JP2012126955A - 乾式伸線性に優れた高炭素鋼線材およびその製造方法 - Google Patents
乾式伸線性に優れた高炭素鋼線材およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012126955A JP2012126955A JP2010278890A JP2010278890A JP2012126955A JP 2012126955 A JP2012126955 A JP 2012126955A JP 2010278890 A JP2010278890 A JP 2010278890A JP 2010278890 A JP2010278890 A JP 2010278890A JP 2012126955 A JP2012126955 A JP 2012126955A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- average
- pearlite
- wire
- less
- lamella
- 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
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
【解決手段】乾式伸線に供される特定組成の高炭素鋼線材をパーライト組織とし、このパーライト組織における、平均ラメラ間隔L、ラメラのうちで間隔が120nm以下の微小なラメラの領域、平均ノジュール径D、平均ノジュール径Dと平均ラメラ間隔Lとの関係を各々特定範囲とし、乾式伸線性を優れさせる。
【選択図】図1
Description
まず、本発明高炭素鋼線材の化学成分組成の限定理由について説明する。本発明高炭素鋼線材の化学成分組成は、乾式伸線に供される高炭素鋼線材として、後述する鋼線材組織とするための前提となる。また、乾式伸線工程の生産性向上、やコスト低減のための伸線性向上や、本発明の対象とするタイヤ補強用などの極細鋼線として要求される強度などの機械的特性を確保するための前提となる。
Cは高炭素鋼線材の強度を確保するための基本元素であり、C含有量が少なすぎると、本発明の対象とするタイヤ補強用などの極細鋼線として要求される強度を確保できない。また、鋼線材の製造過程でパーライト主体の組織にならず、伸線性に悪影響を及ぼす場合がある。一方、C含有量の増加は、強度増加に直結するが、過度の添加は延性を劣化させるし、初析セメンタイトが生成して、伸線性を阻害するようになる。このため、C含有量は0.68〜0.86%の範囲とする。
Siは脱酸作用とパーライト組織の安定化に寄与する。また、固溶強化により強度を高める作用を有する。本発明の対象とするタイヤ補強用などの極細径に伸線加工された極細鋼線では、Siを脱酸剤として添加し、硬質なアルミナ系介在物の生成を防止することが、強度などの機械的特性を確保するために重要となる。Si含有量が少な過ぎるとこれらの効果が不足するが、一方で過度の添加は、酸化物の粗大化、線材の強度上昇、剥離しがたいスケールを生成、フェライトを固溶強化し過ぎするなど、伸線性を阻害する。このため、Si含有量は0.05〜0.5%の範囲とし、下限値は好ましくは0.07%、より好ましくは0.10%、更に好ましくは0.15%とする。また、上限値は好ましくは0.45%、より好ましくは0.40%、更に好ましくは0.35%とする。
Mnは脱酸、脱硫作用と、固溶強化による強度向上作用があり、パーライト組織の安定化に寄与する。Mn含有量が少な過ぎるとこれらの効果が不足するが、一方で過度の添加は、偏析による組織の均−性の低下(不均一化)や、硫化物の粗大化を生じて伸線性を劣化させる。また、フェライトを固溶強化しすぎて伸線性を低下させるようにもなる。このため、Mn含有量は0.1〜0.8質量%の範囲とし、下限値は好ましくは0.15%、より好ましくは0.20%、更に好ましくは0.25%とする。また、上限値は好ましくは0.75%、より好ましくは0.70%、更に好ましくは0.60%とする。
Alは有効な脱酸元素として知られるが、硬質なアルミナ系介在物は極細径に伸線加工される線材では断線原因になり、伸線性を低下させる。また、極細鋼線の機械的な特性も低下させる。このために、Al含有量は不可避的不純物として少ないほど好ましく、具体的には0.0050%以下に規制する。厳しい伸線条件でも伸線性を確保するためには、一層の低減が必要であり、好ましくは0.0035%以下、更に好ましくは0.0025%以下とする。
Pは不可避的不純物元素であり、特にフェライトを固溶強化するため、伸線性を著しく劣化させるなど影響が大きい。また、過度に含有すると鉄鋼材料の靭延性が劣化するので、含有量は少ないほど好ましい。具体的には、P含有量は0.02%以下とし、厳しい伸線条件でも伸線性を確保するためには、一層低減して、好ましくは0.010%以下、更に好ましくは0.007%以下とする。
Sも不可避的不純物元素であり、過度に含有すると、硫化物のサイズ、量が増加し、延性が劣化する。また、介在物MnSを生成して伸線性を阻害する。このため、含有量は少ないほど好ましく、具体的には、S含有量は0.020%以下とし、厳しい伸線条件でも伸線性を確保するためには、一層低減して、好ましくは0.010%以下、更に好ましくは0.007%以下とする。
Nも不可避的不純物元素であり、フェライトに固溶して、伸線時に発熱による時効硬化やひずみ時効硬化させ、鋼線の強度を上昇させて靭延性を劣化させ、伸線性の低下への影響が大きい。このため、含有量は少ないほど好ましく、具体的には0.0040%以下とする。厳しい伸線条件でも伸線性を確保するためには、一層低減して、好ましくは0.0030%以下、更に好ましくは0.0025%以下とする。
Oも不可避的不純物元素であり、鋼中酸素量の増加は粗大酸化物を招き、断線原因となる。このため、含有量は少ないほど好ましく、具体的には0.0030%以下とする。厳しい伸線条件でも伸線性を確保するためには、一層の低減が必要であり、上限を好ましくは0.0020%以下、更に好ましくは0.0015%以下とする。
これらも基本的には不可避的不純物元素であるが、微量の含有は、酸化物や硫化物を微細化し、耐断線性を向上させる効果もある。したがって、具体的には、これらの元素の合計の含有量で0.02%以下(0%を含む)の含有は許容するが、厳しい伸線条件でも伸線性を確保するためには、好ましくは0.010%以下、更に好ましくは0.007%以下(いずれも0%を含む)とする。
次に、本発明の高炭素鋼線材の組織について説明する。先ず、組織と伸線性との関係について説明して、本発明組織の各要件の限定理由について明確化する。
このような考えに基づき、本発明者らは、高炭素鋼線材のラメラ間隔を拡大して軟質化した場合に、必然的に生じる不均一なラメラ間隔箇所、即ち、前記ラメラ間隔が微細な領域の低減、ラメラ間隔の均一化によって、前記線材の脆化が低減できることを見出した。
一方、平均ラメラ間隔Lは150〜300nmの範囲とする。平均ラメラ間隔Lが微細化したとしても、150nmまではパーライトの強度上昇が比較的緩やかとなる。また、乾式伸線による局所的なセメンタイトの分解も生じにくい。このため、平均ラメラ間隔Lが150nmまで微細化したとしても、前記前記線材の脆化の要因となる、前記線材組織内の強度の不均一や、前記線材組織内の局所的な脆化部生成は抑制できる。
本発明では、更にパーライトの平均ノジュール径Dは40μm 以下とし、かつ、この平均ノジュール径Dと前記平均ラメラ間隔LとがD<−0.1×L+60の関係を満たすこととする。
本発明の要旨は、前記した通り、ラメラ間隔を粗大化するとともに、このラメラ間隔のうちの微細な領域を低減して、ラメラ間隔を均一化することである。
鋼片(ビレット)は、常法により、上記化学成分組成の高炭素鋼溶製後の連続鋳造により作製するか、あるいはその鋳造された鋼塊を更に分塊圧延して作製する。
この鋼片を加熱して熱間圧延する際には、圧延の仕上温度を1050℃以下の低温にすることにより、オーステナイトの回復、再結晶、粒成長を抑制して、強度上昇を抑制し、ノジュールを微細化することができる。仕上温度の下限は、低温過ぎると圧延機への負荷が過大となるため、900℃以上とする。
この熱間圧延における仕上圧延終了後、この圧延線材を直ちに950〜800℃の範囲内の温度に水冷するが、この場合の平均冷却速度は50℃/s以上であることが好ましい。この水冷による到達温度範囲は、線材に適正な脱スケール性を具備させるための規定である。到達温度が800℃未満では、伸線前のスケール剥離工程でスケールが剥離しにくく、950℃以上では、スケールが剥がれ易すぎるため、圧延後の搬送中にスケールが剥離してしまい、剥離部に薄厚の低温スケールやさびが生成する。そして、これらの低温スケールやさびは伸線前のスケール剥離工程で剥離しないため、伸線された鋼線の疵となったり断線の原因となる。
次に、この温度範囲から、圧延線材を引き続き、衝風冷、ミスト冷却、水冷などの冷却手段を用いて急冷して、核生成(変態開始)させるが、この急冷の際の平均冷却速度が30℃/s未満だと、旧γ粒径が粗大化する。この点、この急冷の際の平均冷却速度の下限は、好ましくは40℃/s以上、更に好ましくは50℃/s以上、一層好ましくは70℃/s以上である。
続いて、この急冷によって核生成(変態開始)させた高炭素鋼線材を、直ちに急速に加熱して、低温での変態進行を抑制(軽減)する。このためには、前記640〜580℃の温度範囲に到達後(この急冷後)2秒以内に、この温度範囲から650〜720℃の範囲内の温度に50℃/s以上の平均昇温速度で高炭素鋼線材を急速に加熱する必要がある。前記したラメラ間隔が120nm以下の微小なラメラを低減するためには、核生成(変態開始)後、高温域まですばやく昇温する必要がある。
そして、更に、高炭素鋼線材を、この650〜720℃の温度範囲内で0.5℃/s未満の範囲の緩やかな平均昇温速度か平均降温速度かで保持しながら、この温度範囲内で(温度域で)変態完了まで保持する。このような急速加熱と等温保持とを組み合わせたヒートパターンの熱処理の過程で、圧延線材のパーライト変態を完了させる。ここで、前記平均昇温速度が0.5℃/sを超すと、ラメラ間隔のばらつきが大きくなる(標準偏差が増加する)。これは、高温ではわずかな温度変化でラメラ間隔が顕著に変化するためである。ラメラ間隔のばらつき低減の観点からは、ラメラ成長時の変態温度変化が小さいほうが好ましい。
これによって、パーライト組織だが、平均ラメラ間隔L、ラメラのうちで間隔が120nm以下の微小なラメラの領域、平均ノジュール径D、平均ノジュール径Dと平均ラメラ間隔Lとの前記関係が種々異なる線材を作製した。
上記線材から供試材を採取して、パーライトの面積率、パーライトの平均ノジュール径D、平均ラメラ間隔L、パーライトのラメラのうちで間隔が120nm以下のラメラの領域の割合を測定した。観察は供試材の任意の10箇所で行い、測定値の平均を各々の値(平均値)とした。
ノジュール径D(μm)=10×2(10-G)/2
Claims (2)
- 乾式伸線に供される高炭素鋼線材であって、質量%で、C:0.68〜0.86%、Si:0.05〜0.5%、Mn:0.1〜0.8%を各々含み、残部Feおよび不可避的不純物からなるとともに、組織が95面積%以上のパーライトを有し、このパーライトの平均ラメラ間隔Lが150〜300nmの範囲であり、かつ、このパーライトのラメラのうちで間隔が120nm以下のラメラの領域が30%以下であり、かつ、ラメラ間隔の標準偏差が50nm以下であり、更に、このパーライトの平均ノジュール径Dが40μm 以下であり、かつ、この平均ノジュール径Dと前記平均ラメラ間隔LとがD<−0.1×L+60の関係を満たすことを特徴とする、乾式伸線性に優れた高炭素鋼線材。
- 乾式伸線に供される高炭素鋼線材の製造方法であって、質量%で、C:0.68〜0.86%、Si:0.05〜0.5%、Mn:0.1〜0.8%を各々含み、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼片を、加熱して仕上温度1050〜900℃で熱間圧延を行い、この熱間圧延における仕上圧延終了後、直ちに950〜800℃の範囲内の温度に水冷し、引き続き30℃/s以上の平均冷却速度にて640〜580℃の範囲内の温度に急冷した後、この温度範囲から2秒以内に650〜720℃の範囲内の温度に50℃/s以上の平均昇温速度で急速に加熱し、更に、この650〜720℃の温度範囲内に0.5℃/s未満(0℃/sを含む)の昇温速度あるいは降温速度で保持しながらパーライト変態を完了させた線材とし、この線材の組織を、95面積%以上のパーライトを有し、このパーライトの平均ラメラ間隔Lが150〜300nmの範囲であり、かつ、このパーライトのラメラのうちで間隔が120nm以下のラメラの領域が30%以下であり、かつ、ラメラ間隔の標準偏差が50nm以下であり、更に、このパーライトの平均ノジュール径Dが40μm 以下であり、かつ、この平均ノジュール径Dと前記平均ラメラ間隔LとがD<−0.1×L+60の関係を満たす組織とすることを特徴とする、乾式伸線性に優れた高炭素鋼線材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010278890A JP5503516B2 (ja) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | 乾式伸線性に優れた高炭素鋼線材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010278890A JP5503516B2 (ja) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | 乾式伸線性に優れた高炭素鋼線材およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012126955A true JP2012126955A (ja) | 2012-07-05 |
JP5503516B2 JP5503516B2 (ja) | 2014-05-28 |
Family
ID=46644316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010278890A Expired - Fee Related JP5503516B2 (ja) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | 乾式伸線性に優れた高炭素鋼線材およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5503516B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014208492A1 (ja) * | 2013-06-24 | 2014-12-31 | 新日鐵住金株式会社 | 高炭素鋼線材及びその製造方法 |
KR101913048B1 (ko) * | 2014-08-08 | 2018-10-29 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 신선 가공성이 우수한 고탄소강 선재 |
KR101987670B1 (ko) * | 2017-12-22 | 2019-09-27 | 주식회사 포스코 | 내부 재질이 균일한 고탄소 선재 및 그 제조 방법 |
-
2010
- 2010-12-15 JP JP2010278890A patent/JP5503516B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014208492A1 (ja) * | 2013-06-24 | 2014-12-31 | 新日鐵住金株式会社 | 高炭素鋼線材及びその製造方法 |
CN105324503A (zh) * | 2013-06-24 | 2016-02-10 | 新日铁住金株式会社 | 高碳钢线材及其制造方法 |
JP5939359B2 (ja) * | 2013-06-24 | 2016-06-22 | 新日鐵住金株式会社 | 高炭素鋼線材及びその製造方法 |
EP3015563A4 (en) * | 2013-06-24 | 2017-03-08 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | High-carbon steel wire rod and method for manufacturing same |
CN105324503B (zh) * | 2013-06-24 | 2017-03-15 | 新日铁住金株式会社 | 高碳钢线材及其制造方法 |
KR101728272B1 (ko) | 2013-06-24 | 2017-04-18 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 고탄소강 선재 및 그 제조 방법 |
US10174399B2 (en) | 2013-06-24 | 2019-01-08 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | High carbon steel wire rod and method for manufacturing same |
KR101913048B1 (ko) * | 2014-08-08 | 2018-10-29 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 신선 가공성이 우수한 고탄소강 선재 |
US10487379B2 (en) | 2014-08-08 | 2019-11-26 | Nippon Steel Corporation | High-carbon steel wire rod with excellent wire drawability |
KR101987670B1 (ko) * | 2017-12-22 | 2019-09-27 | 주식회사 포스코 | 내부 재질이 균일한 고탄소 선재 및 그 제조 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5503516B2 (ja) | 2014-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101528441B1 (ko) | 고강도 강판 및 그 제조 방법 | |
JP4088220B2 (ja) | 伸線前の熱処理が省略可能な伸線加工性に優れた熱間圧延線材 | |
KR100651302B1 (ko) | 신선 가공성이 우수한 고탄소강 선재 및 그의 제조방법 | |
JP5157230B2 (ja) | 伸線加工性の優れた高炭素鋼線材 | |
JP5503515B2 (ja) | 乾式伸線性に優れた高炭素鋼線材およびその製造方法 | |
JP4646866B2 (ja) | 伸線性に優れた軸受鋼線材およびその製造方法 | |
JP3387149B2 (ja) | 伸線強化高強度鋼線用線材およびその製造方法 | |
JP6394708B2 (ja) | 伸線加工性に優れる高炭素鋼線材 | |
JP5590256B2 (ja) | 圧延線材、及びその製造方法 | |
KR20110082042A (ko) | 가공성이 우수한 고탄소강 선재 | |
JP2009215571A (ja) | 伸びフランジ性に優れた高強度冷延鋼板 | |
CN107406950B (zh) | 拉丝性优异的高碳钢线材和钢线 | |
JP6354481B2 (ja) | 鋼線材及び鋼線材の製造方法 | |
KR20030003050A (ko) | 신선성이 우수한 고탄소강 선재 및 그의 제조방법 | |
JP2020509190A (ja) | 高温伸び特性に優れた高強度鋼板、温間プレス成形部材、及びそれらの製造方法 | |
JP2001181789A (ja) | 伸線加工性に優れた細径高炭素鋼熱間圧延線材 | |
JP3681712B2 (ja) | 伸線性に優れた高炭素鋼線材およびその製造方法 | |
CN112090956A (zh) | 一种低偏析高扭转桥梁缆索用盘条的生产控制方法 | |
JP5945196B2 (ja) | 高強度鋼線用線材 | |
JP5503516B2 (ja) | 乾式伸線性に優れた高炭素鋼線材およびその製造方法 | |
KR20090132796A (ko) | 고강도 저항복비 철근의 제조방법 | |
JP4016894B2 (ja) | 鋼線材及び鋼線の製造方法 | |
WO2020090149A1 (ja) | ボルト用鋼及びその製造方法 | |
JP2000087186A (ja) | 伸線加工性に優れた高炭素鋼線材、極細鋼線及びその製造方法 | |
CN108070785B (zh) | 延性优良的高碳线材及其制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120828 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131224 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140205 |
|
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: 20140311 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140314 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5503516 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |