JP2000008139A - Linear or bar-shaped steel or machine parts - Google Patents

Linear or bar-shaped steel or machine parts

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JP2000008139A JP7255599A JP7255599A JP2000008139A JP 2000008139 A JP2000008139 A JP 2000008139A JP 7255599 A JP7255599 A JP 7255599A JP 7255599 A JP7255599 A JP 7255599A JP 2000008139 A JP2000008139 A JP 2000008139A
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寛 百▲崎▼
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英雄 畠
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide linear or bar-shaped steel excellent in cold workability in hot rolled state as it is even if spheroidizing annealing is eliminated. SOLUTION: In the ferritic structure in the range from the center to diameter/8 of a rolling stock, nitrides and carbides are present by >=25 pieces/25 μm2 on the average in a mixed or compounded state. By precipitating such nitrides and carbides, its deformation resistance in the temp. rising range caused by working heat generation at the time of cold working can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、冷間加工性に優れ
た線状または棒状鋼(以下、鋼と略記する場合があ
る)、及び該鋼を用いて得られる機械部品に関し、詳細
には、冷間鍛造、冷間圧造、冷間転造等の冷間加工によ
ってボルトやナット、複雑形状を有する電装部品や機械
部品を製造するに当たり、熱処理を施すことなく熱間圧
延のままでも優れた冷間加工性を有する線状または棒状
鋼に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear or rod-shaped steel excellent in cold workability (hereinafter sometimes abbreviated as steel) and a mechanical part obtained by using the steel. When manufacturing bolts and nuts, electrical parts and machine parts with complex shapes by cold working such as cold forging, cold forging, cold rolling, etc., it is excellent even as it is hot rolled without heat treatment The present invention relates to a linear or rod-shaped steel having cold workability.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷間加工は、熱間加工や機械切削加工に
比較して生産性が高いうえに鋼材の歩留まりも良好なこ
とから、ボルトやナット、その他の機械部品を効率よく
製造する為の方法として汎用されている。
2. Description of the Related Art Cold working is more efficient than hot working and mechanical cutting, and has a good yield of steel. Therefore, cold working is required to efficiently manufacture bolts, nuts, and other mechanical parts. It is widely used as a method.

【0003】従って、この様な冷間加工に使用される鋼
は、本質的に冷間加工性に優れていることが要求され
る。具体的には、冷間加工時の変形抵抗が低く、且つ延
性(伸び、絞り)が高いことが必要である。鋼の変形抵
抗が高いと冷間加工に使用する工具の寿命が低下してし
まい、一方、延性が低いと冷間加工時に割れが発生し易
くなり、不良品発生の原因になる。
[0003] Therefore, the steel used for such cold working is required to be essentially excellent in cold workability. Specifically, it is necessary that the deformation resistance during cold working is low and the ductility (elongation, drawing) is high. If the deformation resistance of steel is high, the life of a tool used for cold working is reduced, while if the ductility is low, cracks are liable to occur during cold working, which causes defective products.

【0004】そこで鋼の変形抵抗を低下して延性を高め
る為に、通常、冷間加工前に球状化焼鈍処理がなされて
おり、それにより鋼材を軟化し、且つ延性を高めた状態
で冷間加工するという方法が従来より採用されている。
Therefore, in order to reduce the deformation resistance of the steel and increase the ductility, a spheroidizing annealing treatment is usually performed before cold working, so that the steel material is softened and the cold work is performed while the ductility is increased. A method of processing has conventionally been employed.

【0005】ところが球状化焼鈍には長時間の処理(1
0〜20時間)を要することから、生産性の向上や省エ
ネルギー対策、ひいてはコストの低減化を目的として、
球状化焼鈍処理の省略が可能な、冷間加工性に優れた線
状または棒状鋼の開発が切望されている。
However, spheroidizing annealing requires a long time treatment (1.
0-20 hours), to improve productivity, save energy, and reduce costs.
There is a strong need for the development of linear or rod-shaped steels which can omit the spheroidizing annealing treatment and have excellent cold workability.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであり、その目的は、球状化焼鈍処
理を省略したとしても熱間圧延のままで冷間加工性に優
れた線状または棒状鋼、および該線状または棒状鋼を用
いて得られるボルトやナットなどの機械部品を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an excellent cold workability as hot rolling even if the spheroidizing annealing treatment is omitted. It is an object of the present invention to provide a linear or rod-shaped steel and mechanical parts such as bolts and nuts obtained by using the linear or rod-shaped steel.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し得た本
発明の冷間加工性に優れた線材または棒状鋼とは、圧延
材の中心〜直径/8の範囲にあるフェライト組織中に、
窒化物および炭化物が混合若しくは複合された状態で、
平均で25個以上/25μm2存在するものであるとこ
ろに要旨を有する。詳細には、上記フェライト組織中
に、窒化物を核とする炭化物が平均で25個以上/25
μm2存在するものである。この様な窒化物および炭化
物を析出させることにより、冷間加工時において、加工
発熱によって生じる温度上昇域(概ね100〜350
℃)における変形抵抗を小さくすることができる点で極
めて有用である。
The wire or rod-shaped steel excellent in cold workability of the present invention which has solved the above-mentioned problems is characterized in that the ferrite structure in the range from the center to the diameter / 8 of the rolled material is
In a state where nitride and carbide are mixed or compounded,
The gist is that there are 25 or more particles / 25 μm 2 on average. Specifically, in the ferrite structure, carbide having nitride as a nucleus is 25 or more / 25 on average.
μm 2 exists. By precipitating such nitrides and carbides, during cold working, the temperature rise region (generally 100 to 350) generated by the heat generated during processing.
This is extremely useful in that the deformation resistance at (° C.) can be reduced.

【0008】上記線材または棒状鋼は、C :0.00
1〜0.5%(質量%、以下同じ) Al:0.1%以下 (0%を含まない),N
:0.015%以下 (0%を含まない)を基本的
に含有するものであり、更に、Cr:1.2%以下
(0%を含まない),Ti:0.2%以下 (0%を含
まない),B :0.01%以下(0%を含まない),
Nb:0.15%以下(0%を含まない),V :0.
2%以下 (0%を含まない),Zr:0.1%以下
(0%を含まない)の少なくとも1種、及び/又は、M
n:0.035〜2%,Si:0.5%以下 (0%を
含まない),S :0.02%以下(0%を含まない)
を含有することが好ましい。他に微量成分或は不可避不
純物が含まれる場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
[0008] The above-mentioned wire rod or bar-shaped steel is C: 0.00.
Al: 0.1% or less (not including 0%), N
: 0.015% or less (excluding 0%), and Cr: 1.2% or less
(Excluding 0%), Ti: 0.2% or less (excluding 0%), B: 0.01% or less (excluding 0%),
Nb: 0.15% or less (excluding 0%), V: 0.
2% or less (excluding 0%), Zr: 0.1% or less
(Excluding 0%) and / or M
n: 0.035 to 2%, Si: 0.5% or less (excluding 0%), S: 0.02% or less (excluding 0%)
Is preferable. In addition, a case where a trace component or an unavoidable impurity is included is also included in the technical scope of the present invention.

【0009】尚、上記の線状または棒状鋼を用いて得ら
れる機械部品も本発明の範囲内に包含される。
[0009] Machine parts obtained by using the above-mentioned linear or bar steel are also included in the scope of the present invention.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明者らは、熱間圧延のままで
冷間加工性に優れた鋼を提供すべく、冷間加工性のなか
でも変形抵抗を支配している固溶Nおよび固溶Cに着目
して詳細に検討してきた。その結果、初期強度が同一で
あったとしても、線状または棒状鋼の内部組織を構成し
ているフェライト・パーライト組織のなかでもフェライ
ト粒内に窒化物を微細に所定個数以上析出させ、これを
核としてセメンタイトなどの炭化物をうまく所定個数以
上析出させることにより、固溶Nおよび固溶Cを窒化物
および炭化物として固定化することができ、動的歪み時
効を抑制し得る結果、変形抵抗を低減することが可能で
あること;この様な構成とすることにより、冷間加工の
初期のみならず、加工が進み温度が300℃付近に達し
た場合においても変形抵抗を低く抑えられることを見出
し、本発明を完成した。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In order to provide a steel excellent in cold workability as it is hot-rolled, the present inventors have developed a solid solution of N and Investigations have been made in detail focusing on solid solution C. As a result, even if the initial strength is the same, even in the ferrite-pearlite structure constituting the internal structure of the linear or rod-shaped steel, a predetermined number of nitrides are finely precipitated in the ferrite grains, and By precipitating a predetermined number or more of carbides such as cementite as nuclei, solid solution N and solid solution C can be fixed as nitrides and carbides, thereby suppressing dynamic strain aging and reducing deformation resistance. It has been found that, by adopting such a configuration, not only in the initial stage of cold working but also in the case where the working progresses and the temperature reaches around 300 ° C., the deformation resistance can be kept low, The present invention has been completed.

【0011】尚、本発明と同様、固溶Cや固溶Nに着目
し、球状化焼鈍処理を省略したとしても冷間加工性に優
れた鋼を製造する方法は、これまでにも提案されてい
る。
As in the present invention, a method of producing steel excellent in cold workability even when the spheroidizing annealing treatment is omitted by focusing on solid solution C and solid solution N has been proposed. ing.

【0012】例えば特公昭61−35249には、圧
延条件や冷却条件を制御することにより固溶C及び固溶
Nを少なくし、歪時効に起因する加工硬化を抑制して変
形抵抗を小さくする方法が開示されている。
For example, Japanese Patent Publication No. 61-35249 discloses a method of reducing the solid solution C and the solid solution N by controlling rolling conditions and cooling conditions, suppressing work hardening caused by strain aging, and reducing deformation resistance. Is disclosed.

【0013】その他、特開昭56−158841およ
び同57−39002は、固溶Nを固定化すれば硬度
の低下や加工硬化率の低減が得られるという知見に基づ
き、前者では、窒化物生成元素としてTiまたはBを使
用することにより、後者ではAl/Nを制御することに
より、ダイス寿命の優れた熱延線材を製造する方法が開
示されている。
In addition, JP-A-56-158841 and JP-A-57-39002 are based on the finding that fixing solid solution N can lower the hardness and decrease the work hardening rate. Discloses a method for producing a hot-rolled wire having excellent die life by controlling the Al / N ratio by using Ti or B.

【0014】また、特開昭57−63635には、A
c1変態点以下、Ac1変態点より50℃を下回らない温度
に5時間以上保持することによりセメンタイトを充分凝
集させると共に、Al量を制御して固溶Nを固定するこ
とにより、加工工具寿命の高められた冷間鍛造用棒鋼の
製造方法が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-63635 discloses A
c1 transformation point, dissipate sufficiently aggregated cementite by 5 hours or more to a temperature not less than 50 ° C. from the transformation point A c1, by fixing dissolved N by controlling the Al content, the machining tool life A method of making an enhanced cold forged bar is disclosed.

【0015】しかしながら、上記〜の方法はいずれ
も、変形抵抗の低減に悪影響を及ぼす固溶Cや固溶Nを
固定化すべく、鋼中の化学成分を制御したり、圧延条件
や冷却条件を制御するというものであり、上記公報を精
査しても、フェライト粒内に窒化物および炭化物を所定
個数以上析出させることが固溶Nおよび固溶Cの低減化
に極めて有効であること;これにより冷間加工の初期の
みならず加工後期の100〜350℃付近に達した場合
においても変形抵抗を低く抑えられることについては開
示も示唆もされていない。ちなみに上記〜には、加
工後期における変形抵抗の低減については全く留意され
ていない。この様に、フェライト組織中にある窒化物お
よび炭化物の個数と変形抵抗との関係について着目し検
討されたものは従来全くなく、本発明者らによって始め
て見出された知見であり、この点に本発明の技術的意義
が存在するものである。
However, in each of the above-mentioned methods, in order to fix solid solution C and solid solution N which adversely affect the reduction of deformation resistance, the chemical components in the steel are controlled, and the rolling conditions and cooling conditions are controlled. Even if the above publication is carefully examined, it is very effective to precipitate a predetermined number of nitrides and carbides in ferrite grains in order to reduce solid solution N and solid solution C; There is no disclosure or suggestion that the deformation resistance can be kept low not only in the initial stage of the interworking but also in the case of reaching around 100 to 350 ° C. in the later stage of the working. By the way, in above-mentioned, no attention is paid to the reduction of the deformation resistance in the later stage of processing. As described above, there has been no study that has focused on the relationship between the number of nitrides and carbides in the ferrite structure and the deformation resistance, and this is the finding first found by the present inventors. The technical significance of the present invention exists.

【0016】以下、本発明を特定する各要件について説
明する。
Hereinafter, each requirement for specifying the present invention will be described.

【0017】上述した様に本発明の線状または棒状鋼
は、圧延材の中心〜直径/8の範囲にあるフェライト組
織中に、窒化物および炭化物が混合若しくは複合された
状態で、平均で25個以上/25μm2存在するもので
あるところに特徴を有する。この様に所定個数以上の窒
化物および炭化物をフェライト組織中に析出させること
により、変形抵抗に悪影響を及ぼす固溶Nおよび固溶C
を固定化することができ、加工初期のみならず加工後期
(100〜350℃付近)に達した場合でも変形抵抗を
低減することができるという優れた効果が得られる。
As described above, the linear or rod-shaped steel of the present invention has an average of 25 in a state in which nitrides and carbides are mixed or compounded in a ferrite structure ranging from the center to the diameter / 8 of the rolled material. It is characterized in that it exists at least 25 μm 2 . By precipitating a predetermined number or more of nitrides and carbides in the ferrite structure, solid solution N and solid solution C which adversely affect deformation resistance are obtained.
Can be fixed, and an excellent effect that the deformation resistance can be reduced not only in the initial stage of processing but also in the latter stage of processing (around 100 to 350 ° C.) can be obtained.

【0018】ここで、上記窒化物とは、Al,Cr,T
i,B,Nb,V,Zr等の窒化物生成元素が1種若し
くは2種以上、固溶Nと結合し、窒化物として析出して
いる状態のものを意味する。
Here, the above-mentioned nitride refers to Al, Cr, T
One or more nitride-forming elements such as i, B, Nb, V, and Zr are combined with solute N and precipitated as nitrides.

【0019】また、上記炭化物としては、セメンタイト
(Fe3C)等の鉄炭化物の他、Cr,Ti,Nb,
V,Zr等の炭化物生成元素が1種または2種以上、鋼
中のCと結合した炭化物;これらの鉄炭化物および炭化
物中にMn,P,S等が固溶した形で析出しているもの
等が挙げられる。
The above carbides include iron carbides such as cementite (Fe 3 C), and Cr, Ti, Nb,
Carbide in which one or more carbide-forming elements such as V, Zr, etc. are bonded to C in steel; those in which Mn, P, S, etc. are precipitated in solid form in these iron carbides and carbides And the like.

【0020】本発明では、これらの窒化物および炭化物
が混合若しくは複合された状態で存在するものである。
この様な例としては、例えば窒化物を核として炭化物が
析出されたものが挙げられ、この様な析出物の一態様に
ついては、例えば後記する図4を参照すれば良い。以下
の説明では、便宜上、この様な存在形態からなる窒化物
および炭化物を「窒化物および炭化物」若しくは「析出
物」と略記する場合がある。
In the present invention, these nitrides and carbides exist in a mixed or composite state.
An example of such an example is one in which carbides are precipitated with nitrides as nuclei. For one embodiment of such precipitates, for example, see FIG. 4 described later. In the following description, nitrides and carbides having such an existing form may be abbreviated as “nitrides and carbides” or “precipitates” for convenience.

【0021】次に、上記窒化物および炭化物の析出個数
の設定理由につき、図1を用いて説明する。
Next, the reason for setting the number of nitrides and carbides precipitated will be described with reference to FIG.

【0022】この図1は、後記する実施例に記載のNo.
1及び3の試験片を用い、25℃(常温),78℃,1
50℃,220℃,330℃,350℃,424℃に昇
温したときの変形抵抗をグラフ化したものである。図
中、●(No.1)は、本発明で規定する所定数の窒化物
および炭化物を有する本発明例(78個)であり、◆
(No.3)は、所定数を有しない比較例(21個)であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the operation of No. 1 described in an embodiment described later.
Using the test pieces 1 and 3, 25 ° C (normal temperature), 78 ° C, 1
5 is a graph showing deformation resistance when the temperature is raised to 50 ° C., 220 ° C., 330 ° C., 350 ° C., and 424 ° C. In the figure, ● (No. 1) is an example of the present invention (78 pieces) having a predetermined number of nitrides and carbides specified in the present invention.
(No. 3) is a comparative example (21 pieces) having no predetermined number.

【0023】同図より、本発明の要件を満足しないNo.
3は、温度が高くなるにつれて変形抵抗が高くなり、3
00℃付近で変形抵抗が極大になることが分かる。これ
は、固溶Cと固溶Nによる動的歪時効が顕著に発生した
からである。これに対して本発明の要件を満足するNo.
1では、フェライト中に所定数の窒化物および炭化物が
形成されている為、上記動的歪時効が抑えられる結果、
加工による温度が300℃付近に達したとしても変形抵
抗の上昇を有効に抑えることができる。
As shown in the figure, No. which does not satisfy the requirements of the present invention.
3 indicates that the deformation resistance increases as the temperature increases,
It can be seen that the deformation resistance becomes maximum around 00 ° C. This is because dynamic strain aging due to solid solution C and solid solution N occurred remarkably. On the other hand, No. satisfying the requirements of the present invention.
In No. 1, since a predetermined number of nitrides and carbides are formed in the ferrite, the dynamic strain aging is suppressed,
Even if the temperature due to processing reaches around 300 ° C., it is possible to effectively suppress an increase in deformation resistance.

【0024】この様にフェライト組織中に所定個数の窒
化物および炭化物を形成させることにより300℃付近
の変形抵抗を著しく低く抑えることができた理由として
は以下の様に考えられる。一般にフェライト中の固溶N
量および固溶C量が多くなると、歪時効に起因する加工
硬化が大きくなり、変形抵抗が高くなるが、本発明で
は、この変形抵抗に悪影響を及ぼす固溶NをAlなどの
窒化物生成元素と結合せしめて窒化物を微細に所定個数
以上析出させ、これを核としてセメンタイトなどの炭化
物をうまく所定個数以上析出させることにより、変形抵
抗を低く抑えることができたものと考えられる。
The reason why the deformation resistance at around 300 ° C. can be suppressed to a remarkably low level by forming a predetermined number of nitrides and carbides in the ferrite structure as described above is considered as follows. Generally, solid solution N in ferrite
When the amount and the amount of solute C increase, the work hardening due to strain aging increases and the deformation resistance increases. However, in the present invention, the solute N which adversely affects the deformation resistance is converted into a nitride-forming element such as Al. It is considered that the deformation resistance was able to be suppressed to a low level by precipitating a predetermined number or more of nitrides by combining them with fine particles and using the nuclei as a nucleus to precipitate a predetermined number or more of carbides such as cementite.

【0025】この様な窒化物および炭化物の形成による
変形抵抗低減作用を有効に発揮させる為には、圧延材の
中心〜直径/8の範囲にあるフェライト組織中に、窒化
物および炭化物が混合若しくは複合された状態で、少な
くとも平均で25個以上/25μm2存在することが必
要である。この個数は、窒化物および炭化物の平均直径
等と密接に関連し、例えば冷却速度が小さくなり、これ
ら析出物の平均粒径が大きくなると該析出物の個数は小
さくなる。従って、上記の窒化物および炭化物の個数
は、厳密には、これらの平均直径との関係で決定される
べきであるが、一般的には、窒化物の平均直径が1〜1
0nmで炭化物の平均直径が10〜50nmの場合は、
窒化物および炭化物が混合若しくは複合された状態で、
平均で35個以上/25μm2(より好ましくは40個
以上/25μm2、更により好ましくは45個以上/2
5μm2)存在することが推奨される。また、窒化物の
平均直径が10〜50nmで炭化物の平均直径が50〜
500nmの場合は、該析出物の個数は、平均で25個
以上/25μm2(より好ましくは30個以上/25μ
2、更により好ましくは35個以上/25μm2)存在
することが推奨される。
In order to effectively exert the effect of reducing the deformation resistance due to the formation of nitrides and carbides, nitrides and carbides are mixed or mixed in the ferrite structure in the range from the center to the diameter / 8 of the rolled material. In the composite state, it is necessary that at least 25 particles / 25 μm 2 exist on average. This number is closely related to the average diameter of nitrides and carbides and the like. For example, as the cooling rate decreases and the average particle size of these precipitates increases, the number of the precipitates decreases. Therefore, the number of the nitrides and carbides should be strictly determined in relation to the average diameter of the nitrides and carbides.
When the average diameter of the carbide is 10 to 50 nm at 0 nm,
In a state where nitride and carbide are mixed or compounded,
35 or more / 25 μm 2 on average (more preferably 40 or more / 25 μm 2 , still more preferably 45 or more / 2
5 μm 2 ) is recommended. The average diameter of the nitride is 10 to 50 nm and the average diameter of the carbide is 50 to 50 nm.
In the case of 500 nm, the number of the precipitates is 25 or more / 25 μm 2 on average (more preferably 30 or more / 25 μm).
m 2 , even more preferably 35 or more / 25 μm 2 ).

【0026】本発明に係る鋼の熱間圧延後の金属組織
は、上述した窒化物および炭化物を有する組織が主体と
なるものであり、具体的には、金属組織中に占めるフェ
ライト面積率は20%以上であることが好ましい。本発
明では、フェライト分率が同じであっても変形抵抗を低
く抑えることを意図しており、上述した析出物の作用を
有効に発揮させる為には、金属組織中に占めるフェライ
ト面積率を20%以上(より好ましくは25%以上)と
することが推奨されるのである。
The metal structure of the steel according to the present invention after hot rolling is mainly composed of the above-mentioned structure having nitride and carbide. Specifically, the ferrite area ratio in the metal structure is 20%. % Is preferable. In the present invention, it is intended to keep the deformation resistance low even if the ferrite fraction is the same, and in order to effectively exert the effect of the precipitates described above, the ferrite area ratio in the metal structure must be 20%. % (More preferably 25% or more) is recommended.

【0027】次に、本発明鋼中の化学成分について説明
する。
Next, the chemical components in the steel of the present invention will be described.

【0028】上述した様に本発明の最重要ポイントは、
フェライト組織中に所定個数の窒化物および炭化物を存
在させたところにある。従って、所定の窒化物および炭
化物が得られる様、C,N,Alを基本成分として添加
し、更に種々の炭化物生成元素、窒化物生成元素を積極
的に添加することが推奨される。
As described above, the most important point of the present invention is
The reason is that a predetermined number of nitrides and carbides are present in the ferrite structure. Therefore, it is recommended that C, N, and Al be added as basic components and that various carbide-forming elements and nitride-forming elements be positively added so that predetermined nitrides and carbides can be obtained.

【0029】C :0.001〜0.5% Cは、鋼材の必要強度を付与するために必須の元素であ
る。0.001%未満では所望の強度が得られず、ま
た、この様な低濃度に制御しようとすると工業的にコス
トが高くつき経済的でない。好ましくは0.003%以
上、より好ましくは0.005%以上である。一方、
0.5%を超えるとフェライト分率が低くなり、所望の
効果が得られない。好ましくは0.48%以下である。
C: 0.001 to 0.5% C is an essential element for imparting the required strength of the steel material. If the content is less than 0.001%, the desired strength cannot be obtained, and if the concentration is controlled to such a low level, the cost is industrially high and the method is not economical. Preferably it is 0.003% or more, more preferably 0.005% or more. on the other hand,
If it exceeds 0.5%, the ferrite fraction becomes low, and the desired effect cannot be obtained. Preferably it is 0.48% or less.

【0030】Al:0.1%以下(0%を含まない) Alは脱酸の為に有用であり、固溶Nを固定して窒化物
(AlN)を生成させる為に添加する。その為には0.
005%以上添加することが好ましい。但し、0.1%
を超えて添加したとしても上記作用が飽和してしまい、
経済的に無駄である。より好ましくは0.08%以下で
ある。
Al: 0.1% or less (excluding 0%) Al is useful for deoxidation, and is added to fix solid solution N and generate nitride (AlN). For that, 0.
It is preferable to add 005% or more. However, 0.1%
Even if added in excess of the above, the above action is saturated,
It is economically useless. It is more preferably at most 0.08%.

【0031】N:0.015%以下(0%を含まない) Nは、変形抵抗の低下に固溶Nが悪影響を及ぼすことを
考慮すれば不要な元素と言えるが、本発明では、AlN
等の窒化物を核としてセメンタイト等の炭化物をうまく
析出させる為、或る程度の添加は必要である。好ましく
は0.001%以上である。一方、0.015%を超え
ると、所定の窒化物を析出させる為に添加される合金元
素量が増加する為、コストが増加する。好ましくは0.
01%以下である。
N: 0.015% or less (excluding 0%) N can be said to be an unnecessary element in consideration of the fact that solid solution N has a bad effect on the reduction of deformation resistance.
In order to precipitate carbides such as cementite by using nitrides such as nuclei as nuclei, a certain amount of addition is necessary. Preferably it is 0.001% or more. On the other hand, when the content exceeds 0.015%, the amount of alloying elements added for precipitating a predetermined nitride increases, so that the cost increases. Preferably 0.
01% or less.

【0032】本発明の鋼は上記成分を基本的に含有する
ものであり、残部:鉄及び不可避的不純物であるが、そ
の他に、以下の元素を積極的に添加することができる。
The steel of the present invention basically contains the above-mentioned components, and the balance is iron and inevitable impurities. In addition, the following elements can be positively added.

【0033】Cr:1.2%以下,Ti:0.2%以
下,B:0.01%以下,Nb:0.15%以下,V:
0.2%以下,及びZr:0.1%以下よりなる群から
選択される少なくとも1種(いずれの元素も0%を含ま
ない) このうちBを除く元素(Cr,Ti,Nb,V,Zr)
は炭化物及び/又は窒化物生成元素であり、BはAlと
同様、窒化物生成元素であり、これら元素の添加によ
り、変形抵抗に悪影響を及ぼす固溶C及び固溶Nを低減
することが可能になる。この様な作用を有効に発揮させ
る為には、Cr:0.02%以上,Ti:0.01%以
上,B:0.0003%以上,Nb:0.005%以
上,V:0.01%以上,Zr:0.005%以上を添
加することが推奨される。但し、上記範囲を超えて添加
しても効果が飽和してしまい、経済的に無駄である。好
ましくはCr:1%以下,Ti:0.15%以下,B:
0.008%以下,Nb:0.1%以下,V:0.15
%以下,Zr:0.08%以下である。尚、これらの元
素は1種または2種以上使用することができる。
Cr: 1.2% or less, Ti: 0.2% or less
Lower, B: 0.01% or less, Nb: 0.15% or less, V:
From the group consisting of 0.2% or less and Zr: 0.1% or less
At least one selected (all elements contain 0%
None) Elements excluding B (Cr, Ti, Nb, V, Zr)
Is a carbide and / or nitride-forming element, and B is a nitride-forming element like Al, and by adding these elements, it is possible to reduce solid solution C and solid solution N which adversely affect deformation resistance. become. In order to effectively exert such an effect, Cr: 0.02% or more, Ti: 0.01% or more, B: 0.0003% or more, Nb: 0.005% or more, V: 0.01 %, Zr: 0.005% or more is recommended. However, the effect is saturated even if it is added beyond the above range, and it is economically useless. Preferably, Cr: 1% or less, Ti: 0.15% or less, B:
0.008% or less, Nb: 0.1% or less, V: 0.15
% Or less, Zr: 0.08% or less. One or more of these elements can be used.

【0034】更に、以下の元素を添加することもでき
る。
Further, the following elements can be added.

【0035】Mn:0.035〜2% Mn量が0.035%未満では、Sを完全にMnSとす
ることができず、加工性が劣化する。より好ましくは
0.05%以上である。一方、2%を超えると圧延荷重
が高過ぎて工具寿命が低下してしまう。より好ましくは
1.8%以下である。
Mn: 0.035 to 2% When the amount of Mn is less than 0.035%, S cannot be completely converted to MnS, and workability is deteriorated. More preferably, it is 0.05% or more. On the other hand, if it exceeds 2%, the rolling load is too high and the tool life is shortened. It is more preferably at most 1.8%.

【0036】Si:0.5%以下(0%を含まない) Siは脱酸剤の一つであり、この様な作用を有効に発揮
させる為には0.005%以上添加することが好まし
い。より好ましくは0.008%以上である。一方、
0.5%を超えて添加しても効果が飽和してしまう他、
変形抵抗も増加してしまう。より好ましくは0.45%
以下である。
Si: 0.5% or less (excluding 0%) Si is one of the deoxidizing agents, and it is preferable to add 0.005% or more in order to effectively exert such an effect. . More preferably, it is 0.008% or more. on the other hand,
Even if it exceeds 0.5%, the effect is saturated,
The deformation resistance also increases. More preferably 0.45%
It is as follows.

【0037】S:0.02%以下(0%を含まない) Sの含有量が0.02%を超えると、冷間加工時に割れ
が発生し易くなる。より好ましくは0.018%以下で
ある。
S: 0.02% or less (excluding 0%) If the S content exceeds 0.02%, cracks are likely to occur during cold working. More preferably, it is 0.018% or less.

【0038】次に、本発明に係る線材または棒材を製造
する方法について説明する。
Next, a method for producing a wire or a rod according to the present invention will be described.

【0039】本発明で目的とする所定個数の窒化物およ
び炭化物を得る為には、鋼片を900〜1050℃の範
囲まで加熱し、725〜1000℃の範囲で所定の線径
まで圧延した後、水流によって600〜6000℃/分
の冷却速度で725〜950℃まで冷却し、引き続き、
3〜600℃/分の冷却速度で400℃まで冷却するこ
とが必要である。以下、各要件について説明する。
In order to obtain a predetermined number of nitrides and carbides intended in the present invention, a steel slab is heated to a range of 900 to 1050 ° C. and rolled to a predetermined wire diameter in a range of 725 to 1000 ° C. Cooling at a cooling rate of 600-6000 ° C./min to 725-950 ° C. with a stream of water,
It is necessary to cool to 400 ° C. at a cooling rate of 3 to 600 ° C./min. Hereinafter, each requirement will be described.

【0040】鋼片の加熱温度:850〜1050℃ この加熱温度は、AlN等の窒化物を一部固溶させ、圧
延後には微細に析出させる為に設定されたものである。
1050℃を超えて加熱すると、析出している窒化物が
完全に固溶して固溶Nが生成されてしまい、それ以降の
製造工程を如何に制御したとしても、窒化物を析出させ
ることが困難となる。好ましくは1025℃以下、より
好ましくは1000℃以下である。一方、加熱温度が8
50℃未満になると、AlN等の窒化物が全く固溶しな
くなり、炭化物の析出核として作用しなくなる。好まし
くは870℃以上、より好ましくは890℃以上であ
る。
Heating temperature of steel slab: 850 to 1050 ° C. This heating temperature is set so that a nitride such as AlN is partially dissolved and finely precipitated after rolling.
When heating is performed at a temperature exceeding 1050 ° C., the precipitated nitride completely dissolves to form solid solution N. Therefore, no matter how the subsequent manufacturing process is controlled, the nitride can be precipitated. It will be difficult. Preferably it is 1025 ° C or less, more preferably 1000 ° C or less. On the other hand, when the heating temperature is 8
When the temperature is lower than 50 ° C., nitrides such as AlN do not form a solid solution at all, and do not act as carbide precipitation nuclei. It is preferably at least 870 ° C, more preferably at least 890 ° C.

【0041】圧延温度:725〜1000℃ この温度は、圧延時においても上記鋼片加熱時と同様、
窒化物の固溶を防止する為に設定したものであり、併せ
て、鋼中の組織に転位を付与することで、固溶している
Nをフェライト中に窒化物として微細に再析出させるこ
とにより、セメンタイトなどの炭化物を更に析出させる
という相乗効果も得るべく設定したものである。但し、
圧延ロールの負荷増大、寸法精度の低下、表面疵の発生
等を防止するという観点からすれば、実用上は750〜
1000℃程度の圧延温度とすることが推奨される。好
ましくは775℃以上、975℃以下である。
Rolling temperature: 725 to 1000 ° C. This temperature is the same as in the case of heating the slab during rolling.
This is set to prevent the solid solution of nitride, and at the same time, dislocation is given to the structure in the steel, so that the dissolved N is finely reprecipitated as nitride in ferrite. Thus, a synergistic effect of further depositing carbides such as cementite is set. However,
From the viewpoint of preventing an increase in the load of the rolling roll, a decrease in dimensional accuracy, and the occurrence of surface flaws, it is practically 750 to 750.
It is recommended that the rolling temperature be about 1000 ° C. Preferably it is 775 ° C or more and 975 ° C or less.

【0042】巻取り温度:725〜950℃ 具体的には、最終圧延後に、主に水を媒体として600
〜6000℃/分の冷却速度で725〜950℃まで冷
却する。950℃よりも高くなると、窒化物の析出が遅
くなり、固溶C及び固溶Nの低減化に支障が生じる。実
操業レベルでは900℃以下が好ましい。一方、725
℃よりも低くなると、表層部にマルテンサイト組織が生
成され、硬くて脆い鋼になる為、冷間加工用には適さな
い。実操業レベルで好ましいのは750℃以上である。
Winding temperature: 725 to 950 ° C. Specifically, after the final rolling, 600
Cool to 725-950 ° C. at a cooling rate of 66000 ° C./min. If the temperature is higher than 950 ° C., the precipitation of nitrides will be delayed, and it will hinder the reduction of solid solution C and solid solution N. At an actual operation level, the temperature is preferably 900 ° C. or less. On the other hand, 725
If the temperature is lower than 0 ° C., a martensite structure is generated in the surface layer, and the steel becomes hard and brittle, so that it is not suitable for cold working. The preferable temperature is 750 ° C. or more at the actual operation level.

【0043】冷却速度:3〜600℃/分(400℃ま
で) 固溶Cおよび固溶Nを炭化物および窒化物として析出さ
せる為には、冷却速度を遅くする程好ましいが、遅くな
り過ぎるとパーライト(フェライトとセメンタイトの層
状組織)中のラメラー間隔が広くなり、延性に乏しい組
織となる恐れがある。実用上は6℃/分以上、500℃
/分以下が好ましい。
Cooling rate: 3 to 600 ° C./min (up to 400 ° C.)
In order to precipitate solid solution C and solid solution N as carbides and nitrides, it is preferable to reduce the cooling rate. However, if the cooling rate is too low, the lamellar spacing in pearlite (laminate structure of ferrite and cementite) increases. May result in a poorly ductile tissue. Practically 6 ° C / min or more, 500 ° C
/ Min or less is preferred.

【0044】尚、本発明によれば熱間圧延ままの線材や
棒鋼でも優れた冷間加工性が得られるが、この線材また
は棒鋼に、更に酸(塩酸、硫酸等)を添加したり機械的
に歪みを付与する等してスケールを除去した後、燐酸亜
鉛皮膜、燐酸カルシウム皮膜、石灰、金属石鹸などを潤
滑剤として用いて伸線,冷間圧延などを施した鋼線にお
いても、同様の優れた冷間加工性が得られる。
According to the present invention, excellent cold workability can be obtained even with a hot-rolled wire or a steel bar. The same applies to steel wire that has been subjected to wire drawing, cold rolling, etc. using zinc phosphate coating, calcium phosphate coating, lime, metal soap, etc. as a lubricant after removing scale by imparting strain, etc. Excellent cold workability is obtained.

【0045】以下実施例に基づいて本発明を詳述する。
ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、
前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは
全て本発明の技術範囲に包含される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
However, the following examples do not limit the present invention,
All modifications and alterations without departing from the spirit of the preceding and following descriptions are included in the technical scope of the present invention.

【0046】[0046]

【実施例】表1に記載の成分組成からなる供試鋼(表中
の単位は質量%)を用い、表2に示す種々の製造条件に
てφ12mmの線材に圧延した。この線材を用い、下記
項目について夫々測定した。
EXAMPLES Using test steels having the component compositions shown in Table 1 (units in the table are% by mass), they were rolled into φ12 mm wires under various production conditions shown in Table 2. The following items were measured using this wire.

【0047】[線材中に析出した窒化物および炭化物の
平均個数の測定]熱間圧延による脱炭の影響を回避する
為、図2に示す如く圧延材の中心〜直径/8の範囲にあ
るフェライト組織中の5点における析出物数をカウント
した。具体的には、該析出物を走査型電子顕微鏡(SE
M)で写真撮影(8000倍)した後、画像解析(FR
Mトウールキット)にかけてカウントし、その平均値を
算出した。図3及び図4に、表2に示すNo.1の試験片
(本発明例)及びNo.3の試験片(比較例)について、
フェライト組織中に析出している析出物の様子を示す電
子顕微鏡写真を夫々示す。
[Measurement of Average Number of Nitride and Carbide Precipitated in Wire] In order to avoid the influence of decarburization by hot rolling, as shown in FIG. The number of precipitates at five points in the structure was counted. Specifically, the precipitate was subjected to a scanning electron microscope (SE
M), take a photograph (8000x), and analyze the image (FR
M wool kit), and the average value was calculated. FIGS. 3 and 4 show the test pieces No. 1 (Example of the present invention) and the test pieces No. 3 (Comparative Examples) shown in Table 2.
Each electron micrograph showing the state of the precipitates precipitated in the ferrite structure is shown.

【0048】[析出物の組成確認]上記析出物がAlN
を核としたセメンタイトであるかどうかの確認は、透過
型電子顕微鏡(FE−TEM)で100万倍に拡大し、
EELS(エナジーロススペクトロスコピー)により分
析した結果をGIF(GATAN社製イメージングフィ
ルター)で画像化した後、その組成を分析することによ
り行った。図5〜7は、表2に示すNo.2の試験片(本
発明例)における析出物の分析結果を示す顕微鏡写真で
あり、このうち図5は前述した通り、該析出物がAlN
を核としたセメンタイトであることを示す顕微鏡写真、
図6は窒素組成像を示す顕微鏡写真、図7は炭素組成像
を示す顕微鏡写真である。
[Confirmation of the composition of the precipitate]
Whether it is cementite with nuclei as the nucleus was confirmed by a transmission electron microscope (FE-TEM) with a magnification of 1,000,000 times.
After the result of analysis by EELS (energy loss spectroscopy) was imaged by GIF (imaging filter manufactured by GATAN), the composition was analyzed. 5 to 7 are photomicrographs showing the results of analysis of precipitates in the test piece No. 2 (Example of the present invention) shown in Table 2. Of these, FIG.
A micrograph showing that the cementite is a nucleus,
FIG. 6 is a micrograph showing a nitrogen composition image, and FIG. 7 is a micrograph showing a carbon composition image.

【0049】[変形抵抗の測定]この変形抵抗は冷間加
工性の指標となるものであり、以下の要領でプレスによ
る据込み試験を実施することにより測定した。まず、日
本塑性加工学会が推奨する形状(鍛造、塑性加工技術シ
リーズ4,p55,コロナ社)にすべく上記線材をφ1
0×15mmの大きさに切削し、これを据込み加工用円
柱試験片とした後、据込み圧延として同心円溝付きの拘
束型厚板を使用して据込み加工を行った。試験条件は圧
縮率:60%とし、このときにかかる最大荷重を測定
し、下記計算式により変形抵抗を算出した。
[Measurement of Deformation Resistance] The deformation resistance is an index of cold workability, and was measured by performing an upsetting test using a press in the following manner. First, the above wire rod was φ1 in order to obtain a shape recommended by the Japan Society for Plastic Working (forging, plastic working technology series 4, p55, Corona).
After cutting to a size of 0 × 15 mm and making this a cylindrical test piece for upsetting, upsetting was performed by using a constrained thick plate with concentric grooves as upsetting rolling. The test conditions were a compressibility of 60%, the maximum load applied at this time was measured, and the deformation resistance was calculated by the following formula.

【0050】 変形抵抗(kgf/mm2)=荷重(kgf)/A/f 式中、A:試験片の断面積(mm2) f:拘束係数 上記式において、例えばφ=10mmの場合A=78.
5mm2であり、60%圧縮の場合f=2.77とな
る。
Deformation resistance (kgf / mm 2 ) = load (kgf) / A / f where A: cross-sectional area of test piece (mm 2 ) f: constraint coefficient In the above equation, for example, when φ = 10 mm, A = 78.
5 mm 2 , and f = 2.77 at 60% compression.

【0051】尚、据込み加工試験片の変形抵抗を測定す
るに当たっては、実操業では冷間多段加工(歪速度2〜
100/秒)の際、加工発熱により被加工材が数百℃に
まで達成することを想定して、常温(25℃)の他78
℃、150℃、220℃、320℃、350℃、424
℃にまで夫々昇温したときの変形抵抗を夫々測定した。
更に、変形抵抗に及ぼす動的歪時効の影響を調べる為
に、下記式に基づき、動的歪時効による変形抵抗の増加
量(kgf/mm2)を算出した。
In measuring the deformation resistance of the upsetting test specimen, in actual operation, cold multi-stage processing (strain speed 2 to 5) was performed.
100 / sec), assuming that the material to be processed reaches a temperature of several hundred degrees Celsius due to the heat generated during the processing, the temperature of the workpiece is set to 78 at room temperature (25 ° C.)
° C, 150 ° C, 220 ° C, 320 ° C, 350 ° C, 424
The deformation resistance when the temperature was raised to ° C. was measured.
Further, in order to examine the effect of dynamic strain aging on deformation resistance, the amount of increase in deformation resistance (kgf / mm 2 ) due to dynamic strain aging was calculated based on the following equation.

【0052】変形抵抗の増加量=[320 ℃の変形抵抗
(σ320 )]−[常温時(25℃)の変形抵抗(σ25)] これらの結果を表2に併記する。
Increase in deformation resistance = [deformation resistance at 320 ° C. (σ 320)] − [deformation resistance at normal temperature (25 ° C.) (σ 25)] These results are also shown in Table 2.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

【0055】表より以下の様に考察することができる。The following can be considered from the table.

【0056】まず、表2に示すNo.1,2,5,7〜2
2は、フェライト組織中に所定個数以上の窒化物および
炭化物が形成された本発明例であり、動的歪時効による
変形抵抗の増加量を低く抑えることができた。尚、図5
の結果より、フェライト組織中に析出した窒化物の組成
はAlNであることが確認できた。
First, Nos. 1, 2, 5, 7 to 2 shown in Table 2
No. 2 is an example of the present invention in which a predetermined number or more of nitrides and carbides were formed in the ferrite structure, and the increase in deformation resistance due to dynamic strain aging could be suppressed low. FIG.
From the results, it was confirmed that the composition of the nitride precipitated in the ferrite structure was AlN.

【0057】これに対してNo.3,4,6は、製造条件
が本発明の要件を満足しない為、所定の窒化物および炭
化物が形成されない比較例であり、いずれも変形抵抗の
増加量が高くなっている。
On the other hand, Nos. 3, 4, and 6 are comparative examples in which predetermined nitrides and carbides are not formed because the manufacturing conditions do not satisfy the requirements of the present invention. Is getting higher.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明は上記の様に構成されているの
で、球状化焼鈍処理を省略したとしても熱間圧延のまま
で冷間加工性に優れた線状または棒状鋼を効率よく提供
することができた。特に本発明の線状または棒状鋼は、
冷間加工時において、加工発熱によって生じる温度域
(概ね100〜350℃)における変形抵抗を小さくす
ることができる点で極めて有用である。
According to the present invention, as described above, even if the spheroidizing annealing treatment is omitted, it is possible to efficiently provide a linear or rod-shaped steel excellent in cold workability as it is in hot rolling. I was able to. In particular, the linear or bar steel of the present invention,
During cold working, it is extremely useful in that the deformation resistance in a temperature range (approximately 100 to 350 ° C.) caused by the heat generated by working can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】試験温度と変形抵抗の関係を調べたグラフであ
る。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between a test temperature and deformation resistance.

【図2】析出物数の測定方法を示す概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory view showing a method for measuring the number of precipitates.

【図3】本発明例について、フェライト組織中に析出し
ている析出物の様子を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 3 is an electron micrograph showing the appearance of precipitates precipitated in a ferrite structure for the example of the present invention.

【図4】比較例について、フェライト組織中に析出して
いる析出物の様子を示す電子顕微鏡写真である。
FIG. 4 is an electron micrograph showing a state of a precipitate precipitated in a ferrite structure in a comparative example.

【図5】本発明例における析出物の顕微鏡写真である。FIG. 5 is a micrograph of a precipitate in an example of the present invention.

【図6】図5における窒素組成像を示す顕微鏡写真であ
る。
6 is a micrograph showing a nitrogen composition image in FIG.

【図7】図5における炭素組成像を示す顕微鏡写真であ
る。
FIG. 7 is a micrograph showing a carbon composition image in FIG.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年5月25日(1999.5.2
5)
[Submission date] May 25, 1999 (1999.5.2
5)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 線状または棒状鋼、および機械部品[Title of the Invention] Wire or bar steel and machine parts

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【請求項】C :0.001〜0.5%(質量%、以
下同じ),Al:0.1%以下 (0%を含まな
い),N :0.015%以下(0%を含まない)を含
有するものである請求項1または2に記載の線状または
棒状鋼。
3. C: 0.001 to 0.5% (mass%, the same applies hereinafter), Al: 0.1% or less (not including 0%), N: 0.015% or less (including 0%) The linear or rod-shaped steel according to claim 1 or 2 , wherein

【請求項】 更に、 Cr:1.2%以下 (0%を含まない),Ti:0.
2%以下 (0%を含まない),B :0.01%以下
(0%を含まない),Nb:0.15%以下(0%を含
まない),V :0.2%以下 (0%を含まない),
Zr:0.1%以下 (0%を含まない)の少なくとも
1種を含有するものである請求項に記載の線状または
棒状鋼。
4. Further, Cr: 1.2% or less (not including 0%), Ti: 0.
2% or less (excluding 0%), B: 0.01% or less (excluding 0%), Nb: 0.15% or less (excluding 0%), V: 0.2% or less (0 % Not included),
The linear or bar-shaped steel according to claim 3 , which contains at least one kind of Zr: 0.1% or less (excluding 0%).

【請求項】 更に、 Mn:0.035〜2%,Si:0.5%以下 (0%
を含まない),S :0.02%以下(0%を含まな
い)を含有するものである請求項またはに記載の線
状または棒状鋼。
5. Mn: 0.035 to 2%, Si: 0.5% or less (0%
), S: 0.02% or less (excluding 0%) of the linear or bar-shaped steel according to claim 3 or 4 .

【請求項】 請求項1〜5のいずれかに記載の線状ま
たは棒状鋼を用いて得られる機械部品。
6. A machine part obtained by using the linear or rod-shaped steel according to claim 1.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0001[Correction target item name] 0001

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、冷間加工時におい
て、加工発熱によって生じる温度上昇域における変形抵
抗が抑制された線状または棒状鋼(以下、鋼と略記する
場合がある)、及び該鋼を用いて得られる機械部品に関
する。本発明によれば、冷間鍛造、冷間圧造、冷間転造
等の冷間加工によってボルトやナット等の機械部品を製
造するに当たり、熱処理を施すことなく熱間圧延のまま
でも、加工発熱温度上昇域における変形抵抗が抑制され
た線状または棒状鋼を提供できるので極めて有用であ
る。
The present invention relates to a linear or rod-shaped steel (hereinafter, sometimes abbreviated as steel) in which deformation resistance in a temperature rise region caused by working heat is suppressed during cold working. The present invention relates to mechanical parts obtained using steel. According to the present invention, when manufacturing mechanical parts such as bolts and nuts by cold working such as cold forging, cold forging, cold rolling, etc. This is extremely useful because it can provide a linear or rod-shaped steel with reduced deformation resistance in the temperature rising region.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0005[Correction target item name] 0005

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0005】ところが球状化焼鈍には長時間の処理(1
0〜20時間)を要することから、生産性の向上や省エ
ネルギー対策、ひいてはコストの低減化を目的として、
球状化焼鈍処理の省略が可能であり、且つ冷間加工時に
おいて、加工発熱によって生じる温度上昇域における変
形抵抗が抑制された線状または棒状鋼の開発が切望され
ている。
However, spheroidizing annealing requires a long time treatment (1.
0-20 hours), to improve productivity, save energy, and reduce costs.
There is a strong need for the development of a linear or rod-shaped steel capable of omitting the spheroidizing annealing treatment and suppressing deformation resistance in a temperature rise region caused by processing heat during cold working.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0006[Correction target item name] 0006

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に着
目してなされたものであり、その目的は、球状化焼鈍処
理を省略したとしても熱間圧延のままで、冷間加工時に
おいて、加工発熱によって生じる温度上昇域における変
形抵抗が抑制された線状または棒状鋼、および該線状ま
たは棒状鋼を用いて得られるボルトやナットなどの機械
部品を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to leave hot rolling as it is even when the spheroidizing annealing treatment is omitted. It is an object of the present invention to provide a linear or rod-shaped steel in which deformation resistance in a temperature rise region caused by processing heat is suppressed, and mechanical parts such as bolts and nuts obtained by using the linear or rod-shaped steel.

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0007[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し得た本
発明の冷間加工性に優れた線材または棒状鋼とは、圧延
材の中心〜直径/8の範囲にあるフェライト組織中に、
窒化物および炭化物が混合若しくは複合された状態で、
平均で25個以上/25μm2析出させることにより、
冷間加工時において、加工発熱によって生じる温度上昇
時の温度域(概ね100〜350℃)における変形抵抗
が抑制されたものであるところに要旨を有する。詳細に
は、上記フェライト組織中に、窒化物を核とする炭化物
が平均で25個以上/25μm2存在するものである。
The wire or rod-shaped steel excellent in cold workability of the present invention which has solved the above-mentioned problems is characterized in that the ferrite structure in the range from the center to the diameter / 8 of the rolled material is
In a state where nitride and carbide are mixed or compounded,
By precipitating 25 or more / 25 μm 2 on average,
The point is that the deformation resistance in the temperature range (approximately 100 to 350 ° C.) at the time of the temperature rise caused by the heat generated during the cold working is suppressed. Specifically, the ferrite structure contains carbides having nitrides as nuclei at an average of 25 or more / 25 μm 2 .

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0017】上述した様に本発明の線状または棒状鋼
は、圧延材の中心〜直径/8の範囲にあるフェライト組
織中に、窒化物および炭化物が混合若しくは複合された
状態で、平均で25個以上/25μm2存在するもので
あるところに特徴を有する。ここで、「圧延材の中心〜
直径/8の範囲にあるフェライト組織」の観察位置とし
ては、例えば図2に示す組織観察位置を参照することが
できる。この様に所定個数以上の窒化物および炭化物を
フェライト組織中に析出させることにより、変形抵抗に
悪影響を及ぼす固溶Nおよび固溶Cを固定化することが
でき、加工初期のみならず加工後期(100〜350℃
付近)に達した場合でも変形抵抗を低減することができ
るという優れた効果が得られる。
As described above, the linear or rod-shaped steel of the present invention has an average of 25 in a state in which nitrides and carbides are mixed or compounded in a ferrite structure ranging from the center to the diameter / 8 of the rolled material. It is characterized in that it exists at least 25 μm 2 . Here, "the center of the rolled material ~
As the observation position of the "ferrite structure in the range of diameter / 8", for example, the structure observation position shown in FIG. 2 can be referred to. By precipitating a predetermined number or more of nitrides and carbides in the ferrite structure, solid solution N and solid solution C, which adversely affect deformation resistance, can be fixed. 100-350 ° C
(In the vicinity), it is possible to obtain an excellent effect that the deformation resistance can be reduced.

【手続補正8】[Procedure amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0039[Correction target item name] 0039

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0039】本発明で目的とする所定個数の炭化物を得
る為には、鋼片を850〜1050℃の範囲まで加熱
し、725〜1000℃の範囲で所定の線径まで圧延し
た後、水流によって600〜6000℃/分の冷却速度
で725〜950℃まで冷却し、引き続き、3〜600
℃/分の冷却速度で400℃まで冷却することが必要で
ある。以下、各要件について説明する。
In order to obtain a predetermined number of carbides intended in the present invention, a steel slab is heated to a range of 850 to 1050 ° C., rolled to a predetermined wire diameter in a range of 725 to 1000 ° C., and then cooled by a water flow. Cool at a cooling rate of 600-6000 ° C./min to 725-950 ° C.
It is necessary to cool to 400 ° C at a cooling rate of ° C / min. Hereinafter, each requirement will be described.

【手続補正9】[Procedure amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0053[Correction target item name] 0053

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【手続補正10】[Procedure amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0054[Correction target item name] 0054

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

【手続補正11】[Procedure amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0056[Correction target item name] 0056

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0056】まず、表2に示すNo.1,2,5,7〜1
8は、フェライト組織中に所定個数以上の窒化物および
炭化物が形成された本発明例であり、動的歪時効による
変形抵抗の増加量を低く抑えることができた。尚、図5
の結果より、フェライト組織中に析出した窒化物の組成
はAlNであることが確認できた。
First, Nos. 1, 2, 5, 7 to 1 shown in Table 2
No. 8 is an example of the present invention in which a predetermined number or more of nitrides and carbides were formed in the ferrite structure, and the increase in deformation resistance due to dynamic strain aging could be suppressed low. FIG.
From the results, it was confirmed that the composition of the nitride precipitated in the ferrite structure was AlN.

【手続補正12】[Procedure amendment 12]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0058[Correction target item name] 0058

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明は上記の様に構成されているの
で、球状化焼鈍処理を省略したとしても熱間圧延のまま
で、冷間加工時において、加工発熱によって生じる温度
上昇域(100〜350℃付近)における変形抵抗が抑
制された線状または棒状鋼を効率よく提供することがで
きた。
As described above, the present invention is constructed as described above. Therefore, even if the spheroidizing annealing is omitted, the hot-rolled state is maintained, and the temperature rise region (100 to 100) caused by the heat generated during the cold working is obtained. A linear or rod-shaped steel with suppressed deformation resistance at around 350 ° C.) could be efficiently provided.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧延材の中心〜直径/8の範囲にあるフ
ェライト組織中に、窒化物および炭化物が混合若しくは
複合された状態で、平均で25個以上/25μm2存在
するものであることを特徴とする冷間加工性に優れた線
状または棒状鋼。
1. A ferrite structure in the range from the center to the diameter / 8 of a rolled material, wherein nitrides and carbides are present in a mixed or composite state in an average of 25 or more / 25 μm 2. Wire or bar steel with excellent cold workability.
【請求項2】 圧延材の中心〜直径/8の範囲にあるフ
ェライト組織中に、窒化物を核とする炭化物が平均で2
5個以上/25μm2存在するものであることを特徴と
する冷間加工性に優れた線状または棒状鋼。
2. The ferrite structure in the range from the center to the diameter / 8 of the rolled material contains an average of 2% of carbides having nitrides as nuclei.
A linear or rod-shaped steel excellent in cold workability, characterized in that 5 or more / 25 μm 2 are present.
【請求項3】 冷間加工時において、加工発熱によって
生じる温度上昇域における変形抵抗が小さいものである
請求項1または2に記載の線状または棒状鋼。
3. The linear or rod-shaped steel according to claim 1, wherein the deformation resistance in a temperature rising region caused by heat generated during the cold working is small.
【請求項4】C :0.001〜0.5%(質量%、以
下同じ),Al:0.1%以下 (0%を含まな
い),N :0.015%以下(0%を含まない)を含
有するものである請求項1〜3のいずれかに記載の線状
または棒状鋼。
4. C: 0.001 to 0.5% (mass%, the same applies hereinafter), Al: 0.1% or less (not including 0%), N: 0.015% or less (including 0%) The linear or bar-shaped steel according to any one of claims 1 to 3, wherein
【請求項5】 更に、Cr:1.2%以下 (0%を含
まない),Ti:0.2%以下 (0%を含まない),
B :0.01%以下(0%を含まない),Nb:0.
15%以下(0%を含まない),V :0.2%以下
(0%を含まない),Zr:0.1%以下 (0%を含
まない)の少なくとも1種を含有するものである請求項
4に記載の線状または棒状鋼。
5. Further, Cr: 1.2% or less (excluding 0%), Ti: 0.2% or less (excluding 0%),
B: 0.01% or less (excluding 0%), Nb: 0.
15% or less (excluding 0%), V: 0.2% or less
The linear or rod-shaped steel according to claim 4, which contains at least one of (0% not included) and Zr: 0.1% or less (excluding 0%).
【請求項6】 更に、 Mn:0.035〜2%,Si:0.5%以下 (0%
を含まない),S :0.02%以下(0%を含まな
い)を含有するものである請求項4または5に記載の線
状または棒状鋼。
6. Mn: 0.035 to 2%, Si: 0.5% or less (0%
The linear or rod-shaped steel according to claim 4 or 5, wherein S: 0.02% or less (excluding 0%).
【請求項7】 請求項1〜5のいずれかに記載の線状ま
たは棒状鋼を用いて得られる機械部品。
7. A machine part obtained by using the linear or bar steel according to claim 1.
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