JPH09202921A - 冷間鍛造用ワイヤーの製造方法 - Google Patents
冷間鍛造用ワイヤーの製造方法Info
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- JPH09202921A JPH09202921A JP1042096A JP1042096A JPH09202921A JP H09202921 A JPH09202921 A JP H09202921A JP 1042096 A JP1042096 A JP 1042096A JP 1042096 A JP1042096 A JP 1042096A JP H09202921 A JPH09202921 A JP H09202921A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】引張強さで1000〜1250MPa を有する高
強度小物長尺部品の素材として好適な冷間鍛造用ワイヤ
ーの高能率で安価な製造方法の提供。 【解決手段】重量%で、C:0.15〜0.30%、S
i:0.05〜0.30%、Mn:1.0〜2.0%、
Cr:0.5〜1.0%、Al:0.005〜0.10
%、Cu:0〜0.5%、Ni:0〜0.5%、Mo:
0〜0.5%、V:0〜0.5%、Nb:0〜0.2
%、Ti:0〜0.1%、B:0〜0.01%、P:
0.03%以下、S:0.03%以下、N:0.02%
以下、残部はFe及び不可避不純物からなる化学組成の
鋼を、900〜1250℃の温度域に加熱して熱間圧延
し、750℃以上の温度で仕上げた後、2℃/秒以上の
冷却速度で焼入れし、次いで、400〜600℃の温度
域で焼戻しを行い、更に、冷間引き抜き加工する。
強度小物長尺部品の素材として好適な冷間鍛造用ワイヤ
ーの高能率で安価な製造方法の提供。 【解決手段】重量%で、C:0.15〜0.30%、S
i:0.05〜0.30%、Mn:1.0〜2.0%、
Cr:0.5〜1.0%、Al:0.005〜0.10
%、Cu:0〜0.5%、Ni:0〜0.5%、Mo:
0〜0.5%、V:0〜0.5%、Nb:0〜0.2
%、Ti:0〜0.1%、B:0〜0.01%、P:
0.03%以下、S:0.03%以下、N:0.02%
以下、残部はFe及び不可避不純物からなる化学組成の
鋼を、900〜1250℃の温度域に加熱して熱間圧延
し、750℃以上の温度で仕上げた後、2℃/秒以上の
冷却速度で焼入れし、次いで、400〜600℃の温度
域で焼戻しを行い、更に、冷間引き抜き加工する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、小物長尺部品、例
えばボルトやタイロッドなどに使用するのに適し、熱処
理工程、曲がり矯正工程などの加工工程の簡略化や省略
を可能とした冷間鍛造用ワイヤーの製造方法に関し、よ
り詳しくは、引張強さで1000〜1250MPa を有す
る高強度小物長尺部品を製造する場合に、その素材とし
て好適な冷間鍛造用ワイヤーの製造方法に関する。
えばボルトやタイロッドなどに使用するのに適し、熱処
理工程、曲がり矯正工程などの加工工程の簡略化や省略
を可能とした冷間鍛造用ワイヤーの製造方法に関し、よ
り詳しくは、引張強さで1000〜1250MPa を有す
る高強度小物長尺部品を製造する場合に、その素材とし
て好適な冷間鍛造用ワイヤーの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高強度の小物長尺部品はJISの機械構
造用炭素鋼や合金鋼を素材として製造されてきた。これ
らの素材には、図1に従来法として示す様に、熱間圧延
と冷間引き抜き加工の間で「球状化焼鈍」処理が、冷間
鍛造の後で「焼入れ」及び「焼戻し」の熱処理が、更に
焼入れ焼戻し後に「曲がり矯正」作業が施されてきた。
造用炭素鋼や合金鋼を素材として製造されてきた。これ
らの素材には、図1に従来法として示す様に、熱間圧延
と冷間引き抜き加工の間で「球状化焼鈍」処理が、冷間
鍛造の後で「焼入れ」及び「焼戻し」の熱処理が、更に
焼入れ焼戻し後に「曲がり矯正」作業が施されてきた。
【0003】従って、生産能率が低く製造コストは高い
ものであった。
ものであった。
【0004】このため、例えば特公昭60−406号公
報には、重量%で、C:0.15〜0.30%、Mn:
1〜2%を含む鋼線材をパテンチング処理した後、15
〜40%の冷間伸線を行い、ボルト成形する「高張力ボ
ルトの製造方法」が開示されている。しかし、この公報
で提案された方法では、「焼入れ・焼戻し」や「曲がり
矯正」の処理は省略できるものの、上記の「球状化焼
鈍」処理の代わりに「パテンチング」処理を行う必要が
ある。そのため、熱間で圧延した線材を再度オ−ステナ
イト温度領域にまで加熱しなければならず、エネルギー
面、コスト面でまだまだ問題が残るものであった。更
に、その実施例からも明らかなように、ボルト完成品の
強度(引張強さ)は高々90.5kgf/mm2 (約8
88MPa )と低く、産業界からの「高強度化」要請に必
ずしも応えられるものではなかった。
報には、重量%で、C:0.15〜0.30%、Mn:
1〜2%を含む鋼線材をパテンチング処理した後、15
〜40%の冷間伸線を行い、ボルト成形する「高張力ボ
ルトの製造方法」が開示されている。しかし、この公報
で提案された方法では、「焼入れ・焼戻し」や「曲がり
矯正」の処理は省略できるものの、上記の「球状化焼
鈍」処理の代わりに「パテンチング」処理を行う必要が
ある。そのため、熱間で圧延した線材を再度オ−ステナ
イト温度領域にまで加熱しなければならず、エネルギー
面、コスト面でまだまだ問題が残るものであった。更
に、その実施例からも明らかなように、ボルト完成品の
強度(引張強さ)は高々90.5kgf/mm2 (約8
88MPa )と低く、産業界からの「高強度化」要請に必
ずしも応えられるものではなかった。
【0005】特開平7−54041号公報には、重量%
で、C:0.05〜0.25%、Mn:0.50〜2.
0%など特定の化学組成からなる鋼片を特定の条件で熱
間圧延、冷却してから冷間引き抜き加工する「冷間鍛造
用鋼の製造方法」が提案されている。しかし、この公報
で開示された技術も、冷間引き抜き後の素材強度として
735〜830MPa を得ることを目的としたものである
ため、その実施例から明らかなように、実部品における
強度は高々940MPa と低い値であり、やはり産業界か
らの「高強度化」要請に対して、必ずしも応え得るもの
ではなかった。
で、C:0.05〜0.25%、Mn:0.50〜2.
0%など特定の化学組成からなる鋼片を特定の条件で熱
間圧延、冷却してから冷間引き抜き加工する「冷間鍛造
用鋼の製造方法」が提案されている。しかし、この公報
で開示された技術も、冷間引き抜き後の素材強度として
735〜830MPa を得ることを目的としたものである
ため、その実施例から明らかなように、実部品における
強度は高々940MPa と低い値であり、やはり産業界か
らの「高強度化」要請に対して、必ずしも応え得るもの
ではなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、小物長尺部品の製造において、熱
処理工程、曲がり矯正工程などの加工工程の簡略化や省
略が可能となる冷間鍛造用ワイヤーの高能率で安価な製
造方法を提供することを課題とする。
鑑みなされたもので、小物長尺部品の製造において、熱
処理工程、曲がり矯正工程などの加工工程の簡略化や省
略が可能となる冷間鍛造用ワイヤーの高能率で安価な製
造方法を提供することを課題とする。
【0007】具体的には、本発明の目的は、引張強さで
1000〜1250MPa を有する高強度小物長尺部品の
素材として好適な冷間鍛造用ワイヤーの高能率で安価な
製造方法を提供することである。
1000〜1250MPa を有する高強度小物長尺部品の
素材として好適な冷間鍛造用ワイヤーの高能率で安価な
製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記の目的を
達成するために種々検討を重ねた結果、鋼材組成の調整
と、熱間圧延後に所謂「直接焼入れ」を行って全長に亘
って均一な焼入れ組織とし、その後に焼戻しを行い、次
いで冷間引き抜き加工によって強度の調整を行うことに
より、所望の高強度を有する小物長尺部品の素材として
好適な高延性の冷間鍛造用ワイヤーが得られることを知
見し、本発明を完成した。
達成するために種々検討を重ねた結果、鋼材組成の調整
と、熱間圧延後に所謂「直接焼入れ」を行って全長に亘
って均一な焼入れ組織とし、その後に焼戻しを行い、次
いで冷間引き抜き加工によって強度の調整を行うことに
より、所望の高強度を有する小物長尺部品の素材として
好適な高延性の冷間鍛造用ワイヤーが得られることを知
見し、本発明を完成した。
【0009】ここに、本発明は、「重量%で、C:0.
15〜0.30%、Si:0.05〜0.30%、M
n:1.0〜2.0%、Cr:0.5〜1.0%、A
l:0.005〜0.10%、Cu:0〜0.5%、N
i:0〜0.5%、Mo:0〜0.5%、V:0〜0.
5%、Nb:0〜0.2%、Ti:0〜0.1%、B:
0〜0.01%、P:0.03%以下、S:0.03%
以下、N:0.02%以下、残部はFe及び不可避不純
物からなる化学組成の鋼を、900〜1250℃の温度
域に加熱して熱間圧延し、750℃以上の温度で仕上げ
た後、2℃/秒以上の冷却速度で焼入れし、次いで、4
00〜600℃の温度域で焼戻しを行い、更に、冷間引
き抜き加工することを特徴とする冷間鍛造用ワイヤーの
製造方法」を要旨とする。
15〜0.30%、Si:0.05〜0.30%、M
n:1.0〜2.0%、Cr:0.5〜1.0%、A
l:0.005〜0.10%、Cu:0〜0.5%、N
i:0〜0.5%、Mo:0〜0.5%、V:0〜0.
5%、Nb:0〜0.2%、Ti:0〜0.1%、B:
0〜0.01%、P:0.03%以下、S:0.03%
以下、N:0.02%以下、残部はFe及び不可避不純
物からなる化学組成の鋼を、900〜1250℃の温度
域に加熱して熱間圧延し、750℃以上の温度で仕上げ
た後、2℃/秒以上の冷却速度で焼入れし、次いで、4
00〜600℃の温度域で焼戻しを行い、更に、冷間引
き抜き加工することを特徴とする冷間鍛造用ワイヤーの
製造方法」を要旨とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明の各要件について詳
しく説明する。なお、成分含有量の「%」は「重量%」
を意味する。
しく説明する。なお、成分含有量の「%」は「重量%」
を意味する。
【0011】(1)鋼の化学組成 C:Cは強度を高めるのに有効な元素であるが、最終の
製品である小物長尺部品の延性、靱性を確保する点から
は低い方が望ましく上限を0.30%とした。又、下限
については小物長尺部品に所望の強度(引張強さで10
00〜1250MPa)を付与するために0.15%とし
た。
製品である小物長尺部品の延性、靱性を確保する点から
は低い方が望ましく上限を0.30%とした。又、下限
については小物長尺部品に所望の強度(引張強さで10
00〜1250MPa)を付与するために0.15%とし
た。
【0012】Si:Siは鋼の脱酸の安定化を図ると共
に基地を強化し、更に加工硬化特性を高める作用を有す
る。しかし、その含有量が0.05%未満では添加効果
に乏しく、0.30%を超えると鋼の変形能の低下をき
たすようになるので、Siの含有量を0.05〜0.3
0%とした。
に基地を強化し、更に加工硬化特性を高める作用を有す
る。しかし、その含有量が0.05%未満では添加効果
に乏しく、0.30%を超えると鋼の変形能の低下をき
たすようになるので、Siの含有量を0.05〜0.3
0%とした。
【0013】Mn:Mnは鋼の脱酸及び脱硫に必要な元
素であり、且つ鋼の焼入れ性を高めて強度を向上させる
作用を有する。特に本発明においては、熱間圧延後の
「直接焼入れ」で所望の焼入れ組織を得て、最終製品で
ある小物長尺部品に所望の強度(引張強さで1000〜
1250MPa )を付与するために必須の元素である。前
記の効果を得るためには、Mnの含有量として少なくと
も1.0%以上が必要である。
素であり、且つ鋼の焼入れ性を高めて強度を向上させる
作用を有する。特に本発明においては、熱間圧延後の
「直接焼入れ」で所望の焼入れ組織を得て、最終製品で
ある小物長尺部品に所望の強度(引張強さで1000〜
1250MPa )を付与するために必須の元素である。前
記の効果を得るためには、Mnの含有量として少なくと
も1.0%以上が必要である。
【0014】一方、その含有量が2.0%を超えると延
性の劣化をもたらすようになる。従って、Mnの含有量
を1.0〜2.0%とした。
性の劣化をもたらすようになる。従って、Mnの含有量
を1.0〜2.0%とした。
【0015】Cr:Crは鋼の焼入れ性を高めて強度を
向上させる作用を有する。特に本発明においては、熱間
圧延後の「直接焼入れ」で所望の焼入れ組織を得て最終
製品である小物長尺部品に所望の強度(引張強さで10
00〜1250MPa )を付与するために必須の元素であ
る。前記の効果を得るためには、Crの含有量として少
なくとも0.5%が必要である。一方、その含有量が
1.0%を超えると延性の劣化をもたらし、焼戻し後の
冷間での引き抜き加工性の低下を招くと共に最終製品の
延性が劣化してしまう。従って、Crの含有量を0.5
〜1.0%とした。
向上させる作用を有する。特に本発明においては、熱間
圧延後の「直接焼入れ」で所望の焼入れ組織を得て最終
製品である小物長尺部品に所望の強度(引張強さで10
00〜1250MPa )を付与するために必須の元素であ
る。前記の効果を得るためには、Crの含有量として少
なくとも0.5%が必要である。一方、その含有量が
1.0%を超えると延性の劣化をもたらし、焼戻し後の
冷間での引き抜き加工性の低下を招くと共に最終製品の
延性が劣化してしまう。従って、Crの含有量を0.5
〜1.0%とした。
【0016】Al:Alは鋼の冷間鍛造性を高める作用
がある。すなわち、AlはNを固定して冷間鍛造時の時
効硬化を抑制すると共に、潤滑被膜を均一にすることで
冷間鍛造性を向上させる。更に、Alは鋼の脱酸にも有
効であるし、熱間圧延前の鋼の加熱に際して、オ−ステ
ナイト結晶粒の粗大化を防止する効果も有する。しか
し、その含有量が0.005%未満では所望の効果が得
られず、一方、0.10%を超えるとAl2 O3 系の介
在物が増加して変形能不足を生じ、かえって冷間鍛造時
に割れを生じ易くしてしまう。従って、Alの含有量を
0.005〜0.10%とした。
がある。すなわち、AlはNを固定して冷間鍛造時の時
効硬化を抑制すると共に、潤滑被膜を均一にすることで
冷間鍛造性を向上させる。更に、Alは鋼の脱酸にも有
効であるし、熱間圧延前の鋼の加熱に際して、オ−ステ
ナイト結晶粒の粗大化を防止する効果も有する。しか
し、その含有量が0.005%未満では所望の効果が得
られず、一方、0.10%を超えるとAl2 O3 系の介
在物が増加して変形能不足を生じ、かえって冷間鍛造時
に割れを生じ易くしてしまう。従って、Alの含有量を
0.005〜0.10%とした。
【0017】Cu:Cuは添加しなくても良い。添加す
れば冷間鍛造性と焼入れ性を高める作用がある。こうし
た効果を確実に得るには、Cuは0.05%以上の含有
量とすることが好ましい。しかし、その含有量が0.5
%を超えると熱間加工性の劣化を招くと共に延性の低下
をもたらし、かえって冷間加工性を劣化させてしまう。
従って、Cu含有量を0〜0.5%とした。
れば冷間鍛造性と焼入れ性を高める作用がある。こうし
た効果を確実に得るには、Cuは0.05%以上の含有
量とすることが好ましい。しかし、その含有量が0.5
%を超えると熱間加工性の劣化を招くと共に延性の低下
をもたらし、かえって冷間加工性を劣化させてしまう。
従って、Cu含有量を0〜0.5%とした。
【0018】Ni:Niは添加しなくても良い。添加す
れば延性と靱性を高める作用がある。こうした効果を確
実に得るには、Niは0.05%以上の含有量とするこ
とが好ましい。しかし、その含有量が0.5%を超える
と前記効果は飽和し、コストが嵩むばかりである。従っ
て、Ni含有量を0〜0.5%とした。
れば延性と靱性を高める作用がある。こうした効果を確
実に得るには、Niは0.05%以上の含有量とするこ
とが好ましい。しかし、その含有量が0.5%を超える
と前記効果は飽和し、コストが嵩むばかりである。従っ
て、Ni含有量を0〜0.5%とした。
【0019】Mo:Moは添加しなくても良い。添加す
れば鋼を強靱化する作用がある。こうした効果を確実に
得るには、Moは0.02%以上の含有量とすることが
好ましい。
れば鋼を強靱化する作用がある。こうした効果を確実に
得るには、Moは0.02%以上の含有量とすることが
好ましい。
【0020】しかし、その含有量が0.5%を超えると
延性の劣化をきたす。従って、Mo含有量を0〜0.5
%とした。
延性の劣化をきたす。従って、Mo含有量を0〜0.5
%とした。
【0021】V:Vは添加しなくても良い。添加すれば
鋼を強靱化する作用がある。こうした効果を確実に得る
には、Vは0.01%以上の含有量とすることが好まし
い。しかし、その含有量が0.5%を超えると延性の劣
化を招く。従って、V含有量を0〜0.5%とした。
鋼を強靱化する作用がある。こうした効果を確実に得る
には、Vは0.01%以上の含有量とすることが好まし
い。しかし、その含有量が0.5%を超えると延性の劣
化を招く。従って、V含有量を0〜0.5%とした。
【0022】Nb:Nbは添加しなくても良い。添加す
れば鋼の組織を微細化して延性と靱性を向上させる作用
がある。こうした効果を確実に得るには、Nbは0.0
05%以上の含有量とすることが好ましい。しかし、そ
の含有量が0.2%を超えると焼入れ性を低下させるの
で、熱間圧延後の「直接焼入れ」で所望の焼入れ組織が
得られない。このため最終製品である小物長尺部品に所
望の強度(引張強さで1000〜1250MPa )を付与
できなくなる。従って、Nb含有量を0〜0.2%とし
た。
れば鋼の組織を微細化して延性と靱性を向上させる作用
がある。こうした効果を確実に得るには、Nbは0.0
05%以上の含有量とすることが好ましい。しかし、そ
の含有量が0.2%を超えると焼入れ性を低下させるの
で、熱間圧延後の「直接焼入れ」で所望の焼入れ組織が
得られない。このため最終製品である小物長尺部品に所
望の強度(引張強さで1000〜1250MPa )を付与
できなくなる。従って、Nb含有量を0〜0.2%とし
た。
【0023】Ti:Tiも添加しなくても良い。添加す
れば鋼の組織を微細化して延性と靱性を向上させる作用
がある。こうした効果を確実に得るには、Tiは0.0
05%以上の含有量とすることが好ましい。しかし、そ
の含有量が0.1%を超えるとTi炭窒化物が粗大化し
て熱間加工性の劣化をきたすし、冷間鍛造時に割れを惹
起することとなる。従って、Ti含有量を0〜0.1%
とした。
れば鋼の組織を微細化して延性と靱性を向上させる作用
がある。こうした効果を確実に得るには、Tiは0.0
05%以上の含有量とすることが好ましい。しかし、そ
の含有量が0.1%を超えるとTi炭窒化物が粗大化し
て熱間加工性の劣化をきたすし、冷間鍛造時に割れを惹
起することとなる。従って、Ti含有量を0〜0.1%
とした。
【0024】B:Bは添加しなくても良い。添加すれば
焼入れ性を高めると共に冷間加工性を向上させる作用が
ある。こうした効果を確実に得るには、Bは0.000
3%以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その
含有量が0.01%を超えると熱間加工性の劣化を招
く。従って、B含有量を0〜0.01%とした。
焼入れ性を高めると共に冷間加工性を向上させる作用が
ある。こうした効果を確実に得るには、Bは0.000
3%以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その
含有量が0.01%を超えると熱間加工性の劣化を招
く。従って、B含有量を0〜0.01%とした。
【0025】本発明においては不純物元素としてのP、
S及びNはその含有量を次のとおり制限する。
S及びNはその含有量を次のとおり制限する。
【0026】P:Pは鋼の変形能及び延性を劣化させ、
特にその含有量が0.03%を超えると変形能と延性の
劣化が著しくなる。従って、不純物元素としてのPの含
有量の上限を0.03%とした。
特にその含有量が0.03%を超えると変形能と延性の
劣化が著しくなる。従って、不純物元素としてのPの含
有量の上限を0.03%とした。
【0027】S:Sは鋼の冷間鍛造性を劣化させ、特に
その含有量が0.03%を超えると冷間鍛造性の劣化が
著しくなる。従って、不純物元素としてのSの含有量の
上限を0.03%とした。
その含有量が0.03%を超えると冷間鍛造性の劣化が
著しくなる。従って、不純物元素としてのSの含有量の
上限を0.03%とした。
【0028】N:Nは青熱脆性を惹起して冷間鍛造性を
劣化させ、特にその含有量が0.02%を超えると冷間
鍛造性の劣化が著しくなる。従って、不純物元素として
のNの含有量の上限を0.02%とした。なお、N含有
量の上限は0.01%とすることが好ましく、更に、N
の上限値は0.006%とすることが一層好ましい。
劣化させ、特にその含有量が0.02%を超えると冷間
鍛造性の劣化が著しくなる。従って、不純物元素として
のNの含有量の上限を0.02%とした。なお、N含有
量の上限は0.01%とすることが好ましく、更に、N
の上限値は0.006%とすることが一層好ましい。
【0029】(2)製造条件 図1に本発明の加工工程と従来法による加工工程を比較
して示す。本発明にあっては、熱間圧延→直接焼入れ→
焼戻し→冷間引き抜きの各工程を経て冷間鍛造用ワイヤ
ーが製造される。すなわち、本発明では熱間圧延後の冷
却過程で、例えばステルモアコンベア上でリング状に展
開、風冷を施すなどの手段で直接焼入れした後、コイル
状に巻取って焼戻しを行い、その後更に冷間引き抜きを
施して強度を調整することで冷間鍛造用ワイヤーを製造
する。
して示す。本発明にあっては、熱間圧延→直接焼入れ→
焼戻し→冷間引き抜きの各工程を経て冷間鍛造用ワイヤ
ーが製造される。すなわち、本発明では熱間圧延後の冷
却過程で、例えばステルモアコンベア上でリング状に展
開、風冷を施すなどの手段で直接焼入れした後、コイル
状に巻取って焼戻しを行い、その後更に冷間引き抜きを
施して強度を調整することで冷間鍛造用ワイヤーを製造
する。
【0030】本発明の強度調整されたワイヤーは、その
後冷間鍛造によりボルトなどの最終製品である小物長尺
部品に成形され、これによって所望の高強度(引張強さ
で1000〜1250MPa )が付与される。
後冷間鍛造によりボルトなどの最終製品である小物長尺
部品に成形され、これによって所望の高強度(引張強さ
で1000〜1250MPa )が付与される。
【0031】なお、焼入れ・焼戻しの調質処理によって
製造された高強度の小物長尺部品はメッキ処理を施して
使用されることが多く、この場合には脱水素のために1
80〜200℃での「ベーキング」という熱処理が行わ
れる(図1(A))。本発明によるワイヤーを素材とし
て冷間鍛造成形した小物長尺部品にあっては、メッキ処
理を施した後で上記の熱処理を行えば、脱水素が行われ
ると共に内部応力も除去されて一層優れた特性が得られ
る。なお、後述の実施例においては、本発明法における
上記の温度域での熱処理を特に「ブルーイング処理」と
表現する。
製造された高強度の小物長尺部品はメッキ処理を施して
使用されることが多く、この場合には脱水素のために1
80〜200℃での「ベーキング」という熱処理が行わ
れる(図1(A))。本発明によるワイヤーを素材とし
て冷間鍛造成形した小物長尺部品にあっては、メッキ処
理を施した後で上記の熱処理を行えば、脱水素が行われ
ると共に内部応力も除去されて一層優れた特性が得られ
る。なお、後述の実施例においては、本発明法における
上記の温度域での熱処理を特に「ブルーイング処理」と
表現する。
【0032】本発明によれば、図1(B)に示すように
従来工程における冷間引き抜き前の球状化焼鈍の省略が
可能となる。更に本発明では、従来冷間鍛造した製品
(製品形状品)に対して行っていた焼入れ・焼戻しの熱
処理を、熱間圧延鋼材(主として、熱間圧延線材)の状
態でその保有する熱を利用して直接焼入れ処理し、次い
で焼戻しを行う。このため、焼入れの際の加熱工程が不
要となるのは勿論であるが、焼戻しも、例えばコイル状
の鋼材そのもので行えるため、極めて効率良く実施する
ことができる。加えて、ワイヤーを冷間鍛造することで
所望の強度と寸法精度が得られるので、従来工程で必須
であった曲がり矯正処理も不要となる。
従来工程における冷間引き抜き前の球状化焼鈍の省略が
可能となる。更に本発明では、従来冷間鍛造した製品
(製品形状品)に対して行っていた焼入れ・焼戻しの熱
処理を、熱間圧延鋼材(主として、熱間圧延線材)の状
態でその保有する熱を利用して直接焼入れ処理し、次い
で焼戻しを行う。このため、焼入れの際の加熱工程が不
要となるのは勿論であるが、焼戻しも、例えばコイル状
の鋼材そのもので行えるため、極めて効率良く実施する
ことができる。加えて、ワイヤーを冷間鍛造することで
所望の強度と寸法精度が得られるので、従来工程で必須
であった曲がり矯正処理も不要となる。
【0033】ここで、熱間圧延の際の鋼の加熱温度は、
圧延加熱時のオ−ステナイト結晶粒の粗大化を防止する
と共に変形抵抗を低く抑え、更には炭窒化物などの析出
物を基地へ充分に固溶させるために、900〜1250
℃とする必要がある。加熱温度が900℃未満では、変
形抵抗が高くなるだけでなく基地への析出物の固溶が充
分でないために、最終製品の特性が劣化してしまう。一
方、加熱温度が1250℃を超えると、オ−ステナイト
結晶粒が粗大化し、冷間での引き抜きや鍛造に際して加
工性が劣化してしまう。従って、熱間圧延に際しての加
熱温度域を900〜1250℃とした。
圧延加熱時のオ−ステナイト結晶粒の粗大化を防止する
と共に変形抵抗を低く抑え、更には炭窒化物などの析出
物を基地へ充分に固溶させるために、900〜1250
℃とする必要がある。加熱温度が900℃未満では、変
形抵抗が高くなるだけでなく基地への析出物の固溶が充
分でないために、最終製品の特性が劣化してしまう。一
方、加熱温度が1250℃を超えると、オ−ステナイト
結晶粒が粗大化し、冷間での引き抜きや鍛造に際して加
工性が劣化してしまう。従って、熱間圧延に際しての加
熱温度域を900〜1250℃とした。
【0034】仕上げ温度を除いて、熱間圧延の工程自体
は特に制限されない。従って、例えば、通常の熱間圧延
条件によって行えば良い。
は特に制限されない。従って、例えば、通常の熱間圧延
条件によって行えば良い。
【0035】熱間圧延の仕上げ温度は750℃以上とす
る必要がある。仕上げ温度が750℃を下回ると、次に
焼入れ処理を行っても後述する所望の組織とならず、こ
のため最終製品に所望の強度を付与できないからであ
る。
る必要がある。仕上げ温度が750℃を下回ると、次に
焼入れ処理を行っても後述する所望の組織とならず、こ
のため最終製品に所望の強度を付与できないからであ
る。
【0036】750℃以上で熱間圧延を仕上げた後は、
所謂「直接焼入れ」を行う。この焼入れを2℃/秒以上
の冷却速度で行うと、顕微鏡組織における面積率で50
%以上のマルテンサイトと残部がベイナイトからなる、
圧延の長手方向に均一な組織が得られる。上記の組織と
しておけば、これを400〜600℃で焼戻しするとほ
ぼ900〜1000MPa の引張強さが得られるので、次
に冷間引き抜きと冷間鍛造を行って最終製品に所望の1
000〜1250MPa の引張強さを付与できることとな
る。なお、焼入れ組織をより一層均一なものとして冷間
鍛造後の製品の強度を安定させるためには、焼入れの冷
却速度は10℃/秒以上とすることが好ましい。この焼
入れにおける冷却速度の上限は特に制限する必要はな
く、設備面からの上限の冷却速度で行っても良い。
所謂「直接焼入れ」を行う。この焼入れを2℃/秒以上
の冷却速度で行うと、顕微鏡組織における面積率で50
%以上のマルテンサイトと残部がベイナイトからなる、
圧延の長手方向に均一な組織が得られる。上記の組織と
しておけば、これを400〜600℃で焼戻しするとほ
ぼ900〜1000MPa の引張強さが得られるので、次
に冷間引き抜きと冷間鍛造を行って最終製品に所望の1
000〜1250MPa の引張強さを付与できることとな
る。なお、焼入れ組織をより一層均一なものとして冷間
鍛造後の製品の強度を安定させるためには、焼入れの冷
却速度は10℃/秒以上とすることが好ましい。この焼
入れにおける冷却速度の上限は特に制限する必要はな
く、設備面からの上限の冷却速度で行っても良い。
【0037】上記冷却速度での焼入れは少なくとも30
0℃まで行えば良い。これは上記の冷却速度での焼入れ
を300℃まで行えば、本発明で規定する化学組成の鋼
においては所望の焼入れ組織(面積率で50%以上のマ
ルテンサイトと残部がベイナイトからなる組織)となる
からである。従って、300℃を下回る温度域での冷却
速度は特に制限されない。
0℃まで行えば良い。これは上記の冷却速度での焼入れ
を300℃まで行えば、本発明で規定する化学組成の鋼
においては所望の焼入れ組織(面積率で50%以上のマ
ルテンサイトと残部がベイナイトからなる組織)となる
からである。従って、300℃を下回る温度域での冷却
速度は特に制限されない。
【0038】焼入れに続いて、一定の強度(引張強さで
ほぼ900〜1000MPa )及び後工程の冷間引き抜き
と冷間鍛造に耐え得る延性と加工性とを確保するため
に、400〜600℃で焼戻しを行う必要がある。これ
は400℃を下回る温度域での焼戻しでは、引張試験し
た場合の伸びが10%を下回るため、後工程の冷間引き
抜きと冷間鍛造に耐え難く、一方、600℃を超える温
度域での焼戻しでは、引張強さが900MPa を下回っ
て、後述の加工量(減面率)の冷間引き抜きを行っても
冷間鍛造後に所望の1000〜1250MPa の引張強さ
を有する製品が得られないためである。この焼戻しの時
間は0.5〜5時間とすることが好ましい。
ほぼ900〜1000MPa )及び後工程の冷間引き抜き
と冷間鍛造に耐え得る延性と加工性とを確保するため
に、400〜600℃で焼戻しを行う必要がある。これ
は400℃を下回る温度域での焼戻しでは、引張試験し
た場合の伸びが10%を下回るため、後工程の冷間引き
抜きと冷間鍛造に耐え難く、一方、600℃を超える温
度域での焼戻しでは、引張強さが900MPa を下回っ
て、後述の加工量(減面率)の冷間引き抜きを行っても
冷間鍛造後に所望の1000〜1250MPa の引張強さ
を有する製品が得られないためである。この焼戻しの時
間は0.5〜5時間とすることが好ましい。
【0039】0.5時間未満の焼戻しでは焼戻しに「む
ら」を生ずる場合があり、5時間を超える焼戻しはコス
トが嵩む。
ら」を生ずる場合があり、5時間を超える焼戻しはコス
トが嵩む。
【0040】焼戻し後、引き続き冷間引き抜き加工を施
して冷間鍛造用ワイヤーとする。この冷間引き抜き加工
は寸法精度を高めると共に、最終製品における引張強さ
の確保と耐疲労特性を高めるための工程であるが、通常
の方法によって行えば良い。
して冷間鍛造用ワイヤーとする。この冷間引き抜き加工
は寸法精度を高めると共に、最終製品における引張強さ
の確保と耐疲労特性を高めるための工程であるが、通常
の方法によって行えば良い。
【0041】すなわち、減面率で5〜50%の加工量で
冷間引き抜き加工を行えば、ほぼ980〜1200MPa
の引張強さを有する冷間鍛造用ワイヤーが得られ、次い
で、これを冷間鍛造すれば所望の1000〜1250MP
a の引張強さを有する製品が得られる。冷間鍛造後の最
終製品に1000〜1250MPa の所望強度を安定して
付与するだけでなく、良好な延性を持たせるためには上
記の減面率を15〜30%とすることが好ましい。
冷間引き抜き加工を行えば、ほぼ980〜1200MPa
の引張強さを有する冷間鍛造用ワイヤーが得られ、次い
で、これを冷間鍛造すれば所望の1000〜1250MP
a の引張強さを有する製品が得られる。冷間鍛造後の最
終製品に1000〜1250MPa の所望強度を安定して
付与するだけでなく、良好な延性を持たせるためには上
記の減面率を15〜30%とすることが好ましい。
【0042】
(実施例1)表1に示す化学組成の鋼を通常の方法によ
って溶製した。
って溶製した。
【0043】表1において、鋼B、C、F、G、J、
K、N及びOは本発明の対象鋼(以下、本発明鋼とい
う)、鋼A、D、E、H、I、L、M及びPは成分のい
ずれかが本発明で規定する含有量の範囲から外れた比較
鋼である。
K、N及びOは本発明の対象鋼(以下、本発明鋼とい
う)、鋼A、D、E、H、I、L、M及びPは成分のい
ずれかが本発明で規定する含有量の範囲から外れた比較
鋼である。
【0044】次いで、これらの鋼を通常の方法によって
鋼片となし、1150℃に加熱して通常の方法で熱間圧
延し、800℃で仕上げて直径13mmの線材としたも
のをステルモアコンベア上でリング状に展開して冷却速
度:5℃/秒で300℃まで強制風冷して焼入れし、コ
イル状に巻取った。続いて、500℃で3時間の焼戻し
を行った後、通常の方法で冷間引き抜きして直径11.
95mmのワイヤー(減面率:15.5%)を作製し
た。この後、更に190℃で4時間の熱処理(ブルーイ
ング処理)を行った。
鋼片となし、1150℃に加熱して通常の方法で熱間圧
延し、800℃で仕上げて直径13mmの線材としたも
のをステルモアコンベア上でリング状に展開して冷却速
度:5℃/秒で300℃まで強制風冷して焼入れし、コ
イル状に巻取った。続いて、500℃で3時間の焼戻し
を行った後、通常の方法で冷間引き抜きして直径11.
95mmのワイヤー(減面率:15.5%)を作製し
た。この後、更に190℃で4時間の熱処理(ブルーイ
ング処理)を行った。
【0045】なお、焼入れまま(強制風冷まま)の直径
13mm線材の顕微鏡組織を観察したところ、比較鋼で
ある鋼IとMを除いた他の鋼はすべてマルテンサイトと
ベイナイトの混合組織であり、マルテンサイトの面積率
は50%を超えていることが確認できた。
13mm線材の顕微鏡組織を観察したところ、比較鋼で
ある鋼IとMを除いた他の鋼はすべてマルテンサイトと
ベイナイトの混合組織であり、マルテンサイトの面積率
は50%を超えていることが確認できた。
【0046】こうして得られたワイヤーからJIS9B
号引張試験片と平行部の直径が6mmのJIS1号回転
曲げ疲労試験片を採取し、常温引張試験と常温大気中、
3600rpmの条件での小野式回転曲げ疲労試験を行
った。
号引張試験片と平行部の直径が6mmのJIS1号回転
曲げ疲労試験片を採取し、常温引張試験と常温大気中、
3600rpmの条件での小野式回転曲げ疲労試験を行
った。
【0047】表2に試験結果を示す。この表2によれ
ば、本発明によって適正な強度レベルと、良好な延性並
びに大きな疲労強度を有するワイヤーが得られることが
明らかである。
ば、本発明によって適正な強度レベルと、良好な延性並
びに大きな疲労強度を有するワイヤーが得られることが
明らかである。
【0048】
【表1】
【0049】
【表2】
【0050】(実施例2)表1に記載した本発明鋼であ
る鋼Gを用いて、実施例1と同様の条件で直径13mm
に圧延して焼入れ後、コイル状に巻取り、350〜65
0℃で3時間の焼戻しを行い、通常の方法で冷間引き抜
きして直径11.95mmのワイヤー(減面率:15.
5%)を作製した。この後、更に190℃で4時間の熱
処理(ブルーイング処理)を行った。
る鋼Gを用いて、実施例1と同様の条件で直径13mm
に圧延して焼入れ後、コイル状に巻取り、350〜65
0℃で3時間の焼戻しを行い、通常の方法で冷間引き抜
きして直径11.95mmのワイヤー(減面率:15.
5%)を作製した。この後、更に190℃で4時間の熱
処理(ブルーイング処理)を行った。
【0051】こうして得られたワイヤーから実施例1と
同様にして、常温引張試験と常温大気中、3600rp
mの条件での小野式回転曲げ疲労試験を行った。
同様にして、常温引張試験と常温大気中、3600rp
mの条件での小野式回転曲げ疲労試験を行った。
【0052】表3に試験結果を示す。この表3によれば
本発明鋼であっても、本発明で規定する条件で焼戻しを
した場合にだけ適正な強度レベルと、良好な延性並びに
大きな疲労強度を有するワイヤーが得られることが明ら
かである。
本発明鋼であっても、本発明で規定する条件で焼戻しを
した場合にだけ適正な強度レベルと、良好な延性並びに
大きな疲労強度を有するワイヤーが得られることが明ら
かである。
【0053】
【表3】
【0054】(実施例3)表1に記載した本発明鋼であ
る鋼Gを用いて、実施例1と同様の条件で直径13mm
に圧延して焼入れ後、コイル状に巻取り、500℃で3
時間の焼戻しを行い、通常の方法で冷間引き抜きして直
径11.95mmのワイヤー(減面率:15.5%)を
作製した。次いで、通常の方法でM12のボルトを冷間
鍛造した後、電気亜鉛メッキを施し、190℃で4時間
の熱処理(ブルーイング処理)を行った。こうして得ら
れたボルトを用いて、常温で、楔なしでの実体引張試験
と、実体疲労試験を行った。なお、実体疲労試験は電気
油圧式引張圧縮疲労試験機を用いて周波数10Hzで片
振り応力を作用させ、繰り返し数107 回で破壊に至ら
なかった時の最大応力を実体での「疲労強度」とした。
る鋼Gを用いて、実施例1と同様の条件で直径13mm
に圧延して焼入れ後、コイル状に巻取り、500℃で3
時間の焼戻しを行い、通常の方法で冷間引き抜きして直
径11.95mmのワイヤー(減面率:15.5%)を
作製した。次いで、通常の方法でM12のボルトを冷間
鍛造した後、電気亜鉛メッキを施し、190℃で4時間
の熱処理(ブルーイング処理)を行った。こうして得ら
れたボルトを用いて、常温で、楔なしでの実体引張試験
と、実体疲労試験を行った。なお、実体疲労試験は電気
油圧式引張圧縮疲労試験機を用いて周波数10Hzで片
振り応力を作用させ、繰り返し数107 回で破壊に至ら
なかった時の最大応力を実体での「疲労強度」とした。
【0055】表4に試験結果を示す。なお表4には比較
のために、「熱間圧延→球状化焼鈍→冷間引き抜き→冷
間鍛造→焼入れ→焼戻し→曲がり矯正→メッキ→ベーキ
ング処理」の通常の従来法によって製造した鋼Gを素材
とするM12ボルトを用いて行った常温での実体引張試
験と、実体疲労試験の結果も併せて示した。
のために、「熱間圧延→球状化焼鈍→冷間引き抜き→冷
間鍛造→焼入れ→焼戻し→曲がり矯正→メッキ→ベーキ
ング処理」の通常の従来法によって製造した鋼Gを素材
とするM12ボルトを用いて行った常温での実体引張試
験と、実体疲労試験の結果も併せて示した。
【0056】この表4によれば、本発明によるワイヤー
を素材として冷間鍛造成形したボルトにあっては、メッ
キを施した後で前記の熱処理(ブルーイング)を行え
ば、優れた強度・延性バランスと耐疲労特性が得られ、
従来法によって製造したボルトの特性と遜色のないレベ
ルであることが明らかである。
を素材として冷間鍛造成形したボルトにあっては、メッ
キを施した後で前記の熱処理(ブルーイング)を行え
ば、優れた強度・延性バランスと耐疲労特性が得られ、
従来法によって製造したボルトの特性と遜色のないレベ
ルであることが明らかである。
【0057】
【表4】
【0058】
【発明の効果】本発明によれば、熱処理工程、曲がり矯
正工程などの加工工程の簡略化や省略が行えるため、引
張強さで1000〜1250MPa を有する高強度小物長
尺部品の素材として好適な冷間鍛造用ワイヤーを高能率
で且つ安価に提供することができる。
正工程などの加工工程の簡略化や省略が行えるため、引
張強さで1000〜1250MPa を有する高強度小物長
尺部品の素材として好適な冷間鍛造用ワイヤーを高能率
で且つ安価に提供することができる。
【図1】従来法と本発明法の熱間圧延以降の工程を比較
して示す図である。(A)は従来法、(B)は本発明法
を示す。
して示す図である。(A)は従来法、(B)は本発明法
を示す。
Claims (1)
- 【請求項1】重量%で、C:0.15〜0.30%、S
i:0.05〜0.30%、Mn:1.0〜2.0%、
Cr:0.5〜1.0%、Al:0.005〜0.10
%、Cu:0〜0.5%、Ni:0〜0.5%、Mo:
0〜0.5%、V:0〜0.5%、Nb:0〜0.2
%、Ti:0〜0.1%、B:0〜0.01%、P:
0.03%以下、S:0.03%以下、N:0.02%
以下、残部はFe及び不可避不純物からなる化学組成の
鋼を、900〜1250℃の温度域に加熱して熱間圧延
し、750℃以上の温度で仕上げた後、2℃/秒以上の
冷却速度で焼入れし、次いで、400〜600℃の温度
域で焼戻しを行い、更に、冷間引き抜き加工することを
特徴とする冷間鍛造用ワイヤーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042096A JPH09202921A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 冷間鍛造用ワイヤーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042096A JPH09202921A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 冷間鍛造用ワイヤーの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09202921A true JPH09202921A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11749665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1042096A Pending JPH09202921A (ja) | 1996-01-24 | 1996-01-24 | 冷間鍛造用ワイヤーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09202921A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000023632A1 (fr) * | 1998-10-20 | 2000-04-27 | Aubert & Duval | Acier de construction cementable, procede pour son obtention et pieces formees avec cet acier |
| KR20040032285A (ko) * | 2002-10-08 | 2004-04-17 | 주식회사 포스코 | 재질편차가 적은 중탄소강 선재의 제조방법 |
| KR100514800B1 (ko) * | 2002-06-12 | 2005-09-14 | 주식회사 포스코 | 냉간가공성이 우수한 선재의 제조방법 |
| JP2013531737A (ja) * | 2011-06-02 | 2013-08-08 | サンワスチール株式会社 | 金型寿命が改善された高強度冷間鍛造用鋼線及びその製造方法 |
| EP2765213A4 (en) * | 2011-10-07 | 2016-03-30 | Kobe Steel Ltd | STEEL WIRE FOR BOLTS, BOLTS AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
| CN106119707A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-11-16 | 肥西县碧涛建材有限公司 | 一种耐热钢管及其生产工艺 |
| CN117305681A (zh) * | 2023-09-08 | 2023-12-29 | 江苏申源集团有限公司 | 一种银亮钢棒SNCrW的生产装置及其方法 |
-
1996
- 1996-01-24 JP JP1042096A patent/JPH09202921A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000023632A1 (fr) * | 1998-10-20 | 2000-04-27 | Aubert & Duval | Acier de construction cementable, procede pour son obtention et pieces formees avec cet acier |
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| EP2722113A4 (en) * | 2011-06-02 | 2015-03-11 | Samhwa Steel Co Ltd | STEEL WIRE OF HIGH STRENGTH FOR GOLDSMAKING TO EXTEND THE LIFE OF A FORM AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| EP2765213A4 (en) * | 2011-10-07 | 2016-03-30 | Kobe Steel Ltd | STEEL WIRE FOR BOLTS, BOLTS AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
| CN106119707A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-11-16 | 肥西县碧涛建材有限公司 | 一种耐热钢管及其生产工艺 |
| CN117305681A (zh) * | 2023-09-08 | 2023-12-29 | 江苏申源集团有限公司 | 一种银亮钢棒SNCrW的生产装置及其方法 |
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