JP2015531823A - 強度及び延性に優れた鋼線材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記Cの含量が0.7%未満では、本発明が具現しようとする双晶の挙動、並びにこれによる強度及び延性の確保が困難である。即ち、炭素の含量が低くなると、転位増殖または変形挙動において、積層欠陥エネルギー(SFE、Stacking Fault Energy)を減らして、冷間伸線または冷間加工中にε−マルテンサイトが生成されるおそれがある。加工中にε−マルテンサイトが生成されると、双晶によって得られる強度より低い強度が得られ、延性が急激に低下するという問題がある。また、上記Cの含量が0.9%を超過すると、過剰な炭素含量により、冷却中に粒界炭化物が発生する可能性が高くなる。このように粒界炭化物が発生すると、粒界脆化をもたらして延性が急激に低下する可能性があるため、その含量が0.9%を超えないことが好ましい。
上記Mnは、本発明の鋼線材の微細組織内に置換型固溶体で固溶されて用いられ、全体的にオーステナイト単相の安定性に関与する元素である。上記Mnの含量が13%より少ないと、加工硬化速度は増加するが、積層欠陥エネルギーを減らして冷間伸線または冷間加工中にε−マルテンサイトが生成される可能性が高くなる。また、17%を超過すると、経済的に不利であるだけでなく、熱間圧延のための再加熱時に内部酸化が激しく発生して、表面品質が低下するという問題があるため、その含量は13〜17%であることが好ましい。
上記Cuは、オーステナイト相を安定化させる主要元素で、冷間伸線時にも双晶の形成及び転位の増殖に非常に大きく寄与する成分である。上記Cuの含量が1%未満では上記Cuの投入効果が非常に少なくなり、冷間伸線中に断線が頻繁に発生するため伸線が容易ではないという短所がある。これに対し、3%を超過すると、経済的に不利であるだけでなく、炭素とは反対に引張強度の下落をもたらすため、3%を超えないことが好ましい。
上記Pは、結晶粒界に偏析されて靭性を低下させる元素であるため、その上限を0.035%に制限することが好ましい。また、上記Sは、低融点元素で、粒界に偏析されて靭性を低下させ、硫化物を形成して遅延破壊抵抗性及び応力弛緩特性に有害な影響を及ぼすため、その上限を0.040%に制限することが好ましい。
上記断面減少率が60%未満である場合は、本発明で具現しようとする高強度、即ち、引張強度1800〜2100MPaを確保することが困難である。また、80%を超過すると、引張強度は確保されるが、非常に高い冷間加工量によって素材が脆化して割れるおそれがあり、この場合、断線または破断が発生する可能性があるという問題がある。
Claims (8)
- 重量%で、C:0.7〜0.9%、Mn:13〜17%、Cu:1〜3%、残りはFe及び不可避不純物を含む、強度及び延性に優れた鋼線材。
- 前記鋼線材は、熱間圧延後に、結晶粒サイズが10〜100μmであるオーステナイト単相組織を含む、請求項1に記載の強度及び延性に優れた鋼線材。
- 前記鋼線材は、冷間伸線後に、厚さ10〜50nmである双晶を60〜80%の面積分率で含む、請求項1に記載の強度及び延性に優れた鋼線材。
- 前記鋼線材は、1800MPa以上の引張強度及び15%以上の延伸率を有する、請求項1に記載の強度及び延性に優れた鋼線材。
- 重量%で、C:0.7〜0.9%、Mn:13〜17%、Cu:1〜3%、残りはFe及び不可避不純物を含む鋼塊をAe3+150℃〜Ae3+250℃の温度範囲で再加熱する段階と、
前記再加熱された鋼塊を冷却し、Ae3+50℃〜Ae3+150℃の温度範囲で熱間圧延して熱延線材を製造する段階と、
前記熱延線材を1〜5℃/sの冷却速度で600℃以下まで冷却する段階と、
前記冷却された熱延線材を60〜80%の断面減少率で冷間伸線して鋼線材を製造する段階と、を含む、強度及び延性に優れた鋼線材の製造方法。 - 前記再加熱は、30分〜1時間30分行う、請求項5に記載の製造方法。
- 前記再加熱された鋼塊の冷却は、5〜15℃/sの冷却速度で行う、請求項5に記載の製造方法。
- 前記冷間伸線は、ダイス角度10°〜13°の冷間伸線用ダイスを用いて行う、請求項5に記載の製造方法。
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