【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた耐食性を発揮することのできる鋼線材に関するものであり、特に海底ケーブル内に埋設される光ファイバーを外圧（海水圧）から保護する為に、光ファイバーの外周に配置されて耐圧層を構成する異形線等の素材として有用な鋼線材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバーは、光の伝播を低損失で行えることや軽量であること等の特性を有していることから、大容量の情報を長距離にわたって伝送する海底ケーブルにおける情報伝達媒体として利用することが試みられている。この構成を、図面を用いて説明する。
【０００３】
図１は、光ファイバーを情報伝達媒体として用いた海底ケーブル（以下、「光ファイバー海底ケーブル」と呼ぶことがある）の断面構造例を示す概略説明図であり、図中１は光ファイバーユニット、２は光ファイバーユニット１を深海の海水圧から保護するための耐圧層、３は補強用ピアノ線、４はピアノ線を固定している銅パイプを夫々示す。尚、図１には示されていないが、前記銅パイプ４の外周は低密度ポリエチレン等によって構成される絶縁層に覆われ、更にその表面が高密度ポリエチレン等によって構成される外皮に覆われて光ファイバー海底ケーブルが構成されることになる。
【０００４】
上記の様な光ファイバー海底ケーブルにおいて、前記耐圧層２は、断面形状が略扇型をなす３つの異形線２１〜２３を組み合わせることによって構成されるのが一般的である。この異形線２１〜２３の断面形状を図２（拡大説明図）に示すが、異形線２１〜２３は一対のテーパー側面３０ａ，３０ｂ、凹曲面３１および耐圧層２の外周面を構成する凸曲面３２等を有するものである。尚、この異形線は、扇の要（かなめ）中心から凹曲面までの距離ｒ１が１．５ｍｍ程度、半径方向の厚みｒ２が３．０ｍｍ程度になるように形成されるのが一般的である。
【０００５】
尚、図２に示した構成では、３つの異形線２１〜２３を組み合わせることによって耐圧層２を構成する構造を示したが、組み合わせ個数は３つに限らず、例えば６分割のものも知られている（特許文献１）。
【０００６】
ところで、海底ケーブルが何らかの原因で毀損して海水がケーブル内に浸入したときには、海水が軸芯方向に侵入していく現象（以下、この現象を「水走り」と呼ぶ）が生じることがある。こうした「水走り」を防止するために、光ファイバーユニット１と耐圧層２の間、および耐圧層と銅パイプの間（即ち、補強用ピアノ線３間）にはコンパウンド（図示せず）が充填されている。
【０００７】
上記のような異形線は、例えば８ｍｍφ程度の線材を４ｍｍφ程度までダイス引抜きをし、２．３ｍｍφ程度までロールで平圧延した後、１．５ｍｍ厚程度の略扇型にダイス引抜して製造されている。そして、こうした製造工程段階での加工硬化を利用して耐圧層として要求される強度を確保しているのであるが、海底ケーブルは５００〜８００気圧（深さ：５０００〜８０００ｍ）にも及ぶ深海で使用されるため、１２００Ｎ／ｍｍ２以上の引張強さが必要とされている。
【０００８】
上記のような特性が要求される異形線に関して、これまでにも様々提案されている。例えば、線材中のＣ，ＭｎおよびＣｒの含有量によって規定される炭素当量Ｃｅｑが０．５７％以上を満足し、長さ方向において少なくとも１箇所の溶接部を有し、且つ溶接部を含む全長にわたりフェライト・パーライト組織であって、引張強さが１２６ｋｇｆ／ｍｍ２（１２３６Ｎ／ｍｍ２）以上であるような光ファイバー海底ケーブル用異形線が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００９】
また、補強用ワイヤについては、パーライト組織を構成するフェライトにおけるＣ濃度の最大値と最小値が１．３原子％以下となるように制御することによって、延性に優れた高強度炭素鋼線とすることも提案されている（例えば、特許文献３）。
【００１０】
ところで、光ファイバー海底ケーブル内に海水が浸入する事態があることを想定すれば、異形線は腐食されやすい環境に晒されることになるので、良好な耐食性を有していることも必要になる。しかしながら、これまで提案されている異形線用鋼線材では耐食性については考慮されているとは言えない。鋼線材に良好な耐食性を付与するという観点から、炭素含有量が０．８２％程度である鋼線の表面にＺｎ−Ａｌ合金めっき層を形成することも提案されているが（例えば、特許文献４）、鋼線材自体の耐食性については何ら考慮されていないのが実状である。
【００１１】
【特許文献１】
特開昭６１−１２０１７号公報 特許請求の範囲等
【特許文献２】
特公平７−４２５４８号公報 特許請求の範囲等
【特許文献３】
特開２００１−２７１１３８号公報 特許請求の範囲等
【特許文献４】
特開平７−４９４３９号公報 特許請求の範囲等
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこうした状況の下になされたものであって、その目的は、機械的特性は勿論のこと、優れた耐食性をも発揮する鋼線材を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成し得た本発明の鋼線材とは、Ｃ：０．３〜０．８５％、Ｓｉ：１．５％以下（０％を含まない）、Ｍｎ：０．２〜１．２％、Ｃｕ：０．０８〜０．５％、Ａｌ：０．００２〜０．１％およびＮ：０．００２〜０．０１％を夫々含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなり、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ２以上である点に要旨を有するものである。
【００１４】
本発明の鋼線材においては、必要によって、（１）Ｎｉ：０．５％以下（０％を含まない）および／またはＣｒ：０．５％以下（０％を含まない）、（２）Ｔｉ：０．０５％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：０．２％以下（０％を含まない）およびＶ：０．２％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる１種または２種以上等を含有することも有用であり、含有される元素の種類に応じて鋼線材の特性が更に改善される。
【００１５】
本発明の鋼線材は、海底ケーブル内に埋設される光ファイバーの外周に配置され、該光ファイバーの耐圧層を構成する異形線の素材として用いた場合に最も有効であるが、用途についてはこうした異形線の素材に限らず、同様の耐食性および機械的特性が要求される環境下での適用も可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、上記目的を達成することのできる鋼線材の実現を目指して様々な角度から検討した。その結果、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，ＡｌおよびＮ等の基本成分を適切に調整し、引張強さが７００Ｎ／ｍｍ２以上である鋼線材であれば、この鋼線材を直接若しくはパテンティング処理した後に冷間加工すれば、要求される機械的特性および耐食性を満足し得るものが得られることを見出し、本発明を完成した。
【００１７】
本発明の鋼線材の引張強度を７００Ｎ／ｍｍ２以上としたのは、次の理由からである。例えば上記のような異形線の強度は、線材の強度とその後の冷間加工率によって決まるのであるが、本発明者らの検討によると、例えば異形線を８ｍｍφの線材から冷間加工によって製造する場合には、その冷間加工率は約８５％となる。また、冷間加工中の割れを防止するためにも加工率を８５％以下にする必要がある。そして、８５％以下の冷間加工率で、１２００Ｎ／ｍｍ２以上の要求強度を満足する異形線を加工するためには、線材で必要な強度は７００Ｎ／ｍｍ２以上となる。また、異形線では、負荷応力に対する抵抗性も高い必要があるが、本発明の鋼線材を用いれば、例えば破断伸びで２．０％以上であるような優れた靭性が達成されることになる。
【００１８】
本発明の異形線において、上記基本成分の範囲限定理由は下記の通りである。
【００１９】
Ｃ：０．３〜０．８５％
Ｃは異形線に所定の強度を付与する上で有効な元素であり、線材として必要な７００Ｎ／ｍｍ２以上の強度を得るためには、少なくともその含有量は０．３％とすることが必要である。しかしながら、Ｃ含有量が過剰になって０．８５％を超えると、伸線、冷間加工の際の加工性を劣化させたり、線同士の溶接時に焼きが入って溶接性を阻害することになる。尚、Ｃ含有量の好ましい下限は０．３５％であり、好ましい上限は０．６５％である。
【００２０】
Ｓｉ：１．５％以下（０％を含まない）
Ｓｉはフェライトの固溶強化に寄与し、線材の強度を高めるのに有効な元素であるが、１．５％を超えて過剰に含有させると靱性が劣化することになる。尚、Ｓｉ含有量の好ましい下限は０．１％であり、好ましい上限は１．２％である。
【００２１】
Ｍｎ：０．２〜１．２％
Ｍｎは溶製時の脱酸作用を有し、また線材の強度を高めるのに有効な元素であるが、その含有量が０．２％未満では脱酸の効果が低く、また７００Ｎ／ｍｍ２以上の強度を得ることが困難になる。一方、Ｍｎの含有量が１．２％を超えると線材の焼入性が高くなり過ぎてマルテンサイトが発生し、加工性を著しく劣化させる。尚、Ｍｎ含有量の好ましい下限は０．３０％であり、好ましい上限は０．９０％である。
【００２２】
Ｃｕ：０．０８〜０．５％
Ｃｕは線材のフェライト脱炭抑制や強度向上に寄与する元素であり、更に異形線の耐食性を向上させるのに有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、０．０８％以上含有させる必要があるが、過剰に含有させると鋳造時に粒界析出などにより内部割れが発生する恐れがあり、また熱間圧延時に焼入性が高くなって過冷組織が発生するなどの不具合が生じるため０．５％以下とする必要がある。尚、Ｃｕ含有量の好ましい下限は０．１０％であり、好ましい上限は０．３０％である。
【００２３】
Ａｌ：０．００２〜０．１％
Ａｌは溶製時の脱酸と線材の結晶粒微細化に有効な元素である。この様な効果を有効に発揮させるためには、０．００２％以上含有させることが必要である。但し、Ａｌを過剰に含有させると、粗大なアルミナを形成して、鋳造時のノズル閉塞を引き起こすなどの不具合が発生するので０．１％以下とすることが好ましい。尚、Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０１％であり、好ましい上限は０．０６％である。
【００２４】
Ｎ：０．００２〜０．０１％
ＮはＡｌと結合してＡｌＮを生成し、圧延時のオーステナイト結晶粒を微細化させる元素であるが、０．００２％未満ではこの様な効果は得られない。しかしながら、過剰に含有させると鋳造時の割れ発生を引き起こすため０．０１％以下とするのが良い。尚、Ｎ含有量の好ましい下限は０．００２５％であり、好ましい上限は０．００９％である。
【００２５】
本発明の鋼線材においては、上記基本成分の他（残部）は実質的に鉄からなるものであるが、これら以外にも微量成分を含み得るものであり、こうした成分を含むものも本発明の技術的範囲に含まれるものである。また本発明の異形線には、不可避的にＰやＳ等の不純物が含まれることになるが、これらは本発明の効果を損なわない限度で許容される。特に、ＰやＳの不純物は靱性の低下を招き、またＳはＭｎと結合してＭｎＳを生成し伸線時の断線の起点となるため、いずれも０．０３％以下に抑制することが好ましい。
【００２６】
また本発明の鋼線材は、上記基本成分の他、必要によって、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ等を含有させることも有効であり、含有される元素の種類に応じて鋼線材の特性が更に改善される。これらの成分を含有させるときの範囲限定理由は下記の通りである。
【００２７】
Ｎｉ：０．５％以下（０％を含まない）および／またはＣｒ：０．５％以下（０％を含まない）
ＣｒおよびＮｉは、いずれも線材の強度向上に有効な元素であり、また異形線として要求される耐食性の向上にも寄与する元素である。更に、Ｎｉは鋼線材の靱性向上作用にも有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、いずれも０．０５％以上含有させることが好ましい、０．５％を超えて過剰に含有させると線材の焼入性が高くなり過ぎることになる。
【００２８】
Ｔｉ：０．０５％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：０．２％以下（０％を含まない）およびＶ：０．２％以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる１種または２種以上
Ｔｉ、ＮｂおよびＶは、析出強化によって鋼線材の引張強度を向上させる効果があり、このうちＮｂとＶは圧延時の冷却中に窒化物を析出させて鋼中の固溶Ｎを減少させ、その後の伸線加工や冷間加工の加工性を確保できる。こうした効果はその含有量が増加するにつれて増大するが、その効果を有効に発揮させためには、Ｔｉで０．００２％以上、Ｎｂで０．００１％以上、Ｖで０．００１％含有させることが好ましい。しかしながら、Ｔｉで０．０５％、Ｎｂで０．２％、Ｖで０．２％を夫々超えて含有すると靭延性を低下させることになる。
【００２９】
ところで、本発明の鋼線材を素材として製造される異形線の形態については、特に限定されるものではないが、前記図２に示したように、３つの異形線２１〜２３を組み合わせることによって耐圧層２を構成できる断面扇形形状は勿論のこと、前記特許文献１に示されるような６分割形の形態、その他各種の形態も採用できるものである。
【００３０】
本発明の鋼線材は、基本的には光ファイバー海底ケーブルの異形線や補強用ワイヤ（補強用ピアノ線）の素材を想定したものであり、こうした用途に適用したときにその効果が最も発揮されるものであるが、その良好な機械的特性を利用して、例えば漁業、船舶等で用いられる鋼索等への技術的応用も可能である。
【００３１】
以下、実施例によって本発明の効果を更に具体的に示すが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に徴して設計変形することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００３２】
【実施例】
下記表１に示す化学成分組成を有する各線材（線径：８ｍｍまたは９．５ｍｍ）を、ダイス引抜きして直径：４．５ｍｍφの鋼線（素材としての鋼線材）とし、次いでロールで厚さ：２．５ｍｍに平圧延し、更にダイス引抜きにて前記図２に示した断面形状の異形線に加工した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
素材としての鋼線材の線径、引張強さ、および異形線の引張強さ、破断伸びを下記表２に示す。また表２には、下記の条件で塩水噴霧試験を行ったときの腐食減量についても同時に示した。
【００３５】
［塩水噴霧試験条件］
塩水噴霧試験は、（３５℃、５％塩水噴霧の環境下で８時間）＋（３５℃、６０％湿度の環境下で１６時間を１サイクルとして、２８サイクル行なった。
【００３６】
【表２】
【００３７】
これらの結果から、次の様に考察できる。まずＮｏ．１〜３のものは、本発明で規定要件を満足する鋼線材を用いて異形線を製造したものであり、機械的特性（引張強さおよび破断伸び）および耐食性に優れた異形線が得られていることが分かる。これに対して、Ｎｏ．４〜１１のものでは、本発明で規定する要件のいずれかを欠くものであり、異形線として要求される特性のいずれかを満足していないことが分かる。
【００３８】
Ｎｏ．４およびＮｏ．６のものでは、夫々ＣおよびＭｎの含有量が本発明で規定する量よりも少なくなっているので、異形線の引張強さが低くなっている。また、Ｎｏ．５のものでは、Ｃ含有量が本発明で規定する量を超えるものであり、伸線後の線同士の溶接時に焼きが入って過冷組織による破断が発生して、その後の製造が困難であった。
【００３９】
Ｎｏ．７のものではＭｎ含有量が過剰になっており、異形線での破断伸びが確保できなかった。Ｎｏ．８のものでは、Ｃｕ含有量が本発明で規定する量に満たないものであり、上記Ｎｏ１〜３のものに比べて腐食減量が大幅に増加している。
【００４０】
Ｎｏ．９のものでは、Ｃｕ含有量が過剰になっており、製鋼段階の鋳造時に内部割れが発生し製造が不可となった。また、線材の線径を９．５ｍｍφにして冷間加工率を高めたＮｏ．１０では、目標の強度：１２００Ｎ／ｍｍ２以上は満足していたが、延性が低下して破断伸び低くなっている。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以上の様に構成されており、機械的特性は勿論のこと、優れた耐食性をも発揮する鋼線材が実現でき、こうした鋼線材は、光ファイバー海底ケーブルの異形線や補強用ワイヤ（補強用ピアノ線）の素材としてだけでなく、その良好な機械的特性を利用して、漁業、船舶等で用いられる鋼索等の素材としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバー海底ケーブルの断面構造例を示す概略説明図である。
【図２】異形線の断面形状を示す拡大説明図である。
【符号の説明】
１ 光ファイバーユニット
２ 耐圧層
３ 補強用ピアノ線
４ 銅パイプ
２１〜２３ 異形線
３０ａ，３０ｂ テーパ面
３１ 凹曲面
３２ 凸曲面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a steel wire rod capable of exhibiting excellent corrosion resistance, and in particular, to protect an optical fiber buried in a submarine cable from external pressure (seawater pressure), the pressure-resistant layer is disposed around the optical fiber. The present invention relates to a steel wire material useful as a material such as a deformed wire constituting the above.
[0002]
[Prior art]
Optical fibers have characteristics such as light transmission that can be performed with low loss and light weight. Therefore, an attempt is being made to use them as an information transmission medium in submarine cables that transmit large amounts of information over long distances. Have been. This configuration will be described with reference to the drawings.
[0003]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of a cross-sectional structure of a submarine cable using an optical fiber as an information transmission medium (hereinafter, may be referred to as an “optical fiber submarine cable”), wherein 1 is an optical fiber unit, and 2 is an optical fiber. A pressure-resistant layer for protecting the unit 1 from seawater pressure in the deep sea, 3 indicates a reinforcing piano wire, and 4 indicates a copper pipe to which the piano wire is fixed. Although not shown in FIG. 1, the outer periphery of the copper pipe 4 is covered with an insulating layer made of low-density polyethylene or the like, and the surface is further covered with a skin made of high-density polyethylene or the like. An optical fiber submarine cable will be configured.
[0004]
In the optical fiber submarine cable as described above, the pressure-resistant layer 2 is generally configured by combining three deformed wires 21 to 23 having a substantially fan-shaped cross section. FIG. 2 (enlarged explanatory view) shows a cross-sectional shape of the deformed lines 21 to 23. The deformed lines 21 to 23 are a pair of tapered side surfaces 30a and 30b, a concave curved surface 31, and a convex curved surface forming the outer peripheral surface of the pressure-resistant layer 2. 32 and the like. The deformed line is generally formed so that the distance r1 from the center of the fan to the concave surface is about 1.5 mm and the radial thickness r2 is about 3.0 mm. .
[0005]
In the configuration shown in FIG. 2, the structure in which the breakdown voltage layer 2 is formed by combining three deformed lines 21 to 23 is shown. However, the number of combinations is not limited to three, and for example, a six-part structure is also known. (Patent Document 1).
[0006]
By the way, when the submarine cable is damaged for some reason and the seawater infiltrates into the cable, a phenomenon that the seawater penetrates in the axial direction (hereinafter, this phenomenon is called “water running”) may occur. In order to prevent such "water running", a compound (not shown) is filled between the optical fiber unit 1 and the pressure-resistant layer 2 and between the pressure-resistant layer and the copper pipe (that is, between the reinforcing piano wires 3). ing.
[0007]
The above-mentioned deformed wire is manufactured by, for example, drawing a wire having a diameter of about 8 mmφ into a die of about 4 mmφ, flat-rolling with a roll to about 2.3 mmφ, and then drawing the die into a roughly sector shape having a thickness of about 1.5 mm. ing. The strength required as a pressure-resistant layer is secured by utilizing the work hardening at the stage of the manufacturing process, but the submarine cable has a depth of 500 to 800 atm (depth: 5000 to 8000 m) in the deep sea. To be used, a tensile strength of 1200 N / mm 2 or more is required.
[0008]
Various proposals have been made on deformed wires that require the above characteristics. For example, the carbon equivalent Ceq defined by the contents of C, Mn, and Cr in the wire satisfies 0.57% or more, has at least one weld in the length direction, and has a total length including the weld. For example, a deformed wire for an optical fiber submarine cable having a ferrite-pearlite structure and a tensile strength of 126 kgf / mm 2 (1236 N / mm 2 ) or more has been proposed (for example, Patent Document 2).
[0009]
In addition, the reinforcing wire is controlled so that the maximum value and the minimum value of the C concentration in the ferrite constituting the pearlite structure are 1.3 atom% or less, thereby obtaining a high-strength carbon steel wire having excellent ductility. It has also been proposed (for example, Patent Document 3).
[0010]
By the way, assuming that seawater may enter the optical fiber submarine cable, the deformed wire is exposed to a corrosive environment, so that it is necessary to have good corrosion resistance. However, it cannot be said that corrosion resistance is considered in the steel wire rods for profiled wires proposed so far. From the viewpoint of imparting good corrosion resistance to a steel wire, it has been proposed to form a Zn-Al alloy plating layer on the surface of a steel wire having a carbon content of about 0.82% (for example, see Patent Document 1). 4) In fact, no consideration is given to the corrosion resistance of the steel wire itself.
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-12017 Patents etc. [Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 7-42548 Patent claims etc. [Patent Document 3]
JP, 2001-271138, A claim, etc. [Patent document 4]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-49439 Patent claims etc.
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made under such a circumstance, and an object of the present invention is to provide a steel wire rod that exhibits not only mechanical properties but also excellent corrosion resistance.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The steel wire rod of the present invention that can achieve the above object includes C: 0.3 to 0.85%, Si: 1.5% or less (excluding 0%), Mn: 0.2 to 1.2. %, Cu: 0.08 to 0.5%, Al: 0.002 to 0.1%, and N: 0.002 to 0.01%, the balance being Fe and unavoidable impurities, and tensile strength. Is 700 N / mm 2 or more.
[0014]
In the steel wire of the present invention, if necessary, (1) Ni: 0.5% or less (excluding 0%) and / or Cr: 0.5% or less (excluding 0%), (2) Ti : 0.05% or less (excluding 0%), Nb: 0.2% or less (excluding 0%), and V: 0.2% or less (excluding 0%) It is also useful to contain a kind or two or more kinds, and the properties of the steel wire are further improved according to the kind of the contained element.
[0015]
The steel wire material of the present invention is most effective when used as a material of a deformed wire that is disposed around an optical fiber buried in a submarine cable and that constitutes a pressure-resistant layer of the optical fiber. In addition to the above materials, application in an environment where similar corrosion resistance and mechanical properties are required is also possible.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present inventors have studied from various angles with the aim of realizing a steel wire rod that can achieve the above object. As a result, the basic components such as C, Si, Mn, Cu, Al and N are appropriately adjusted, and if the steel wire has a tensile strength of 700 N / mm 2 or more, this steel wire is directly or patented. It was found that a cold work process after the above process could provide a product satisfying the required mechanical properties and corrosion resistance, and completed the present invention.
[0017]
The reason for setting the tensile strength of the steel wire of the present invention to 700 N / mm 2 or more is as follows. For example, the strength of the deformed wire as described above is determined by the strength of the wire and the subsequent cold working rate. According to the study of the present inventors, for example, a deformed wire is manufactured by cold working from an 8 mmφ wire. In that case, the cold working ratio is about 85%. Further, in order to prevent cracks during cold working, the working ratio must be 85% or less. In order to process a deformed wire satisfying the required strength of 1200 N / mm 2 or more at a cold working rate of 85% or less, the strength required for the wire is 700 N / mm 2 or more. The deformed wire also needs to have high resistance to applied stress, but if the steel wire of the present invention is used, excellent toughness, for example, 2.0% or more in breaking elongation will be achieved. .
[0018]
The reasons for limiting the range of the above basic components in the deformed line of the present invention are as follows.
[0019]
C: 0.3 to 0.85%
C is an effective element for imparting a predetermined strength to the deformed wire, and in order to obtain a strength of 700 N / mm 2 or more required as a wire, its content must be at least 0.3%. It is. However, if the C content is excessive and exceeds 0.85%, the workability during wire drawing and cold working is deteriorated, or the wire is quenched at the time of welding to hinder weldability. Become. The preferred lower limit of the C content is 0.35%, and the preferred upper limit is 0.65%.
[0020]
Si: 1.5% or less (excluding 0%)
Si is an element that contributes to solid solution strengthening of ferrite and is effective in increasing the strength of a wire rod. However, if it is contained in excess of 1.5%, toughness will be deteriorated. Note that a preferable lower limit of the Si content is 0.1%, and a preferable upper limit is 1.2%.
[0021]
Mn: 0.2-1.2%
Mn has a deoxidizing effect at the time of melting and is an effective element for increasing the strength of the wire. However, if its content is less than 0.2%, the deoxidizing effect is low, and 700 N / mm 2 It becomes difficult to obtain the above strength. On the other hand, if the content of Mn exceeds 1.2%, the hardenability of the wire becomes too high to generate martensite, which significantly deteriorates the workability. The preferred lower limit of the Mn content is 0.30%, and the preferred upper limit is 0.90%.
[0022]
Cu: 0.08 to 0.5%
Cu is an element that contributes to suppressing ferrite decarburization of the wire and improving the strength, and is an element effective for further improving the corrosion resistance of the deformed wire. In order to exert such effects, it is necessary to contain 0.08% or more. However, if it is contained excessively, internal cracks may occur due to grain boundary precipitation during casting, and hardenability during hot rolling. Is increased, which causes a problem such as generation of a supercooled structure. Note that a preferable lower limit of the Cu content is 0.10%, and a preferable upper limit is 0.30%.
[0023]
Al: 0.002 to 0.1%
Al is an element effective for deoxidation at the time of melting and refining the crystal grains of the wire. In order to exhibit such effects effectively, it is necessary to contain 0.002% or more. However, if Al is excessively contained, coarse alumina is formed and a problem such as clogging of a nozzle at the time of casting occurs. Therefore, the content is preferably set to 0.1% or less. The preferred lower limit of the Al content is 0.01%, and the preferred upper limit is 0.06%.
[0024]
N: 0.002 to 0.01%
N is an element that combines with Al to form AlN and refines austenite crystal grains during rolling. However, if the content is less than 0.002%, such an effect cannot be obtained. However, if it is contained excessively, it will cause cracking during casting, so it is better to be 0.01% or less. The preferred lower limit of the N content is 0.0025%, and the preferred upper limit is 0.009%.
[0025]
In the steel wire rod of the present invention, in addition to the above basic components (the rest) is substantially composed of iron, it may contain trace components other than these, and those containing such components are also included in the present invention. It is included in the technical scope. Further, the deformed wire of the present invention inevitably contains impurities such as P and S, but these are allowed as long as the effects of the present invention are not impaired. In particular, since impurities of P and S cause a decrease in toughness, and S combines with Mn to form MnS and becomes a starting point of disconnection at the time of drawing, it is preferable that both are suppressed to 0.03% or less. .
[0026]
In addition, the steel wire of the present invention is also effective to contain Ni, Cr, Ti, Nb, V, and the like, if necessary, in addition to the basic components described above. It is further improved. The reasons for limiting the range when these components are contained are as follows.
[0027]
Ni: 0.5% or less (excluding 0%) and / or Cr: 0.5% or less (excluding 0%)
Cr and Ni are both effective elements for improving the strength of the wire and also contribute to improving the corrosion resistance required as a deformed wire. Further, Ni is an effective element for improving the toughness of the steel wire. In order to exhibit such an effect, it is preferable to contain 0.05% or more of all. If the content exceeds 0.5%, the hardenability of the wire becomes too high.
[0028]
Ti: selected from the group consisting of 0.05% or less (excluding 0%), Nb: 0.2% or less (excluding 0%), and V: 0.2% or less (excluding 0%) One or more of Ti, Nb and V have the effect of improving the tensile strength of the steel wire by precipitation strengthening. Among them, Nb and V precipitate nitrides during cooling during rolling to form solids in the steel. It is possible to reduce the dissolved N and secure the workability of the subsequent wire drawing and cold working. These effects increase as the content increases, but in order to exhibit the effects effectively, 0.002% or more of Ti, 0.001% or more of Nb, and 0.001% of V are contained. Is preferred. However, if the content exceeds 0.05% for Ti, 0.2% for Nb, and 0.2% for V, the toughness and ductility are reduced.
[0029]
Incidentally, the form of the deformed wire manufactured using the steel wire rod of the present invention as a raw material is not particularly limited, but as shown in FIG. 2 described above, the pressure resistance is improved by combining the three deformed wires 21 to 23. In addition to the fan-shaped cross section in which the layer 2 can be formed, a six-segmented shape as shown in Patent Document 1 and other various shapes can be adopted.
[0030]
The steel wire material of the present invention basically assumes a deformed wire of an optical fiber submarine cable or a material for a reinforcing wire (reinforcing piano wire), and when it is applied to such an application, its effect is most exhibited. However, it is also possible to make use of its good mechanical properties for technical application to, for example, steel cables used in fishing, ships and the like.
[0031]
Hereinafter, the effects of the present invention will be described more specifically by way of examples.However, the following examples are not intended to limit the present invention, and any of the designs and modifications described in the preceding and following points is the effect of the present invention. It is included in the technical scope.
[0032]
【Example】
Each wire having a chemical composition shown in Table 1 below (diameter: 8 mm or 9.5 mm) is drawn out into a steel wire having a diameter of 4.5 mmφ (steel wire as a material) and then rolled to a thickness. : Flat-rolled to 2.5 mm and further processed by die drawing into a deformed line having the cross-sectional shape shown in FIG.
[0033]
[Table 1]
[0034]
Table 2 below shows the wire diameter, tensile strength, and tensile strength and elongation at break of the deformed wire as a material. Table 2 also shows the corrosion loss when the salt spray test was performed under the following conditions.
[0035]
[Salt spray test conditions]
The salt spray test was performed 28 cycles, with (1 cycle being 16 hours in an environment of 35 ° C. and 60% humidity) + (8 hours in an environment of 35 ° C., 5% salt spray) + (35 hours).
[0036]
[Table 2]
[0037]
From these results, the following can be considered. First, no. In the case of 1-3, the deformed wire was manufactured using a steel wire material satisfying the specified requirements in the present invention, and a deformed wire excellent in mechanical properties (tensile strength and elongation at break) and corrosion resistance was obtained. You can see that. On the other hand, no. It can be seen that Samples Nos. 4 to 11 lack any of the requirements specified in the present invention and do not satisfy any of the characteristics required as a deformed wire.
[0038]
No. 4 and No. 4. In the case of No. 6, since the contents of C and Mn are smaller than the amounts specified in the present invention, the tensile strength of the deformed wire is low. No. In the case of No. 5, the C content exceeds the amount specified in the present invention, and the wire after drawing is quenched at the time of welding and breaks due to a supercooled structure, making subsequent production difficult. there were.
[0039]
No. In the case of No. 7, the Mn content was excessive, and the breaking elongation at the deformed wire could not be secured. No. In the case of No. 8, the Cu content was less than the amount specified in the present invention, and the corrosion weight loss was significantly increased as compared with the above Nos.
[0040]
No. In the case of No. 9, the Cu content was excessive, and internal cracks occurred at the time of casting at the steel making stage, making production impossible. In addition, the wire diameter of the wire rod was 9.5 mmφ to increase the cold working ratio. In No. 10, the target strength of 1200 N / mm 2 or more was satisfied, but the ductility was lowered and the elongation at break was low.
[0041]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and it is possible to realize a steel wire exhibiting not only mechanical properties but also excellent corrosion resistance. Such a steel wire can be formed by using a deformed wire of an optical fiber submarine cable or a reinforcing wire (reinforcing wire). It is useful not only as a material for a piano wire, but also as a material for steel cords used in fishing, ships, etc. by utilizing its good mechanical properties.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an example of a cross-sectional structure of an optical fiber submarine cable.
FIG. 2 is an enlarged explanatory view showing a cross-sectional shape of a deformed line.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 optical fiber unit 2 pressure-resistant layer 3 reinforcing piano wire 4 copper pipes 21 to 23 deformed wires 30a, 30b tapered surface 31 concave curved surface 32 convex curved surface
