JPS6299436A - 高清浄度鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷間加工性および疲労特性の浸れた高清浄度
鋼、特に超高張力線、極細線、高強度ばね、極薄板ばね
において優れた性能を有する高清浄度鋼に関する。

（従来の技術） 薄板ばねやタイヤコードのように冷間圧延や伸線など強
度の冷間加工を受ける鋼や、弁はねのように高い疲労強
度を必要とする鋼においては、硬質の非金属介在物は有
害でアシ、とれらの硬質介在物を起点として破壊が起る
ことはよく知られている。この対策として介在物を軟質
化することによυ熱間圧延および冷間圧延又は伸線によ
り延伸させ、小型化させることが可能である。例えば特
公昭５４−７２５２号公報では、介在物をスペサライト
を主成分とし、Ａｔ２０５／５ＩＯ２＋Ａｔ２０ｓ＋Ｍ
ｎＯ＝　０．１５〜０．４０とすることが示されている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、紡記公報に示された介在物はコランダム
を初晶とする領域にまたがっているため、実際の製造に
おいては極めて硬質で有害なコランダムの発生を防止す
ることが困難であり、十分な効果が得られない。

本発明の目的ｅよ、熱間圧延でよく延沖し、冷間圧延又
は伸線で破砕し微細に分散することにより、冷間加工性
および疲労特性の優れた筒清浄度鋼全提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、圧延鋼材のＬ断面において長さくｌ）と幅（
ｄ）の比がｔ／ｄ≦５の延伸性の小さい非金属介在物の
平均的組成が５ｉ０２２０〜６０％、Ｍｎ０１０〜８０
チにＣａＯ５０％以下、ＭｇＯ１５　％以下の一方又は
両方を含むとと全特徴とする高清浄度鋼を要旨とするも
のである。

本発明における鋼組成は、介在物組成を制御するためＫ
　Ｓｉ　、　Ｍｎを０．１％以上含むことを必要とする
が、その他の元素については特に制限はなく、必要に応
じて合金元素を加えた低炭素鋼、高炭素鋼およびオース
テナイト系ステンレス鋼などに適用することができる。

以下に本発明の内容を具体的に説明する。

熱間圧延鋼材においては、低融点の介在物は圧延温度に
おいて鋼材よりも軟化するために長手方向に延伸する。

従って圧延後の鋼材のＬ＠面において介在物の長さく４
と幅（ｄ）の比４／ｄ　’ｔ−測定することにより軟質
化の程度を判定することができる。

しかしながら、ｔ／ｄの小さい介在物であっても、その
後の冷間圧延又は伸線加工によシ砕かれ、微細に分散さ
れ無害化される介在物と、そのまま残存する介在物とが
あるため、ｔ／ｄのみで介在物の良否判定をするととは
できない。

本発明者らが詳細に調査した結果、ｌ／ｄ≦５の一見有
害と思われる介在物であっても、これらの介在物の平均
的組成がＳｉ０２２０〜６０％、Ｍｎ０１Ｏ〜８０％に
ＣａＯ５０％以下、ｙｔｇｏ　ｔ　５　％以下の一方又
は両方を含む場合には、１０％以上の冷間圧延、又は伸
線において介在物は砕かれ、分散されるため小型化し、
無害化されることが判明した。

更に重要な点は、鋼材のＬ断面で検査しりるのは、極く
限られた１であるため、製造上のばらつきを考慮すると
、検査では検出されなくても、鋼材中には大型の有害硬
質介在物が存在する可能性があるが、本発明では、熱間
圧延で延沖せずに残存した介在物についてその組成を軟
質なものに限定することにより、熱間圧延のままの状態
でも、大型の有害硬質介在物が存在する可能性を極めて
小さいものとすることができる。

熱間圧延鋼材の全長にわたる詳細な調査の結果、鋳片か
ら抽出した全介在物の平均組成を本発明の組成にしたと
きは、圧延後の鋼材に残存する３０μ以上の硬質介在物
は３〜２８個／トンとばらついたが、ｔ／ｄ≦５の介在
物の平均組成の場合は、θ〜１個／トンと、その効果は
明らかであった。

従って、熱間圧延のままでも極めて信頼性の高い高清浄
度鋼を得ることができる。なお、熱間圧延加工率の大き
い鋼や、清浄度が特に良好な鋼においてはｔ／ｌｌ≦３
又は２とし、ｔ≧１０μ又は５μ（１μ）とすることに
より、一層の効果を上げることができる。

介在物の平均組成をこのように限定する理由は、ｓ　ｉ
ｏ２が６０％を越えると硬質のＳｉ０２系介在物が発生
し、２０チ未満では、ＣａＯ又はＭｇＯ系の硬質介在物
が発生し、共に熱間圧延および冷間加工で十分小型化さ
せることができない。本発明における介在物組成は、Ｓ
ｉ、Ｍｎ脱酸によｊ）　Ｍｎ−Ｍｎ−８ｉｌｉ。

を生成せしめた後、Ｃｍ　、　Ｍｇを含む合金を適量添
加することによｐ製造するととができるが、本発明にお
いて重要な点は、ＭｎＯはＣｍ　、　Ｍｇ合金の添加に
よシ消滅する傾向を有するけれども、この添加量を適正
に制御することによＦ）　ＭｎＯをｌθ〜８０チ存在せ
しめる点にある。この範囲外では、５ｉｏ２ｙ　ＣａＯ
＊　ＭｇＯのいずれかが過剰となシ軟質化できない。Ｃ
ａＯが５０％を越えるとＣａＯ系の硬質介在物が発生し
、ＭｇＯが１５％を越えるとＭｇＯ系の硬質介在物が発
生し、共に、目的を達成できない。

゛またＡｔ２０３については極力排除することが硬質な
介在物の生成を防止するために望ましいがＡｔを使用せ
ず、適正に脱酸方法を制御した場合にもＡｔ２０゜は２
Ｏ４程度以下は生成するものである。本発すｊの介在物
組成では従来技術と異なｐこの程度のＡｔ２０５の含有
では、硬質のコランダムやスピネルを生成することはな
く、Ａｔ２０．２０　％以下は鮮谷される。

本発明はこのように極めて製造安定性に優れた介在物組
成を与えるものである。

なお介在物組成は、Ｓｉ０２ｔ　ＭｎＯｒ　ＣａＯ＋　
ＭｇＯ＋Ａｔ２０３の和を１００として求めた。

次に鋼成分について述べる。本発明は介在物の特性を規
定するものであるから鋼成分についてｔ′Ｌ、特に限定
する必要しＪ、ないが、利用分野を具体的に挙げるなら
ば次の分野を挙げることができる。

１例として炭素鋼および低合金炭素銅線材がおり、熱間
圧延後伸線され、ワイヤー、はね等に用いられる。特に
０．３襲φ以下の極細軟線、硬線においては、伸線時お
よび撚ｐ線時の断線防止に効果がちシ、ばねにおいては
疲労強度の向上に効果がある。

これらの用途に適用される鋼材の成分としては、Ｃ１，
１％以下、Ｓｉ０．１〜２．５％ｖＭｎ　０．１〜１．
５％に、必要に応じてＣｒ０．１〜２％、Ｃｏ０．１〜
２％の１種又は２種金含むものである。Ｃを１．１％以
下としたのは極細軟線においては、結束線等の用途にお
いて軟質の線が要望されておシ、０．０１９６Ｃ程度ま
でＣを低くする必要があるからである。

１、１　％　’ｉ越えると鋼が脆化し実用的でない。一
方ＳｉとＭｎは脱酸と介在物組成コントロールのために
必要であシ、０．１％未満では効果がない。また鋼の強
化元素としても有効であるが、Ｓｔが２．５％、Ｍｎが
１．５％を越えると脆化する。Ｃｒは鋼の強化元素とし
て有効であるが、０，１％未満では効果がなく、２％を
越えると効果が飽和する。Ｃｏは鋼の延性を高めるのに
有効であるが、０．１％未満では効果がなく、２％を越
えると効果が飽和する。

他の利用分野としてはオーステナイト系ステンレス鋼が
ある。熱間圧延後冷間圧延され０．３ｍ以下の極薄板ば
ねとして用いられるが、ばねの疲労強度の向上に効果が
ある。この用途に適用される鋼材の成分は、Ｃ０．１５
％以下、８ｉ０．１〜１％、Ｍｎ０．１〜２％、　Ｃｒ
　　１６〜２０％、　Ｎｉ３．５〜２２チに代表される
。

他の利用分野として深絞シ加工用の低炭素鋼板がある。

熱間圧延後冷間圧延され１．２ｍ以下の薄板とされ、焼
鈍、スキンパス後、深絞り加工されるが、表面疵防止お
よび深絞シ加工性の向上に効果がおる。この用途に適用
される鋼材の成分は、Ｃ０，１２％以下、Ｓｉ０．３％
以下、Ｍｎ　０．５０　’ｉＪ以下に代表される。

（実施例） ２５０トン転炉で溶製された溶鋼に出鋼時にＳｉ、Ｍｎ
、その他必要成分元素を添加した後％　Ｃｍ　ｒＭｇの
１種又は２柚を含む合金を添加し、第１表に示す組成の
鋼を製造した。これを８０％以上の熱間圧延により線材
および板とし、Ｌ断面の介在物を調査した。第１表の介
在物組成は、　ｔ／ｄ≦５の介在物の平均組成である。

ＡＩ−Ａ６は本発明鋼でありＳｉ−８６は比較鋼である
。

ＡＩとＳｉは５．５φの線材を１．２５■φまで伸線後
、焼鈍熱処理音節し、更に０．１０＋ｏｍφまで伸線し
た結果であるが、ＡＩ鋼は断線は皆無であったが、Ｂｌ
鋼は５回／トンの断線率であった。

Ａ″２とＢ２は５．５φ線材を１．２５φまで伸線後、
鉛パテンテイング熱処理を施し、更に０．２５ｍφまで
伸線した結果であるが、ＡＩ鋼は断線は皆無であったが
、Ｂ２鋼は３回／トンの断線率であった。

Ｂｌ、Ｂ２鋼とも破面には５０μ以上の大型介在物がみ
られた。

Ａ３〜５とＢ３〜５はｌＯφ線材を鉛パテンテイング熱
処理φまで伸線し、回転曲げ疲労試験を行った。試験応
力は８０にシー２とした。Ａ３〜５は１０’回以上破断
しなかったが、Ｂ３〜５はｌＯ回以内に破断した。

Ａ６とＢ６はＩｍの熱間圧延板を０．１ｍｍまで冷間圧
延後、繰返し曲げ疲労試験を行ったところ、Ａ６鋼はＢ
６鋼の２倍の寿命を有していた。

（ｉｏ） （発明の効果） 上述の如く、本発明鋼は冷間加工性および疲労特性に優
れており、極薄板ばね、極細線、高強度ばね用銅として
優れた性能を有するものである。

ニ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧延鋼材のＬ断面において、長さ（ｌ）と幅（ｄ
   ）の比がｌ／ｄ≦５の非金属介在物の平均的組成が、Ｓ
   ｉＯ＿２２０〜６０％、ＭｎＯ１０〜８０％に、ＣａＯ
   ５０％以下、ＭｇＯ１５％以下の一方又は両方を含むこ
   とを特徴とする高清浄度鋼。
2. （２）Ｃ１．１％以下、Ｓｉ０．１〜２．５％、Ｍｎ０
   ．１〜１．５％、を含み、残部Ｆｅおよび不可避不純物
   からなる特許請求の範囲第１項記載の高清浄度鋼。
3. （３）Ｃ１．１％以下、Ｓｉ０．１〜２．５％、Ｍｎ０
   ．１〜１．５％に加えて、Ｃｒ０．１〜２％、Ｃｏ０．
   １〜２％の１種又は２種を含み、残部Ｆｅおよび不可避
   不純物からなる特許請求の範囲第１項記載の高清浄度鋼
   。
4. （４）Ｃ０．１５％以下、Ｓｉ０．１〜１％、Ｍｎ０．
   １〜２％、Ｃｒ１６〜２０％、Ｎｉ３．５〜２２％を含
   み、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる特許請求の範
   囲第１項記載の高清浄度鋼。