JPH09125200A - 冷間加工性に優れた高清浄度鋼 - Google Patents
冷間加工性に優れた高清浄度鋼Info
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- JPH09125200A JPH09125200A JP28365795A JP28365795A JPH09125200A JP H09125200 A JPH09125200 A JP H09125200A JP 28365795 A JP28365795 A JP 28365795A JP 28365795 A JP28365795 A JP 28365795A JP H09125200 A JPH09125200 A JP H09125200A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伸線性や撚線性等の冷間加工性に顕著な影響
を及ぼす硬質介在物を正確且つ定量的に評価する方法を
確立し、延ては優れた冷間加工性を安定して確実に発揮
し得る様な鋼材を提供すること。 【解決手段】 ９０〜９５℃に加熱された［６０％（質
量％を意味する：以下同じ）の硝酸２５０ｍｌ＋９６％
の硫酸１０ｍｌ＋純水５５０ｍｌ］の混合酸水溶液に鋼
材を溶解させ、不溶介在物をＥＰＭＡ分析して検出され
る介在物の内、Ａｌ2 Ｏ3 が８０％以上で大きさが３
０μｍ以上である介在物の個数が、鋼材の溶解量５０ｇ
当たり１０個以下であり、且つＡｌ2 Ｏ3 が５０％以
上８０％未満で大きさが２０μｍ以上である介在物の個
数が、鋼材の溶解量５０ｇ当たり５個以下である冷間加
工性に優れた高清浄度鋼を開示する。
を及ぼす硬質介在物を正確且つ定量的に評価する方法を
確立し、延ては優れた冷間加工性を安定して確実に発揮
し得る様な鋼材を提供すること。 【解決手段】 ９０〜９５℃に加熱された［６０％（質
量％を意味する：以下同じ）の硝酸２５０ｍｌ＋９６％
の硫酸１０ｍｌ＋純水５５０ｍｌ］の混合酸水溶液に鋼
材を溶解させ、不溶介在物をＥＰＭＡ分析して検出され
る介在物の内、Ａｌ2 Ｏ3 が８０％以上で大きさが３
０μｍ以上である介在物の個数が、鋼材の溶解量５０ｇ
当たり１０個以下であり、且つＡｌ2 Ｏ3 が５０％以
上８０％未満で大きさが２０μｍ以上である介在物の個
数が、鋼材の溶解量５０ｇ当たり５個以下である冷間加
工性に優れた高清浄度鋼を開示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばスチールコ
ードやベルトコード、橋梁用ロープ、ホースワイヤ、更
には便ばね等の如く、高度の冷間伸線加工が施される用
途に適用したときに、優れた伸線性や拠線性を示す冷間
加工性の改善された高清浄度鋼に関するものである。
ードやベルトコード、橋梁用ロープ、ホースワイヤ、更
には便ばね等の如く、高度の冷間伸線加工が施される用
途に適用したときに、優れた伸線性や拠線性を示す冷間
加工性の改善された高清浄度鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スチールコードやベルトコード等は、熱
間圧延によって得られる素線材を冷間加工によって伸線
加工し、あるいは更に撚線加工を施すことによって製造
するのが一般的であるが、特に高度の伸線もしくは撚線
加工を施す際に最も問題となるのは、鋼材中に不可避的
に混入してくる酸化物系介在物であり、特にアルミナ系
の介在物は硬質で加工時の変形度が非常に小さいため、
伸線加工時などに断線を起こす大きな原因になることが
確認されている。
間圧延によって得られる素線材を冷間加工によって伸線
加工し、あるいは更に撚線加工を施すことによって製造
するのが一般的であるが、特に高度の伸線もしくは撚線
加工を施す際に最も問題となるのは、鋼材中に不可避的
に混入してくる酸化物系介在物であり、特にアルミナ系
の介在物は硬質で加工時の変形度が非常に小さいため、
伸線加工時などに断線を起こす大きな原因になることが
確認されている。
【０００３】そこで、伸線加工性や撚線加工性を高める
ための方法については従来より多くの研究が行なわれて
おり、介在物の含有量を可及的に低減し或は軟質化する
ことにより伸線性や撚線性を高め得ることが確認されて
いる。
ための方法については従来より多くの研究が行なわれて
おり、介在物の含有量を可及的に低減し或は軟質化する
ことにより伸線性や撚線性を高め得ることが確認されて
いる。
【０００４】一方、冷間加工性に大きな影響を及ぼす上
記介在物の評価法としては、圧延鋼材のＬ断面（長手方
向縦断面）を顕微鏡観察し、該断面に存在する介在物の
数やサイズを調べる方法が一般的に採用されており、こ
の方法はＪＩＳ Ｇ ０５５５やＡＳＴＭ Ｅ−４５Ａ
−６等にも規定されている。また、例えば特開平４−８
４９９号や特公平６−７４４８４号などには、圧延鋼材
のＬ断面における介在物の組成とサイズに着目し、介在
物を軟質で短尺なものとすることによって伸線性等への
悪影響を可及的に低減しめ、延ては冷間加工性や疲労特
性を改善する方法が開示されている。
記介在物の評価法としては、圧延鋼材のＬ断面（長手方
向縦断面）を顕微鏡観察し、該断面に存在する介在物の
数やサイズを調べる方法が一般的に採用されており、こ
の方法はＪＩＳ Ｇ ０５５５やＡＳＴＭ Ｅ−４５Ａ
−６等にも規定されている。また、例えば特開平４−８
４９９号や特公平６−７４４８４号などには、圧延鋼材
のＬ断面における介在物の組成とサイズに着目し、介在
物を軟質で短尺なものとすることによって伸線性等への
悪影響を可及的に低減しめ、延ては冷間加工性や疲労特
性を改善する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らも、かねて
より鋼材の冷間加工性改善に主眼を置いて研究を行なっ
ているが、その評価法として一般的に採用されている上
記圧延鋼材Ｌ断面の介在物評価法には下記の様な難点が
あり、必ずしも冷間加工性を正確に評価し得る方法とは
言えない。即ちＬ断面観察評価法は、ごく限られた１断
面に存在する介在物を対象とする評価であり、圧延鋼材
中に存在する介在物の大部分を占めるＡｌ 2 Ｏ3 含有量
が４０％以下の比較的軟質な介在物については、その存
在量やサイズ等の代表値としてある程度評価できるが、
圧延鋼材中には通常ごく微量しか存在せず且つそれ自身
冷間加工性に顕著な悪影響を及ぼすＡｌ2 Ｏ3 含有量の
高い硬質アルミナ系介在物については、その存在量やサ
イズ等を正確に検知することができず、結局のところ、
圧延鋼材の段階でその冷間加工性を正確かつ精度よく把
握できていないのが実情である。
より鋼材の冷間加工性改善に主眼を置いて研究を行なっ
ているが、その評価法として一般的に採用されている上
記圧延鋼材Ｌ断面の介在物評価法には下記の様な難点が
あり、必ずしも冷間加工性を正確に評価し得る方法とは
言えない。即ちＬ断面観察評価法は、ごく限られた１断
面に存在する介在物を対象とする評価であり、圧延鋼材
中に存在する介在物の大部分を占めるＡｌ 2 Ｏ3 含有量
が４０％以下の比較的軟質な介在物については、その存
在量やサイズ等の代表値としてある程度評価できるが、
圧延鋼材中には通常ごく微量しか存在せず且つそれ自身
冷間加工性に顕著な悪影響を及ぼすＡｌ2 Ｏ3 含有量の
高い硬質アルミナ系介在物については、その存在量やサ
イズ等を正確に検知することができず、結局のところ、
圧延鋼材の段階でその冷間加工性を正確かつ精度よく把
握できていないのが実情である。
【０００６】また上記特公平６−７４４８４号では、鋼
材のＬ断面において延伸せずに残存する介在物が軟質な
ものなる様に介在物組成を制御すれば、冷間加工性に有
害な大型で硬質の介在物が存在する可能性も極めて少な
くなると述べられているが、僅かながらも鋼材中に存在
し且つ冷間加工性に顕著な障害を及ぼす硬質介在物その
ものの評価基準については全く明らかにされておらず、
結局のところ、冷間加工に供される圧延鋼材としての評
価が極めて曖昧となって安定した品質のものが得られな
い。
材のＬ断面において延伸せずに残存する介在物が軟質な
ものなる様に介在物組成を制御すれば、冷間加工性に有
害な大型で硬質の介在物が存在する可能性も極めて少な
くなると述べられているが、僅かながらも鋼材中に存在
し且つ冷間加工性に顕著な障害を及ぼす硬質介在物その
ものの評価基準については全く明らかにされておらず、
結局のところ、冷間加工に供される圧延鋼材としての評
価が極めて曖昧となって安定した品質のものが得られな
い。
【０００７】本発明は上記の様な事情に着目してなされ
たものであって、その目的は、伸線性や撚線性等の冷間
加工性に顕著な影響を及ぼす硬質介在物を正確且つ定量
的に評価する方法を確立し、延ては優れた冷間加工性を
安定して確実に発揮し得る様な鋼材を提供しようとする
ものである。
たものであって、その目的は、伸線性や撚線性等の冷間
加工性に顕著な影響を及ぼす硬質介在物を正確且つ定量
的に評価する方法を確立し、延ては優れた冷間加工性を
安定して確実に発揮し得る様な鋼材を提供しようとする
ものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る冷間加工性に優れた高清浄度鋼と
は、９０〜９５℃に加熱された［６０％の硝酸２５０ｍ
ｌ＋９６％の硫酸１０ｍｌ＋純水５５０ｍｌ］の混合酸
水溶液に鋼材を溶解させ、不溶介在物をＥＰＭＡ分析し
て検出される介在物の内、Ａｌ2 Ｏ3 が８０％以上で大
きさが３０μｍ以上である介在物の個数が、鋼材の溶解
量５０ｇ当たり１０個以下であり、且つＡｌ2 Ｏ3 が５
０％以上８０％未満で大きさが２０μｍ以上である介在
物の個数が、鋼材の溶解量５０ｇ当たり５個以下である
ところにその特徴を有している。
のできた本発明に係る冷間加工性に優れた高清浄度鋼と
は、９０〜９５℃に加熱された［６０％の硝酸２５０ｍ
ｌ＋９６％の硫酸１０ｍｌ＋純水５５０ｍｌ］の混合酸
水溶液に鋼材を溶解させ、不溶介在物をＥＰＭＡ分析し
て検出される介在物の内、Ａｌ2 Ｏ3 が８０％以上で大
きさが３０μｍ以上である介在物の個数が、鋼材の溶解
量５０ｇ当たり１０個以下であり、且つＡｌ2 Ｏ3 が５
０％以上８０％未満で大きさが２０μｍ以上である介在
物の個数が、鋼材の溶解量５０ｇ当たり５個以下である
ところにその特徴を有している。
【０００９】上記高清浄度鋼においては、Ａｌ2 Ｏ3 系
介在物量を少なく抑える意味から、該鋼材中のＡｌ含有
量は０．００５％以下、全酸素量は４０ｐｐｍ以下のも
のが好ましい。また、冷間加工に供される該鋼材の基本
成分として好ましいのは、Ｃ：１．１％以下、Ｓｉ：
０．１〜２．５％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、を含み、
残部がＦｅおよび不可避不純物である鋼材であり、該鋼
材には、必要によりＣｒ：２％以下、Ｃｏ：２％以下、
Ｍｏ：１％以下およびＮｉ：１％以下、よりなる群から
選択される少なくとも１種の元素を含有させることによ
って、その性能を一段と優れたものとすることができ
る。
介在物量を少なく抑える意味から、該鋼材中のＡｌ含有
量は０．００５％以下、全酸素量は４０ｐｐｍ以下のも
のが好ましい。また、冷間加工に供される該鋼材の基本
成分として好ましいのは、Ｃ：１．１％以下、Ｓｉ：
０．１〜２．５％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、を含み、
残部がＦｅおよび不可避不純物である鋼材であり、該鋼
材には、必要によりＣｒ：２％以下、Ｃｏ：２％以下、
Ｍｏ：１％以下およびＮｉ：１％以下、よりなる群から
選択される少なくとも１種の元素を含有させることによ
って、その性能を一段と優れたものとすることができ
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】鋼材中に不可避的に混入してくる
酸化物系介在物が冷間加工性に及ぼす影響については、
既に多くの研究結果が報告されており、単組成もしくは
特定酸化物の含有量が多くなると介在物が硬質化して冷
間加工性への障害が著しくなること、特に硬質のＡｌ2
Ｏ3 系介在物が伸線性や撚線性に顕著な悪影響を及ぼす
ことも確認されている。
酸化物系介在物が冷間加工性に及ぼす影響については、
既に多くの研究結果が報告されており、単組成もしくは
特定酸化物の含有量が多くなると介在物が硬質化して冷
間加工性への障害が著しくなること、特に硬質のＡｌ2
Ｏ3 系介在物が伸線性や撚線性に顕著な悪影響を及ぼす
ことも確認されている。
【００１１】ところが、酸化物系介在物が鋼材の冷間加
工性に及ぼす影響を事前に調べるための評価法として
は、前述の如く圧延鋼材のＬ断面観察による軟質介在物
の組成や数、サイズを対象とする評価法が採用されてい
るに過ぎない。しかしながらそれら軟質介在物は、冷間
加工工程で十分な延性を示し断線などを起こす恐れは少
なく、実際の冷間圧延工程で顕著な悪影響を及ぼす少量
の硬質介在物の存在を確認することは困難であるので、
この評価法で鋼材の冷間加工性の良否を判断することは
できない。
工性に及ぼす影響を事前に調べるための評価法として
は、前述の如く圧延鋼材のＬ断面観察による軟質介在物
の組成や数、サイズを対象とする評価法が採用されてい
るに過ぎない。しかしながらそれら軟質介在物は、冷間
加工工程で十分な延性を示し断線などを起こす恐れは少
なく、実際の冷間圧延工程で顕著な悪影響を及ぼす少量
の硬質介在物の存在を確認することは困難であるので、
この評価法で鋼材の冷間加工性の良否を判断することは
できない。
【００１２】そこで本発明者等は、鋼材中に極少量存在
する硬質介在物の組成とその存在形態をより正確に把握
し、冷間加工性を正確に判断することのできる評価基準
を明らかにすべく色々の角度から研究を進めてきた。そ
の結果、以下に詳述する如く 鋼材の冷間加工性に顕著な悪影響を及ぼす介在物は、
Ａｌ2 Ｏ3 含有量が８０％以上および８０％未満５０％
以上である硬質の酸化物系介在物であること、 上記の硬質介在物のうち、Ａｌ2 Ｏ3 量が８０％以上
であるＡｌ2 Ｏ3 系介在物は不定型もしくは正方形に近
い形状を有しており、その大きさが３０μｍ以上の粗大
なものが冷間加工性に顕著な悪影響を及ぼす。一方、Ａ
ｌ2 Ｏ3 量が８０％未満５０％以上である硬質介在物
は、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 または（Ｍｇ，Ｍｎ）Ｏ・Ａｌ
2 Ｏ3 などを主体とする八面体に近い形状のスピネル系
介在物であり、上記不定型もしくは正方形に近いＡｌ2
Ｏ3 系介在物以上に断線に及ぼす影響が敏感であって、
２０μｍ以上の大きさのものが冷間加工性に顕著な悪影
響を及ぼすこと。尚Ａｌ2 Ｏ3 系およびスピネル系の介
在物の大きさとは、その長径を意味する。
する硬質介在物の組成とその存在形態をより正確に把握
し、冷間加工性を正確に判断することのできる評価基準
を明らかにすべく色々の角度から研究を進めてきた。そ
の結果、以下に詳述する如く 鋼材の冷間加工性に顕著な悪影響を及ぼす介在物は、
Ａｌ2 Ｏ3 含有量が８０％以上および８０％未満５０％
以上である硬質の酸化物系介在物であること、 上記の硬質介在物のうち、Ａｌ2 Ｏ3 量が８０％以上
であるＡｌ2 Ｏ3 系介在物は不定型もしくは正方形に近
い形状を有しており、その大きさが３０μｍ以上の粗大
なものが冷間加工性に顕著な悪影響を及ぼす。一方、Ａ
ｌ2 Ｏ3 量が８０％未満５０％以上である硬質介在物
は、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 または（Ｍｇ，Ｍｎ）Ｏ・Ａｌ
2 Ｏ3 などを主体とする八面体に近い形状のスピネル系
介在物であり、上記不定型もしくは正方形に近いＡｌ2
Ｏ3 系介在物以上に断線に及ぼす影響が敏感であって、
２０μｍ以上の大きさのものが冷間加工性に顕著な悪影
響を及ぼすこと。尚Ａｌ2 Ｏ3 系およびスピネル系の介
在物の大きさとは、その長径を意味する。
【００１３】供試鋼材を９０〜９５℃に加熱された
［６０％の硝酸２５０ｍｌ＋９６％の硫酸１０ｍｌ＋純
水５５０ｍｌ］の混合酸水溶液に溶解すると、供試鋼材
中の上記Ａｌ2 Ｏ3 含有量が５０％以上である硬質の酸
化物系介在物以外の成分は、金属成分や軟質介在物を含
めて全てが溶解し、冷間加工性に悪影響を及ぼす硬質介
在物のみを選別し得ること、 従って、供試鋼材を上記の加熱混合酸水溶液に溶解
し、不溶物をフィルターにより濾取してＥＰＭＡ分析に
よりそれらの組成、サイズ、個数をＥＰＭＡ分析によっ
て調べれば、当該供試鋼材の冷間加工性を正確に評価で
きること、更に この評価法によって求められる、Ａｌ2 Ｏ3 が８０％
以上で大きさが３０μｍ以上である介在物の個数が、鋼
材の溶解量５０ｇ当たり１０個以下であり、且つＡｌ2
Ｏ3 が５０％以上８０％未満で大きさが２０μｍ以上で
ある介在物の個数が、鋼材の溶解量５０ｇ当たり５個以
下である鋼材は、安定して良好な冷間加工性を示すこ
と、 といった事実を確認し、上記本発明に想到したものであ
る。
［６０％の硝酸２５０ｍｌ＋９６％の硫酸１０ｍｌ＋純
水５５０ｍｌ］の混合酸水溶液に溶解すると、供試鋼材
中の上記Ａｌ2 Ｏ3 含有量が５０％以上である硬質の酸
化物系介在物以外の成分は、金属成分や軟質介在物を含
めて全てが溶解し、冷間加工性に悪影響を及ぼす硬質介
在物のみを選別し得ること、 従って、供試鋼材を上記の加熱混合酸水溶液に溶解
し、不溶物をフィルターにより濾取してＥＰＭＡ分析に
よりそれらの組成、サイズ、個数をＥＰＭＡ分析によっ
て調べれば、当該供試鋼材の冷間加工性を正確に評価で
きること、更に この評価法によって求められる、Ａｌ2 Ｏ3 が８０％
以上で大きさが３０μｍ以上である介在物の個数が、鋼
材の溶解量５０ｇ当たり１０個以下であり、且つＡｌ2
Ｏ3 が５０％以上８０％未満で大きさが２０μｍ以上で
ある介在物の個数が、鋼材の溶解量５０ｇ当たり５個以
下である鋼材は、安定して良好な冷間加工性を示すこ
と、 といった事実を確認し、上記本発明に想到したものであ
る。
【００１４】従って本発明では、供試鋼材における前記
混合酸水溶液に不溶性の介在物のサイズと個数によって
特徴付けられるものであり、「Ａｌ2 Ｏ3 量が８０％以
上でその大きさが３０μｍ以上であるＡｌ2 Ｏ3 系介在
物が、供試鋼材の溶解量５０ｇ当たり１０個以下で、且
つＡｌ2 Ｏ3 量が８０％未満５０％以上でその大きさが
２０μｍ以上であるスピネル系介在物が、供試鋼材の溶
解量５０ｇ当たり５個以下」の基準を満足するものであ
ればよく、鋼材の具体的な成分組成やその製法等は特に
制限されないが、その優れた冷間加工性を生かしてスチ
ールコード等を始めとする前述の様な用途に適用する上
で好ましい鋼材の成分組成を挙げると下記の通りであ
る。
混合酸水溶液に不溶性の介在物のサイズと個数によって
特徴付けられるものであり、「Ａｌ2 Ｏ3 量が８０％以
上でその大きさが３０μｍ以上であるＡｌ2 Ｏ3 系介在
物が、供試鋼材の溶解量５０ｇ当たり１０個以下で、且
つＡｌ2 Ｏ3 量が８０％未満５０％以上でその大きさが
２０μｍ以上であるスピネル系介在物が、供試鋼材の溶
解量５０ｇ当たり５個以下」の基準を満足するものであ
ればよく、鋼材の具体的な成分組成やその製法等は特に
制限されないが、その優れた冷間加工性を生かしてスチ
ールコード等を始めとする前述の様な用途に適用する上
で好ましい鋼材の成分組成を挙げると下記の通りであ
る。
【００１５】まず本発明で用いる鋼材は、前述の趣旨か
らも明らかである様にＡｌ2 Ｏ3 含有率の高い粗大な硬
質介在物の少ないものであることが好ましく、そのため
には鋼材中のＡｌと全酸素量の少ない鋼材を使用するの
がよく、Ａｌは０．００５％以下、より好ましくは０．
００３％以下、全酸素量は４０ｐｐｍ以下、より好まし
くは３０ｐｐｍ以下のものが好ましい。Ａｌおよび全酸
素量が多過ぎると、前記混合酸水溶液に不溶性であるＡ
ｌ2 Ｏ3 濃度５０％以上でサイズ２０μｍ以上の介在物
の量が多くなり、その個数が前述の要件を満足し得なく
なる傾向が生じてくるからである。
らも明らかである様にＡｌ2 Ｏ3 含有率の高い粗大な硬
質介在物の少ないものであることが好ましく、そのため
には鋼材中のＡｌと全酸素量の少ない鋼材を使用するの
がよく、Ａｌは０．００５％以下、より好ましくは０．
００３％以下、全酸素量は４０ｐｐｍ以下、より好まし
くは３０ｐｐｍ以下のものが好ましい。Ａｌおよび全酸
素量が多過ぎると、前記混合酸水溶液に不溶性であるＡ
ｌ2 Ｏ3 濃度５０％以上でサイズ２０μｍ以上の介在物
の量が多くなり、その個数が前述の要件を満足し得なく
なる傾向が生じてくるからである。
【００１６】また好ましい鋼材の基本成分は下記の通り
である。 Ｃ：１．１％以下 Ｃは強化元素として作用し高強度化に有効な元素である
が、多過ぎると硬質化し、特にＣ含有量が１．１％を超
えると旧オーステナイト粒界へのセメンタイト析出が多
くなって冷間加工性が悪くなるので、１．１％以下、よ
り好ましくは０．９５％以下に抑えることが望ましい。
である。 Ｃ：１．１％以下 Ｃは強化元素として作用し高強度化に有効な元素である
が、多過ぎると硬質化し、特にＣ含有量が１．１％を超
えると旧オーステナイト粒界へのセメンタイト析出が多
くなって冷間加工性が悪くなるので、１．１％以下、よ
り好ましくは０．９５％以下に抑えることが望ましい。
【００１７】Ｓｉ：０．１〜２．５％ Ｓｉは脱酸剤として有効に作用すると共にマトリックス
の強化にも有効に作用し、それらの効果を有効に発揮さ
せるには０．１％以上含有させることが望ましい。しか
しＳｉ量が過剰になると、ＳｉＯ2 系介在物の量が増大
すると共に部分的に脱炭層が生成して疲労特性に悪影響
を及ぼす様になるので、多くとも２．５％以下に抑える
のがよい。
の強化にも有効に作用し、それらの効果を有効に発揮さ
せるには０．１％以上含有させることが望ましい。しか
しＳｉ量が過剰になると、ＳｉＯ2 系介在物の量が増大
すると共に部分的に脱炭層が生成して疲労特性に悪影響
を及ぼす様になるので、多くとも２．５％以下に抑える
のがよい。
【００１８】Ｍｎ：０．１〜１．５％ ＭｎはＳｉと同様に脱酸元素として作用するばかりでな
く、鋼中に固溶しているＳをＭｎＳとして固定し靭性劣
化を抑える作用を発揮する。これらの効果は０．１％以
上含有させることによって有効に発揮されるが、反面Ｍ
ｎは焼入性を高める作用も有しており、過剰に含有させ
るとマルテンサイトが生成して冷間加工性を著しく劣化
させるので、１．５％以下に抑えるのがよい。
く、鋼中に固溶しているＳをＭｎＳとして固定し靭性劣
化を抑える作用を発揮する。これらの効果は０．１％以
上含有させることによって有効に発揮されるが、反面Ｍ
ｎは焼入性を高める作用も有しており、過剰に含有させ
るとマルテンサイトが生成して冷間加工性を著しく劣化
させるので、１．５％以下に抑えるのがよい。
【００１９】鋼材の基本元素は上記の通りであり、残部
は実質的にＦｅであるが、必要により下記の元素を含有
させることによって冷間加工製品としての特性を一層高
めることも有効である。
は実質的にＦｅであるが、必要により下記の元素を含有
させることによって冷間加工製品としての特性を一層高
めることも有効である。
【００２０】Ｃｒ：２％以下 Ｃｒは、パーライトラメラー間隔を小さくして圧延後お
よび熱処理後の強度向上に寄与する他、伸線加工等にお
ける加工硬化率を高める作用を有しており、従って適量
のＣｒを含有させると比較的低い加工率でも高い強度を
得ることが可能となる。こうした効果は０．１％程度以
上含有させることによって有効に発揮されるが、多過ぎ
るとパーライト変態に対する焼入性が高くなり過ぎてパ
テンティング処理が困難になり、また２次スケールが緻
密になり過ぎてメカニカルデスケーリング性や酸洗処理
性に悪影響を及ぼす様になるので、２％以下に抑えるべ
きである。
よび熱処理後の強度向上に寄与する他、伸線加工等にお
ける加工硬化率を高める作用を有しており、従って適量
のＣｒを含有させると比較的低い加工率でも高い強度を
得ることが可能となる。こうした効果は０．１％程度以
上含有させることによって有効に発揮されるが、多過ぎ
るとパーライト変態に対する焼入性が高くなり過ぎてパ
テンティング処理が困難になり、また２次スケールが緻
密になり過ぎてメカニカルデスケーリング性や酸洗処理
性に悪影響を及ぼす様になるので、２％以下に抑えるべ
きである。
【００２１】Ｃｏ：２％以下 Ｃｏは、初析セメンタイトの析出を防止すると共にパー
ライト組織を微細化して鋼材の高強度化に寄与する。そ
の効果は０．１％以上含有させることによって有効に発
揮されるが、その効果は約２％で飽和するので、それ以
上含有させることは経済的に無駄である。
ライト組織を微細化して鋼材の高強度化に寄与する。そ
の効果は０．１％以上含有させることによって有効に発
揮されるが、その効果は約２％で飽和するので、それ以
上含有させることは経済的に無駄である。
【００２２】Ｍｏ：１％以下 Ｍｏは焼入性向上元素であり、冷間加工製品の高強度化
に寄与する。その効果は０．０５％程度以上含有させる
ことによって有効に発揮されるが、過剰量含有させると
マルテンサイトやベイナイト組織が生成して冷間加工性
を劣化させる傾向があるので、１％以下に抑えるべきで
ある。
に寄与する。その効果は０．０５％程度以上含有させる
ことによって有効に発揮されるが、過剰量含有させると
マルテンサイトやベイナイト組織が生成して冷間加工性
を劣化させる傾向があるので、１％以下に抑えるべきで
ある。
【００２３】Ｎｉ：１％以下 Ｎｉは、ＣやＮによる時効効果を遅らせて靭延性の低下
を抑えると共に、絞り性の改善にも有効に作用する。こ
うした効果は０．０５％程度以上含有させることによっ
て有効に発揮されるが、多量含有させ過ぎると、焼入性
が上がり過ぎてマルテンサイトが発生し易くなり伸線性
を劣化させるので、１％程度以下に抑えるべきである。
を抑えると共に、絞り性の改善にも有効に作用する。こ
うした効果は０．０５％程度以上含有させることによっ
て有効に発揮されるが、多量含有させ過ぎると、焼入性
が上がり過ぎてマルテンサイトが発生し易くなり伸線性
を劣化させるので、１％程度以下に抑えるべきである。
【００２４】尚本発明で用いる鋼材中には、不可避不純
物としてＰ，Ｓ，Ｎ等が微量混入してくるが、これらは
非金属介在物源となって鋼材の物性や冷間加工性などに
悪影響を及ぼすので、極力少なく抑えることが望まし
い。
物としてＰ，Ｓ，Ｎ等が微量混入してくるが、これらは
非金属介在物源となって鋼材の物性や冷間加工性などに
悪影響を及ぼすので、極力少なく抑えることが望まし
い。
【００２５】
【実施例】次に実施例および比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例に
よって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合
し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可
能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含ま
れる。
り具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例に
よって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合
し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可
能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含ま
れる。
【００２６】実施例 ２５０トン転炉を用いて表１に示す成分組成の鋼を溶製
した。尚この溶製に当たっては、インプットＡｌ量を
０．０２ｋｇ／溶鋼トン以下に制限し、且つ転炉から取
鍋への溶鋼出鋼時にＳｉ，Ｍｎを添加することによって
脱酸を行ない、更に溶鋼精練時には転炉から取鍋へ流出
した転炉スラグを除去した後で溶鋼精練用スラグを添加
し、且つスラグ中Ａｌ2 Ｏ3 濃度を１５％以下に抑え
た。
した。尚この溶製に当たっては、インプットＡｌ量を
０．０２ｋｇ／溶鋼トン以下に制限し、且つ転炉から取
鍋への溶鋼出鋼時にＳｉ，Ｍｎを添加することによって
脱酸を行ない、更に溶鋼精練時には転炉から取鍋へ流出
した転炉スラグを除去した後で溶鋼精練用スラグを添加
し、且つスラグ中Ａｌ2 Ｏ3 濃度を１５％以下に抑え
た。
【００２７】次いで、得られた溶鋼をブルームとした
後、熱間圧延により直径５．５ｍｍの線材として供試材
とした。この供試材を塩酸水溶液で洗浄して表面のスケ
ールを除去し水洗した後、［６０％の硝酸２５０ｍｌ＋
９６％の硫酸１０ｍｌ＋純水５５０ｍｌ］の混合酸水溶
液を入れたビーカ内に投入し、このビーカーをウォータ
ーバスに浸漬して９０〜９５℃に加熱し、供試材を溶解
した。
後、熱間圧延により直径５．５ｍｍの線材として供試材
とした。この供試材を塩酸水溶液で洗浄して表面のスケ
ールを除去し水洗した後、［６０％の硝酸２５０ｍｌ＋
９６％の硫酸１０ｍｌ＋純水５５０ｍｌ］の混合酸水溶
液を入れたビーカ内に投入し、このビーカーをウォータ
ーバスに浸漬して９０〜９５℃に加熱し、供試材を溶解
した。
【００２８】溶解後篩い目１０μｍのフィルターで吸引
濾過し、更に純水、希塩酸、純水、希苛性ソーダ水溶
液、純水、エタノールで順次洗浄した。尚、溶解および
洗浄に使用する純水は、全て篩い目１μｍのフィルター
で濾過したものを用いた。
濾過し、更に純水、希塩酸、純水、希苛性ソーダ水溶
液、純水、エタノールで順次洗浄した。尚、溶解および
洗浄に使用する純水は、全て篩い目１μｍのフィルター
で濾過したものを用いた。
【００２９】洗浄後、不溶物の濾取されたフィルターを
ＥＰＭＡ分析用ダイスにセットし、デシケータ内で乾燥
し、その後金蒸着を行なって下記の条件でＥＰＭＡ分析
を行ない、介在物のＡｌ2 Ｏ3 濃度、サイズおよび個数
を調べた。 ＥＰＭＡ分析（ＪＸＡ−７３３型） 加速電圧：２５〜３０ＫＶ、電子ビーム径：２〜５μ
ｍ、対物絞り：１７０μｍ
ＥＰＭＡ分析用ダイスにセットし、デシケータ内で乾燥
し、その後金蒸着を行なって下記の条件でＥＰＭＡ分析
を行ない、介在物のＡｌ2 Ｏ3 濃度、サイズおよび個数
を調べた。 ＥＰＭＡ分析（ＪＸＡ−７３３型） 加速電圧：２５〜３０ＫＶ、電子ビーム径：２〜５μ
ｍ、対物絞り：１７０μｍ
【００３０】又、各線材を用いて一次伸線加工（加工
率：７０％）、鉛パテンティング処理、二次伸線加工
（加工率：８３％）、再度の鉛パテンティング処理を経
て、最終伸線加工により直径０．２２ｍｍの極細線材を
製造し、次いで撚線加工（撚構造：２＋７×０．２２）
を行なった。この伸線加工時および撚線加工時に生じた
表面疵に由来する断線を除いた、鋼材の特性に由来する
断線回数を調べたところ、表１に示す結果を得た。
率：７０％）、鉛パテンティング処理、二次伸線加工
（加工率：８３％）、再度の鉛パテンティング処理を経
て、最終伸線加工により直径０．２２ｍｍの極細線材を
製造し、次いで撚線加工（撚構造：２＋７×０．２２）
を行なった。この伸線加工時および撚線加工時に生じた
表面疵に由来する断線を除いた、鋼材の特性に由来する
断線回数を調べたところ、表１に示す結果を得た。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１からも明らかである様に、本発明の規
定要件を満足する実施例（Ａ１〜Ａ６）は、Ａｌ2 Ｏ3
が８０％以上で大きさ３０μｍ以上の介在物の個数と、
Ａｌ 2 Ｏ3 が５０％以上８０％未満で大きさ２０μｍ以
上の介在物の個数の一方もしくは双方が、本発明の規定
要件を超える比較例（Ｂ１〜Ｂ６）に比べて、伸線加工
時および撚線加工時における断線指数が格段に小さく、
冷間加工性に格段に優れたものであることが分かる。
定要件を満足する実施例（Ａ１〜Ａ６）は、Ａｌ2 Ｏ3
が８０％以上で大きさ３０μｍ以上の介在物の個数と、
Ａｌ 2 Ｏ3 が５０％以上８０％未満で大きさ２０μｍ以
上の介在物の個数の一方もしくは双方が、本発明の規定
要件を超える比較例（Ｂ１〜Ｂ６）に比べて、伸線加工
時および撚線加工時における断線指数が格段に小さく、
冷間加工性に格段に優れたものであることが分かる。
【００３３】尚図１は、上記の実験を含めた多くの実験
の実験データの中から、Ａｌ2 Ｏ3が８０％以上で大き
さ３０μｍ以上の介在物の個数と、Ａｌ2 Ｏ3 が５０％
以上８０％未満で大きさ２０μｍ以上の介在物の個数
が、伸線加工時および撚線加工時の断線指数に与える影
響を整理して示したグラフであり、本発明の規定要件を
満たす実施例では、断線指数を１未満の低い値に抑え得
ることが分かる。
の実験データの中から、Ａｌ2 Ｏ3が８０％以上で大き
さ３０μｍ以上の介在物の個数と、Ａｌ2 Ｏ3 が５０％
以上８０％未満で大きさ２０μｍ以上の介在物の個数
が、伸線加工時および撚線加工時の断線指数に与える影
響を整理して示したグラフであり、本発明の規定要件を
満たす実施例では、断線指数を１未満の低い値に抑え得
ることが分かる。
【００３４】また図２は、多くの実験データの中から断
線破面のＥＰＭＡ分析によって確認した介在物のＡｌ2
Ｏ3 濃度と伸線加工時の断線破面における介在物出現率
の関係を整理して示したグラフ、図３，４は、上記断線
指数試験に用いた多数のサンプルの断線破面に存在する
介在物のＡｌ2 Ｏ3 濃度８０％以上のＡｌ2 Ｏ3 系介在
物のサイズと、断線破面における介在物出現率の関係を
集計し整理して示したグラフであり、これらのグラフよ
り、介在物のうちＡｌ2 Ｏ3 濃度が８０％以上であるＡ
ｌ2 Ｏ3 系介在物であっても、そのサイズが３０μｍ未
満では断線が全く発生していないのに対し、該Ａｌ2 Ｏ
3 系介在物のサイズが３０μｍを超えると、断線の発生
が現れ、またＡｌ2 Ｏ3 濃度が５０％以上８０％未満の
スピネル系介在物の場合は、そのサイズが２０μｍを超
えると断線の発生が表われることが分かる。
線破面のＥＰＭＡ分析によって確認した介在物のＡｌ2
Ｏ3 濃度と伸線加工時の断線破面における介在物出現率
の関係を整理して示したグラフ、図３，４は、上記断線
指数試験に用いた多数のサンプルの断線破面に存在する
介在物のＡｌ2 Ｏ3 濃度８０％以上のＡｌ2 Ｏ3 系介在
物のサイズと、断線破面における介在物出現率の関係を
集計し整理して示したグラフであり、これらのグラフよ
り、介在物のうちＡｌ2 Ｏ3 濃度が８０％以上であるＡ
ｌ2 Ｏ3 系介在物であっても、そのサイズが３０μｍ未
満では断線が全く発生していないのに対し、該Ａｌ2 Ｏ
3 系介在物のサイズが３０μｍを超えると、断線の発生
が現れ、またＡｌ2 Ｏ3 濃度が５０％以上８０％未満の
スピネル系介在物の場合は、そのサイズが２０μｍを超
えると断線の発生が表われることが分かる。
【００３５】図５，６は、断線に影響を及ぼすＡｌ2 Ｏ
3 系もしくはスピネル系の硬質介在物の代表例を示す顕
微鏡写真であり、図５は断線破面に存在する硬質介在
物、図６は同じ供試鋼材を前記高温の混合酸水溶液に溶
解し不溶物として残った硬質介在物を夫々示したもので
あり、これらの図からも、上記混合酸水溶液への不溶物
として検出されるＡｌ2 Ｏ3 系もしくはスピネル系介在
物が、断線に影響を及ぼしていることを確認できる。
3 系もしくはスピネル系の硬質介在物の代表例を示す顕
微鏡写真であり、図５は断線破面に存在する硬質介在
物、図６は同じ供試鋼材を前記高温の混合酸水溶液に溶
解し不溶物として残った硬質介在物を夫々示したもので
あり、これらの図からも、上記混合酸水溶液への不溶物
として検出されるＡｌ2 Ｏ3 系もしくはスピネル系介在
物が、断線に影響を及ぼしていることを確認できる。
【００３６】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、鋼
材中に微量存在し且つ冷間加工性に顕著な障害を及ぼす
硬質介在物の組成とサイズおよび個数を正確且つ定量的
に規定することによって、優れた冷間加工性を安定して
確実に発揮し得る鋼材を提供し得ることになった。
材中に微量存在し且つ冷間加工性に顕著な障害を及ぼす
硬質介在物の組成とサイズおよび個数を正確且つ定量的
に規定することによって、優れた冷間加工性を安定して
確実に発揮し得る鋼材を提供し得ることになった。
【図１】供試鋼材中に含まれるＡｌ2 Ｏ3 が８０％以上
で大きさ３０μｍ以上の介在物の個数と、Ａｌ2 Ｏ3 が
５０％以上８０％未満で大きさ２０μｍ以上の介在物の
個数が、伸線加工時および撚線加工時の断線指数に与え
る影響を整理して示したグラフである。
で大きさ３０μｍ以上の介在物の個数と、Ａｌ2 Ｏ3 が
５０％以上８０％未満で大きさ２０μｍ以上の介在物の
個数が、伸線加工時および撚線加工時の断線指数に与え
る影響を整理して示したグラフである。
【図２】断線破面のＥＰＭＡ分析によって確認した介在
物のＡｌ2 Ｏ3 濃度と断線破面における介在物出現率の
関係を整理して示したグラフである。
物のＡｌ2 Ｏ3 濃度と断線破面における介在物出現率の
関係を整理して示したグラフである。
【図３】断線試験に用いたサンプルの断線破面に存在す
る介在物のうち、Ａｌ2 Ｏ3 濃度が８０％以上であるＡ
ｌ2 Ｏ3 系介在物のサイズと断線破面における介在物出
現率の関係を示すグラフである。
る介在物のうち、Ａｌ2 Ｏ3 濃度が８０％以上であるＡ
ｌ2 Ｏ3 系介在物のサイズと断線破面における介在物出
現率の関係を示すグラフである。
【図４】断線試験に用いたサンプルの断線破面に存在す
る介在物のうち、Ａｌ2 Ｏ3 濃度が５０％以上８０％未
満であるスピネル系介在物のサイズと断線破面における
介在物出現率の関係を示すグラフである。
る介在物のうち、Ａｌ2 Ｏ3 濃度が５０％以上８０％未
満であるスピネル系介在物のサイズと断線破面における
介在物出現率の関係を示すグラフである。
【図５】破断試験に用いたサンプルの破断面に観察され
たＡｌ2 Ｏ3 系介在物とスピネル系介在物の代表例を示
す図面代用顕微鏡写真である。
たＡｌ2 Ｏ3 系介在物とスピネル系介在物の代表例を示
す図面代用顕微鏡写真である。
【図６】本発明で採用される混合酸水溶液への不溶物と
して濾取されたＡｌ2 Ｏ3 系介在物とスピネル系介在物
の代表例を示す図面代用顕微鏡写真である。
して濾取されたＡｌ2 Ｏ3 系介在物とスピネル系介在物
の代表例を示す図面代用顕微鏡写真である。
Claims (4)
- 【請求項１】 ９０〜９５℃に加熱された［６０％（質
量％を意味する：以下同じ）の硝酸２５０ｍｌ＋９６％
の硫酸１０ｍｌ＋純水５５０ｍｌ］の混合酸水溶液に鋼
材を溶解させ、不溶介在物をＥＰＭＡ分析して検出され
る介在物の内、 Ａｌ2 Ｏ3 が８０％以上で大きさが３０μｍ以上である
介在物の個数が、鋼材の溶解量５０ｇ当たり１０個以下
であり、且つＡｌ2 Ｏ3 が５０％以上８０％未満で大き
さが２０μｍ以上である介在物の個数が、鋼材の溶解量
５０ｇ当たり５個以下であることを特徴とする冷間加工
性に優れた高清浄度鋼。 - 【請求項２】 Ａｌ含有量が０．００５％以下、全酸素
量が４０ｐｐｍ以下である請求項１に記載の高清浄度
鋼。 - 【請求項３】Ｃ：１．１％以下、 Ｓｉ：０．１〜２．５％、 Ｍｎ：０．１〜１．５％、を含み、残部がＦｅおよび不
可避不純物である請求項１または２に記載の高清浄度
鋼。 - 【請求項４】 他の元素としてＣｒ：２％以下、 Ｃｏ：２％以下、 Ｍｏ：１％以下、 Ｎｉ：１％以下よりなる群から選択される少なくとも１
種の元素を含むものである請求項３に記載の高清浄度
鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28365795A JPH09125200A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 冷間加工性に優れた高清浄度鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28365795A JPH09125200A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 冷間加工性に優れた高清浄度鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09125200A true JPH09125200A (ja) | 1997-05-13 |
Family
ID=17668377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28365795A Pending JPH09125200A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 冷間加工性に優れた高清浄度鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09125200A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6277220B1 (en) | 1998-06-23 | 2001-08-21 | Takanari Hamada | Steel wire rod and process for producing steel for steel wire rod |
| JP2010217076A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Nsk Ltd | 介在物評価方法 |
| US8393226B2 (en) | 2010-07-29 | 2013-03-12 | Nsk Ltd. | Inclusion rating method |
| DE10002344B4 (de) * | 1999-01-20 | 2015-05-13 | Sanyo Special Steel Co., Ltd. | Auf Ultraschallfehlererfassung basierendes Verfahren zum Bestimmen des Reinheitsgrades von Metallmaterialien |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP28365795A patent/JPH09125200A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6277220B1 (en) | 1998-06-23 | 2001-08-21 | Takanari Hamada | Steel wire rod and process for producing steel for steel wire rod |
| DE10002344B4 (de) * | 1999-01-20 | 2015-05-13 | Sanyo Special Steel Co., Ltd. | Auf Ultraschallfehlererfassung basierendes Verfahren zum Bestimmen des Reinheitsgrades von Metallmaterialien |
| JP2010217076A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Nsk Ltd | 介在物評価方法 |
| US8393226B2 (en) | 2010-07-29 | 2013-03-12 | Nsk Ltd. | Inclusion rating method |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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