3) se torne 500 a 630°C dentro de 20 segundos após o enrolamento e ajuste, os grãos cristalinos pode se tornar uniformes e finos. Quando a proporção de resfriamento for mais baixa do que 15°C/seg., a proporção de resfriamento é insuficiente e a estrutura de metal não pode se tornar completamente uniforme e fina e alguns grãos grossos são formados. Embora a proporção de resfriamento maior seja eficaz para tornar a estrutura de metal fina, no caso de resfriamento com um jato de ar após a laminagem a quente, as variações na proporção de resfriamento no material de arame de aço tendem a se tornar grandes. Portanto, a proporção de resfriamento média após o enrolamento e ajuste é preferivelmente ajustada para 120°C/seg. ou menos, mais preferivelmente a 100°C/seg. ou menos. Mesmo quando a temperatura se tornar mais baixa do que 480°C nesta etapa de resfriamento, uma estrutura super-refrigerante é formada sobre a camada de superfície e quando a temperatura se tornar mais alta do que 630°C, um grão cristalino tende a ser formado. Mesmo quando o material de arame não for resfriado a uma faixa de temperatura preferida dentro de 20 segundos a partir do enrolamento e ajuste, a estrutura de metal se torna grossa.

[0067] Após o resfriamento, a resistência do material laminado a quente pode ser significativamente reduzida ao controlar o valor mais alto da temperatura de material de aço a 580 até 720°C (T4) que é maior do que a temperatura acima (T3) a partir da temperatura (T3) dentro de 45 segundos após o enrolamento e ajuste. Para promover efetivamente a redução de resistência neste ponto, o momento a partir do enrolamento e ajuste até o momento quando a faixa de temperatura acima é atingida é ajustado para preferivelmente 42 segundos ou menos, mais preferivelmente 40 segundos ou menos. Quando a temperatura T4 for menor do que a temperatura T3 ou quando a temperatura T4 for menor do que 580°C, a redução de resistência se torna insatisfatória e quando a temperatura T4 for maior do que 720°C, tanto a resistência como a ductilidade inferiores.

[0068] Para obter um material de arame laminado a quente que possui excelente capacidade de estiramento de arame, o segundo processo acima é empregado para aquecer um material de arame a 900 até 1260°C (preferivelmente 900 a 1250°C) em um forno de aquecimento, lamina o mesmo a quente a uma temperatura de 740°C ou mais (preferivelmente 780°C ou mais) , laminar por acabamento o mesmo a 1100°C ou menos, resfriar o mesmo com água a 750 até 950°C para ser enrolado e ajustado sobre o dispositivo transportador, e resfriar o mesmo a uma proporção de 15°C/seg. ou mais para controlar o valor mais baixo da temperatura de material de aço a 500 até 630°C (T3) dentro de 20 segundos a partir de enrolamento e ajuste e então o valor mais alto da temperatura de material de aço para 580 até 720°C (T4) , preferivelmente a 580 até 715°C, mais preferivelmente para 580 até 710°C, que é maior do que T3 a partir da temperatura T3 dentro de 45 segundos a partir do enrolamento e ajuste, desse modo tornando possível obter um material de arame de aço com alto teor de carbono que possui eficientemente excelente capacidade de estiramento de arame.

Exemplos [0069] Os seguintes exemplos experimentais são proporcionados para ilustrar a constituição e função/efeito da presente invenção em mais detalhe. Deve ser entendido que a presente invenção não se limita aos seguintes exemplos experimentais e pode ser adeqüavelmente modificada de várias maneiras sem que se abandone o escopo da presente invenção e que todas estas estão incluídas no escopo da técnica da presente invenção.

Exemplo Experimental 1 [0070] Um material de arame de aço laminado a quente que possui um diâmetro de 5,5 mm que possui composição química mostrado na Tabela 1 foi fabricado. A quantidade de REM na Tabela 1 mostra a quantidade total de La, Ce, Pr e Nd. 0 material de arame de aço laminado a quente obtido foi aquecido em um forno atmosférico sob condições mostradas na Figura 1 e Tabelas 2 e 3 e continuamente alterado dentro de um forno para chumbo para ser aquecido e obter vários materiais de arame de aço. Neste exemplo experimental, o forno atmosférico e o forno para chumbo foram usados para realizar o tratamento de aquecimento acima. A presente invenção não se limita ao uso destes dispositivos e outros fornos de aquecimento e fornos de espera podem ser usados normalmente.

[0071] As características estruturais, as características de incrustação e as características de tensão dos materiais de arame de aço obtidos foram avaliadas. Quanto às unidades cristalinas de grãos cristalinos bcc e sub-grãos fora das características estruturais, visto que a avaliação de variações em cada unidade cristalina é importante na presente invenção, o SEM/EBSP (Electron Back Scatter dlffractlon Pattern -Padrão de Difração por Retro Dispersão de Elétron) foi empregado para avaliação. JSM-5410 da JEOL Ltd., foi usado como SEM e o Sistema OIM (Microscopia de Formação de imagem de orientação) de TSL Co, Ltd foi usado como EBSP.

[0072] Após uma amostra ser cortada de cada material de arame de aço por meio de corte por molhamento, polimento por molhamento, o acabamento e polimento químico foram empregados para preparar uma amostra para a medida de EBSP, e uma amostra cuja tensão e desigualdade de superfície causadas por polimento foram reduzidas o máximo possível foi preparada desta maneira. A superfície que será observada foi polida como a seção longitudinal do material de arame de aço.

[0073] A amostra obtida foi medida com o centro no diâmetro de linha do material de arame de aço como uma posição de medida de EBSP. A etapa de medida foi ajustada para 0,5 pm ou menos, e a área de medida de cada material de arame de aço foi ajustada para 60.000 pm2 ou mais. Embora a análise de orientação cristalina tenha sido realizada após a medida, o resultado de medida do valor médio (índice de Confiança) Cl que era 0,3 ou mais foi usado para análise para aumentar a confiabilidade analítica.

[0074] Os resultados analíticos (mapa limítrofe: um exemplo é mostrado na Figura 2) do "grão cristalino bcc" que é uma área cercada por um limite com uma diferença de azimute de 10° ou mais e "sub-grão" que é uma área cercada por um limite com uma diferença de azimute de 2o ou mais visto que as unidades cristalinas projetadas pela presente invenção são obtidas pela análise da orientação cristalina bcc-Fe. 0 mapa limítrofe obtido foi processado pelo software de análise de imagem Image-Pro para calcular e avaliar cada unidade cristalina.

[0075] Primeiro, a área de cada área cercada (unidade cristalina) por um limite é obtida baseada no mapa limítrofe por meio de Image-Pro acima. Um diâmetro de círculo calculado ao aproximar cada unidade cristalina a um diâmetro equivalente de círculo baseado na área foi usado como o diâmetro de cada grão cristalino. Os resultados de cálculo foram processados estatisticamente como mostrado nos exemplos de Figuras 3 (A) a 3 (C) para obter o diâmetro médio de grão cristalino (Dave) , diâmetro médio de sub-grão (dave) r diâmetro máximo de grão cristalino (Dmax) , diâmetro máximo de sub-grão (dmax) , proporção de área de grãos cristalinos que possuem um diâmetro de grão de 80 pm ou mais e proporção de (DaVe/dave) do diâmetro médio de grão cristalino para o diâmetro médio de sub-grão.

[0076] Fora das características de estrutura, a descarbonização total é medida pelo método descrito nos Padrões Industriais japoneses (JIS) G 0558. Uma amostra cortada de um material de arame de aço, enterrada em uma resina de modo que a seção transversal do material de arame faça com que a superfície seja observada, polida por via úmida, defletida, e gravada para expor a estrutura de metal com 5% de nital e observada através de um microscópio óptico para medir a descarbonização da camada de superfície do material de arame de aço. A avaliação de descarbonização foi feita sobre duas ou mais amostras de cada material de arame de aço para obter um valor médio.

[0077] As características de incrustação foram avaliadas baseadas na adesão de incrustação na camada de superfície do material de arame de aço. Estabelecido mais especificamente, uma amostra extensa de 200 mm foi cortada de cada material de arame de aço e a adesão de incrustação foi calculada a partir de uma diferença de peso da amostra antes e após a decapagem com ácido clorídrico. Os valores médios de dados de medida sobre 10 ou mais materiais de arame de aço foram usados para a avaliação de incrustação.

[0078] Quanto à avaliação de características de tensão, uma amostra extensa de 400 μιη foi cortada de cada material de arame de aço e um teste de tensão foi feito sobre a amostra por uma máquina de teste universal em uma velocidade de cruzeta de 10 mm/min. e um comprimento de calibre de 150 mm. 40 ou mais materiais de arame de aço foram medidos para obter um valor médio dos dados de medida como resistência à tensão (TS: MPa) e redução de área (RA: %) · [0079] Uma descrição é subseqüentemente dada da avaliação de capacidade de estiramento de arame. A desincrustação e revestimento lubrificante foram feitos sobre cada material de arame de aço como pré-tratamentos antes do estiramento de arame. Para desincrustação, o ácido clorídrico foi usado para remover a incrustação por decapagem. Após a desincrustação, a superfície de cada material de arame de aço foi coberta com fosfato como revestimento lubrificante antes do estiramento de arame. Conseqüentemente, o estiramento a seco do arame foi realizado por uma máquina de estiramento de arame contínua até um diâmetro de arame final de 0,9 mm.

[0080] Neste exemplo experimental, para aperfeiçoar a produtividade no momento do estiramento de arame, o estiramento de arame foi realizado sob três condições diferentes: (1) a proporção de estiramento de arame final era 600 m/min e o número dado de matrizes era 14, (2) a proporção de estiramento de arame final era 800 m/min e o número de matrizes era 14, e (3) a proporção de estiramento de arame final era 800 m/min e o número de matrizes era 12.

[0081] Embora a produtividade de estiramento de arame se torne maior a partir das condições (1) até as condições (3) , as condições de estiramento de arame se tornam mais severas e um material de arame de aço que será estirado precisa de maior capacidade de estiramento de arame. 50 toneladas de cada material de arame de aço foram estiradas sob as três condições diferentes acima para avaliar a existência de ruptura de arame durante o estiramento de arame e a vida útil de cada matriz. Quanto à avaliação de vida útil da matriz, quando a matriz for rompida durante o estiramento de 50 toneladas do material de arame, porém a matriz é gasta por erosão e deve ser trocada por uma nova após o estiramento de arame, á avaliada como (Δ) , e quando a matriz não precisar ser trocada devido a ruptura e desgaste da matriz após 50 toneladas do material de arame serem estiradas, é avaliada como (O) . (-) significa que a vida útil da matriz não pode ser avaliada devido à ruptura do arame.

[0082] Os resultados são mostrados na Tabela 4 e na Figura 4.

Tabela 4 (continuação) 0 seguinte pode ser analisado como se segue a partir das Tabelas 1 a 4.

[0083] A capacidade de estiramento de arame é aperfeiçoada ao controlar o diâmetro médio de grào cristalino {Dave) para 20 pm ou menos e o diâmetro máximo de grão cristalino {Dr,,ax) para 120 pm ou menos como mostrado na Figura 4. Portanto, mesmo quando a proporção de estiramento de arame for aumentada, o estiramento de arame era alta velocidade se torna possível sem romper o material de arame. Ademais, quando a estrutura se torna uniforme e fina ao controlar (Dltvtd para 17 pm ou menos e (D!r„:iK} para 100 pm ou menos; TS é reduzido para 124 0 x Wc0'^ ou menos; o diâmetro médio de sub-grâo <dJVe) é controlado para 10 pm ou menos; o diâmetro máximo de sub-grâo (dMX) é controlado para 50 pm ou menos; e a proporção (Dave/daVe) é controlada para 4,5 ou menos como exigências adicionais, o estiramento de arame se torna possível sem a ruptura de arame mesmo se o número de matrizes for reduzido e a proporção de estiramento de arame for aumentada. Conseqüentemente, a capacidade de estiramento de arame pode ser adicionalmente aperfeiçoada.

[0084] Os materiais de arame de aço Nos 2, 14, 18, 24, 29, 30, 40 e 41 que satisfazem as exigências do diâmetro médio de grão cristalino (Dave) e o diâmetro máximo de grão cristalino (Dmax) , porém que não satisfazem as exigências adicionais acima são rompidos quando o número de matrizes for pequeno embora o estiramento de arame em alta velocidade seja possível. No caso de material de arame de aço N° 3 nas Tabelas 2 a 4 que é inferior em capacidade de desincrustação a partir do ponto de vista de vida útil da matriz, a ruptura de arame não ocorre durante o estiramento de arame mesmo quando as condições de estiramento de arame se tornam severas, porém uma má influência sobre a vida útil da matriz é observada a tal ponto que a matriz deve ser trocada após o estiramento de arame. Também no caso de materiais de arame de aço Nos 29, 30 e 40 nas Tabelas 2 a 4 que são insatisfatórias no amaciamento de aço e não satisfazem "TS ^ 1240 x Wc0'52, a vida útil da matriz é curta.

[0085] A influência sobre a capacidade de estiramento de arame da composição aparece nos materiais de arame de aço Nos 43 a 48 nas Tabelas 3 e 4. Ou seja, como A16 e A17 que são usados nos materiais de arame de aço Nos 43 e 44 das Tabelas 3 e 4 possuem altos teores de P e S, a ruptura de arame ocorre embora suas estruturas de metal sejam adeqüavelmente controladas. Uma vez que A18 que é usado em materiais de arame de aço N° 45 das Tabelas 3 e 4 contém muito Si, a descarbonização marcada ocorre, a capacidade de desincrustação é insatisfatória e a resistência é muito alta, desse modo causa a ruptura da matriz e a ruptura de arame durante o estiramento de arame.

[0086] Visto que Al9 usado no material de arame de aço N° 4 6 das Tabelas 3 e 4 contém muito Mn, uma estrutura super-refrigerante é formada e a resistência é alta. Uma vez que A2 0 de um material de arame de aço N° 4 7 contém muito N, a ductilidade se torna insatisfatória e a fragilização por envelhecimento após deformação ocorre facilmente durante o estiramento de arame. Uma vez que A21 de material de arame de aço N° 48 contém mais C do que o valor especificado, sua ductilidade é insatisfatória e a fragilização por envelhecimento após deformação ocorre facilmente durante o estiramento de arame.

[0087] Um material de arame de aço cujos componentes de aço estão fora da faixa especificada da presente invenção não obtêm capacidade de estiramento de arame satisfatória embora possua as características estruturais da presente invenção.

Exemplo Experimental 2 [0088] Para aperfeiçoar a capacidade de estiramento de arame como termo-laminado, os tipos de aço mostrados na Tabela 5 abaixo foram usados e estudados. A quantidade de REM na Tabela 5 mostra a quantidade total de La, Ce, Pr e Nd. Todos os tipos de aço mostrados na Tabela 5 satisfazem as exigências da composição especificada pela presente invenção.

[0089] Os tipos de aço mostrados na Tabela 5 foram laminados a quente sob condições mostradas na Tabela 6 e Figura 5. No caso de um material laminado a quente, todas as etapas de um forno de aquecimento para laminagem e resfriamento devem ser controladas. Como mostrado na Figura 5, os itens de controle são mais complicados do que no Exemplo Experimental acima 1 (Figura 1). As características estruturais, características de incrustação, características de tensão e capacidade de estiramento de arame dos materiais laminados a quente obtidos foram avaliadas da mesma maneira que no Exemplo Experimental 1 acima.

[0090] Os resultados são mostrados nas Tabelas 6 a 8 na Figura 6. Ao controlar adeqüavelmente uma série de etapas a partir de aquecimento até enrolamento e resfriamento para laminagem a quente, as características estruturais, características de incrustação e características de tensão podem ser controladas para as faixas especificadas pela presente invenção também, e podem ser confirmadas a partir dos resultados da avaliação da capacidade de estiramento de arame que excelente capacidade de estiramento de arame pode ser obtida visto que o material de arame é laminado a quente.

Tabela 8 [0091] Um material de arame de aço com alto teor de carbono que possui excelente capacidade de estiramento de arame pode ser obtido ao controlar especialmente o diâmetro médio de grão cristalino (Dave) de um arame de aço de carbono que satisfaz as exigências pré-determinadas para a composição para 20 pm ou menos e o diâmetro máximo de grão cristalino (Dmax) para 120 pm ou menos e reduzir as variações nos tamanhos das unidades de estrutura de metal e tornar a estrutura de metal uniforme e fina.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Material de arame de aço com alto teor de carbono que possui excelente capacidade de estiramento de arame compreendendo, % em massa: 0,6 a 1,1 C, 0,1 a 2,0 Si, 0,1 a 1,0 Mn, 0,020 < P, 0,020 < S, 0,006 < N, 0,03 < Al, 0,0030 < O, Fe restante e impurezas inevitáveis, caracterizado por ter os grãos cristalinos Fe-CCC de sua estrutura de metal possuir um diâmetro médio de grão cristalino (Dave) de 20 pm ou menos e um diâmetro máximo de grão cristalino (Dmax) de 120 pm ou menos, e onde a resistência à tensão do material de arame de aço é representada por TS e o teor de C no material de arame de aço é representado por Wc, estes satisfazem a relação da seguinte expressão (1): TS < 1240 x Wc0'52 (1) .

2. Material de arame de aço com alto teor de carbono, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os grãos cristalinos Fe-CCC da estrutura de metal possuem uma proporção de área de grãos de cristal que possui um diâmetro de 80 pm ou mais de 40% ou menos.

3. Material de arame de aço com alto teor de carbono, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os grãos cristalinos Fe-CCC da estrutura de metal possuem um diâmetro médio de sub-grão (dave) de 10 pm ou menos e um diâmetro máximo de sub-grão (dmax) de 50 pm ou menos.

4. Material de arame de aço com alto teor de carbono, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que a proporção (Dave/dave) do diâmetro médio de grão cristalino (DaVe) para o diâmetro médio de sub-grão (dave) dos grãos cristalinos Fe-CCC da estrutura de metal é 4,5 ou menos.

5. Material de arame de aço com alto teor de carbono, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o aço contém adicionalmente pelo menos um elemento selecionado de 1,5% ou menos (não incluindo 0%) por massa de Cr, 1,0% ou menos (não incluindo 0%) por massa de Cu e 1,0% ou menos (não incluindo 0%) por massa de Ni.

6. Material de arame de aço com alto teor de carbono, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o aço contém adicionalmente pelo menos um elemento selecionado de 5 ppm ou menos (não incluindo 0 ppm) de Mg, 5 ppm ou menos (não incluindo 0 ppm) de Ca e 1,5 ppm ou menos (não incluindo 0 ppm) de REM.

7. Material de arame de aço com alto teor de carbono, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que a descarbonização total da camada de superfície (Dm_T) é 100 pm ou menos e a adesão de incrustação é 0,15 a 0,85% por massa.

8. Processo para fabricar um material de arame de aço com alto teor de carbono, de acordo com a reivindicação 1, que possui excelente capacidade de estiramento de arame, que compreende as etapas de - aquecer um material de arame de aço que possui composição, especificada na reivindicação 1, de 900°C até 12 60°C, - laminar a quente em uma temperatura de 740°C ou mais e submetê-lo à laminagem final em uma temperatura de 1100°C ou menos, - resfriar o mesmo com água a 750°C até 950°C caracterizado por em seguida - enrolar o mesmo sobre um dispositivo de transporte, - resfriar o mesmo em uma proporção média de resfriamento de 15°C/s ou mais para 500°C a 620°C (T3) dentro de 20 segundos após o enrolamento, e- reaquecer o mesmo a 580°C até 720°C (T4) dentro de 45 segundos após o enrolamento, onde (T4) é maior do que o valor minimo acima (T3) .