JPH11302784A

JPH11302784A - 高強度鋼線

Info

Publication number: JPH11302784A
Application number: JP10630998A
Authority: JP
Inventors: Hajime Ishikawa; 肇石川; Atsuhiko Yoshie; 淳彦吉江; Hitoshi Demachi; 仁出町; Yasunobu Miyazaki; 康信宮崎
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 1999-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は伸線直前の熱処理方法によるワイヤ
ーロープ、ＰＣ鋼材、バネ、スチールコード等に使用す
る伸線加工性の優れた高強度鋼線に関するものである。【解決手段】重量％でC：0.25〜1.20％、Si：0.01〜
2.0％、Mn：0.2〜1.1％、P：0.02％以下、S：0.01％以
下を含有し、残部が鉄および不可避的不純物である組織
が主としてパーライトである線材で表層の最硬質組織の
硬さが600Hv以下で且つ母材と最硬質組織の硬度差が300
Hv以下となる耐断線性の優れた高強度鋼線。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は伸線直前の熱処理方
法によるワイヤーロープ、ＰＣ鋼材、バネ、スチールコ
ード等に使用する伸線加工性の優れた高強度鋼線に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】高強度鋼線は伸線時の中間熱処理として
各種のパテンティング、すなわち圧延熱利用の直接パテ
ンティング、鉛パテンテイング、あるいは空気パテンテ
ィングの後、伸線加工等の冷間加工が施され、その後ブ
ルーイング処理あるいは焼入焼戻処理等を経てワイヤー
ロープ、ＰＣ鋼線、バネ、スチールコード等の高強度鋼
線の製造に提供されている。

【０００３】伸線加工性を向上させるための手段として
特公昭47-51684号公報等に示されるように、炭化物ある
いは窒化物を微細化させることによりパテンティング時
のオーステナイト粒を微細化することが広く行われてい
る。

【０００４】しかしながら、このような伸線加工性を向
上させるための手段を施した材料であっても搬送時の取
扱いによって生ずる疵に対しては効果がなく、搬送時に
疵が生じても耐断線性を劣化させない線材が求められて
いる。

【０００５】搬送時の疵を低減する方法として線材コイ
ルを厳重に梱包して輸送することが一般に行われてい
る。線材コイルを梱包する場合、非常にコストがかか
り、その対策として例えば特開平5-201420号公報では梱
包の自動化が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点は、材質面の改善で伸線加工性を向上させても、
搬送時に取り扱いにより疵が生じ、鋼表面に擦過マルテ
ンサイトなどの硬化した組織が生成し該材料の伸線加工
に対して耐断線性が低下することある。

【０００７】本発明は搬送時に疵が生じても耐断線性を
低下させない高強度鋼線を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】ワイヤーロープ、ＰＣ鋼
線、バネ、スチールコードなどは、二次加工メーカーで
所定の線径および強度などの材質特性を確保する。その
ため製鉄所から二次加工メーカーへ搬送する必要があ
り、搬送時に多かれ少なかれ取扱い疵が生じる。

【０００９】この時、鋼の表層に非常に硬いマルテンサ
イトが生成する。伸線加工性の優れた鋼材を使用して
も、この取扱い疵によりマルテンサイトが生成し断線が
多くなる。このため表層マルテンサイトが生成しても、
耐断線性の優れた伸線加工性を低下させない鋼材が必要
とされる。

【００１０】本発明者らは搬送時に生じる取り扱い疵を
調査し、伸線加工性におよぼす硬化部組織、特にマルテ
ンサイトの影響を調査し、以下のことをあきらかにし
た。表層マルテンサイトの生成により伸線加工性が低下す
る。表層のマルテンサイト組織の軟化は伸線加工性の向上
に有効である。

【００１１】ダイス伸線時に表層のマルテンサイトは
その硬さのために伸線方向と垂直に割れ、伸線が進むと
この一部が脱落する。マルテンサイトの厚みはほとんど
減少せずパーライト主体組織の母材中心部にめり込む。
このようなマルテンサイトの端部と母材との界面に切り
欠き感受性の高い割れが発生し、耐断線性が低下する。

【００１２】すなわち、表層マルテンサイトの硬さの低
減により、マルテンサイト自体の初期割れを低減するこ
とができる。また、マルテンサイトの端部と母材との界
面に切り欠き感受性の高い割れの発生を助長させる母材
へのマルテンサイトのめり込みは、焼戻により母材とマ
ルテンサイトの強度差を低減することによって抑制でき
る。

【００１３】よって、本発明は次の通りである。重量％
で C ：0.25〜1.20％ Si：0.01〜2.0％ Mn：0.2〜1.1％ P ：0.02％以下 S ：0.01％以下を含有し、残部が鉄および不可避的不純物である組織が
主としてパーライトである線材で表層の最硬質組織の硬
さが600Hv以下で且つ母材と当該最硬質組織の硬度差が3
00Hv以下となる耐断線性の優れた高強度鋼線。

【００１４】さらに、線材の化学成分として Nb：0.005〜0.05％ Ti：0.005〜0.035％ Al：0.10％以下 V ：0.005〜0.060％ Cu：0.05〜1.0％ Ni：0.05〜1.0％ Cr：0.05〜0.5％ Mo：0.05〜0.35％ Ca：0.0005〜0.005％ Mg：0.0005〜0.007％ REM：0.0005〜0.005％ B ：0.0005〜0.005％の１種または２種以上を含有することを特徴とする前記
の耐断線性の優れた高強度鋼線。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明における伸線加工性に優れ
た高強度鋼線の限定理由について化学成分を規定した理
由を述べる。

【００１６】C： Cは鋼の強度と延性を支配する基本的
な元素であり、一般に高C化するほど強度が向上する。
強度と焼入性を確保するためには0.25％以上とした。し
かし、1.2％超のCでは初析セメンタイトが生成し伸線加
工性を低下させるため、上限値を1.2％とした。

【００１７】Si： Siは脱酸元素として0.01％以上添加
する必要がある。また、鋼を固溶強化する。しかし、過
量に添加するとデスケーリングが悪くなり、伸線加工性
を低下させるためその上限値を2.0％とした。

【００１８】Mn： Mnは脱酸元素として0.2％以上添加
する必要がある。また、焼入性を改善して線材断面内に
均一なパーライトを生成させる効果がある。しかし、Mn
は偏析し易い元素であるため通常のパテンティング条件
では1.1％を超えると中心偏析部のMn偏析ピーク上に大
型のマルテンサイトが生成し、伸線加工性を著しくそこ
なうため上限を1.1％とした。

【００１９】P，S： PおよびSは、結晶粒界に偏析し鋼
の特性を劣化させるためできる限り低く抑える必要があ
る。Pの上限を0.02％以下、Sの上限を0.01％以下とし
た。

【００２０】以上は必須元素であるが、必要に応じて以
下の元素を添加する。 Nb，Ti： Nb，Ti，Alは炭化物あるいは窒化物を形成し
て線材の延性を向上させるため１種類ないしは２種類以
上を添加する。Nbの下限は0.005％、Tiは下限は0.005％
である。しかし、Nbは0.05％、Tiは0.035％を超えると
効果が飽和するため、Nbは0.05％、Tiは0.035％を上限
値とする。

【００２１】Al： Alは脱酸元素であり、鋼中のNを固
定し細粒オーステナイトにするため添加する。0.1％を
超えると効果が飽和するため、0.1％を上限値とする。

【００２２】Cu，Ni，Cr，Mo，V： Cu，Ni，CrおよびM
oは鋼の強化作用が大きいため、Cuについては0.05〜1.0
％、Niについては0.05〜1.0％、Crについては0.05〜0.5
％、Moについては0.05〜0.35％、Vについては0.005〜0.
060％の範囲内で１種ないしは２種類以上添加する。

【００２３】Ca，Mg，REM： Ca，MgおよびREMは鋼は鋼
中で微細な酸化物を生成しオーステナイトを細粒にする
ため、0.0005％以上添加する。しかし、Caで0.005％、M
gで0.007％、REMで0.005％超添加すると酸化物が粗大化
し伸線加工性を低下させる。Caについては0.0005〜0.00
5％、Mgについては0.0005〜0.007％、REMについては0.0
005〜0.005％の範囲内で１種ないしは２種類以上添加す
る。

【００２４】B： Bはわずかの添加により焼入性を向上
させる元素でありその下限値は0.0005％である。0.005
％より多く添加するとBNとして析出し焼入性の改善効果
は得られなくなる。Bの添加範囲を0.0005〜0.005％とし
た。

【００２５】本発明において重要なことは最硬化組織の
硬さが600Hv以下とし、母材と最硬化組織の硬さの差を3
00Hv以下とすることである。表層のマルテンサイトに起
因した伸線工程の初期の割れを抑制するためには最硬化
組織の硬さが600Hv以下とする必要がある。

【００２６】最硬化組織であるマルテンサイトの端部と
母材との界面に切り欠き感受性の高い割れの発生を助長
させる母材へのマルテンサイトのめり込みを抑制するた
めには、母材と最硬化組織の硬さの差を300Hv以下にす
る必要がある。

【００２７】最硬化組織を軟化させる方法は本発明では
言及しないが焼戻による熱処理が望ましい。焼戻は炉加
熱、誘導加熱および通電加熱のいずれでもよく特に限定
しない。

【００２８】

【実施例】表１に示す化学成分の連続鋳造後分解圧延し
た122mm角断面のビレットを、1100℃加熱後、5.5〜13mm
に線材圧延した。該線材の表層に人工的にマルテンサイ
トを生成させるためにレーザーを照射し、急速加熱、急
速冷却を実施した。焼戻条件は表２に示すように実施し
その後伸線した。伸線条件は減面率15〜25％で行い伸線
限界を求めた。鋼Ａ〜Ｈは本開発鋼であり所定の強度に
対して良好な伸線加工性が得られ、硬化組織があっても
耐断線性は低下しない。

【００２９】鋼Ｉ〜Ｋは鋼の化学成分が適切ではないた
め耐断線性が低下した。鋼ＩはC量が多く、最硬化組織
の硬さが高いため伸線加工性が低下した。鋼ＪはMn量が
多く、鋼ＫはSi量が多いため早期に断線した。鋼Ｌ〜Ｍ
は材料の硬さが適正でないために良好な材質特性が得ら
れない。鋼Ｌは最硬化組織が硬く伸線加工性が低下し
た。鋼Ｍは母材と最硬化組織の硬度差が高いため断線し
た例である。

【００３０】

【発明の効果】本発明により耐断線性の優れた高強度鋼
線を得ることができ工業的に非常に有効である。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮崎康信千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で C ：0.25〜1.20％ Si：0.01〜2.0％ Mn：0.2〜1.1％ P ：0.02％以下 S ：0.01％以下を含有し、残部が鉄および不可避的不純物である組織が
主としてパーライトである線材で表層の最硬質組織の硬
さが600Hv以下で且つ母材と当該最硬質組織の硬度差が3
00Hv以下となる耐断線性の優れた高強度鋼線。
【請求項２】さらに、線材の化学成分として Nb：0.005〜0.05％ Ti：0.005〜0.035％ Al：0.10％以下 V ：0.005〜0.060％ Cu：0.05〜1.0％ Ni：0.05〜1.0％ Cr：0.05〜0.5％ Mo：0.05〜0.35％ Ca：0.0005〜0.005％ Mg：0.0005〜0.007％ REM：0.0005〜0.005％ B ：0.0005〜0.005％の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求
項１の耐断線性の優れた高強度鋼線。