JP2001220649A - 延性及び疲労特性の優れた高強度極細鋼線 - Google Patents
延性及び疲労特性の優れた高強度極細鋼線Info
- Publication number
- JP2001220649A JP2001220649A JP2000030144A JP2000030144A JP2001220649A JP 2001220649 A JP2001220649 A JP 2001220649A JP 2000030144 A JP2000030144 A JP 2000030144A JP 2000030144 A JP2000030144 A JP 2000030144A JP 2001220649 A JP2001220649 A JP 2001220649A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel wire
- strength
- ductility
- wire
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 引張強さが４２００ＭＰａ以上で延性及び疲
労特性の優れた高強度極細鋼線を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．８５〜１．１％、Ｓ
ｉ：０．０５〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．０％を含
有するし、あるいは更に、Ｃｒ：０．０５〜２．０％、
Ｎｉ：０．１〜１．０％、Ｖ：０．０１〜０．５％、Ｎ
ｂ：０．００１〜０．１％の１種または２種以上を含む
とともに残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼線に
おいて、伸線加工されたパーライト組織を有し、かつフ
ェライト中のＣ濃度の最大値と最小値の差が１．３原子
％以下であることを特徴とする延性及び疲労特性の優れ
た高強度極細鋼線。
労特性の優れた高強度極細鋼線を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．８５〜１．１％、Ｓ
ｉ：０．０５〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．０％を含
有するし、あるいは更に、Ｃｒ：０．０５〜２．０％、
Ｎｉ：０．１〜１．０％、Ｖ：０．０１〜０．５％、Ｎ
ｂ：０．００１〜０．１％の１種または２種以上を含む
とともに残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼線に
おいて、伸線加工されたパーライト組織を有し、かつフ
ェライト中のＣ濃度の最大値と最小値の差が１．３原子
％以下であることを特徴とする延性及び疲労特性の優れ
た高強度極細鋼線。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スチールタイヤコ
ード、スチールベルトコード等の素線として使用され、
延性及び疲労特性に優れた引張強さが４２００ＭＰａ以
上の高強度極細鋼線に関するものである。
ード、スチールベルトコード等の素線として使用され、
延性及び疲労特性に優れた引張強さが４２００ＭＰａ以
上の高強度極細鋼線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】軽量化などのために極細鋼線に対する高
強度化の要求は一段と高まっている。従来、自動車用タ
イヤ、産業用各種ベルト類などの補強用に使用されてい
る極細鋼線は、高炭素鋼の熱間圧延線材から中間伸線、
パテンティング処理を繰り返し所定の線径にした後、最
終パテンティング処理を行い、伸線加工性及びゴムとの
接着性を向上させるめっき処理を施し所定の線径まで湿
式伸線加工することにより製造される。例えばスチール
タイヤコードは、上記のように製造される素線を最終的
にダブルツイスタなどの撚り線機を用いて撚り線加工す
ることによって製造される。
強度化の要求は一段と高まっている。従来、自動車用タ
イヤ、産業用各種ベルト類などの補強用に使用されてい
る極細鋼線は、高炭素鋼の熱間圧延線材から中間伸線、
パテンティング処理を繰り返し所定の線径にした後、最
終パテンティング処理を行い、伸線加工性及びゴムとの
接着性を向上させるめっき処理を施し所定の線径まで湿
式伸線加工することにより製造される。例えばスチール
タイヤコードは、上記のように製造される素線を最終的
にダブルツイスタなどの撚り線機を用いて撚り線加工す
ることによって製造される。
【０００３】上記のような製造工程において、極細鋼線
の高強度化を図るためには、最終パテンティング処理後
の強度を上げるか、最終の伸線加工歪みを増加させる必
要がある。ところが、最終パテンティング処理後の強度
ないしは伸線加工歪を増加させて極細鋼線の高強度化を
図っても、強度が４２００ＭＰａを超えると延性の低下
が著しく（デラミネーションの発生）、実用化すること
が極めて困難となる。更に、極細鋼線を高強度化しても
疲労特性は向上せず、むしろ劣化するという問題点があ
り、極細鋼線の高強度化を阻害する要因の一つであっ
た。
の高強度化を図るためには、最終パテンティング処理後
の強度を上げるか、最終の伸線加工歪みを増加させる必
要がある。ところが、最終パテンティング処理後の強度
ないしは伸線加工歪を増加させて極細鋼線の高強度化を
図っても、強度が４２００ＭＰａを超えると延性の低下
が著しく（デラミネーションの発生）、実用化すること
が極めて困難となる。更に、極細鋼線を高強度化しても
疲労特性は向上せず、むしろ劣化するという問題点があ
り、極細鋼線の高強度化を阻害する要因の一つであっ
た。
【０００４】これに対して、延性低下の少ない高強度化
手段の従来の知見としては、例えば特開昭６０−２０４
８６５号、特開昭６３−２４０４６号、特公平３−２３
６７４号の各公報にはそれぞれＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ等
の化学成分を規制した高強度で高延性の極細鋼線用高炭
素線材が提案されている。しかし、これらの公報で開示
されている実施例からもわかるように鋼線の引張強さは
最大でも３５００〜３６００ＭＰａであり、極細鋼線の
高強度化には限界があった。また、特開平６−１４５８
９５号公報では化学成分と非金属介在物組成及び初析セ
メンタイトの面積分率を制御した高強度高靭性鋼線材が
提案されている。更に、特開平７−１１３１１９号公報
では鋼の化学成分と最終ダイスでの減面率を制御する高
強度高靭延性極細鋼線の製造方法が開示されている。し
かし、いずれの技術でも引張強さが４２００ＭＰａを超
えると高延性を有する極細鋼線を実現することは困難で
あった。一方、極細鋼線の疲労特性を向上させる手段と
して、例えば特開平２−１７９３３３号公報には極細鋼
線にショットピーニング処理を適用する技術が開示され
ており、極細線表面層の引張残留応力を圧縮残留応力に
改善して耐疲労性の高い極細鋼線を製造する方法が提案
されている。本発明者らの詳細な試験によれば、ショッ
トピーニング処理によって極細鋼線表面の引張残留応力
を圧縮残留応力に改善することは可能であるが、圧縮残
留応力に変えるためには非常に強いショットピーニング
処理が必要である。このようなショットピーニング処理
を行うと、伸線加工によって非常に薄くなった極細鋼線
表層のブラスめっき層が剥離してしまい、ゴムとの密着
性が劣化するという問題点が生じ、極細鋼線の疲労特性
を改善するためには限界があった。
手段の従来の知見としては、例えば特開昭６０−２０４
８６５号、特開昭６３−２４０４６号、特公平３−２３
６７４号の各公報にはそれぞれＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ等
の化学成分を規制した高強度で高延性の極細鋼線用高炭
素線材が提案されている。しかし、これらの公報で開示
されている実施例からもわかるように鋼線の引張強さは
最大でも３５００〜３６００ＭＰａであり、極細鋼線の
高強度化には限界があった。また、特開平６−１４５８
９５号公報では化学成分と非金属介在物組成及び初析セ
メンタイトの面積分率を制御した高強度高靭性鋼線材が
提案されている。更に、特開平７−１１３１１９号公報
では鋼の化学成分と最終ダイスでの減面率を制御する高
強度高靭延性極細鋼線の製造方法が開示されている。し
かし、いずれの技術でも引張強さが４２００ＭＰａを超
えると高延性を有する極細鋼線を実現することは困難で
あった。一方、極細鋼線の疲労特性を向上させる手段と
して、例えば特開平２−１７９３３３号公報には極細鋼
線にショットピーニング処理を適用する技術が開示され
ており、極細線表面層の引張残留応力を圧縮残留応力に
改善して耐疲労性の高い極細鋼線を製造する方法が提案
されている。本発明者らの詳細な試験によれば、ショッ
トピーニング処理によって極細鋼線表面の引張残留応力
を圧縮残留応力に改善することは可能であるが、圧縮残
留応力に変えるためには非常に強いショットピーニング
処理が必要である。このようなショットピーニング処理
を行うと、伸線加工によって非常に薄くなった極細鋼線
表層のブラスめっき層が剥離してしまい、ゴムとの密着
性が劣化するという問題点が生じ、極細鋼線の疲労特性
を改善するためには限界があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の如き実
状に鑑みなされたものであって、線径が０．０５〜０．
４ｍｍの極細鋼線を高強度化する際に問題となる延性低
下と疲労特性の劣化を防止し、強度が４２００ＭＰａ以
上で且つ延性と疲労特性に優れた高強度極細鋼線を提供
することを目的とするものである。
状に鑑みなされたものであって、線径が０．０５〜０．
４ｍｍの極細鋼線を高強度化する際に問題となる延性低
下と疲労特性の劣化を防止し、強度が４２００ＭＰａ以
上で且つ延性と疲労特性に優れた高強度極細鋼線を提供
することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは高炭素極細
鋼線の高強度化の阻害要因である延性の支配要因につい
て種々解析した結果、伸線加工中に生じる不均一なセメ
ンタイト分解が延性に対して著しく影響することを見出
した。即ち、伸線加工歪みの増加とともにセメンタイト
が分解しフェライト中のＣ濃度は増加していくが、この
セメンタイト分解が場所によって不均一に生じるために
Ｃ濃度が不均一となり、この結果、高強度鋼線の延性が
低下すると言う全く新たな事実を見出した。更に、高強
度極細鋼線の疲労特性に対してもセメンタイト分解挙動
が大きく影響し、フェライト中のＣ濃度が不均一である
と疲労強度が低下することを初めて明らかにした。
鋼線の高強度化の阻害要因である延性の支配要因につい
て種々解析した結果、伸線加工中に生じる不均一なセメ
ンタイト分解が延性に対して著しく影響することを見出
した。即ち、伸線加工歪みの増加とともにセメンタイト
が分解しフェライト中のＣ濃度は増加していくが、この
セメンタイト分解が場所によって不均一に生じるために
Ｃ濃度が不均一となり、この結果、高強度鋼線の延性が
低下すると言う全く新たな事実を見出した。更に、高強
度極細鋼線の疲労特性に対してもセメンタイト分解挙動
が大きく影響し、フェライト中のＣ濃度が不均一である
と疲労強度が低下することを初めて明らかにした。
【０００７】以上の新知見に基づき、強加工したパーラ
イト組織におけるフェライト中の最大と最小のＣ濃度差
を低減すれば、高強度極細鋼線の延性低下を防止するこ
とができるとともに疲労強度も大幅に向上するとの結論
に達し本発明をなしたものである。
イト組織におけるフェライト中の最大と最小のＣ濃度差
を低減すれば、高強度極細鋼線の延性低下を防止するこ
とができるとともに疲労強度も大幅に向上するとの結論
に達し本発明をなしたものである。
【０００８】本発明の要旨とするところは、質量％で、
Ｃ：０．８５〜１．１％、Ｓｉ：０．０５〜２．０％、
Ｍｎ：０．２〜２．０％を含有するし、あるいは更に、
Ｃｒ：０．０５〜１．０％、Ｎｉ：０．１〜１．０％、
Ｖ：０．０１〜０．５％、Ｎｂ：０．００１〜０．１％
の１種または２種以上を含むとともに残部はＦｅ及び不
可避的不純物からなる鋼線において、伸線加工されたパ
ーライト組織を有し、かつフェライト中のＣ濃度の最大
値と最小値の差が１．３原子％以下であることを特徴と
する延性及び疲労特性の優れた高強度極細鋼線にある。
Ｃ：０．８５〜１．１％、Ｓｉ：０．０５〜２．０％、
Ｍｎ：０．２〜２．０％を含有するし、あるいは更に、
Ｃｒ：０．０５〜１．０％、Ｎｉ：０．１〜１．０％、
Ｖ：０．０１〜０．５％、Ｎｂ：０．００１〜０．１％
の１種または２種以上を含むとともに残部はＦｅ及び不
可避的不純物からなる鋼線において、伸線加工されたパ
ーライト組織を有し、かつフェライト中のＣ濃度の最大
値と最小値の差が１．３原子％以下であることを特徴と
する延性及び疲労特性の優れた高強度極細鋼線にある。
【０００９】ここで、伸線加工されたパーライト組織と
は、パテンティング処理でパーライト組織にした後に真
歪みで３．５以上の伸線加工をした組織を意味する。
は、パテンティング処理でパーライト組織にした後に真
歪みで３．５以上の伸線加工をした組織を意味する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
【００１１】はじめに、本発明の成分限定理由について
述べる。
述べる。
【００１２】Ｃ：Ｃはパテンティング処理後の引張強さ
の増加及び伸線加工硬化率を高める効果があり、より少
ない伸線加工歪で極細鋼線の引張強さを高めることがで
きる。Ｃが０．８５％未満では本発明で目的とする４２
００ＭＰａ以上の高強度の極細鋼線を製造することが困
難となり、一方、１．１％を超えるとパテンティング処
理時に初析セメンタイトがオーステナイト粒界に析出し
て伸線加工性が劣化し伸線加工工程あるいは撚り線加工
工程で断線が頻発するため、Ｃを０．８５〜１．１％の
範囲に限定した。
の増加及び伸線加工硬化率を高める効果があり、より少
ない伸線加工歪で極細鋼線の引張強さを高めることがで
きる。Ｃが０．８５％未満では本発明で目的とする４２
００ＭＰａ以上の高強度の極細鋼線を製造することが困
難となり、一方、１．１％を超えるとパテンティング処
理時に初析セメンタイトがオーステナイト粒界に析出し
て伸線加工性が劣化し伸線加工工程あるいは撚り線加工
工程で断線が頻発するため、Ｃを０．８５〜１．１％の
範囲に限定した。
【００１３】Ｓｉ：Ｓｉはパーライト中のフェライトを
強化させるためと鋼の脱酸のために有効な元素である。
０．０５％未満では上記の効果が期待できず、一方２．
０％を超えると伸線加工性に対して有害な硬質のＳｉＯ
2系介在物が発生しやすくなるため、０．０５〜２．０
％の範囲に制限した。
強化させるためと鋼の脱酸のために有効な元素である。
０．０５％未満では上記の効果が期待できず、一方２．
０％を超えると伸線加工性に対して有害な硬質のＳｉＯ
2系介在物が発生しやすくなるため、０．０５〜２．０
％の範囲に制限した。
【００１４】Ｍｎ：Ｍｎは脱酸、脱硫のために必要であ
るばかりでなく、鋼の焼入性を向上させパテンティング
処理後の引張強さを高めるために有効な元素であるが、
０．２％未満では上記の効果が得られず、一方２．０％
を超えると上記の効果が飽和しさらにパテンティング処
理時のパーライト変態を完了させるための処理時間が長
くなりすぎて生産性が低下するため、０．２〜２．０％
の範囲に限定した。
るばかりでなく、鋼の焼入性を向上させパテンティング
処理後の引張強さを高めるために有効な元素であるが、
０．２％未満では上記の効果が得られず、一方２．０％
を超えると上記の効果が飽和しさらにパテンティング処
理時のパーライト変態を完了させるための処理時間が長
くなりすぎて生産性が低下するため、０．２〜２．０％
の範囲に限定した。
【００１５】本発明による高強度極細鋼線においては、
上記の元素に加えて、更にＣｒ：０．０５〜２．０％、
Ｎｉ：０．１〜１．０％、Ｖ：０．０１〜０．５％、Ｎ
ｂ：０．００１〜０．１％の範囲で１種または２種以上
を含有することができる。
上記の元素に加えて、更にＣｒ：０．０５〜２．０％、
Ｎｉ：０．１〜１．０％、Ｖ：０．０１〜０．５％、Ｎ
ｂ：０．００１〜０．１％の範囲で１種または２種以上
を含有することができる。
【００１６】Ｃｒ：Ｃｒはパーライトのセメンタイト間
隔を微細化しパテンティング処理後の引張強さを高める
とともに特に伸線加工硬化率を向上させる有効な元素で
あるが、０．０５％未満では前記作用の効果が少なく、
一方２．０％を越えるとパテンティング処理時のパーラ
イト変態終了時間が長くなり生産性が低下するため、
０．０５〜２．０％の範囲に限定した。
隔を微細化しパテンティング処理後の引張強さを高める
とともに特に伸線加工硬化率を向上させる有効な元素で
あるが、０．０５％未満では前記作用の効果が少なく、
一方２．０％を越えるとパテンティング処理時のパーラ
イト変態終了時間が長くなり生産性が低下するため、
０．０５〜２．０％の範囲に限定した。
【００１７】Ｎｉ：Ｎｉはパテンティング処理時に変態
生成するパーライトを伸線加工性の良好なものにする作
用を有するが、０．１％未満では上記の効果が得られ
ず、１．０％を超えても添加量に見合うだけの効果が少
ないためこれを上限とした。
生成するパーライトを伸線加工性の良好なものにする作
用を有するが、０．１％未満では上記の効果が得られ
ず、１．０％を超えても添加量に見合うだけの効果が少
ないためこれを上限とした。
【００１８】Ｖ：Ｖはパーライトのセメンタイト間隔を
微細化しパテンティング処理後の引張強さを高める効果
があるが、この効果は０．０１％未満では不十分であ
り、一方０．５％を超えると効果が飽和するため０．０
１〜０．５％の範囲に制限した。
微細化しパテンティング処理後の引張強さを高める効果
があるが、この効果は０．０１％未満では不十分であ
り、一方０．５％を超えると効果が飽和するため０．０
１〜０．５％の範囲に制限した。
【００１９】Ｎｂ：ＮｂはＶと同様にパーライトのセメ
ンタイト間隔を微細化しパテンティング処理後の引張強
さを高める効果があるが、０．００１％未満では不十分
であり、一方０．１％を超えて添加しても効果が飽和す
るため０．００１〜０．１％の範囲に制限した。
ンタイト間隔を微細化しパテンティング処理後の引張強
さを高める効果があるが、０．００１％未満では不十分
であり、一方０．１％を超えて添加しても効果が飽和す
るため０．００１〜０．１％の範囲に制限した。
【００２０】他の元素は特に限定しないが、Ｐ：０．０
１５％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｎ：０．００７０
％以下が望ましい範囲である。これらの元素は、不可避
的不純物元素として鋼中に含有される。また、Ａｌは
０．００５％を超えると鋼中の介在物の中で最も硬質な
Ａｌ2Ｏ3系介在物が生成しやすくなり、伸線加工あるい
は撚り線加工の際の断線原因となるため、０．００５％
以下が好ましい範囲である。
１５％以下、Ｓ：０．０１５％以下、Ｎ：０．００７０
％以下が望ましい範囲である。これらの元素は、不可避
的不純物元素として鋼中に含有される。また、Ａｌは
０．００５％を超えると鋼中の介在物の中で最も硬質な
Ａｌ2Ｏ3系介在物が生成しやすくなり、伸線加工あるい
は撚り線加工の際の断線原因となるため、０．００５％
以下が好ましい範囲である。
【００２１】次に、本発明で目的とする高強度極細鋼線
の延性低下の防止と疲労強度を向上させる上で極めて重
要となるパーライト組織におけるフェライト中のＣ濃度
差の限定理由について述べる。
の延性低下の防止と疲労強度を向上させる上で極めて重
要となるパーライト組織におけるフェライト中のＣ濃度
差の限定理由について述べる。
【００２２】本発明では鋼線の延性をねじり試験を用い
て、デラミネーション発生の有無で評価している。ここ
で、デラミネーションが発生する鋼線は延性が低いこと
を意味している。
て、デラミネーション発生の有無で評価している。ここ
で、デラミネーションが発生する鋼線は延性が低いこと
を意味している。
【００２３】図１は種々の条件で伸線加工を行った線径
が０．２０ｍｍの極細鋼線におけるフェライト中の最大
と最小のＣ濃度差とデラミネーション発生の有無の関係
について解析した一例である。極細鋼線の引張強さは、
鋼の化学成分、伸線加工歪み及び伸線加工方法を変化さ
せることによって、４７００〜４８００ＭＰａに調整し
たものである。同図から明らかなように、強加工を受け
たパーライト組織におけるフェライト中のＣ濃度差が
１．３原子％を超えるとデラミネーションが発生するこ
とがわかる。また、極細鋼線の線径、強度を種々に変化
させた場合についても全く同様の結果が得られた。
が０．２０ｍｍの極細鋼線におけるフェライト中の最大
と最小のＣ濃度差とデラミネーション発生の有無の関係
について解析した一例である。極細鋼線の引張強さは、
鋼の化学成分、伸線加工歪み及び伸線加工方法を変化さ
せることによって、４７００〜４８００ＭＰａに調整し
たものである。同図から明らかなように、強加工を受け
たパーライト組織におけるフェライト中のＣ濃度差が
１．３原子％を超えるとデラミネーションが発生するこ
とがわかる。また、極細鋼線の線径、強度を種々に変化
させた場合についても全く同様の結果が得られた。
【００２４】更に、図２に高強度極細鋼線の疲労強度と
フェライト中のＣ濃度差の関係について解析した一例を
示す。疲労強度は、温度が２０〜２５℃、湿度が５０〜
６０％の環境での１０7サイクルの回転曲げ疲労試験で
評価した結果であり、試料は図１で示したものと同一で
ある。最大と最小のＣ濃度差が増加するほど疲労強度が
低下することがわかる。特に、Ｃ濃度差が１．３原子％
を超えると疲労強度が低下する傾向が強くなる。以上の
ようなデラミネーション発生と疲労強度に及ぼすＣ濃度
差の影響の解析結果から、フェライト中の最大と最小の
Ｃ濃度差を１．３原子％以下に制限した。ねじり試験に
おけるねじり回数を高める点で、好ましいＣ濃度差は
１．０原子％以下である。
フェライト中のＣ濃度差の関係について解析した一例を
示す。疲労強度は、温度が２０〜２５℃、湿度が５０〜
６０％の環境での１０7サイクルの回転曲げ疲労試験で
評価した結果であり、試料は図１で示したものと同一で
ある。最大と最小のＣ濃度差が増加するほど疲労強度が
低下することがわかる。特に、Ｃ濃度差が１．３原子％
を超えると疲労強度が低下する傾向が強くなる。以上の
ようなデラミネーション発生と疲労強度に及ぼすＣ濃度
差の影響の解析結果から、フェライト中の最大と最小の
Ｃ濃度差を１．３原子％以下に制限した。ねじり試験に
おけるねじり回数を高める点で、好ましいＣ濃度差は
１．０原子％以下である。
【００２５】上記のようにセメンタイト分解の不均一性
に起因して生じるフェライト中のＣ濃度の不均一性は、
延性指標であるデラミネーション発生特性及び疲労強度
に対して大きく影響する。この原因は以下のように考え
られる。セメンタイトが分解することにより生じた固溶
Ｃは、伸線加工によって生じたフェライト中の高密度の
転位に偏析し、転位を固着していると考えられる。フェ
ライト中のＣ濃度が場所によって異なることは、Ｃによ
る転位固着強化量が場所によって異なり、ミクロ的な強
度の不均一性が起きていることを意味している。Ｃ濃度
差が大きな鋼線をねじり試験すると、強度の低い領域、
即ちＣ濃度の低い領域にねじり変形が集中するために亀
裂が発生し、デラミネーションが起きるものと考えてい
る。これに対して、Ｃ濃度差が小さければ、強度が均一
であるために、ねじり変形は一様になりデラミネーショ
ンは発生しなくなる。また、疲労破壊に対しても同様で
あり、フェライト中のＣ濃度の不均一性が増加、即ち強
度の不均一性が増加すると、疲労による変形が一様でな
くなるために、高炭素鋼線の高強度下に対応した疲労強
度の増加が得られなくなると考えている。
に起因して生じるフェライト中のＣ濃度の不均一性は、
延性指標であるデラミネーション発生特性及び疲労強度
に対して大きく影響する。この原因は以下のように考え
られる。セメンタイトが分解することにより生じた固溶
Ｃは、伸線加工によって生じたフェライト中の高密度の
転位に偏析し、転位を固着していると考えられる。フェ
ライト中のＣ濃度が場所によって異なることは、Ｃによ
る転位固着強化量が場所によって異なり、ミクロ的な強
度の不均一性が起きていることを意味している。Ｃ濃度
差が大きな鋼線をねじり試験すると、強度の低い領域、
即ちＣ濃度の低い領域にねじり変形が集中するために亀
裂が発生し、デラミネーションが起きるものと考えてい
る。これに対して、Ｃ濃度差が小さければ、強度が均一
であるために、ねじり変形は一様になりデラミネーショ
ンは発生しなくなる。また、疲労破壊に対しても同様で
あり、フェライト中のＣ濃度の不均一性が増加、即ち強
度の不均一性が増加すると、疲労による変形が一様でな
くなるために、高炭素鋼線の高強度下に対応した疲労強
度の増加が得られなくなると考えている。
【００２６】フェライト中のＣ濃度は、アトムプローブ
電界イオン顕微鏡を用いれば、簡単に且つ正確に測定す
ることができる。本発明において、フェライト中のＣ濃
度Ｘは、アトムプローブ電界イオン顕微鏡による分析か
ら、全検出イオン数をＹ（ｔｏｔａｌ）、Ｃの検出イオ
ン数をＹ（ｃａｒｂｏｎ）とした時に、下式により求め
た。 Ｘ＝［Ｙ（ｃａｒｂｏｎ）／Ｙ（ｔｏｔａｌ）］×１０
０ （原子％） また、フェライト中のＣ濃度の最大値と最小値は、同一
の鋼線から採取した１０本以上の試料を用いて、フェラ
イト領域のＣ分析を行い求めた。
電界イオン顕微鏡を用いれば、簡単に且つ正確に測定す
ることができる。本発明において、フェライト中のＣ濃
度Ｘは、アトムプローブ電界イオン顕微鏡による分析か
ら、全検出イオン数をＹ（ｔｏｔａｌ）、Ｃの検出イオ
ン数をＹ（ｃａｒｂｏｎ）とした時に、下式により求め
た。 Ｘ＝［Ｙ（ｃａｒｂｏｎ）／Ｙ（ｔｏｔａｌ）］×１０
０ （原子％） また、フェライト中のＣ濃度の最大値と最小値は、同一
の鋼線から採取した１０本以上の試料を用いて、フェラ
イト領域のＣ分析を行い求めた。
【００２７】次に、引張強さが４２００ＭＰａ以上の高
強度を達成すべく真歪３．５以上の伸線加工で、強加工
された極細鋼線のパーライト組織におけるフェライト中
のＣ濃度差を１．３原子％以下に制御するために、最終
パテンティング処理以降の製造工程で下記のＡ〜Ｊの製
造方法を採用することができ、それぞれ単独ではなく、
組み合わせることが重要である。なお、伸線加工として
は、真歪３．５以上、５．５以下とすることが好まし
い。Ｃ濃度差が１．３原子％以下の極細鋼線を製造する
ためには、Ａ〜Ｊの内、４種類以上、好ましくは５種類
以上の方法を組み合わせることが良い。
強度を達成すべく真歪３．５以上の伸線加工で、強加工
された極細鋼線のパーライト組織におけるフェライト中
のＣ濃度差を１．３原子％以下に制御するために、最終
パテンティング処理以降の製造工程で下記のＡ〜Ｊの製
造方法を採用することができ、それぞれ単独ではなく、
組み合わせることが重要である。なお、伸線加工として
は、真歪３．５以上、５．５以下とすることが好まし
い。Ｃ濃度差が１．３原子％以下の極細鋼線を製造する
ためには、Ａ〜Ｊの内、４種類以上、好ましくは５種類
以上の方法を組み合わせることが良い。
【００２８】Ａ：鋼の化学成分と最終パテンティング処
理条件を最適化することにより、パテンティング材強度
を１４５０ＭＰａ以上にする。パテンティング処理は、
ベイナイトが生成しない温度で行うことが重要であり、
５５０℃〜６００℃で行うことが好ましい条件である。
理条件を最適化することにより、パテンティング材強度
を１４５０ＭＰａ以上にする。パテンティング処理は、
ベイナイトが生成しない温度で行うことが重要であり、
５５０℃〜６００℃で行うことが好ましい条件である。
【００２９】Ｂ：アプローチ角度が８〜１２°、ベアリ
ング長さが０．２〜０．５Ｄ（Ｄ:ダイス径）であるダ
イスを用いて伸線加工を行う。
ング長さが０．２〜０．５Ｄ（Ｄ:ダイス径）であるダ
イスを用いて伸線加工を行う。
【００３０】Ｃ：超硬ダイスではなく、ダイヤモンドダ
イスを使用する。
イスを使用する。
【００３１】Ｄ：伸線による加工発熱を抑える。好まし
くは、伸線材の温度を５０℃以下に制御して伸線加工を
行う。
くは、伸線材の温度を５０℃以下に制御して伸線加工を
行う。
【００３２】Ｅ：潤滑能力の高い潤滑剤を使用する。好
ましくは、ダイスと伸線材の摩擦係数が０．１以下の潤
滑剤を使用する。
ましくは、ダイスと伸線材の摩擦係数が０．１以下の潤
滑剤を使用する。
【００３３】Ｆ：伸線加工において、真歪みが１までの
伸線加工の初期は、１ダイス当たりの減面率を２０〜４
０％にするが、合計で真歪みが３．５以上の伸線加工と
する。
伸線加工の初期は、１ダイス当たりの減面率を２０〜４
０％にするが、合計で真歪みが３．５以上の伸線加工と
する。
【００３４】Ｇ：最終ダイスの減面率を１０％以下にす
る。
る。
【００３５】Ｈ：伸線加工中に矯直加工を行う工程を１
回以上入れる。
回以上入れる。
【００３６】Ｉ：伸線加工後、２００〜５００℃の温度
に加熱する。
に加熱する。
【００３７】Ｊ：伸線加工後、矯直加工を施し、更に１
５０〜５００℃の温度に加熱する。
５０〜５００℃の温度に加熱する。
【００３８】
【実施例】以下、実施例により本発明の効果を更に具体
的に説明する。
的に説明する。
【００３９】表１に供試材の化学組成を示す。これらの
供試材を用いて線径が０．１２〜０．３６ｍｍのブラス
めっきを有する極細鋼線を試作した。表２に極細鋼線の
製造条件及び引張強さ、フェライト中の最大と最小のＣ
濃度及びＣ濃度差、ねじり試験におけるデラミネーショ
ン発生の有無、疲労強度を示す。同表において、その他
の伸線条件の記号であるＢ〜Ｊは前述した内容である。
ねじり試験は、試験片の両端を線径の１００倍のつかみ
の間隔で固定した条件で行った。また、疲労強度は、温
度が２０〜２５℃、湿度が５０〜６０％の環境での１０
7サイクルの回転曲げ疲労試験で評価した結果である。
供試材を用いて線径が０．１２〜０．３６ｍｍのブラス
めっきを有する極細鋼線を試作した。表２に極細鋼線の
製造条件及び引張強さ、フェライト中の最大と最小のＣ
濃度及びＣ濃度差、ねじり試験におけるデラミネーショ
ン発生の有無、疲労強度を示す。同表において、その他
の伸線条件の記号であるＢ〜Ｊは前述した内容である。
ねじり試験は、試験片の両端を線径の１００倍のつかみ
の間隔で固定した条件で行った。また、疲労強度は、温
度が２０〜２５℃、湿度が５０〜６０％の環境での１０
7サイクルの回転曲げ疲労試験で評価した結果である。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】表２において、試験No.１〜１７が本発明
例であり、その他は比較例である。本発明例、比較例と
も全て伸線加工されたパーライト組織を有していた。同
表に見られるように、本発明例はいずれも引張強さが４
２００ＭＰａ以上であるとともにフェライト中のＣ濃度
差が１．３原子％以下に制御されている。この結果、高
強度であるにもかかわらず、ねじり試験においてデラミ
ネーションの発生が無く高延性の極細鋼線が実現できて
いる。更に、極細鋼線の高強度化に対応した高い疲労強
度も達成されている。
例であり、その他は比較例である。本発明例、比較例と
も全て伸線加工されたパーライト組織を有していた。同
表に見られるように、本発明例はいずれも引張強さが４
２００ＭＰａ以上であるとともにフェライト中のＣ濃度
差が１．３原子％以下に制御されている。この結果、高
強度であるにもかかわらず、ねじり試験においてデラミ
ネーションの発生が無く高延性の極細鋼線が実現できて
いる。更に、極細鋼線の高強度化に対応した高い疲労強
度も達成されている。
【００４３】これに対して比較例であるＮｏ．２７、２
９は、いずれも鋼の化学成分が不適切な例である。即
ち、Ｎｏ．２７はＣ量が０．７１％と低いために４２０
０ＭＰａ以上の高強度化が達成できていない例である。
更に、Ｎｏ．２９はＣ含有量が高すぎるためにパテンテ
ィング処理時に初析セメンタイトが析出した例である。
この結果、伸線加工性が劣化し、伸線加工時に断線が頻
発したものである。
９は、いずれも鋼の化学成分が不適切な例である。即
ち、Ｎｏ．２７はＣ量が０．７１％と低いために４２０
０ＭＰａ以上の高強度化が達成できていない例である。
更に、Ｎｏ．２９はＣ含有量が高すぎるためにパテンテ
ィング処理時に初析セメンタイトが析出した例である。
この結果、伸線加工性が劣化し、伸線加工時に断線が頻
発したものである。
【００４４】また、比較例であるＮｏ．１８〜２６、２
８、３０〜３３は、いずれの極細鋼線もフェライト中の
Ｃ濃度差が１．３原子％を超えているため、デラミネー
ションが発生し、更に疲労強度も本発明例に比べ大幅に
低下した。
８、３０〜３３は、いずれの極細鋼線もフェライト中の
Ｃ濃度差が１．３原子％を超えているため、デラミネー
ションが発生し、更に疲労強度も本発明例に比べ大幅に
低下した。
【００４５】
【発明の効果】以上の実施例からも明かなように、本発
明は引張強さが４２００ＭＰａ以上の高強度極細鋼線に
おける延性低下（デラミネーション発生）と疲労強度低
下の両者に対して、フェライト中の最大Ｃ濃度と最小Ｃ
濃度のＣ濃度差を低減することが極めて有効であること
を見出し、高延性で且つ疲労強度の高い高強度極細鋼線
を実現してものであり、産業上の効果は極めて顕著なも
のがある。
明は引張強さが４２００ＭＰａ以上の高強度極細鋼線に
おける延性低下（デラミネーション発生）と疲労強度低
下の両者に対して、フェライト中の最大Ｃ濃度と最小Ｃ
濃度のＣ濃度差を低減することが極めて有効であること
を見出し、高延性で且つ疲労強度の高い高強度極細鋼線
を実現してものであり、産業上の効果は極めて顕著なも
のがある。
【図１】極細鋼線のフェライト中のＣ濃度差（最大と最
小の差）とデラミネーション発生の有無の関係について
解析した一例の図である。
小の差）とデラミネーション発生の有無の関係について
解析した一例の図である。
【図２】極細鋼線のフェライト中のＣ濃度差（最大と最
小の差）と疲労強度の関係について解析した一例の図で
ある。
小の差）と疲労強度の関係について解析した一例の図で
ある。
Claims (2)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃ：０．８５〜１．１％、Ｓ
ｉ：０．０５〜２．０％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、残
部はＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼線において、伸
線加工されたパーライト組織を有し、かつフェライト中
のＣ濃度の最大値と最小値の差が１．３原子％以下であ
ることを特徴とする延性及び疲労特性の優れた高強度極
細鋼線。 - 【請求項２】 質量％で、Ｃｒ：０．０５〜２．０％、
Ｎｉ：０．１〜１．０％、Ｖ：０．０１〜０．５％、Ｎ
ｂ：０．００１〜０．１％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記載の延性及び疲労特性
の優れた高強度極細鋼線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000030144A JP4464511B2 (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 延性及び疲労特性の優れた高強度極細鋼線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000030144A JP4464511B2 (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 延性及び疲労特性の優れた高強度極細鋼線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001220649A true JP2001220649A (ja) | 2001-08-14 |
| JP4464511B2 JP4464511B2 (ja) | 2010-05-19 |
Family
ID=18555197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000030144A Expired - Fee Related JP4464511B2 (ja) | 2000-02-08 | 2000-02-08 | 延性及び疲労特性の優れた高強度極細鋼線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4464511B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007262496A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Nippon Steel Corp | 延性に優れた高強度極細鋼線 |
| EP2238271A1 (en) * | 2007-12-27 | 2010-10-13 | Posco | Wire rods having superior strength and ductility for drawing and method for manufacturing the same |
| JP2010275626A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-12-09 | Nippon Steel Corp | 耐断線性に優れた高強度極細鋼線及びその製造方法 |
| WO2010150450A1 (ja) | 2009-06-22 | 2010-12-29 | 新日本製鐵株式会社 | 高強度極細鋼線及びその製造方法 |
| JP2017141494A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 新日鐵住金株式会社 | 強度と延性のバランスに優れた高強度極細鋼線 |
| JP2019056162A (ja) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度鋼線 |
| US10435765B2 (en) * | 2014-04-24 | 2019-10-08 | Nippon Steel Corporation | Wire rod for high strength steel cord |
| WO2023024678A1 (zh) * | 2021-08-26 | 2023-03-02 | 武汉钢铁有限公司 | 一种高强度低断丝率的帘线钢、轧制方法及其用途 |
-
2000
- 2000-02-08 JP JP2000030144A patent/JP4464511B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007262496A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Nippon Steel Corp | 延性に優れた高強度極細鋼線 |
| JP4593504B2 (ja) * | 2006-03-28 | 2010-12-08 | 新日本製鐵株式会社 | 延性に優れた高強度極細鋼線 |
| EP2238271A1 (en) * | 2007-12-27 | 2010-10-13 | Posco | Wire rods having superior strength and ductility for drawing and method for manufacturing the same |
| EP2238271A4 (en) * | 2007-12-27 | 2014-10-01 | Posco | METAL WIRE RODS FOR STRETCHING HAVING HIGH STRENGTH AND DUCTILITY, AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH RODS |
| JP2010275626A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-12-09 | Nippon Steel Corp | 耐断線性に優れた高強度極細鋼線及びその製造方法 |
| WO2010150450A1 (ja) | 2009-06-22 | 2010-12-29 | 新日本製鐵株式会社 | 高強度極細鋼線及びその製造方法 |
| US20110168302A1 (en) * | 2009-06-22 | 2011-07-14 | Jun Takahashi | High-strength ultrathin steel wire and method of manufacturing the same |
| US10435765B2 (en) * | 2014-04-24 | 2019-10-08 | Nippon Steel Corporation | Wire rod for high strength steel cord |
| JP2017141494A (ja) * | 2016-02-10 | 2017-08-17 | 新日鐵住金株式会社 | 強度と延性のバランスに優れた高強度極細鋼線 |
| JP2019056162A (ja) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | 新日鐵住金株式会社 | 高強度鋼線 |
| WO2023024678A1 (zh) * | 2021-08-26 | 2023-03-02 | 武汉钢铁有限公司 | 一种高强度低断丝率的帘线钢、轧制方法及其用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4464511B2 (ja) | 2010-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5157230B2 (ja) | 伸線加工性の優れた高炭素鋼線材 | |
| WO2011126073A1 (ja) | ソーワイヤ用素線及びその製造方法 | |
| JP4980172B2 (ja) | 強度延性バランスに優れた高強度極細鋼線の製造方法 | |
| JP3246210B2 (ja) | 高強度高靭性溶融めっき鋼線およびその製造方法 | |
| JP3283332B2 (ja) | 撚り線加工性の優れた高強度極細鋼線およびその製造方法 | |
| JP4464511B2 (ja) | 延性及び疲労特性の優れた高強度極細鋼線の製造方法 | |
| JP3542489B2 (ja) | 疲労特性の優れた高強度極細鋼線 | |
| JP2005232549A (ja) | 捻回特性に優れた高強度ｐｃ鋼線 | |
| JP3814070B2 (ja) | 高強度極細鋼線およびその製造方法 | |
| JP3777166B2 (ja) | 高強度極細鋼線の製造方法 | |
| JP3267833B2 (ja) | 疲労特性の優れた高強度極細鋼線およびその製造方法 | |
| JP3001572B1 (ja) | 高強度高延性極細鋼線及び撚り線並びにその製造方法 | |
| JP3840376B2 (ja) | 疲労強度および延性に優れた硬引き線用鋼材および硬引き伸線材 | |
| JPH0649592A (ja) | 高強度・高延性鋼線用高炭素鋼線材 | |
| JP2001271138A (ja) | 延性の優れた高強度高炭素鋼線 | |
| JP3061918B2 (ja) | 疲労特性の優れたスチールコードの製造方法 | |
| JP4527913B2 (ja) | 高強度高炭素鋼線用線材及びその製造方法 | |
| JP3548419B2 (ja) | 高強度鋼線 | |
| JP3641056B2 (ja) | 高強度極細鋼線 | |
| JP3299857B2 (ja) | 疲労特性の優れた高強度極細鋼線およびその製造方法 | |
| JP6724400B2 (ja) | 強度と延性のバランスに優れた高強度極細鋼線及びその製造方法 | |
| JP3130445B2 (ja) | 高強度亜鉛めっき鋼線及びその製造方法 | |
| JP2000063987A (ja) | 伸線加工性に優れた高炭素鋼線材 | |
| JPH06346190A (ja) | 疲労特性に優れた極細鋼線 | |
| JPH089734B2 (ja) | 延性の優れた超高張力鋼線の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060907 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090311 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090324 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090522 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100209 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100219 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4464511 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140226 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |