JPH08295932A - 疲労特性の優れた高強度鋼線 - Google Patents
疲労特性の優れた高強度鋼線Info
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- JPH08295932A JPH08295932A JP9731795A JP9731795A JPH08295932A JP H08295932 A JPH08295932 A JP H08295932A JP 9731795 A JP9731795 A JP 9731795A JP 9731795 A JP9731795 A JP 9731795A JP H08295932 A JPH08295932 A JP H08295932A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】疲労強度の優れた高強度鋼線を提供する。
【構成】Ｃ量が０．６％以上の鋼において、熱処理によ
って得られる擬似パーライト組織が８０％以上となる鋼
材を伸線加工にする事によって得られる引張強さが３６
００ＭＰａ以上の強度を有する疲労特性の優れた鋼線。
って得られる擬似パーライト組織が８０％以上となる鋼
材を伸線加工にする事によって得られる引張強さが３６
００ＭＰａ以上の強度を有する疲労特性の優れた鋼線。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はタイヤ、ベルト、ホース
などのゴムおよび有機材料の補強用に使用されているス
チールコード、ベルトコードなどの高強度で高延性の極
細鋼線やロープ、ＰＣワイヤなどの高強度の鋼線に関す
るものである。これらの鋼線は、長尺ゴムベルト、スチ
ールタイヤ用コードなどに使用される。
などのゴムおよび有機材料の補強用に使用されているス
チールコード、ベルトコードなどの高強度で高延性の極
細鋼線やロープ、ＰＣワイヤなどの高強度の鋼線に関す
るものである。これらの鋼線は、長尺ゴムベルト、スチ
ールタイヤ用コードなどに使用される。
【０００２】
【従来の技術】一般にスチールコードなど伸線された高
炭素鋼極細線は、通常必要に応じて熱間圧延した後に調
整冷却した直径４．０〜５．５ｍｍの線材を一次伸線加
工後、最終パテンティング処理を行ない、その後ブラス
メッキ処理をへて最終湿式伸線加工により製造されてい
る。このような極細鋼線の多くは、２本撚り、５本撚り
などの撚り線加工を施した状態でスチールコードとして
使用されている。
炭素鋼極細線は、通常必要に応じて熱間圧延した後に調
整冷却した直径４．０〜５．５ｍｍの線材を一次伸線加
工後、最終パテンティング処理を行ない、その後ブラス
メッキ処理をへて最終湿式伸線加工により製造されてい
る。このような極細鋼線の多くは、２本撚り、５本撚り
などの撚り線加工を施した状態でスチールコードとして
使用されている。
【０００３】これらのワイヤが具備すべき特性として １．より高強度であること、 ２．高速伸線性が優れていること、 ３．疲労特性が優れていること、 ４．高速撚り線性が優れていること 等が上げられる。
【０００４】このため、従来から要望に応じた高品質の
鋼材が開発されている。例えば、特開昭６０−２０４８
６５号公報には、Ｍｎ含有量を０．３％未満に規制して
鉛パテンティング後の過冷組織の発生を抑え、Ｃ、Ｓ
ｉ、Ｍｎ等の元素量を規制することによって、撚り線時
の断線が少なく高強度および高靭延性の極細線およびス
チールコード用高炭素鋼線材が開示されており、また、
特開昭６３−２４０４６号公報には、Ｓｉ含有量を１．
００％以上とすることによって鉛パテンティング材の引
張強さを高くして伸線加工率を小さくした高靭性高延性
極細線用線材が開示されている。
鋼材が開発されている。例えば、特開昭６０−２０４８
６５号公報には、Ｍｎ含有量を０．３％未満に規制して
鉛パテンティング後の過冷組織の発生を抑え、Ｃ、Ｓ
ｉ、Ｍｎ等の元素量を規制することによって、撚り線時
の断線が少なく高強度および高靭延性の極細線およびス
チールコード用高炭素鋼線材が開示されており、また、
特開昭６３−２４０４６号公報には、Ｓｉ含有量を１．
００％以上とすることによって鉛パテンティング材の引
張強さを高くして伸線加工率を小さくした高靭性高延性
極細線用線材が開示されている。
【０００５】また、一方でこれらの特性に悪影響を与え
るものの一つとして硬質の酸化物系非金属介在物があげ
られる。一般に酸化物系介在物の中でもＡｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｏ2、ＣａＯ、ＴｉＯ2、ＭｇＯ等の単組成の介在物は硬
度も高く非延性である。従って伸線性に優れた高炭素鋼
線材製造のためには、溶鋼の清浄性を高めるとともに、
酸化物系介在物を低融点化し軟質化する必要がある。
るものの一つとして硬質の酸化物系非金属介在物があげ
られる。一般に酸化物系介在物の中でもＡｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｏ2、ＣａＯ、ＴｉＯ2、ＭｇＯ等の単組成の介在物は硬
度も高く非延性である。従って伸線性に優れた高炭素鋼
線材製造のためには、溶鋼の清浄性を高めるとともに、
酸化物系介在物を低融点化し軟質化する必要がある。
【０００６】この様に鋼の清浄度を上げ、非延性介在物
の軟質化を図る方法として、特公昭５７−２２９６９号
公報に示される伸線性の良好な高炭素鋼線材用鋼の製造
法及び特開昭５５−２４９６１号公報に示される極細線
の製造方法が示されているが、これらの技術の基本思想
は、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｎＯの三元系の酸化物系非
金属介在物の組成制御によるものである。
の軟質化を図る方法として、特公昭５７−２２９６９号
公報に示される伸線性の良好な高炭素鋼線材用鋼の製造
法及び特開昭５５−２４９６１号公報に示される極細線
の製造方法が示されているが、これらの技術の基本思想
は、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｎＯの三元系の酸化物系非
金属介在物の組成制御によるものである。
【０００７】一方、特開昭５０−７１５０７号公報で
は、非金属介在物をＡｌ2Ｏ3、 ＳｉＯ2、ＭｎＯの三
元状態図におけるスペーサータイト領域にすることによ
って製品の伸線性を改善することが提案され、また特開
昭５０−８１９０７号公報では溶鋼中に添加するＡｌ量
を規制することによって有害な介在物を減少せしめて、
伸線性を改善する方法が開示されている。
は、非金属介在物をＡｌ2Ｏ3、 ＳｉＯ2、ＭｎＯの三
元状態図におけるスペーサータイト領域にすることによ
って製品の伸線性を改善することが提案され、また特開
昭５０−８１９０７号公報では溶鋼中に添加するＡｌ量
を規制することによって有害な介在物を減少せしめて、
伸線性を改善する方法が開示されている。
【０００８】また、特公昭５７−３５２４３号公報にお
いては、非延性介在物指数２０以下のスチールコード製
造に関し、Ａｌ完全規制の下で取鍋溶鋼内にキャリアー
ガス（不活性ガス）と共にＣａＯ含有フラックスを吹込
み、予備脱酸した後、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭの一種または
二種以上を含む合金を吹込み介在物を軟質化する方法が
提案されている。
いては、非延性介在物指数２０以下のスチールコード製
造に関し、Ａｌ完全規制の下で取鍋溶鋼内にキャリアー
ガス（不活性ガス）と共にＣａＯ含有フラックスを吹込
み、予備脱酸した後、Ｃａ、Ｍｇ、ＲＥＭの一種または
二種以上を含む合金を吹込み介在物を軟質化する方法が
提案されている。
【０００９】しかしながら、さらに高強度、高延性、高
疲労強度の鋼線が求められるようになった。
疲労強度の鋼線が求められるようになった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の鋼線
では達成し得なかった高強度でかつ疲労特性の優れた鋼
線を提供することを目的とする。
では達成し得なかった高強度でかつ疲労特性の優れた鋼
線を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、（１）Ｃ量が
０．６％以上の鋼において、熱処理によって得られる擬
似パーライト組織が８０％以上となる鋼材を伸線加工に
する事によって得られる引張強さが３６００ＭＰａ以上
の強度を有する疲労特性の優れた高強度鋼線。
０．６％以上の鋼において、熱処理によって得られる擬
似パーライト組織が８０％以上となる鋼材を伸線加工に
する事によって得られる引張強さが３６００ＭＰａ以上
の強度を有する疲労特性の優れた高強度鋼線。
【００１２】（２）鋼成分が重量％で Ｃ ：０．６％以上１．５％以下 Ｓｉ：０．１％以上２．０％以下 Ｍｎ：０．１％以上２．０％以下 となる鋼からなることを特徴とする前記（１）の疲労特
性の優れた高強度鋼線。
性の優れた高強度鋼線。
【００１３】（３）以下の成分の一種以上添加する事を
特徴とする前記（２）の疲労特性の優れた高強度鋼線。 Ｃｒ：０．１％以上２．０％以下 Ｎｉ：０．１％以上２．０％以下 Ｃｕ：０．１％以上２．０％以下 Ｍｏ：０．１％以上２．０％以下 Ｃｏ：０．０１％以上２．０％以下。
特徴とする前記（２）の疲労特性の優れた高強度鋼線。 Ｃｒ：０．１％以上２．０％以下 Ｎｉ：０．１％以上２．０％以下 Ｃｕ：０．１％以上２．０％以下 Ｍｏ：０．１％以上２．０％以下 Ｃｏ：０．０１％以上２．０％以下。
【００１４】（４）以下の成分の一種以上を添加する事
を特徴とする前記（２）または（３）の疲労特性の優れ
た高強度鋼線。 Ｔｉ：０．００５％以上０．０３％以下 Ｎｂ：０．００５％以上０．０３％以下 Ｖ ：０．００５％以上０．０３％以下 Ａｌ：０．００５％以上０．０３％以下 Ｂ ：０．０００１％以上０．００３％以下。
を特徴とする前記（２）または（３）の疲労特性の優れ
た高強度鋼線。 Ｔｉ：０．００５％以上０．０３％以下 Ｎｂ：０．００５％以上０．０３％以下 Ｖ ：０．００５％以上０．０３％以下 Ａｌ：０．００５％以上０．０３％以下 Ｂ ：０．０００１％以上０．００３％以下。
【００１５】（５） Ｐ ：０．０２％以下 Ｓ ：０．０２％以下 であることを特徴とする前記（２）または（３）または
（４）の疲労特性の優れた高強度鋼線。
（４）の疲労特性の優れた高強度鋼線。
【００１６】
【作用】以下本発明を詳細に説明する。先ず本発明の限
定理由に関して説明する。なお、以下に示す％は重量％
である。本発明の鋼組成の限定理由は下記の通りであ
る。
定理由に関して説明する。なお、以下に示す％は重量％
である。本発明の鋼組成の限定理由は下記の通りであ
る。
【００１７】Ｃは経済的かつ有効な強化元素である。鋼
線としての必要強度を確保するためにはＣは少なくとも
０．６％以上とすることが必要である。高すぎると延性
が低下するので上限は１．５％とする。
線としての必要強度を確保するためにはＣは少なくとも
０．６％以上とすることが必要である。高すぎると延性
が低下するので上限は１．５％とする。
【００１８】Ｓｉは鋼の脱酸のために必要な元素であ
り、従ってその含有量があまりに少ないとき脱酸効果が
不十分になるので下限を０．１％とする。また、Ｓｉは
熱処理後に形成されるパーライト中のフェライト相に固
溶しパテンティング後の強度を上げるが、反面フェライ
トの延性を低下させるので、伸線後性に悪影響を与えな
い２．０％以下とする。
り、従ってその含有量があまりに少ないとき脱酸効果が
不十分になるので下限を０．１％とする。また、Ｓｉは
熱処理後に形成されるパーライト中のフェライト相に固
溶しパテンティング後の強度を上げるが、反面フェライ
トの延性を低下させるので、伸線後性に悪影響を与えな
い２．０％以下とする。
【００１９】Ｍｎは鋼の焼き入れ性を確保するために
０．１％以上添加する。しかし、多量のＭｎ添加は偏析
を引き起こしパテンティングの際にベイナイト、マルテ
ンサイトという過冷組織が発生しその後の伸線性を害す
るため２．０％以下とする。
０．１％以上添加する。しかし、多量のＭｎ添加は偏析
を引き起こしパテンティングの際にベイナイト、マルテ
ンサイトという過冷組織が発生しその後の伸線性を害す
るため２．０％以下とする。
【００２０】Ｓは多量に含まれると線材の延性を害する
のでその含有量を０．０２％以下とするのが望ましい。
ＰもＳと同様に線材の延性を害するのでその含有量を
０．０２％以下とするのが望ましい。
のでその含有量を０．０２％以下とするのが望ましい。
ＰもＳと同様に線材の延性を害するのでその含有量を
０．０２％以下とするのが望ましい。
【００２１】Ｃｒはこのようなセメンタイトの異常部の
出現を抑制しさらに、パーライトを微細にする効果を持
っている。しかし、多量の添加は熱処理後のフェライト
中の転移密度を上昇させるため、引き抜き加工後の極細
線の延性を著しく害することになる。従って、Ｃｒの添
加量はその効果が期待できる０．１％以上としフェライ
ト中の転移密度を増加させ延性を害することの無い２．
０％以下とする。
出現を抑制しさらに、パーライトを微細にする効果を持
っている。しかし、多量の添加は熱処理後のフェライト
中の転移密度を上昇させるため、引き抜き加工後の極細
線の延性を著しく害することになる。従って、Ｃｒの添
加量はその効果が期待できる０．１％以上としフェライ
ト中の転移密度を増加させ延性を害することの無い２．
０％以下とする。
【００２２】ＮｉもＣｒと同じ効果があるため、必要に
よりその効果を発揮する０．１％以上添加する。Ｎｉも
添加量が多くなり過ぎるとフェライト相の延性を低下さ
せるので上限を２．０％とする。
よりその効果を発揮する０．１％以上添加する。Ｎｉも
添加量が多くなり過ぎるとフェライト相の延性を低下さ
せるので上限を２．０％とする。
【００２３】Ｃｕは線材の腐食疲労特性を向上させる元
素であるので、必要によりその効果を発揮する０．１％
以上添加することが望ましい。Ｃｕも添加量が多くなり
過ぎるとフェライト相の延性を低下させるので上限を
２．０％とする。
素であるので、必要によりその効果を発揮する０．１％
以上添加することが望ましい。Ｃｕも添加量が多くなり
過ぎるとフェライト相の延性を低下させるので上限を
２．０％とする。
【００２４】Ｍｏは線材の焼き入れ性を向上するために
添加する元素で、必要によりその効果を発揮する０．１
％以上添加することが望ましい。Ｍｏも添加量が多くな
り過ぎると焼入れ性が高まり、偏析部にミクロマルテン
サイトが析出しやすくなるので上限を２．０％とする。
添加する元素で、必要によりその効果を発揮する０．１
％以上添加することが望ましい。Ｍｏも添加量が多くな
り過ぎると焼入れ性が高まり、偏析部にミクロマルテン
サイトが析出しやすくなるので上限を２．０％とする。
【００２５】Ｃｏは線材の延性を向上するために添加す
る元素で、必要によりその効果を発揮する０．０１％以
上添加する事が望ましい。Ｃｏは高価な元素であるので
経済性を損なわない２．０％以下の添加とする。
る元素で、必要によりその効果を発揮する０．０１％以
上添加する事が望ましい。Ｃｏは高価な元素であるので
経済性を損なわない２．０％以下の添加とする。
【００２６】Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ａｌはγ粒径を微細にし
その後に形成される組織単位を微細にし、靭性値を向上
することが出来るのでその効果を発揮する０．００５％
以上を添加し、その他の特性に悪影響を与える事のない
０．０３％以下とする。
その後に形成される組織単位を微細にし、靭性値を向上
することが出来るのでその効果を発揮する０．００５％
以上を添加し、その他の特性に悪影響を与える事のない
０．０３％以下とする。
【００２７】Ｂは焼入れ性を改善するのに添加し、その
効果が認められる０．０００１％以上添加し、焼入れ性
が高くなり過ぎるためその処理が困難となる０．００３
％以下とする。
効果が認められる０．０００１％以上添加し、焼入れ性
が高くなり過ぎるためその処理が困難となる０．００３
％以下とする。
【００２８】これらの成分からなる材料は一般的には
１．０ｍｍから２．０ｍｍの間で最終パテンティング処
理を行い、伸線加工によって目的の強度にされる。そこ
で、１．７ｍｍφにおいてパーライト組織、擬似パーラ
イト組織、ベイナイト組織のそれぞれを作製し、加工硬
化特性を比較したのが図１である。図１に示されるよう
に、擬似パーライト組織は、パーライト組織より加工硬
化率は落ちるもののベイナイト組織より加工硬化率が大
きくなっている事が判る。
１．０ｍｍから２．０ｍｍの間で最終パテンティング処
理を行い、伸線加工によって目的の強度にされる。そこ
で、１．７ｍｍφにおいてパーライト組織、擬似パーラ
イト組織、ベイナイト組織のそれぞれを作製し、加工硬
化特性を比較したのが図１である。図１に示されるよう
に、擬似パーライト組織は、パーライト組織より加工硬
化率は落ちるもののベイナイト組織より加工硬化率が大
きくなっている事が判る。
【００２９】また、先の３つの組織を用いて同一強度に
なるように初線径を変えて熱処理を行い伸線加工により
０．３ｍｍφに加工を行った。引張強さはいずれも、ほ
ぼ３６００ＭＰａとなるように調整されている。図２に
示されるように擬似パーライト組織が最も優れた疲労特
性を示す。これは、擬似パーライト組織の場合、セメン
タイトが粒状に分布していることによる、疲労破壊過程
におけるフェライトとセメンタイトの界面でのクラック
の伝播が起りにくい事と、伸線加工における加工硬化率
もベイナイト組織ほど小さくならない事から、疲労特性
を向上させることができる。
なるように初線径を変えて熱処理を行い伸線加工により
０．３ｍｍφに加工を行った。引張強さはいずれも、ほ
ぼ３６００ＭＰａとなるように調整されている。図２に
示されるように擬似パーライト組織が最も優れた疲労特
性を示す。これは、擬似パーライト組織の場合、セメン
タイトが粒状に分布していることによる、疲労破壊過程
におけるフェライトとセメンタイトの界面でのクラック
の伝播が起りにくい事と、伸線加工における加工硬化率
もベイナイト組織ほど小さくならない事から、疲労特性
を向上させることができる。
【００３０】
【実施例】以下に実施例に基づいて本発明の効果を記
す。
す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】表１に本発明ワイヤと比較ワイヤの化学成
分を示す。表１に示す成分の線材を伸線加工により表２
に示す線径のワイヤとし、９５０℃に８０ｓのγ化処理
を行った後、４８０℃から６００℃の温度範囲でパテン
ティング処理を行い、表２に示す組織のワイヤとした。
その後さらに伸線加工を行い、０．３ｍｍφのフィラメ
ントとした。
分を示す。表１に示す成分の線材を伸線加工により表２
に示す線径のワイヤとし、９５０℃に８０ｓのγ化処理
を行った後、４８０℃から６００℃の温度範囲でパテン
ティング処理を行い、表２に示す組織のワイヤとした。
その後さらに伸線加工を行い、０．３ｍｍφのフィラメ
ントとした。
【００３４】表２に示されるように、いづれのワイヤも
引張強さがほぼ３６００ＭＰａとなるように調整されて
いる。
引張強さがほぼ３６００ＭＰａとなるように調整されて
いる。
【００３５】本発明鋼１から４５は本発明に従って製造
されているので、比較鋼に比べ優れた疲労強度を有す
る。
されているので、比較鋼に比べ優れた疲労強度を有す
る。
【００３６】比較鋼４６は組織をベイナイト組織として
いるため疲労限強度が本発明鋼と比べて劣っている。比
較鋼４７は組織をパーライト組織としているため疲労限
強度が本発明鋼と比べて劣っている。比較鋼４８〜５０
は、擬似パーライト組織の割合が８０％未満となってい
るため疲労限応力が劣っている。
いるため疲労限強度が本発明鋼と比べて劣っている。比
較鋼４７は組織をパーライト組織としているため疲労限
強度が本発明鋼と比べて劣っている。比較鋼４８〜５０
は、擬似パーライト組織の割合が８０％未満となってい
るため疲労限応力が劣っている。
【００３７】
【発明の効果】本発明の高強度高延性鋼線は高い引張強
さと優れた疲労特性を示すワイヤを得るこができる。。
さと優れた疲労特性を示すワイヤを得るこができる。。
【図１】は、加工硬化特性の比較図。
【図２】は、材料組織と疲労限強度の関係を示す図。
Claims (5)
- 【請求項１】Ｃ量が０．６％以上の鋼において、熱処理
によって得られる擬似パーライト組織が８０％以上とな
る鋼材を伸線加工にする事によって得られる引張強さが
３６００ＭＰａ以上の強度を有する疲労特性の優れた高
強度鋼線。 - 【請求項２】鋼成分が重量％で Ｃ ：０．６％以上１．５％以下 Ｓｉ：０．１％以上２．０％以下 Ｍｎ：０．１％以上２．０％以下 となる鋼からなることを特徴とする請求項１の疲労特性
の優れた高強度鋼線。 - 【請求項３】下記の成分の一種以上添加する事を特徴と
する請求２の疲労特性の優れた高強度鋼線。 Ｃｒ：０．１％以上２．０％以下 Ｎｉ：０．１％以上２．０％以下 Ｃｕ：０．１％以上２．０％以下 Ｍｏ：０．１％以上２．０％以下 Ｃｏ：０．０１％以上２．０％以下 - 【請求項４】下記の成分の一種以上を添加する事を特徴
とする請求項２または３の疲労特性の優れた高強度鋼
線。 Ｔｉ：０．００５％以上０．０３％以下 Ｎｂ：０．００５％以上０．０３％以下 Ｖ ：０．００５％以上０．０３％以下 Ａｌ：０．００５％以上０．０３％以下 Ｂ ：０．０００１％以上０．００３％以下 - 【請求項５】Ｐ ：０．０２％以下 Ｓ ：０．０２％以下 であることを特徴とする請求項２または３または４の疲
労特性の優れた高強度鋼線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9731795A JPH08295932A (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 疲労特性の優れた高強度鋼線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9731795A JPH08295932A (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 疲労特性の優れた高強度鋼線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08295932A true JPH08295932A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14189115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9731795A Pending JPH08295932A (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 疲労特性の優れた高強度鋼線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08295932A (ja) |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| WO2006088019A1 (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-24 | Nippon Steel Corporation | 球状化処理後の冷間鍛造性に優れた熱間圧延線材、優れた冷間鍛造性を有する球状化焼鈍処理された鋼線、及びそれらの製造方法 |
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-
1995
- 1995-04-21 JP JP9731795A patent/JPH08295932A/ja active Pending
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