CN1884602A - 拉丝性和疲劳性能优异的钢线材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种钢线材,其中在包括所述钢线材的轴芯的横截面中,夹杂物的数目/100mm2为5个或小于5个:其中含有的所述夹杂物是在轧制方向的垂直方向上宽5μm或大于5μm的氧化物夹杂物;当Al2O3+MgO+CaO+SiO2+MnO定义为100%时,其组成满足式子:MgO+MnO≤30%(质量%,后面相同)和当Al2O3+CaO+SiO2定义为100%时,其组成还满足下列式子(A)或(B),(A):SiO2≥75%和(B):Al2O3≥35%,SiO2≥10%和CaO≥10%。如上述通过将钢线材中的硬夹杂物降至最小值,得到优异的拉丝性和疲劳性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢线材(steel wire rod),特别是用于高强度超细钢丝的钢线材,例如用于轮胎帘布的钢线材、用于弹簧的钢线材等,其中非金属夹杂物降低到最小值,拉丝性和疲劳性能得到改进;本发明还提供一种制备所述钢线材的方法。
背景技术
当延展性差的硬非金属夹杂物(特别是氧化物夹杂物)存在在钢线材中时,在拉丝过程中夹杂物使钢线材断线。并且,在用于弹簧的钢中,产品经历周期应力,因此硬夹杂物的存在将产生疲劳裂纹。因此,对于生产用于轮胎帘布的钢丝材或用于弹簧的钢线材来说,通过把这种非金属夹杂物降至最小值或软化非金属夹杂物来改进延展性和使其无害是很重要的要求。
从试图软化钢线材中的非金属夹杂物和赋予其延展性的角度,目前已经提出了各种技术。例如,JP-B 74484/1994号公报和74485/1994号公报公开了一种试图通过将钢中非金属夹杂物的组成本身控制在一定范围中来软化这些夹杂物和赋予其延展性的技术。
但是,该技术没有公开将夹杂物的组成控制在其中夹杂物被赋予延展性的范围中的具体方法。
然而,JP-B 103416/1995号公报、JP-A 212237/1994和316631/1995号公报以及“Inclusion Control and High Purity Steel Production Technology”(夹杂物控制和高纯度钢产品技术)(the 182nd and 183rd NishiyamaMemorial Technical Lecture,由the Iron and Steel Institute of Japan编辑,2004,第133~134页)公开了通过在熔融钢精炼时将熔渣组成控制在一定范围中来软化夹杂物和赋予其延展性。
但是,在实际生产过程中,实际上不可能给钢中的所有非金属夹杂物都赋予延展性并控制它们成为软的。并且,很难说要考虑在经历加热、首次碾压和用已经精炼的熔融钢浇铸生产的铸钢拉丝后的钢中的夹杂物组成的变化。
关于轧制铸钢之前的加热温度,例如在JP-A 272119/1992号公报、美国专利5415711号和其他文献中公开了一些内容,但是没有特别地报道加热的温升速率。然而,在热轧时铸钢的温升速率大大地影响例如SiO2(二氧化硅)、CaO·Al2O3·SiO2(钙长石)和其他硬夹杂物的量,并且,如果加热条件不合适,有时发生断线频率增加和疲劳性能变差。
发明内容
在上述情况下完成了本发明,本发明的一个目的是提供一种钢线材,其中,当通过将钢线材中的硬夹杂物降至最小值进行后续拉丝时,拉丝性和疲劳性能比以前改进得更多;本发明还提供一种制备所述钢线材的方法。
根据本发明达到上述目的的一方面的钢线材是这样一种钢线材,其中,在包括钢线材的轴芯的横截面中,夹杂物的数目为每100mm2中有5个或小于5个:包含在钢线材中的夹杂物是在轧制方向的垂直方向上宽5μm或大于5μm的氧化物夹杂物;并且将所述夹杂物中的Al2O3+MgO+CaO+SiO2+MnO设定为100%时,其组成满足式子:MgO+MnO≤30%(质量%,以下相同),将所述夹杂物中的Al2O3+CaO+SiO2设定为100%时,其组成也满足下列式子(A)或(B),
(A):SiO2≥75%、
(B):Al2O3≥35%,SiO2≥10%和CaO≥10%。
对本发明的钢线材的化学组成没有特别的限定,只要钢线材可以用于轮胎帘布、弹簧等就可以。但是,作为优选钢线材,例如列举出含有下列组分的钢线材:C:0.4%~1.3%(质量%,以下相同),Si:0.1%~2.5%,Mn:0.2%~1.0%和Al:0.003%或小于0.003%(不包括0%)。并且,该钢线材还可以含有(a)Ni:0.01%~1%,(b)Cu:0.01%~1%,(c)Cr:0.01%~1.5%,(d)选自下组中的一种或更多种元素:Li:0.02~20ppm,Na:0.02~20ppm,Ce:3~100ppm和La:3~100ppm,以及其它组分。
在制备上述钢线材时,如下方式进行操作:当加热将要进行热轧以生产钢线材的铸钢时,将铸钢的温度从1000℃升高至1100℃的操作时间为60分钟或小于60分钟。
本发明的该方面通过将具有特定的化学组成和可能影响性能的硬氧化物夹杂物降至最小值,可以实现拉丝性和疲劳性能优异的钢线材。
附图说明
图1是表示夹杂物的合适组成分布范围的CaO-SiO2-Al2O3三元体系的相图。
图2是表示当升温速率高时在铸钢的各个位置上温度随时间变化的图。
图3是表示当升温速率低时在铸钢的各个位置上温度随时间变化的图。
图4是表示温升需要的时间与夹杂物数目之间的关系的图。
图5是表示夹杂物数目与断线频率之间的关系的图。
图6是表示夹杂物数目与破损百分比之间的关系的图。
具体实施方式
已知通过用合适组成的熔渣处理熔融的钢,铸钢或板材中的夹杂物具有图1(CaO-SiO2-Al2O3三元体系的相图)所示的区域S附近中的组成,在热轧或拉丝时变软和容易轧制(参见上述文献“Inclusion Control andHigh Purity Steel Production Technology”)。更精确地说,上述区域S表示SiO2:20%~70%,CaO:10%~60%和Al2O3:10%~30%的区域。
但是,在实际生产过程中,实际上不可能控制钢中的非金属夹杂物以具有延展性和变软。从上述情况看,在本发明中,注意力集中在非延展的硬夹杂物上,并且从阐明要降低的硬夹杂物的量的角度,已经进行了研究。
同时,在铸钢热轧之前将其加热到约1200℃~1300℃。如果加热处理不恰当,即使铸钢中夹杂物的组成控制在合适范围(前述范围S)中,在热处理之后,铸钢中的夹杂物的组成也变成图1所示的区域A、B或C附近的组成。特别地,具有区域A或B附近的组成的夹杂物是硬的,在热轧或拉丝时几乎不能延长。
区域A表示当Al2O3+MgO+CaO+SiO2+MnO定义为100%时组成满足式子:MgO+MnO≤30%且当Al2O3+CaO+SiO2定义为100%时其组成也满足式子:SiO2≥75%的区域。此外,区域B表示当Al2O3+CaO+SiO2定义为100%时其组成满足式子Al2O3≥35%,SiO2≥10%和CaO≥10%的区域。
调节本发明涉及的夹杂物的组成以满足式子MgO+MnO≤30%的原因是,当MgO+MnO超过30%时,即使当Al2O3+CaO+SiO2定义为100%时式子SiO2≥75%,或式子Al2O3≥35%,SiO2≥10%和CaO≥10%被满足,夹杂物也变软。
本发明人进行了试验,其中使用含有其组成控制在前述区域S附近的夹杂物的铸钢,通过改变向放在再热炉几个位置的燃烧器中的每一个供应燃烧气体的流速来改变加热速率,测试其影响。结果,本发明人发现热轧后钢线材中的夹杂物的组成变化程度随加热速率的水平而变化。
在试验中,将热电偶插入到铸钢内的四个位置,测定每个位置的温升。温升速率最低的位置是铸钢的中心位置。铸钢各个位置的温度随时间的变化表示在图2和3中。图2表示温升速率高的情况,图3表示温升速率低的情况。此外,I~IV表示铸钢横截面(600mm×380mm)上的测温位置。
基于上述试验,本发明人还进行了研究,发现当如图2所示温升速率高(特别是温度从1000℃升到1100℃的时间短)时,具有区域A或B附近的组成的夹杂物降低。相反,发现当如图3所示升温速率低(特别是温度从1000℃升到1100℃的时间长)时,具有区域A或B附近的组成的夹杂物增加。特别在温升最慢的测温点IV(铸钢的中心位置),当温度从1000℃升到1100℃的时间不长于60分钟时,具有区域A或B附近的组成的夹杂物降低。
本发明涉及的夹杂物规定“在轧制方向的垂直方向上的宽度为5μm或大于5μm”的原因是,宽度小于5μm的细夹杂物几乎不起拉丝时断线和疲劳裂纹的根源的作用,不能明显地影响拉丝性和疲劳性能。此外,本发明涉及氧化物夹杂物,原因是硫化物夹杂物很软,在热轧时延长和变细,因此很少影响拉丝性和疲劳性能。
图4是表示在横截面为600mm×380mm的铸钢的中心位置(前述位置IV)温度从1000℃升至1100℃所需要的时间(升温需要的时间)与夹杂物(5.5mm直径的钢线材中的具有组成A或B的宽5μm或大于5μm的夹杂物)数目之间的关系的图。从结果明显看出,随着升温所需要的时间缩短,夹杂物的数目降低,并且可以理解,尤其当升温需要的时间不长于60分钟时,可以将夹杂物的数目降至不大于5个/100mm2。
图5是表示夹杂物(具有组成A或B的夹杂物)数目与断线频率(当5.5mm直径的线材拉成0.2mm直径的丝时,每10吨钢线材的断线频率)之间的关系的图。从结果明显看出,随着具有组成A或B的夹杂物的数目降低,断线频率降低,并且可以认为,尤其当夹杂物数目不大于5个/100mm2时,在实际操作中可以将断线频率降至不产生问题的程度(不大于7次断线/10吨钢线材)。
图6是表示夹杂物(具有组成A或B的夹杂物)数目与疲劳测试时的破损百分比(进行Nakamura型旋转弯曲疲劳测试的4.8mm直径的线材的破损百分比)之间的关系的图。从结果明显看出,认为随着具有组成A或B的夹杂物的数目降低,疲劳性能改进。
此外,从结果明显看到,为了改进拉丝性和疲劳性能,优选将夹杂物的数目降至最小值(每100mm2的钢线材,4个或小于4个,优选3个或小于3个),为了该目的,控制铸钢从1000℃加热至1100℃所需要的时间尽可能地短是重要的。
本发明旨在通过降低具有规定组分组成(组成A或B)的氧化物夹杂物的数目来改进拉丝性和疲劳性能,不限定所用钢线材的组分,并且可以使用通常用于拉丝的钢材料,例如用于钢帘线的钢。对于这种钢材料的基本组分C、Si、Mn和Al,优选规定组分的范围如下。
C:0.4%~1.3%
C是提高强度有用的元素,为了表现该效果,优选含有0.4%或大于0.4%的C。但是,当C含量过大时,钢变脆,妨碍拉丝性。因此,优选含有1.3%或小于1.3%的C。C含量的更优选的下限是0.5%,其更优选的上限是1.2%。
Si:0.1%~2.5%
Si是具有脱氧作用的元素,为了表现出该作用,优选含有0.1%或大于0.1%的Si,更优选0.5%或大于0.5%。但是,当Si含量过分大时,作为脱氧产物形成的SiO2的量过分增加,妨碍拉丝性,因此,优选控制Si含量为2.5%或小于2.5%,更优选2.3%或小于2.3%。
Mn:0.2%~1.0%
Mn是像Si一样具有脱氧作用以及控制夹杂物的作用的元素。为了有效地表现出这些作用,优选含有0.2%或大于0.2%的Mn,更优选0.3%或大于0.3%。但是,当Mn含量过分大时,钢材料变脆,妨碍拉丝性,因此,优选控制Mn含量为1.0%或小于1.0%,更优选0.9%或小于0.9%。
Al:0.003%或小于0.003%(不包括0%)
Al是控制夹杂物很重要的元素,质量浓度为约0.001%或大于0.001%的Al含量是必需的。但是,当Al含量增加时,夹杂物中Al2O3的浓度增加,存在形成产生断线的粗Al2O3的可能性,因此,优选Al含量为0.003%或小于0.003%。
上述基本组分的余量由Fe和不可避免的杂质组成。但是,如果需要,也优选含有(a)Ni:0.01%~1%,(b)Cu:0.01%~1%,(c)Cr:0.01%~1.5%,(d)选自下组中的一种或更多种的元素:Li:0.02~20ppm,Na:0.02~20ppm,Ce:3~100ppm和La:3~100ppm,以及其它组分。当含有它们时,限定所述组分的范围的原因如下。
Ni:0.01%~1%
Ni不太促进钢丝强度的增加,但是它是对提高拉成的线材的韧度有用的元素。为了表现这些效果和作用,优选含有0.01%或大于0.01%的Ni。但是,当Ni含量过分大时,效果达到饱和,因此优选Ni含量为1%或小于1%。此处,当含有Ni时,Ni含量的更优选的下限为0.02%,其更优选的上限为0.9%。
Cu:0.01%~1%
Cu是通过沉淀硬化作用促进更高的钢丝强度的元素。为了表现出该效果,优选含有0.01%或大于0.01%的Cu。但是,当Cu含量过大时,在热轧过程中在颗粒边界离析出Cu,使钢材料产生裂纹和缺陷,因此优选控制Cu含量为1%或小于1%。当含有Cu时,Cu含量的更优选的下限是0.02%,其更优选的上限是0.9%。
Cr:0.01%~1.5%
Cr在拉丝时表现出增加加工硬化比的效果,甚至在相当低的收缩比时也容易得到高的强度。并且,Cr具有改进钢的耐腐蚀性的作用,在抑制作为轮胎等的橡胶增强材料的细丝钢的腐蚀上也是有效的。为了表现出这些效果,优选Cr含量为0.01%或大于0.01%,更优选0.02%或大于0.02%。但是,当过分地含有Cr时,向珠光体转变的硬化性增加,几乎不能进行铅浴淬火处理,此外,次级鳞片变得过分密集,机械除鳞性能和酸洗性能变差。因此,优选Cr含量为1.5%或小于1.5%,更优选1.4%或小于1.4%。
选自下组的一种或更多种元素:Li:0.02~20ppm,Na:0.02~20ppm,Ce:3~100ppm和La:3~100ppm
这些元素对于软化钢中的夹杂物是有效的。为了表现该效果,优选含有0.02ppm或大于0.02ppm的Li和Na以及3ppm或大于3ppm的Ce和La。但是,当所述元素的含量过大时,该效果相当饱和,因此,优选控制Li和Na为20ppm或小于20ppm以及控制Ce和La为100ppm或小于100ppm。所述元素的更优选的下限分别是Li:0.03ppm,Na:0.03ppm,Ce:5ppm和La:5ppm,所述元素的更优选的上限分别是Li:10ppm,Na:10ppm,Ce:80ppm和La:80ppm。
下面以实施例为基础更详细地解释本发明。但是,下述实施例的总体性质不是限定本发明的内容,符合本发明前后思路的设计的所有修改都包括在本发明的技术范围中。
实施例
将每种240吨量的多种热金属的每一种装到碱性氧气顶吹转炉中,所述热金属是通过在热金属预处理过程将P和S的浓度分别降至0.007%~0.020%的范围和0.004%~0.015%的范围中制备的(关于其它组分,参见下表1和3),进行脱碳喷吹至规定的浓度,此后接到钢包中,在加热型钢包精炼设备中处理以调节组分和熔渣精炼。
接着,将每种产品经过连续浇铸铸成600mm×380mm横截面的铸钢。将铸钢加热到1260℃,进行首次碾压至155mm的正方横截面,再进行热轧制备5.5mm或8.0mm直径的线材。
用EPMA(电子探针显微分析仪)观察所有的包括线材轴芯的横截面,关于宽5μm或大于5μm的氧体系夹杂物,测定组成满足下列条件的夹杂物数目:当Al2O3+MgO+CaO+SiO2+MnO定义为100%时组成满足式子:MgO+MnO≤30%(质量%,后面相同)且当Al2O3+CaO+SiO2定义为100%时组成还满足下列式子(A)或(B),
(A):SiO2≥75%,和
(B):Al2O3≥35%,SiO2≥10%和CaO≥10%,将其转化为夹杂物数目/(100mm2的线材横截面)。
实施例1
对于上述制备的线材(5.5mm直径),用下列方法评价用于轮胎帘布的钢线材的拉丝性。
(评价方法)
评价线材从5.5mm直径拉伸到0.2mm直径时的断线频率。
(拉丝方法)
用盐酸酸洗5.5mm直径的钢线材以除去鳞片,然后用连续拉丝机(DC-610-7BD610型,由Showa Machine Works,Ltd.生产)进行干拉至1.2mm的直径。拉丝过程中使用的拉模的直径为4.8、4.2、3.7、3.26、2.85、2.5、2.2、1.93、1.69、1.48和1.3mm,直径为1.2mm时拉丝的拉丝速度为400m/分钟。
在这种情况中,事先在线材表面上进行磷酸锌处理,使用主要由硬脂酸钠组成的物质作润滑剂。
将拉成1.2mm直径的线材加热到1230K,此后在830K的铅浴中进行铅浴淬火处理形成细珠光体结构,然后用含有7∶3(质量比)比例的Cu和Zn的黄铜(膜厚:约1.5μm)电镀。最后,用湿型拉丝机(KPZIII/25-SPZ250型,由Koch,Ernst & Co.,Ltd.生产)将线材拉成0.2mm的直径。
在进行拉丝的浸渍浴中,使用混合含75%水的天然脂肪酸、氨基酸和表面活性剂制成的溶液。在拉丝过程中使用的模具的直径为1.176、0.959、0.880、0.806、0.741、0.680、0.625、0.574、0.527、0.484、0.444、0.374、0.343、0.313、0.287、0.260、0.237和0.216mm,直径为0.2mm时拉丝的拉丝速度为500m/分钟。
这里使用的钢线材的化学组成表示在下表1中,评价结果与夹杂物数目和升温需要的时间一起表示在下表2中。表2中升温需要的时间T(分钟)表示铸钢的中心位置的温度从1000℃升高到1100℃所需要的时间(参见图2和3)。注意将热电偶插到铸钢内测定铸钢的温度变化。
表1
测试序号 | 化学组成(质量%) | ||||||||||
C | Si | Mn | Al | Ni | Cu | Cr | Li(ppm) | Na(ppm) | Ce(ppm) | La(ppm) | |
1 | 0.71 | 0.22 | 0.45 | 0.000 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0 | 0 |
2 | 0.73 | 0.21 | 0.48 | 0.002 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 27 | 0 |
3 | 0.78 | 0.35 | 0.52 | 0.001 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0 | 0 |
4 | 0.80 | 0.18 | 0.52 | 0.002 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 15 | 24 |
5 | 0.81 | 0.19 | 0.55 | 0.003 | 0.25 | 0.31 | 0.43 | 15.45 | 0.00 | 0 | 0 |
6 | 0.83 | 0.22 | 0.61 | 0.001 | 0.00 | 0.62 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 68 | 0 |
7 | 1.05 | 0.25 | 0.58 | 0.001 | 0.55 | 0.00 | 0.65 | 0.03 | 0.00 | 0 | 0 |
8 | 0.97 | 0.23 | 0.56 | 0.002 | 0.92 | 0.84 | 1.37 | 1.87 | 0.06 | 13 | 37 |
9 | 0.88 | 0.34 | 0.47 | 0.003 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.02 | 8.40 | 0 | 0 |
10 | 0.82 | 0.24 | 0.49 | 0.002 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0 | 0 |
11 | 0.77 | 0.24 | 0.63 | 0.001 | 0.00 | 0.50 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 32 | 55 |
12 | 0.72 | 0.31 | 0.42 | 0.001 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0 | 0 |
13 | 0.77 | 0.20 | 0.63 | 0.002 | 0.00 | 0.65 | 1.41 | 0.00 | 0.00 | 26 | 0 |
14 | 0.82 | 0.15 | 0.63 | 0.001 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0 | 0 |
15 | 0.97 | 0.30 | 0.60 | 0.001 | 0.51 | 0.00 | 0.67 | 0.00 | 0.00 | 0 | 0 |
表2
测试序号 | 升温需要的时间T(分钟) | 5.5mm直径的钢线材中的夹杂物数目(每100mm2的包括轴芯的横截面) | 断线频率/10吨钢线材(次) | ||
组成A | 组成B | 组成A+B | |||
1 | 55 | 0.6 | 3.7 | 4.3 | 6.5 |
2 | 30 | 0.5 | 0.3 | 0.8 | 1.0 |
3 | 40 | 1.3 | 0.5 | 1.8 | 3.0 |
4 | 50 | 3.0 | 0.1 | 3.1 | 4.5 |
5 | 25 | 0.0 | 1.2 | 1.2 | 2.0 |
6 | 45 | 0.7 | 2.2 | 2.9 | 2.5 |
7 | 35 | 0.8 | 0.8 | 1.6 | 2.0 |
8 | 45 | 0.9 | 1.7 | 2.6 | 3.3 |
9 | 50 | 0.8 | 2.8 | 3.6 | 4.3 |
10 | 60 | 0.0 | 4.7 | 4.7 | 8.6 |
11 | 75 | 5.5 | 0.5 | 6.5 | 13.7 |
12 | 65 | 1.8 | 3.9 | 6.4 | 13.1 |
13 | 80 | 5.5 | 0.5 | 6.8 | 13.7 |
14 | 85 | 6.7 | 0.0 | 7.7 | 17.1 |
15 | 75 | 0.0 | 9.5 | 9.5 | 15.3 |
从上述结果明显看到,可以理解,在满足本发明规定的要求的每种情况(测试序号1~10)中,具有规定组成的夹杂物数目降低,得到良好的拉丝性。相反,认为在没有满足本发明规定的要求的任何情况(测试序号11~15)中,具有规定组成的夹杂物数目增加,拉丝性变差。
实施例2
关于上述制备的线材(8.0mm直径),用下列方法评价作为用于弹簧的钢线材的疲劳性能。
(评价方法)
8.0mm直径的钢线材进行Nakmura型旋转弯曲疲劳测试。
(处理方法)
8.0mm直径的钢线材依次进行油回火、应力消除处理、喷丸硬化处理和次级应力消除退火处理,此后用Nakmura型旋转弯曲疲劳测试评价破损百分比(breakage percentage)。
(疲劳测试条件)
进行测试的条件如下:
测试片长度:650mm;测试片数目:30;测试负荷:95.8kgf/mm2(940MPa);旋转速度:4500转/分钟;测试停止频率:2×107次。用下式确定破损的测试片的破损百分比:
破损百分比=(破损的测试片的数目/所有的测试片数目)×100(%)。
这里使用的钢线材的化学组成表示下表3中,疲劳性能的评价结果与夹杂物数目和升温需要的时间(T)一起表示在下表4中。
表3
测试序号 | 化学组分组成(质量%) | ||||||||||
C | Si | Mn | Al | Ni | Cu | Cr | Li(ppm) | Na(ppm) | Ce(ppm) | La(ppm) | |
16 | 0.58 | 1.45 | 0.55 | 0.002 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0 | 0 |
17 | 0.62 | 1.85 | 0.85 | 0.002 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0 | 0 |
18 | 0.67 | 1.93 | 0.77 | 0.001 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.19 | 0.00 | 0 | 0 |
19 | 0.70 | 2.02 | 0.82 | 0.001 | 0.33 | 0.00 | 1.21 | 0.00 | 0.02 | 0 | 0 |
20 | 0.65 | 1.51 | 0.61 | 0.001 | 0.00 | 0.21 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0 | 5 |
21 | 0.72 | 1.99 | 0.75 | 0.003 | 0.92 | 0.84 | 1.37 | 0.32 | 0.10 | 52 | 81 |
22 | 0.68 | 1.87 | 0.77 | 0.002 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 73 | 78 |
23 | 0.59 | 1.51 | 0.61 | 0.001 | 0.54 | 0.68 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0 | 0 |
24 | 0.70 | 1.99 | 0.75 | 0.003 | 0.00 | 0.00 | 1.15 | 0.00 | 0.00 | 52 | 0 |
25 | 0.71 | 1.80 | 0.77 | 0.002 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0 | 94 |
26 | 0.61 | 1.47 | 0.68 | 0.002 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0 | 0 |
27 | 0.68 | 1.99 | 0.76 | 0.001 | 0.00 | 0.00 | 0.86 | 0.52 | 0.06 | 0 | 0 |
28 | 0.68 | 1.91 | 0.88 | 0.001 | 0.34 | 0.00 | 1.25 | 0.00 | 0.00 | 0 | 0 |
29 | 0.59 | 1.46 | 0.81 | 0.003 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0 | 0 |
30 | 0.62 | 1.74 | 0.74 | 0.002 | 0.51 | 0.48 | 1.29 | 0.30 | 0.00 | 44 | 0 |
表4
测试序号 | 升温需要的时间T(分钟) | 5.5mm直径的钢线材中的夹杂物数目(每100mm2的包括轴芯的横截面) | 疲劳测试的破损百分比(%) | ||
组成A | 组成B | 组成A+B | |||
16 | 45 | 0.7 | 3.1 | 3.8 | 33 |
17 | 25 | 0.5 | 0.5 | 1.0 | 27 |
18 | 35 | 0.5 | 0.0 | 0.5 | 23 |
19 | 55 | 4.1 | 0.0 | 4.2 | 40 |
20 | 40 | 2.1 | 0.7 | 2.8 | 27 |
21 | 50 | 4.1 | 0.0 | 4.1 | 35 |
22 | 60 | 4.2 | 0.3 | 4.5 | 37 |
23 | 30 | 2.1 | 0.0 | 2.1 | 27 |
24 | 40 | 4.0 | 0.0 | 3.5 | 35 |
25 | 55 | 3.9 | 0.6 | 4.7 | 43 |
26 | 65 | 5.5 | 1.1 | 6.6 | 57 |
27 | 75 | 9.1 | 0.5 | 9.6 | 67 |
28 | 85 | 5.1 | 2.8 | 7.9 | 77 |
29 | 70 | 2.3 | 4.7 | 7.0 | 80 |
30 | 80 | 1.1 | 6.7 | 7.8 | 80 |
从上述结果明显看到,可以理解,在满足本发明规定的要求的每种情况(测试序号16~25)中,具有规定组成的夹杂物数目降低,得到良好的疲劳性能。相反,可以理解,在没有满足本发明规定的任意要求的每种情况(测试序号26~30)中,具有规定组成的夹杂物数目增加,疲劳性能变差。
Claims (7)
1.一种钢线材,其特征在于,在包括所述钢线材的轴芯的横截面100mm2中夹杂物的数目为5个或小于5个,所述钢线材中含有的所述夹杂物是在垂直于轧制方向的方向上宽5μm或更宽的氧化物夹杂物,并且,将所述夹杂物中的Al2O3+MgO+CaO+SiO2+MnO设定为100%时,其组成满足式子:MgO+MnO≤30%(质量%,以下相同),将所述夹杂物中的Al2O3+CaO+SiO2设定为100%时,其组成也满足下列式子(A)或(B),
(A):SiO2≥75%、
(B):Al2O3≥35%,SiO2≥10%和CaO≥10%。
2.如权利要求1所述的钢线材,其特征在于,所述钢线材含有:C:0.4%~1.3%,Si:0.1%~2.5%,Mn:0.2%~1.0%和Al:0.003%或小于0.003%(不包括0%)。
3.如权利要求2所述的钢线材,其特征在于,所述钢线材还含有0.01%~1%的Ni。
4.如权利要求2所述的钢线材,其特征在于,所述钢线材还含有0.01%~1%的Cu。
5.如权利要求2所述的钢线材,其特征在于,所述钢线材还含有0.01%~1.5%的Cr。
6.如权利要求2所述的钢线材,其特征在于,所述钢线材还含有选自下组中的一种或更多种元素:Li:0.02~20ppm,Na:0.02~20ppm,Ce:3~100ppm和La:3~100ppm。
7.一种制备权利要求1所述钢线材的方法,其特征在于,在对用于热轧制备所述钢线材的铸钢进行加热时,所述铸钢的温度从1000℃升高至1100℃的操作时间为60分钟或小于60分钟。
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