JP2018062690A - Steel wire and manufacturing method therefor - Google Patents

Steel wire and manufacturing method therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2018062690A
JP2018062690A JP2016201837A JP2016201837A JP2018062690A JP 2018062690 A JP2018062690 A JP 2018062690A JP 2016201837 A JP2016201837 A JP 2016201837A JP 2016201837 A JP2016201837 A JP 2016201837A JP 2018062690 A JP2018062690 A JP 2018062690A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
less
steel wire
temperature
steel
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.)
Pending
Application number
JP2016201837A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
智一 増田
Tomokazu Masuda
智一 増田
将 高山
Sho Takayama
将 高山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2016201837A priority Critical patent/JP2018062690A/en
Publication of JP2018062690A publication Critical patent/JP2018062690A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steel wire excellent in heat conduction characteristics and high temperature strength, and a manufacturing method therefor.SOLUTION: There is provided a steel wire containing C:0.3 to 1.2 mass%, Si:0.01 to 2.5 mass%, Mn:0.01 to 1.0 mass%, P:over 0 mass% and 0.05 mass% or less, S:over 0 mass% and 0.05 mass% or less and Cr:0.7 to 2.0 mass% and the balance iron with inevitable impurities. In the steel wire, maximum diameter of Cr-based carbide contained in the steel wire is 0.3 μm or less and the number thereof is 1.5/μmor less, and tempered martensite is 90% or more in an area ratio.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、鋼線およびその製造方法に関し、とりわけ、ピストンリングのような、優れた熱伝導特性と高温強度が要求される機械構造部材の素材として用いることができる鋼線とその製造方法に関する。   The present invention relates to a steel wire and a manufacturing method thereof, and more particularly to a steel wire that can be used as a material for a mechanical structural member such as a piston ring that requires excellent heat conduction characteristics and high-temperature strength, and a manufacturing method thereof.

自動車の軽量化や自動車エンジンの高出力化に伴い、エンジンに用いられる各種部品には、強度、靱性といった各種機械的特性の向上が求められている。特に、ピストン、ピストンリングなどの高熱にさらされる部品においては、強度や靭性に加えて、熱伝導特性も求められている。   With the reduction in weight of automobiles and the increase in output of automobile engines, various parts used in engines are required to have improved various mechanical properties such as strength and toughness. In particular, in parts exposed to high heat, such as pistons and piston rings, in addition to strength and toughness, heat conduction characteristics are also required.

近年のピストンリングには、従来用いられてきた鋳鉄製のものから、各種合金元素の添加によって種々の機能を付与した特殊鋼やステンレス鋼が用いられるようになってきている。   For recent piston rings, special steels and stainless steels that have been provided with various functions by addition of various alloy elements have been used instead of conventionally used cast irons.

特殊鋼は、主相をマルテンサイトとすることで高い強度を確保することができ、また優れた疲労強度を確保することができる。しかし、エンジンのような高温環境下での使用においては、高強度部材ほど強度低下が著しく、強度低下による摩耗促進やエンジンの性能低下が生じやすくなる。高温環境下で起こるこのような問題に対処するために、これまでに以下のような技術が提案されている。   Special steel can ensure high strength by using martensite as the main phase, and can also ensure excellent fatigue strength. However, when used in a high-temperature environment such as an engine, the strength of the high-strength member is significantly reduced, and the wear is accelerated and the performance of the engine is easily lowered due to the strength reduction. In order to cope with such a problem that occurs in a high temperature environment, the following techniques have been proposed so far.

例えば特許文献1では鋼中に存在する硫化物系介在物の短径(幅)を適切に制御することで、高い耐焼付き性および高い耐摩耗性を有するピストンリング用鋼材、ピストンリング用異形線、ならびにピストンリングが開示されている。   For example, in Patent Document 1, by appropriately controlling the short diameter (width) of sulfide inclusions present in steel, a steel material for piston ring and a deformed wire for piston ring having high seizure resistance and high wear resistance. As well as a piston ring.

また、特許文献2では線材の組成と熱処理条件の最適化により適切な硬さが得られるピストンリング用線が開示されている。   Patent Document 2 discloses a piston ring wire that can obtain appropriate hardness by optimizing the composition of the wire and the heat treatment conditions.

特許第4616209号公報Japanese Patent No. 4616209 国際公開第2014/054130号International Publication No. 2014/054130

しかし、特許文献1に記載の硫化物系介在物の形状制御では、耐摩耗性は改善できるものの、耐熱性、熱伝導特性を改善することができず、ピストンリングとしての性能を十分に発揮できない場合がある。   However, the shape control of sulfide inclusions described in Patent Document 1 can improve the wear resistance, but cannot improve the heat resistance and heat conduction characteristics, and cannot fully exhibit the performance as a piston ring. There is a case.

また、特許文献2では、熱処理条件を再最適化するためCr含有量が11.0〜14.0%と高く、Cr系炭化物が多く析出するため熱伝導性が低下しやすく、エンジンの耐久性が十分でない場合がある。   In Patent Document 2, the Cr content is as high as 11.0 to 14.0% in order to re-optimize the heat treatment conditions, and a large amount of Cr-based carbides are precipitated, so that the thermal conductivity tends to be lowered, and the durability of the engine. May not be enough.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、熱伝導特性と高温強度に優れた鋼線とその製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object thereof is to provide a steel wire excellent in heat conduction characteristics and high-temperature strength and a method for producing the same.

本発明に係る鋼線は、C :0.3〜1.2質量%、Si:0.01〜2.5質量%、Mn:0.01〜1.0質量%、P :0質量%超、0.05質量%以下、S :0質量%超、0.05質量%以下、およびCr:0.7〜2.0質量%を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる鋼線であって、前記鋼線中に含まれるCr系炭化物の最大直径が0.3μm以下であり、その個数が1.5個/μm以下であり、焼もどしマルテンサイトが、面積率で90%以上である。 The steel wire according to the present invention has C: 0.3-1.2% by mass, Si: 0.01-2.5% by mass, Mn: 0.01-1.0% by mass, P: more than 0% by mass. 0.05% by mass or less, S: more than 0% by mass, 0.05% by mass or less, and Cr: 0.7 to 2.0% by mass with the balance being iron and inevitable impurities. The maximum diameter of the Cr-based carbide contained in the steel wire is 0.3 μm or less, the number thereof is 1.5 pieces / μm 2 or less, and the tempered martensite is 90% or more in area ratio. is there.

本発明に係る鋼線は、Cu:0質量%超、0.5質量%以下、Ni:0質量%超、1.0質量%以下、およびMo:0質量%超、1.5質量%以下よりなる群から選ばれる1種類以上を更に含有してよい。   The steel wire according to the present invention includes Cu: more than 0% by mass, 0.5% by mass or less, Ni: more than 0% by mass, 1.0% by mass or less, and Mo: more than 0% by mass, 1.5% by mass or less. It may further contain one or more selected from the group consisting of:

本発明に係る鋼線は、Ti:0質量%超、0.1質量%以下、Nb:0質量%超、0.5質量%以下、およびV :0質量%超、1.0質量%以下よりなる群から選ばれる1種類以上を更に含有してよい。   Steel wire according to the present invention is Ti: more than 0% by mass, 0.1% by mass or less, Nb: more than 0% by mass, 0.5% by mass or less, and V: more than 0% by mass, 1.0% by mass or less. It may further contain one or more selected from the group consisting of:

本発明に係る鋼線の製造方法は、(a)請求項1〜3のいずれかに記載の化学成分組成を有する鋼材を製造する工程と、(b)前記鋼材を1150〜1300℃に加熱後、750〜1000℃の熱間加工温度で熱間加工する工程と、(c)前記工程(b)後、750℃以上の冷却開始温度から400℃まで1℃/秒以下の平均冷却速度で冷却して線材を得る工程と、(d)前記線材を引抜き加工する工程と、(e)前記工程(d)後、引抜き加工した前記線材に焼入れ焼もどし処理を行う工程とを含む。   The method for manufacturing a steel wire according to the present invention includes (a) a step of manufacturing a steel material having the chemical component composition according to any one of claims 1 to 3, and (b) after heating the steel material to 1150 to 1300 ° C. , A step of hot working at a hot working temperature of 750 to 1000 ° C., and (c) after the step (b), cooling from a cooling start temperature of 750 ° C. or higher to 400 ° C. at an average cooling rate of 1 ° C./second or lower. And (d) a step of drawing the wire, and (e) a step of quenching and tempering the drawn wire after the step (d).

本発明に係る鋼線の製造方法は、前記工程(d)において、引抜き加工する前に、前記線材の表面の皮削りを行ってよい。   In the method of manufacturing a steel wire according to the present invention, in the step (d), the surface of the wire may be cut before drawing.

本発明により、熱伝導特性と高温強度に優れた鋼線およびその製造方法が提供される。   According to the present invention, a steel wire excellent in heat conduction characteristics and high-temperature strength and a method for producing the same are provided.

以下、本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであり、本発明の技術的範囲を限定することを意図したものではないことに留意されたい。   Embodiments of the present invention will be described below. However, it should be noted that the embodiments described below are intended to embody the technical idea of the present invention and are not intended to limit the technical scope of the present invention.

鋼の高強度化には、組織をマルテンサイトとすることが有効である。ただし、マルテンサイトは熱が付与されると固溶しているCが凝集し、炭化物として析出する。高温になるに伴い、この炭化物が成長する過程で周囲のCを吸収するため、高温になるほど強度が低下することとなる。この高温強度を高めるためには、Cの凝集を抑制することが有効であり、SiやCrの添加が有効であることが知られている。   In order to increase the strength of steel, it is effective to make the structure martensite. However, when heat is applied to martensite, C in solid solution aggregates and precipitates as carbide. As the temperature rises, the surrounding carbon absorbs C in the process of growing, so the strength decreases as the temperature rises. In order to increase the high-temperature strength, it is known that suppression of C aggregation is effective, and addition of Si or Cr is effective.

一方、熱伝導特性に関して、合金元素が少ないほど優れた熱伝導特性を発揮させることができる。ただし、高温強度を改善するためにSiやCrを添加すると熱伝導率が低下するため、高温強度と高い熱伝導率を両立させる鋼材を提供することは困難であった。
このような観点から、本発明者らは高温強度と高い熱伝導率を両立できる鋼線を得るべく種々の検討を行った。鋼材を高温で使用する際の熱伝導率について調査した結果、熱伝導性の阻害には炭化物の粗大化に伴う固溶元素の分散状態が関与しており、組織を均一化すれば高い熱伝導率を発揮させることができることが分かった。そのためには、高温強度を得るためSiやCrを多量添加する際に生成する析出物を十分に少なくすれば、温度が上昇しても炭化物が生成しにくいことを突き止め、高温強度と優れた熱伝導特性の両立する手段を得るに至った。
On the other hand, regarding the heat conduction characteristics, the smaller the alloy elements, the better the heat conduction characteristics can be exhibited. However, when Si or Cr is added to improve the high temperature strength, the thermal conductivity is lowered, so it is difficult to provide a steel material that achieves both high temperature strength and high thermal conductivity.
From such a viewpoint, the present inventors have conducted various studies to obtain a steel wire that can achieve both high-temperature strength and high thermal conductivity. As a result of investigating the thermal conductivity when steel is used at high temperature, the dispersion of solid solution elements accompanying the coarsening of carbides is involved in the inhibition of thermal conductivity. It was found that the rate could be demonstrated. For that purpose, if the amount of precipitates generated when adding a large amount of Si or Cr in order to obtain high-temperature strength is sufficiently reduced, it is determined that carbides are not easily generated even when the temperature rises, and high-temperature strength and excellent heat It came to obtain the means with which a conduction characteristic is compatible.

本発明者らは、詳細は後述するように、成分を所定の範囲とし、圧延等の熱間加工条件を適切に制御することで、焼入れ焼もどし後においても、Cr系炭化物の最大直径を0.3μm以下にすること、およびその個数を1.5個/μm以下にすることができることを見出した。そして、このような特性を有する線材を用いて得た鋼線が、優れた高温強度および高い熱伝導特性を有することを見出した。 As will be described in detail later, the present inventors set the components in a predetermined range and appropriately control the hot working conditions such as rolling, so that the maximum diameter of the Cr-based carbide is reduced to 0 even after quenching and tempering. It has been found that the thickness can be made 3 μm or less, and the number thereof can be 1.5 pieces / μm 2 or less. And it discovered that the steel wire obtained using the wire which has such a characteristic has the outstanding high temperature strength and high heat conductive characteristic.

以下に、本発明の実施形態に係る鋼線およびその製造方法の詳細を説明する。   Below, the detail of the steel wire which concerns on embodiment of this invention, and its manufacturing method is demonstrated.

なお、本明細書において、「線材」とは、鋼材に圧延等の熱間成形加工を行い、所定のサイズに加工したものを意味し、「鋼線」とは、引き抜き加工(伸線加工)した後、焼入れ焼戻して得た、熱処理線を意味する。なお、線材を加工し鋼線を得る際に、引き抜き加工前に、必要に応じて皮削り(シェービング)を行ってよい。   In this specification, “wire” means a steel material that has been hot-formed, such as rolled, and processed into a predetermined size, and “steel wire” is drawn (drawing). It means a heat treatment line obtained by quenching and tempering. In addition, when processing a wire and obtaining a steel wire, you may cut (shaving) as needed before a drawing process.

また、本明細書において「最大直径」とは、対象とするCr系炭化物の直径の最大値を意味する。最大直径は、例えばSEM写真等から測定できる。   In the present specification, the “maximum diameter” means the maximum value of the diameter of the target Cr-based carbide. The maximum diameter can be measured from, for example, an SEM photograph.

<1.鋼線>
[1−1.金属組織]
本発明に係る鋼線は、鋼線中に含まれるCr系炭化物の最大直径が0.3μm以下であり、その個数が1.5個/μm以下であり、焼もどしマルテンサイトが、面積率で90%以上である。
以下、各構成について詳述する。
<1. Steel wire>
[1-1. Metallographic structure]
In the steel wire according to the present invention, the maximum diameter of the Cr-based carbide contained in the steel wire is 0.3 μm or less, the number thereof is 1.5 pieces / μm 2 or less, and tempered martensite has an area ratio. 90% or more.
Hereinafter, each configuration will be described in detail.

(鋼線中に含まれるCr系炭化物:最大直径が0.3μm以下、個数が1.5個/μm以下)
Cr系炭化物は、Crを凝集させ、その周りにCrの欠乏域を形成することで、局所的な強度低下を発生させる。また、Cr系炭化物自体も熱伝導率の低下を招く。そこでCr系炭化物は十分に小さく、且つ少なくする必要がある。鋼線において、鋼線中に含まれるCr系炭化物の最大直径が0.3μm以下であり、その個数が1.5個/μm以下であれば、高温強度の確保に必要なSiやCrを必要量添加しても強度低下や熱伝導性の低下を抑制することができ、高い熱伝導率と高温強度とを両立することができる。
Cr系炭化物の最大直径が0.3μmを超えると、Cr系炭化物による熱伝導性阻害作用が顕著になるため熱伝導性が低下しやすくなる。より優れた熱伝導率および高温強度を得る観点から、好ましくは0.25μm以下、より好ましくは0.20μm以下である。
また、Cr系炭化物の個数が1.5個/μmを超えると、Cr系炭化物同士の距離が近くなりすぎ、熱伝導性阻害作用が顕著になるため、熱伝導性が低下しやすくなる。さらに、Cr系炭化物の凝集が発生し易くなり、高温強度が低下しやすくなる。より優れた熱伝導率および高温強度を得る観点から、好ましくは1.2個/μm以下、より好ましくは1個/μm以下である。
(Cr-based carbide contained in steel wire: maximum diameter is 0.3 μm or less, number is 1.5 / μm 2 or less)
Cr-based carbide aggregates Cr and forms a Cr-depleted region around it, thereby causing local strength reduction. Further, Cr-based carbide itself also causes a decrease in thermal conductivity. Therefore, Cr-based carbides must be sufficiently small and small. In steel wires, the maximum diameter of Cr-based carbides contained in steel wires is 0.3 μm or less, and if the number is 1.5 pieces / μm 2 or less, Si and Cr necessary for securing high-temperature strength are added. Even if the required amount is added, a decrease in strength and a decrease in thermal conductivity can be suppressed, and both high thermal conductivity and high temperature strength can be achieved.
When the maximum diameter of the Cr-based carbide exceeds 0.3 μm, the thermal conductivity-inhibiting action by the Cr-based carbide becomes remarkable, so that the thermal conductivity tends to decrease. From the viewpoint of obtaining more excellent thermal conductivity and high temperature strength, it is preferably 0.25 μm or less, more preferably 0.20 μm or less.
On the other hand, if the number of Cr-based carbides exceeds 1.5 / μm 2 , the distance between Cr-based carbides becomes too close, and the thermal conductivity inhibiting action becomes remarkable, so that the thermal conductivity tends to decrease. Furthermore, aggregation of Cr-based carbides tends to occur, and high-temperature strength tends to decrease. From the viewpoint of obtaining more excellent thermal conductivity and high temperature strength, it is preferably 1.2 pieces / μm 2 or less, more preferably 1 piece / μm 2 or less.

(焼もどしマルテンサイトが面積率で90%以上)
鋼線組織は、強度を確保するため、焼き戻しマルテンサイトが、面積率で90%以上である。90%を下回ると強度が確保できないだけでなく、炭化物が凝集しやすくなり、熱伝導性が低下しやすくなる。より優れた強度を確保する観点から、当該面積率は、好ましくは92%以上、より好ましくは95%以上である。なお、焼き戻しマルテンサイト以外の主な組織としては、パーライト、ベイナイト、残留オーステナイトなどが挙げられる。
(Tempered martensite is over 90% in area ratio)
In order to ensure the strength of the steel wire structure, the tempered martensite has an area ratio of 90% or more. If it is less than 90%, not only the strength cannot be secured, but also the carbide tends to aggregate and the thermal conductivity tends to decrease. From the viewpoint of securing a superior strength, the area ratio is preferably 92% or more, more preferably 95% or more. In addition, pearlite, bainite, residual austenite, etc. are mentioned as main structures other than tempered martensite.

Cr系炭化物の最大直径、および個数の測定は、熱間加工方向(例えば、熱間加工が圧延の場合は圧延方向)に垂直な断面(横断面)において、D/4から鋼材サンプルを切り出し、顕微鏡観察用試料を作製して行う。得られた顕微鏡観察用試料をEDX等の組成分析装置が付属した走査型電子顕微鏡により観察し、Fe以外の元素の質量の合計を100%として、質量比でCおよびCrの合計が10%以上であり、最大直径(1つの炭化物について、SEM写真上でその寸法が最大となる部分の寸法)が0.3μm以下であるかどうかを判定する。その後、そのCr系炭化物の単位面積当たりの個数を数える。走査型電子顕微鏡による観察は、面積が100μm以上の視野を3視野以上観察して行う。
なお、必要に応じて画像解析ソフトを用いてよい。
The maximum diameter and number of Cr-based carbides are measured by cutting a steel sample from D / 4 in a cross section (cross section) perpendicular to the hot working direction (for example, the rolling direction when hot working is rolling), A sample for microscopic observation is prepared and performed. The obtained sample for microscopic observation was observed with a scanning electron microscope equipped with a composition analyzer such as EDX. The total mass of elements other than Fe was 100%, and the total ratio of C and Cr was 10% or more. It is determined whether or not the maximum diameter (the size of the portion where the size of one carbide is the maximum on the SEM photograph) is 0.3 μm or less. Thereafter, the number of Cr carbides per unit area is counted. Observation with a scanning electron microscope is performed by observing three or more fields of view having an area of 100 μm 2 or more.
Note that image analysis software may be used as necessary.

[1−2.化学成分組成]
本発明の実施形態に係る鋼線および線材は、C:0.3〜1.2質量%、Si:0.01〜2.5質量%、Mn:0.01〜1質量、P:0質量%超、0.05質量%以下、S:0質量%超、0.05質量%以下、Cr:0.7〜2質量%を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる。
[1-2. Chemical composition]
The steel wire and the wire according to the embodiment of the present invention are: C: 0.3 to 1.2 mass%, Si: 0.01 to 2.5 mass%, Mn: 0.01 to 1 mass, P: 0 mass. More than%, 0.05 mass% or less, S: more than 0 mass%, 0.05 mass% or less, Cr: 0.7-2 mass%, and the balance consists of iron and inevitable impurities.

本発明の実施形態に係る鋼線および線材は、Cu:0質量%超、0.5質量%以下、Ni:0質量%超、1.0質量%以下、およびMo:0質量%超、1.5質量%以下)よりなる群から選ばれる1種以上を更に含有してよい。   Steel wires and wires according to embodiments of the present invention include Cu: more than 0 mass%, 0.5 mass% or less, Ni: more than 0 mass%, 1.0 mass% or less, and Mo: more than 0 mass%, 1 or more selected from the group consisting of .5% by mass or less).

本発明の実施形態に係る鋼線および線材は、Ti:0質量%超、0.1質量%以下、Nb:0質量%超、0.5質量%以下、およびV:0質量%超、1.0質量%以下よりなる群から選ばれる1種以上を更に含有してよい。   Steel wires and wires according to embodiments of the present invention are Ti: more than 0% by mass, 0.1% by mass or less, Nb: more than 0% by mass, 0.5% by mass or less, and V: more than 0% by mass, One or more selected from the group consisting of 0.0 mass% or less may be further contained.

以下に各元素について詳述する。   Each element is described in detail below.

(1)C:0.3〜1.2質量%
C(炭素)は、鋼線の強度向上に有効な元素である。このような効果を有効に発揮させるには、C含有量は0.3質量%以上、好ましくは0.4質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上である。C含有量が過剰になると焼もどしマルテンサイト以外の組織が形成されやすくなるため、必要な靭性を確保することができなくなり、また、熱伝導率が不十分となる。そのためC含有量は1.2質量%以下、好ましくは1.1質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。
(1) C: 0.3 to 1.2% by mass
C (carbon) is an element effective for improving the strength of a steel wire. In order to effectively exhibit such an effect, the C content is 0.3% by mass or more, preferably 0.4% by mass or more, and more preferably 0.5% by mass or more. If the C content is excessive, a structure other than tempered martensite is likely to be formed, so that the required toughness cannot be ensured and the thermal conductivity becomes insufficient. Therefore, the C content is 1.2% by mass or less, preferably 1.1% by mass or less, more preferably 1% by mass or less.

(2)Si:0.01〜2.5質量%
Si(シリコン)は、鋼線の強度向上や高温強度確保に有効な元素である。このような効果を有効に発揮させるには、Si含有量は0.01質量%以上、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上である。一方、Si含有量が過剰になると焼もどしマルテンサイト以外の組織が形成されやすくなるため、必要な靭性を確保することができなくなり、また、熱伝導率が不十分となる。そのためSi含有量は2.5質量%以下、好ましくは2.4質量%以下、より好ましくは2.3質量%以下である。
(2) Si: 0.01 to 2.5% by mass
Si (silicon) is an element effective for improving the strength of steel wires and ensuring high temperature strength. In order to effectively exhibit such an effect, the Si content is 0.01% by mass or more, preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more. On the other hand, if the Si content is excessive, a structure other than tempered martensite is likely to be formed, so that necessary toughness cannot be ensured and thermal conductivity becomes insufficient. Therefore, Si content is 2.5 mass% or less, Preferably it is 2.4 mass% or less, More preferably, it is 2.3 mass% or less.

(3)Mn:0.01〜1.0質量%
Mn(マンガン)は、焼入れ性を向上させて、鋼線の強度を向上させる効果がある。このような効果を有効に発揮させるには、Mn含有量は0.01質量%以上、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上である。一方、Mn含有量が過剰になると、焼もどしマルテンサイト以外の組織が形成されやすくなるため、必要な靭性を確保することができなくなり、また、熱伝導率が不十分となる。そのため、Mn含有量は1.0質量%以下、好ましくは0.9質量%以下、より好ましくは0.8質量%以下である。
(3) Mn: 0.01 to 1.0% by mass
Mn (manganese) has the effect of improving the hardenability and improving the strength of the steel wire. In order to effectively exhibit such an effect, the Mn content is 0.01% by mass or more, preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more. On the other hand, when the Mn content is excessive, a structure other than tempered martensite is likely to be formed, so that necessary toughness cannot be ensured and thermal conductivity becomes insufficient. Therefore, the Mn content is 1.0% by mass or less, preferably 0.9% by mass or less, more preferably 0.8% by mass or less.

(4)P:0質量%超、0.05質量%以下
P(リン)は不可避不純物であり、その含有量はできるだけ少ない方がよい。Pは、結晶粒界に偏析し易い元素であり、靱性を低下させ、線材の加工性を低下させる場合があるため、Pの含有量は0.05質量%以下とする。Pの含有量は、好ましくは0.04質量%以下であり、より好ましくは0.03質量%以下である。Pの含有量は少ないほどよいが、工業的に0.001質量%未満とすることは困難であり、量産性を考慮すると、通常、概ね0.001質量%以上程度含有されている。
(4) P: more than 0% by mass, 0.05% by mass or less P (phosphorus) is an inevitable impurity, and its content should be as small as possible. P is an element that easily segregates at grain boundaries, and may reduce toughness and workability of the wire. Therefore, the P content is 0.05% by mass or less. The content of P is preferably 0.04% by mass or less, more preferably 0.03% by mass or less. The smaller the content of P, the better. However, it is difficult to industrially make it less than 0.001% by mass, and considering the mass productivity, the content is generally about 0.001% by mass or more.

(5)S:0質量%超、0.05質量%以下
S(硫黄)は不可避不純物であり、できるだけ少ない方が好ましい。特にSは硫化物系介在物MnSを形成し、熱間加工時に偏析することで線材を脆化させる場合があるため、Sの含有量を0.05質量%以下とする。Sの含有量は、好ましくは0.04質量%以下であり、より好ましくは0.03質量%以下である。Sの含有量は少ないほどよいが、工業的に0.001質量%未満とすることは困難であるため、量産性を考慮すると、通常、概ね0.001質量%以上程度含有されている。
(5) S: more than 0% by mass and 0.05% by mass or less S (sulfur) is an unavoidable impurity, and it is preferable that it is as small as possible. In particular, since S forms sulfide inclusion MnS and segregates during hot working, the wire may be embrittled, so the S content is 0.05% by mass or less. The S content is preferably 0.04% by mass or less, more preferably 0.03% by mass or less. The smaller the S content, the better. However, since it is difficult to industrially make it less than 0.001% by mass, it is generally contained in an amount of about 0.001% by mass or more in consideration of mass productivity.

(6)Cr:0.7〜2.0質量%
Cr(クロム)は、鋼線の高温強度を向上させるために有用な元素である。このような効果を有効に発揮させるためには、Crの含有量を0.7質量%以上とする。Crの含有量は、好ましくは0.8質量%以上であり、より好ましくは0.9質量%以上である。しかしながら、Crの含有量が過剰になると、Cr系炭化物の溶解が困難になり熱伝導率が低下しやすくなる。そのため、Crの含有量を2.0質量%以下とする。Crの含有量は、好ましくは1.9質量%以下であり、より好ましくは1.8質量%以下である。
(6) Cr: 0.7 to 2.0% by mass
Cr (chromium) is an element useful for improving the high-temperature strength of a steel wire. In order to effectively exhibit such an effect, the Cr content is set to 0.7% by mass or more. The Cr content is preferably 0.8% by mass or more, more preferably 0.9% by mass or more. However, when the Cr content is excessive, it becomes difficult to dissolve the Cr-based carbide, and the thermal conductivity tends to decrease. Therefore, the Cr content is set to 2.0% by mass or less. The Cr content is preferably 1.9% by mass or less, and more preferably 1.8% by mass or less.

本発明の1つの実施形態に係る鋼線および線材は、更に以下の成分を選択的に含有してよい。   The steel wire and wire according to one embodiment of the present invention may further selectively contain the following components.

Cu:0質量%超、0.5質量%以下、Ni:0質量%超、1.0質量%以下、およびMo:0質量%超、1.5質量%以下よりなる群から選ばれる1種以上
これらの選択成分は鋼線の強度を高めるのに有用な元素である。これらは単独で含有してもよいし、二種以上を併用してもよい。添加する場合のそれぞれの元素の含有量の詳細について以下に示す。
One selected from the group consisting of Cu: more than 0 mass%, 0.5 mass% or less, Ni: more than 0 mass%, 1.0 mass% or less, and Mo: more than 0 mass%, 1.5 mass% or less These selective components are useful elements for increasing the strength of steel wires. These may be contained alone or in combination of two or more. Details of the content of each element when added are shown below.

(7)Cu:0質量%超、0.5質量%以下
Cu(銅)は、鋼線の強度を高めるのに有用な元素である。こうした効果を発揮させるため、Cuの含有量は0質量%超であることが好ましい。Cuの含有量は、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上、さらにより好ましくは0.2質量%以上である。一方、Cuの含有量が過剰になると、恒温(1356K)で液相となり、熱間圧延での変形中にオーステナイト結晶粒界に偏析して表面割れを発生させるため、Cuの含有量は0.5質量%以下であることが好ましい。Cuの含有量は、より好ましくは0.4質量%以下であり、さらに好ましくは0.3質量%以下である。
(7) Cu: More than 0 mass%, 0.5 mass% or less Cu (copper) is an element useful for increasing the strength of a steel wire. In order to exert such effects, the Cu content is preferably more than 0% by mass. The Cu content is more preferably 0.05% by mass or more, further preferably 0.1% by mass or more, and still more preferably 0.2% by mass or more. On the other hand, when the Cu content is excessive, it becomes a liquid phase at a constant temperature (1356 K) and segregates at the austenite grain boundaries during deformation during hot rolling to generate surface cracks. It is preferable that it is 5 mass% or less. The Cu content is more preferably 0.4% by mass or less, and still more preferably 0.3% by mass or less.

(8)Ni:0質量%超、1.0質量%以下
Ni(ニッケル)は、鋼線の強度および靱性を高めるのに有用な元素である。こうした効果を発揮させるためには、Niの含有量は0質量%超であることが好ましい。Niの含有量は、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上、さらにより好ましくは0.2質量%以上である。一方、Niの含有量が過剰になると、鋼線表面に不均一に濃化し、鋼線表面の凹凸が大きくなって表面性状を悪化させ、疲労特性に悪影響を及ぼすようになるため、Niの含有量は1質量%以下であることが好ましい。Niの含有量は、より好ましくは0.9質量%以下であり、さらに好ましくは0.8質量%以下である。
(8) Ni: more than 0 mass%, 1.0 mass% or less Ni (nickel) is an element useful for increasing the strength and toughness of a steel wire. In order to exert such effects, the Ni content is preferably more than 0% by mass. The Ni content is more preferably 0.05% by mass or more, further preferably 0.1% by mass or more, and still more preferably 0.2% by mass or more. On the other hand, if the Ni content is excessive, the steel wire surface is unevenly concentrated, the irregularities on the steel wire surface become large, the surface properties are deteriorated, and the fatigue properties are adversely affected. The amount is preferably 1% by mass or less. The Ni content is more preferably 0.9% by mass or less, and still more preferably 0.8% by mass or less.

(9)Mo:0質量%超、1.5質量%以下
Mo(モリブデン)は、鋼線の強度および靱性を高めるのに有用な元素である。こうした効果を発揮させるためにはMoの含有量は0質量%超であることが好ましい。Moの含有量は、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.08質量%以上、さらにより好ましくは0.1質量%以上である。一方、Mo含有量が過剰になると、靭性および疲労特性に悪影響を与えるため、Moの含有量は1.5質量%以下であることが好ましい。Moの含有量は、より好ましくは1.3質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以下である。
(9) Mo: more than 0 mass%, 1.5 mass% or less Mo (molybdenum) is an element useful for increasing the strength and toughness of a steel wire. In order to exhibit such effects, the Mo content is preferably more than 0% by mass. The content of Mo is more preferably 0.05% by mass or more, further preferably 0.08% by mass or more, and still more preferably 0.1% by mass or more. On the other hand, if the Mo content is excessive, the toughness and fatigue properties are adversely affected, so the Mo content is preferably 1.5% by mass or less. The content of Mo is more preferably 1.3% by mass or less, and further preferably 1.0% by mass or less.

本発明の1つの実施形態に係る線材および鋼線は、更に以下の成分を選択的に含有してよい。   The wire and steel wire according to one embodiment of the present invention may further selectively contain the following components.

Ti:0質量%超、0.1質量%以下、Nb:0質量%超、0.5質量%以下、およびV:0質量%超、1.0質量%以下よりなる群から選ばれる1種以上
これらの選択成分は鋼線の靱性向上に有用な元素である。これらは単独で含有してもよく、また二種以上を併用してもよい。添加する場合のそれぞれの元素の含有量の詳細について以下に示す。
One selected from the group consisting of Ti: more than 0% by weight, 0.1% by weight or less, Nb: more than 0% by weight, 0.5% by weight or less, and V: more than 0% by weight, 1.0% by weight or less. These selected components are useful elements for improving the toughness of steel wires. These may be contained alone or in combination of two or more. Details of the content of each element when added are shown below.

(10)Ti:0質量%超、0.1質量%以下
Ti(チタン)は、炭窒化物を形成して結晶粒を微細化することによって、鋼線の靱性向上に寄与する元素である。このような効果を有効に発揮させるためには、Tiの含有量は0質量%超であることが好ましい。Tiの含有量は、より好ましくは0.02質量%以上、さらに好ましくは0.03質量%以上である。一方、Tiの含有量が過剰になると鋼線の靭性を低下させるため、Tiの含有量は0.1質量%以下であることが好ましい。Tiの含有量は、より好ましくは0.08質量%以下であり、さらに好ましくは0.05質量%以下である。
(10) Ti: more than 0% by mass and 0.1% by mass or less Ti (titanium) is an element that contributes to improving the toughness of the steel wire by forming carbonitrides and making crystal grains finer. In order to effectively exhibit such an effect, the Ti content is preferably more than 0% by mass. The content of Ti is more preferably 0.02% by mass or more, and further preferably 0.03% by mass or more. On the other hand, if the Ti content is excessive, the toughness of the steel wire is lowered, so the Ti content is preferably 0.1% by mass or less. The Ti content is more preferably 0.08% by mass or less, and still more preferably 0.05% by mass or less.

(11)Nb:0質量%超、0.5質量%以下
Nb(ニオブ)は、炭窒化物を形成して結晶粒を微細化することによって、鋼線の靱性向上に寄与する元素である。このような効果を有効に発揮させるためには、Nbの含有量は0質量%超であることが好ましい。Nbの含有量は、より好ましくは0.02質量%以上、さらに好ましくは0.04質量%以上、さらにより好ましくは0.06質量%以上である。一方で、Nbの含有量が過剰になると、コストが増加するだけでなく、降伏点(降伏比)を上昇させて皮削りおよび引抜きに対する加工性を劣化させるため、Nbの含有量は0.5質量%以下であることが好ましい。Nbの含有量は、より好ましくは0.4質量%以下であり、さらに好ましくは0.3質量%以下である。
(11) Nb: more than 0% by mass and 0.5% by mass or less Nb (niobium) is an element that contributes to improving the toughness of the steel wire by forming carbonitrides and refining crystal grains. In order to exhibit such an effect effectively, the Nb content is preferably more than 0% by mass. The Nb content is more preferably 0.02% by mass or more, further preferably 0.04% by mass or more, and still more preferably 0.06% by mass or more. On the other hand, when the content of Nb is excessive, not only the cost increases, but also the yield point (yield ratio) is raised to deteriorate the workability for skin cutting and drawing, so the content of Nb is 0.5. It is preferable that it is below mass%. The Nb content is more preferably 0.4% by mass or less, and still more preferably 0.3% by mass or less.

(12)V:0質量%超、1.0質量%以下
V(バナジウム)は、炭窒化物を形成して結晶粒を微細化することによって、鋼線の靱性向上に寄与する元素である。このような効果を有効に発揮させるためには、Vの含有量は0質量%超であることが好ましい。Vの含有量は、より好ましくは0.01質量%以上、さらに好ましくは0.03質量%以上、さらにより好ましくは0.05質量%以上である。一方で、Vの含有量が過剰になると、コストが増加するだけでなく、降伏点(降伏比)を上昇させて皮削りおよび引抜きに対する加工性を劣化させるため、Nbの含有量は0.5質量%以下であることが好ましい。Nbの含有量は、より好ましくは0.4質量%以下であり、さらに好ましくは0.3質量%以下である。
(12) V: more than 0% by mass and 1.0% by mass or less V (vanadium) is an element that contributes to improving the toughness of the steel wire by forming carbonitrides and refining crystal grains. In order to effectively exhibit such an effect, the V content is preferably more than 0% by mass. The content of V is more preferably 0.01% by mass or more, further preferably 0.03% by mass or more, and still more preferably 0.05% by mass or more. On the other hand, when the V content is excessive, not only the cost is increased, but also the yield point (yield ratio) is increased to deteriorate the workability for skin cutting and drawing, so the Nb content is 0.5. It is preferable that it is below mass%. The Nb content is more preferably 0.4% by mass or less, and still more preferably 0.3% by mass or less.

本発明の実施形態に係る鋼線および線材の基本成分は上記の通りであり、残部は実質的に鉄である。但し、鉄原料(スクラップを含む)、副原料などの資材、製造設備などの状況によって不可避的に混入するCaおよびNaなどの不可避不純物が鋼中に含まれることは当然に許容される。   The basic components of the steel wire and wire according to the embodiment of the present invention are as described above, and the balance is substantially iron. However, it is naturally allowed that steel contains inevitable impurities such as Ca and Na which are inevitably mixed depending on the situation of materials such as iron raw materials (including scrap), auxiliary materials, and manufacturing equipment.

なお、PおよびSについては、含有量が少ないほど好ましく、従って不可避不純物であるが、その組成範囲について上記のように別途規定している。このため、本明細書において、残部を構成する「不可避不純物」は、別途その組成範囲が規定されている元素を除いた概念である。   In addition, about P and S, it is so preferable that there is little content, Therefore It is an inevitable impurity, However, The composition range is prescribed | regulated separately as mentioned above. For this reason, in the present specification, the “unavoidable impurities” constituting the balance is a concept excluding elements whose composition range is separately defined.

<2.鋼線の製造方法>
次に、本発明の鋼線を製造する方法について説明する。本発明の実施形態に係る鋼線の製造方法は、(a)上述の化学成分組成を有する鋼材を製造する工程と、(b)前記鋼材を1150〜1300℃に加熱後、750〜1000℃の熱間加工温度で熱間加工する工程と、(c)工程(b)後、750℃以上の冷却開始温度から400℃まで1℃/秒以下の平均冷却速度で冷却して線材を得る工程とを含み、これにより、鋼中に含まれるCr系炭化物の最大直径を0.3μm以下、個数を1.5個/μm以下とすることが可能となる。当該製造方法はさらに、(d)前記線材を引抜き加工する工程と、(e)工程(d)後、引抜き加工した前記線材に焼入れ焼もどし処理を行う工程とを含み、これにより鋼線を得ることができる。
<2. Manufacturing method of steel wire>
Next, a method for producing the steel wire of the present invention will be described. The method for manufacturing a steel wire according to an embodiment of the present invention includes (a) a step of manufacturing a steel material having the above-described chemical composition, and (b) after heating the steel material to 1150 to 1300 ° C, A step of hot working at a hot working temperature, and a step (c) of obtaining a wire after cooling at a mean cooling rate of 1 ° C./second or less from a cooling start temperature of 750 ° C. or higher to 400 ° C. after step (b). As a result, the maximum diameter of the Cr-based carbide contained in the steel can be 0.3 μm or less, and the number can be 1.5 pieces / μm 2 or less. The manufacturing method further includes (d) a step of drawing the wire, and (e) a step of quenching and tempering the drawn wire after the step (d), thereby obtaining a steel wire. be able to.

以下、各構成を詳述する。なお、以下の説明では、熱間加工について圧延を例に挙げ説明する。しかし、熱間加工は、圧延に限定されるものではなく、鍛造等他の熱間加工方法を用いてよい。   Hereafter, each structure is explained in full detail. In the following description, hot working will be described by taking rolling as an example. However, the hot working is not limited to rolling, and other hot working methods such as forging may be used.

[(a)上述の化学成分組成を有する鋼材を製造する工程]
製鋼工程および鋳造工程等により熱間加工用の上記所定の化学成分組成を満足する鋼材を得る。例えば、所定の化学成分組成を有する鋼を、通常の製鋼法に従って溶製し、連続鋳造工程により得た鋳塊(ブルーム)を分塊圧延して所定サイズのビレットを作製してよい。
[(A) Step of producing a steel material having the above-described chemical composition]
A steel material satisfying the predetermined chemical composition for hot working is obtained by a steelmaking process, a casting process, and the like. For example, steel having a predetermined chemical composition may be melted in accordance with a normal steel making method, and an ingot (bloom) obtained by a continuous casting process may be subjected to ingot rolling to produce a billet of a predetermined size.

圧延等の熱間加工工程では、Cr系炭化物を溶解させるため、以下に示すように、加熱、熱間加工および冷却条件の制御が必要となる。   In a hot working process such as rolling, in order to dissolve Cr-based carbides, it is necessary to control heating, hot working and cooling conditions as shown below.

[(b)前記鋼材を1150〜1300℃に加熱後、750〜1000℃の熱間加工温度で熱間加工する工程]
(b−1)前記鋼材を1150〜1300℃に加熱
圧延前の加熱において、ビレット(熱間加工用の鋼材)に存在している粗大なCr系炭化物を溶解する必要がある。この加熱温度を1150〜1300℃とする。加熱温度が1150℃より低いとCr系炭化物が残存し、その後の冷却以降もCr系炭化物は残存し続けるため所定の組織を得ることができなくなる。
加熱温度は、好ましくは1175℃以上、より好ましくは1200℃以上である。ビレットを高温に加熱する程、Cr系炭化物の固溶が容易になるが、オーステナイト粒が粗大化しやすくなるため、Crが凝集しやすくなり、焼入れ焼もどし後のCr系炭化物のサイズが過大になり、高温強度、熱伝導率が低下しやすくなる。そのため、加熱温度の上限は1300℃以下、好ましくは1275℃以下、より好ましくは1250℃以下である。なお、加熱温度での保持時間は操業条件に合わせて適切に選択されればよく、例えば30分以上である。なお、加熱温度は、例えば放射温度計等により加熱炉から出口での鋼材の温度を測ることにより確認してよく、また保持時間が十分に長い場合は、加熱炉温度を加熱温度として用いてもよい。
[(B) Step of hot-working the steel material to 1150 to 1300 ° C. and then hot working at a temperature of 750 to 1000 ° C.]
(B-1) Heating the steel material to 1150 to 1300 ° C. In heating before rolling, it is necessary to dissolve coarse Cr-based carbides present in the billet (steel material for hot working). The heating temperature is 1150 to 1300 ° C. When the heating temperature is lower than 1150 ° C., Cr-based carbides remain, and Cr-based carbides continue to remain after the subsequent cooling, making it impossible to obtain a predetermined structure.
The heating temperature is preferably 1175 ° C or higher, more preferably 1200 ° C or higher. As the billet is heated to a higher temperature, the dissolution of Cr-based carbides becomes easier, but the austenite grains tend to become coarser, so that Cr tends to aggregate and the size of Cr-based carbides after quenching and tempering becomes excessive. , High temperature strength and thermal conductivity tend to decrease. Therefore, the upper limit of the heating temperature is 1300 ° C. or lower, preferably 1275 ° C. or lower, more preferably 1250 ° C. or lower. In addition, what is necessary is just to select the holding time in heating temperature suitably according to operation conditions, for example, is 30 minutes or more. The heating temperature may be confirmed, for example, by measuring the temperature of the steel material at the outlet from the heating furnace with a radiation thermometer or the like. If the holding time is sufficiently long, the heating furnace temperature may be used as the heating temperature. Good.

(b−2)750〜1000℃の熱間加工温度で熱間加工
熱間加工条件は焼入れ焼もどし後のCr系炭化物のサイズおよび単位面積当たりの個数に大きな影響を与える。Cr系炭化物は圧延などの熱間加工を加えない場合、あるいは1000℃を超える高温で熱間加工が施される場合は、Crがオーステナイト粒界など局所的に濃化しその後のパーライト変態後、Cr濃度の高いパーライトが部分的に形成される。これらのパーライトを構成するラメラセメンタイトはCrによってCの拡散が抑制されているため、焼入れのためのオーステナイト加熱時に溶解しにくく、未固溶炭化物として残存することとなる。結果、未固溶炭化物周りにCrの欠乏域が形成されることとなり、高温強度および熱伝導性を劣化させる原因となる。未固溶炭化物の生成を抑制するためには、熱間加熱後、オーステナイト化温度の低温側で熱間加工することが有効である。なるべく低い温度域で加工することで、鋼材に多くのひずみを導入することができ、これらのひずみによりCrを鋼材に均一に存在させることができ、その後の焼入れのためのオーステナイト加熱時に全量を溶解させることができるようになり、高温強度と熱伝導性を両立できる鋼材組織を得ることができる。Crを均一に存在させるための熱間加工温度は1000℃以下、好ましくは975℃以下、より好ましくは950℃以下とする。熱間加工温度が750℃より低いと、熱間加工前にCrの濃化が進行してしまい、その後の焼入れ焼もどしで所望の組織を得ることができなくなる。そのため、熱間加工温度は750℃以上、好ましくは775℃以上、より好ましくは800℃以上とする。
なお、熱間加工温度は、例えば放射温度計等により熱間加工直前の鋼材の温度を測ることにより確認してよい。
(B-2) Hot working at a hot working temperature of 750 to 1000 ° C. The hot working conditions greatly affect the size and the number per unit area of the Cr-based carbide after quenching and tempering. When Cr-based carbide is not subjected to hot working such as rolling, or when hot working is performed at a high temperature exceeding 1000 ° C., Cr is concentrated locally, such as austenite grain boundaries, and then after pearlite transformation, Cr Highly concentrated pearlite is partially formed. Since the lamellar cementite constituting these pearlites is suppressed from diffusion of C by Cr, it is difficult to dissolve during austenite heating for quenching and remains as an insoluble carbide. As a result, a Cr-deficient region is formed around the undissolved carbide, which causes deterioration in high temperature strength and thermal conductivity. In order to suppress the formation of insoluble carbides, it is effective to perform hot working on the low temperature side of the austenitizing temperature after hot heating. By processing at as low a temperature range as possible, many strains can be introduced into the steel material, and these strains can make Cr uniformly present in the steel material, and the entire amount is dissolved during austenite heating for subsequent quenching. Thus, a steel structure that can achieve both high-temperature strength and thermal conductivity can be obtained. The hot working temperature for uniformly presenting Cr is 1000 ° C. or lower, preferably 975 ° C. or lower, more preferably 950 ° C. or lower. When the hot working temperature is lower than 750 ° C., the concentration of Cr proceeds before hot working, and a desired structure cannot be obtained by subsequent quenching and tempering. Therefore, the hot working temperature is 750 ° C. or higher, preferably 775 ° C. or higher, more preferably 800 ° C. or higher.
In addition, you may confirm hot processing temperature by measuring the temperature of the steel materials just before hot processing with a radiation thermometer etc., for example.

[(c)工程(b)後、750℃以上の冷却開始温度から400℃まで1℃/秒以下の平均冷却速度で冷却して線材を得る工程]
熱間加工を終えた鋼材を750℃以上(1000℃以下)に設定した冷却開始温度から400℃まで、1℃/秒以下の平均冷却速度で冷却する。冷却開始温度が750℃より低いと、冷却開始前にCrの濃化が進行し、その後の焼入れ焼もどしで所望の組織を得ることができなくなる。冷却開始温度は、好ましくは775℃以上、更に好ましくは800℃以上である。
適正な冷却温度を選択している限り、熱間加工完了から制御冷却開始までは、組織制御に影響しないので、自然冷却、制御冷却など操業に合わせた冷却条件が選択できる。
なお、熱間加工時のひずみは、Cr系炭化物を分散させるために重要であるが、おおむね50%以上の断面減少率が確保されれば、焼入れ焼もどし後に所定のCr系炭化物のサイズおよび単位面積当たりの個数をより確実に得ることができる。
[(C) After step (b), a step of obtaining a wire by cooling from a cooling start temperature of 750 ° C. or higher to 400 ° C. at an average cooling rate of 1 ° C./second or less]
The steel material after the hot working is cooled from the cooling start temperature set to 750 ° C. or higher (1000 ° C. or lower) to 400 ° C. at an average cooling rate of 1 ° C./second or lower. When the cooling start temperature is lower than 750 ° C., the concentration of Cr proceeds before the start of cooling, and a desired structure cannot be obtained by subsequent quenching and tempering. The cooling start temperature is preferably 775 ° C. or higher, more preferably 800 ° C. or higher.
As long as an appropriate cooling temperature is selected, there is no influence on the structure control from the completion of hot working to the start of controlled cooling, so that it is possible to select cooling conditions suitable for the operation such as natural cooling and controlled cooling.
The strain during hot working is important to disperse Cr-based carbides, but if a cross-section reduction rate of approximately 50% or more is ensured, the size and unit of the predetermined Cr-based carbides after quenching and tempering. The number per area can be obtained more reliably.

制御冷却温度から400℃までの冷却を、1℃/秒以下の平均冷却速度で行うことにより、Crが均一に分散したパーライトを得ることができ、その後の焼入れ焼もどしによって、所定のCr系炭化物のサイズおよび単位面積当たりの個数を得ることができる。
平均冷却速度が1℃/秒より速いと、ベイナイトやマルテンサイトといった過冷組織が発生するようになり、その後の皮削り、引き抜きといった加工を施すことが困難になる。平均冷却速度は、好ましくは0.9℃/秒以下、より好ましくは0.8℃/秒以下である。平均冷却速度の下限は特に限定されないが、通常0.2℃/秒である。
By performing the cooling from the controlled cooling temperature to 400 ° C. at an average cooling rate of 1 ° C./second or less, it is possible to obtain pearlite in which Cr is uniformly dispersed, and by subsequent quenching and tempering, a predetermined Cr carbide And the number per unit area can be obtained.
When the average cooling rate is faster than 1 ° C./second, a supercooled structure such as bainite and martensite is generated, and it is difficult to perform subsequent processes such as skinning and drawing. The average cooling rate is preferably 0.9 ° C./second or less, more preferably 0.8 ° C./second or less. The lower limit of the average cooling rate is not particularly limited, but is usually 0.2 ° C./second.

制御冷却停止温度を、400℃以下とすることで、均一なパーライトを得ることができる。制御冷却停止温度が400℃を超えると、ベイナイトやマルテンサイトといった過冷組織が発生するようになり、その後の皮削り、引き抜きといった加工を施すことが困難になる。制御冷却停止温度は好ましくは375℃以下、より好ましくは350℃以下である。制御冷却停止温度の下限は特に限定されないが、通常200℃である。   By setting the controlled cooling stop temperature to 400 ° C. or lower, uniform pearlite can be obtained. When the controlled cooling stop temperature exceeds 400 ° C., a supercooled structure such as bainite or martensite is generated, and it is difficult to perform subsequent processes such as skinning and drawing. The controlled cooling stop temperature is preferably 375 ° C. or lower, more preferably 350 ° C. or lower. Although the minimum of control cooling stop temperature is not specifically limited, Usually, it is 200 degreeC.

平均冷却速度は、例えばスレルモア冷却の条件(風量、風速およびカバーの有無)を制御することで調整してよい。
また、平均冷却速度は、放射温度計等により圧延材の温度を測ることにより求めてよい。
The average cooling rate may be adjusted, for example, by controlling the conditions for cooling the slermore (air volume, wind speed, and presence / absence of cover).
The average cooling rate may be obtained by measuring the temperature of the rolled material with a radiation thermometer or the like.

このようにして得られた線材を用いて、鋼線を製造することで高温強度に優れ、かつ熱伝導特性に優れた鋼線を得ることができる。   By producing a steel wire using the wire thus obtained, a steel wire excellent in high-temperature strength and excellent in heat conduction characteristics can be obtained.

本発明の実施形態に係る鋼線の製造方法はさらに、(d)前記線材を引抜き加工する工程と、(e)工程(d)後、引抜き加工した前記線材に焼入れ焼もどし処理を行う工程とを含む。
上記工程(d)および(e)を含む、線材から鋼線を得るための工程は、既知の一般的な製造条件を用いてよい。引抜き加工する前に、線材(圧延線材)の表面近傍の脱炭層、疵等を取除く目的で線材の表面の皮削りを行い、その後、所望の線径に引抜き加工(伸線)し、その後焼入れ焼き戻し処理を施して鋼線を得る。なお、鋼線の用途または使用条件等に応じて、皮削りは省略してよい。
以下に、線材から鋼線を得るための製造条件を例示する。
The method for manufacturing a steel wire according to an embodiment of the present invention further includes (d) a step of drawing the wire, and (e) a step of performing quenching and tempering on the drawn wire after step (d). including.
The process for obtaining a steel wire from a wire including the said process (d) and (e) may use known general manufacturing conditions. Before drawing, the surface of the wire is shaved for the purpose of removing decarburized layers, wrinkles, etc. near the surface of the wire (rolled wire), and then drawn (drawn) to the desired wire diameter. A steel wire is obtained by quenching and tempering. In addition, you may abbreviate | omit the shaving according to the use or use conditions, etc. of a steel wire.
Below, the manufacturing conditions for obtaining a steel wire from a wire are illustrated.

焼入れ焼戻し処理において、焼入れ時の加熱温度はCr系炭化物を再溶解させるように設定されるが、同時にCr系炭化物の再生成、成長を抑制する必要がある。そのため、850℃以上、好ましくは870℃以上、より好ましくは890℃以上である。一方、加熱温度が過剰に高温になるとオーステナイト粒が粗大化し、Crがオーステナイト粒界に凝集しやすくなるため、加熱温度は、1000℃℃以下、好ましくは980℃以下、より好ましくは960℃以下である。所定温度に保持した後に加熱した油、例えば概ね50〜80℃程度の油中に焼入れを行った後、焼戻しを行う。焼戻しは例えば、2000MPa以上のような所望の引張強度となるように、その温度および時間を適宜調整すればよい。例えば焼戻しは概ね加熱温度350℃以上、450℃以下とすることが好ましい。このような処理をすることで本発明で得られる鋼線は、優れた高温強度および優れた熱伝導特性を示す。本発明の鋼線は所望の形状に加工することで、ピストンリングなど耐熱性が要求される構造部材を製造できる。部品加工後に必要に応じてショットピーニング、窒化処理などの公知の各種表面硬化処理を施してもよい。
また、例えば、ピストンまたはピストンリングの形状等の鋼線の使用態様に応じて、鋼線の断面(長手方向に垂直な断面)が、正方形、四角形、円形または楕円形等の種々の形状となるように加工してよい。当該加工は、上記工程(e)により得られた鋼線に対して、例えば圧延または引き抜き加工等により行ってよく、また、上記工程(d)における伸線加工時に行い、その後、焼入れ焼戻し処理を行ってよい。
In the quenching and tempering treatment, the heating temperature at the time of quenching is set so as to redissolve the Cr-based carbide, but at the same time, it is necessary to suppress the regeneration and growth of the Cr-based carbide. Therefore, it is 850 ° C. or higher, preferably 870 ° C. or higher, more preferably 890 ° C. or higher. On the other hand, when the heating temperature is excessively high, the austenite grains become coarse and Cr tends to aggregate at the austenite grain boundaries. Therefore, the heating temperature is 1000 ° C. or lower, preferably 980 ° C. or lower, more preferably 960 ° C. or lower. is there. Tempering is performed after quenching in oil that has been heated to a predetermined temperature and then heated, for example, approximately 50 to 80 ° C. Tempering may be performed by appropriately adjusting the temperature and time so that a desired tensile strength such as 2000 MPa or more is obtained. For example, tempering is generally preferably performed at a heating temperature of 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. By performing such treatment, the steel wire obtained in the present invention exhibits excellent high-temperature strength and excellent heat conduction characteristics. By processing the steel wire of the present invention into a desired shape, a structural member such as a piston ring that requires heat resistance can be manufactured. You may perform well-known various surface hardening processes, such as shot peening and nitriding, as needed after component processing.
Further, for example, depending on the usage of the steel wire such as the shape of the piston or piston ring, the cross section of the steel wire (the cross section perpendicular to the longitudinal direction) has various shapes such as a square, a quadrangle, a circle, or an ellipse. May be processed as follows. The said process may be performed with respect to the steel wire obtained by the said process (e) by rolling or a drawing process etc., for example, is performed at the time of a wire drawing process in the said process (d), and quenching tempering treatment is carried out after that. You can go.

以上のように本発明に係る鋼線の製造方法を説明したが、本発明に係る鋼線の所望の特性を理解した当業者が試行錯誤を行い、本発明に係る所望の特性を有する鋼線を製造する方法であって、上記の製造方法以外の方法を見出す可能性がある。   As described above, the method of manufacturing the steel wire according to the present invention has been described. However, a person skilled in the art who understands the desired characteristics of the steel wire according to the present invention performs trial and error, and has the desired characteristics according to the present invention. There is a possibility of finding a method other than the above manufacturing method.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and may be implemented with appropriate modifications within a scope that can meet the gist of the present invention. Of course, any of these is also included in the technical scope of the present invention.

(1)サンプル作製
小型真空溶解炉で溶製および鋳造し、表1に示す化学成分組成の鋼塊150kg作製した。なお、各表の数値の下に付した下線は、当該数値が上述した本発明の実施形態から外れていることを示している。この鋳塊を、分塊温度を模擬した加熱温度(表2および表3に示す熱間加工の加熱温度と同じ温度)で加熱した後、鍛伸加工して155mm角の鋼片を作製した。この鋼片にダミービレットを溶接して、実機圧延にて表2および表3に示す熱間加工条件(圧延条件)および冷却条件でφ7mmの線材を作製した。なお、表2および表3の「制御冷却速度」は、制御冷却開始温度から制御冷却停止温度までの平均冷却速度を意味する。
次いで、この線材に皮削り、および引抜き加工を施した後、焼入れ焼もどし処理を行い、線径φ3.0mmの鋼線を得た。焼入れ焼戻し処理の焼戻し条件は、鋼線の引張強度が1950〜2050MPaとなるように調整した。
(1) Sample preparation Melting and casting was performed in a small vacuum melting furnace, and 150 kg of steel ingots having the chemical composition shown in Table 1 were prepared. In addition, the underline attached | subjected under the numerical value of each table | surface has shown that the said numerical value has remove | deviated from embodiment of this invention mentioned above. The ingot was heated at a heating temperature simulating the lump temperature (the same temperature as the hot working heating temperature shown in Tables 2 and 3), and then forged to produce a 155 mm square steel slab. A dummy billet was welded to this steel piece, and a wire rod having a diameter of 7 mm was prepared by hot rolling under the hot working conditions (rolling conditions) and cooling conditions shown in Tables 2 and 3. The “control cooling rate” in Tables 2 and 3 means an average cooling rate from the control cooling start temperature to the control cooling stop temperature.
Next, the wire rod was subjected to skinning and drawing, and then subjected to quenching and tempering treatment to obtain a steel wire having a wire diameter of φ3.0 mm. The tempering conditions of the quenching and tempering treatment were adjusted so that the tensile strength of the steel wire was 1950 to 2050 MPa.

得られた、鋼線に存在するCr系炭化物の最大直径および単位面積当たりの個数を以下の方法で評価した。また、得られた鋼線について450℃に加熱した後の硬さ試験、および熱伝導特性評価を以下の方法で行った。   The obtained Cr-based carbide existing in the steel wire was evaluated for the maximum diameter and the number per unit area by the following methods. Moreover, the hardness test after heating to 450 degreeC about the obtained steel wire, and the heat conductive characteristic evaluation were done with the following method.

(2)Cr系炭化物の最大径および単位面積当たりの個数
線材の圧延方向に垂直な断面(横断面)から試験用サンプルを切り出した。このサンプルを用いて、SEM組織観察用試料を作製した。
具体的には、サンプル切り出し後、エメリー紙、ダイヤモンドバフ、電解研磨によって切断面を鏡面研磨した。試験片の鏡面研磨面を電界放射型走査電子顕微鏡(FE−SEM:観察倍率10000倍、加速電圧20kV)で観察・画像撮影した。任意の5箇所で観察を行い、各観察箇所の写真を撮影した(全5枚)。Cr系炭化物の同定は、FE−SEMに付属のEDX分析装置を用いて行った。Fe以外の元素の質量の合計を100%として、質量比でCおよびCrを10%以上含む炭化物をCr系炭化物とした。評価は、1視野あたり面積μmで3視野について行った。これによりCr系炭化物最大径およびCr系炭化物の個数を求めた。個数については、Media Cybarnet社製画像解析ソフト(Image Pro Plus)を用いて長径が0.05μm以上のCr系炭化物の個数を求め、1μm当たりの個数密度とした。
測定結果を表4および5に示す。
(2) Maximum diameter of Cr-based carbide and number per unit area A test sample was cut out from a cross section (cross section) perpendicular to the rolling direction of the wire. Using this sample, an SEM structure observation sample was prepared.
Specifically, after cutting out the sample, the cut surface was mirror-polished by emery paper, diamond buffing, or electrolytic polishing. The mirror-polished surface of the test piece was observed and photographed with a field emission scanning electron microscope (FE-SEM: observation magnification 10,000 times, acceleration voltage 20 kV). Observation was performed at five arbitrary locations, and photographs of each observation location were taken (total of 5 images). Identification of the Cr-based carbide was performed using an EDX analyzer attached to the FE-SEM. The total mass of elements other than Fe was 100%, and a carbide containing 10% or more of C and Cr by mass ratio was defined as a Cr-based carbide. The evaluation was performed for 3 visual fields with an area of μm 2 per visual field. Thereby, the maximum diameter of the Cr-based carbide and the number of Cr-based carbides were obtained. Regarding the number, the number of Cr-based carbides having a major axis of 0.05 μm or more was obtained using image analysis software (Image Pro Plus) manufactured by Media Cybernet, and the number density per 1 μm 2 was obtained.
The measurement results are shown in Tables 4 and 5.

(4)ビッカース硬さ試験
上記FE−SEM観察サンプルを硬度試験片として、断面を鏡面状態に研磨して仕上げた後、ビッカース硬さ試験機を用いて測定した。
具体的には、鋼材全体の硬度を評価するため、上記鏡面仕上げした試験片の表層部(試験片最表面から0.05mm内側)、D/4部、D/2部(Dは試験片厚み)の3箇所で測定を行った。測定に際しては測定荷重を300gとし、3回測定して平均値を求めた。本発明では、ビッカース硬さは、500Hv以上を合格(高強度)、500Hv未満を不合格(強度不足)と評価した。測定結果を表4および5に示す。
(4) Vickers hardness test Using the FE-SEM observation sample as a hardness test piece, the cross section was polished into a mirror surface and finished, and then measured using a Vickers hardness tester.
Specifically, in order to evaluate the hardness of the entire steel material, the surface layer part (0.05 mm inside from the outermost surface of the test piece), D / 4 part, and D / 2 part (D is the thickness of the test piece) ) Was measured at three locations. At the time of measurement, the measurement load was set to 300 g, and measurement was performed three times to obtain an average value. In the present invention, a Vickers hardness of 500 Hv or more was evaluated as acceptable (high strength), and less than 500 Hv was evaluated as unacceptable (insufficient strength). The measurement results are shown in Tables 4 and 5.

(5)熱伝導特性評価
熱伝導特性はレーザーフラッシュ法による熱伝導率測定を室温、大気にて実施した。測定条件は以下の通り。
測定方法:レーザーフラッシュ法
測定温度:室温
測定装置:アルバック理工製熱定数測定装置TC−7000
雰囲気:大気
試験片サイズ:φ7×2tmm
熱伝導率20W/m・K以上を合格と評価した。評価結果を表4および5に示す。
(5) Evaluation of thermal conductivity characteristics Thermal conductivity characteristics were measured by measuring the thermal conductivity by laser flash method at room temperature and in the atmosphere. The measurement conditions are as follows.
Measuring method: Laser flash method Measuring temperature: Room temperature Measuring device: Thermal constant measuring device TC-7000 manufactured by ULVAC-RIKO
Atmosphere: Air Test piece size: φ7 × 2tmm
A thermal conductivity of 20 W / m · K or higher was evaluated as acceptable. The evaluation results are shown in Tables 4 and 5.

なお、表1〜5中、下線が付されたものは本発明の規定から外れていることを意味する。   In Tables 1 to 5, the underlined items mean that they are not within the scope of the present invention.

Figure 2018062690
Figure 2018062690

Figure 2018062690
Figure 2018062690

Figure 2018062690
Figure 2018062690

Figure 2018062690
Figure 2018062690

Figure 2018062690
Figure 2018062690

表4の試験No.1〜15は、表1の鋼種Eを用いて、熱処理条件を表2に示すように種々変化させたサンプルである。これらのうち試験No.2〜3、6〜7、10〜11および13〜14は、いずれも、上述した本発明の実施形態に係る条件で製造したサンプルであり、Cr系炭化物の最大径および個数密度、並びに焼もどしマルテンサイトの面積率の全てが本発明の実施形態の範囲内に制御されているため、優れた高温強度および熱伝導特性を示した。   Test No. in Table 4 Nos. 1 to 15 are samples in which the heat treatment conditions were variously changed as shown in Table 2 using the steel type E shown in Table 1. Of these, test no. 2 to 3, 6 to 7, 10 to 11, and 13 to 14 are all samples manufactured under the conditions according to the embodiment of the present invention described above, and the maximum diameter and number density of Cr-based carbides and tempering. Since all of the martensite area ratio is controlled within the range of the embodiment of the present invention, it exhibits excellent high-temperature strength and heat conduction characteristics.

これに対し、鋳塊の加熱温度が下限より低い試験No.1は、加熱不足となり、Cr系炭化物を十分固溶させることができないため、Cr系炭化物の最大径が過大となり、鋼線の熱伝導率が不十分であった。   On the other hand, test No. in which the heating temperature of the ingot is lower than the lower limit. No. 1 was insufficiently heated and the Cr-based carbide could not be sufficiently dissolved, so the maximum diameter of the Cr-based carbide was excessive and the thermal conductivity of the steel wire was insufficient.

一方、鋳塊の加熱温度が上限より高い試験No.4は、加熱が過剰となりオーステナイト粒径が粗大化し、その後の熱間加工で十分なCr系炭化物の析出サイトを形成させることができなくなり、Cr系炭化物のサイズが過大となった。この結果、鋼線の高温強度および熱伝導率が不十分であった。   On the other hand, test No. in which the heating temperature of the ingot is higher than the upper limit. In No. 4, heating was excessive and the austenite grain size became coarse, and it was impossible to form sufficient Cr-based carbide precipitation sites by subsequent hot working, resulting in an excessively large Cr-based carbide size. As a result, the high-temperature strength and thermal conductivity of the steel wire were insufficient.

熱間加工温度が下限より低い試験No.5は、粗大なパーライトが生じてしまい、熱間加工で十分なCr系炭化物の析出サイトを形成させることができず、Cr系炭化物の個数密度が過剰となり、この結果、鋼線の熱伝導率が不十分であった。   Test No. whose hot working temperature is lower than the lower limit. No. 5, coarse pearlite is generated, and sufficient Cr-based carbide precipitation sites cannot be formed by hot working, resulting in an excessive number density of Cr-based carbides. As a result, the thermal conductivity of the steel wire Was insufficient.

熱間加工温度が上限より高い試験No.8は、加熱が過剰となり熱間加工後においてもオーステナイト粒径が粗大化し、Cr系炭化物の析出サイトが不足したため、Cr系炭化物の最大径が過大となり、この結果、鋼線の高温強度および熱伝導率が不十分であった。   Test No. whose hot working temperature is higher than the upper limit. No. 8 is excessively heated and the austenite grain size becomes coarse even after hot working and the precipitation site of Cr carbide is insufficient, so the maximum diameter of Cr carbide is excessive. As a result, the high temperature strength and heat The conductivity was insufficient.

制御冷却開始温度が下限より低い試験No.9は、粗大なパーライト生じてしまい、熱間加工で十分なCr系炭化物の析出サイトを形成させることができず、Cr系炭化物の個数密度が過剰となり、この結果、鋼線の熱伝導率が不十分であった。   Test No. with controlled cooling start temperature lower than lower limit. No. 9, coarse pearlite is generated, and sufficient Cr-based carbide precipitation sites cannot be formed by hot working, resulting in an excessive number density of Cr-based carbides. As a result, the thermal conductivity of the steel wire is reduced. It was insufficient.

制御冷却開始温度から制御冷却停止温度までの平均冷却速度が上限より速い試験No.12は、冷却中のパーライト変態を完了させることができず、部分的にベイナイトが生じることによって、Cr系炭化物の個数密度が過剰となり、この結果、鋼線の高温強度が不十分であった。   Test No. in which the average cooling rate from the control cooling start temperature to the control cooling stop temperature is faster than the upper limit. No. 12 could not complete the pearlite transformation during cooling, and bainite was partially generated, resulting in an excessive number density of Cr-based carbides. As a result, the high-temperature strength of the steel wire was insufficient.

制御冷却停止温度が上限より高い試験No.15は、冷却中のパーライト変態を完了させることができず、その後の冷却でベイナイトが生じることによって、Cr系炭化物の個数密度が過剰となり、この結果、鋼線の高温強度が不十分であった。   Test No. with controlled cooling stop temperature higher than the upper limit. No. 15 could not complete the pearlite transformation during cooling, and bainite was generated in the subsequent cooling, resulting in an excessive number density of Cr-based carbides. As a result, the high-temperature strength of the steel wire was insufficient. .

表4の試験No.16〜20、表5の試験No.21〜39は、熱間加工条件および冷却条件を表2および表3に示すとおり一定とし、鋼種をA〜Y(Eを除く)に変更したサンプルである。これらのうち試験No.16〜33はいずれも、上述の本発明の実施形態に係る成分範囲を満足しており、Cr系炭化物の最大径および個数密度、焼もどしマルテンサイトの面積分率の全てが本発明の範囲内に制御されているため、優れた高温強度および熱伝導率を示した。   Test No. in Table 4 16-20, test No. in Table 5. 21 to 39 are samples in which the hot working conditions and the cooling conditions are constant as shown in Tables 2 and 3, and the steel types are changed to A to Y (except E). Of these, test no. Nos. 16 to 33 all satisfy the above-described component range according to the embodiment of the present invention, and the maximum diameter and number density of Cr-based carbides and the area fraction of tempered martensite are all within the scope of the present invention. Therefore, excellent high-temperature strength and thermal conductivity were exhibited.

これに対し、C量が下限より低い鋼種Tを用いた試験No.34は、高温で硬さが低下しやすくなり、この結果、鋼線の高温強度が不十分であった。   On the other hand, test No. using the steel type T whose C amount is lower than the lower limit. No. 34 is liable to decrease in hardness at high temperatures, and as a result, the high-temperature strength of the steel wire is insufficient.

C量が上限より高い鋼種Uを用いた試験No.35は、制御冷却でパーライト変態を完了させることができず、冷却後も残留オーステナイトが生成し、焼もどし後もその一部の変態が不十分であったため、この結果、鋼線の熱伝導率が不十分であった。   Test No. using a steel type U having a C amount higher than the upper limit. No. 35 could not complete the pearlite transformation by controlled cooling, and retained austenite was generated after cooling, and some of the transformation was insufficient after tempering. As a result, the thermal conductivity of the steel wire Was insufficient.

Si量が上限より高い鋼種Vを用いた試験No.36は、制御冷却でパーライト変態を完了させることができず、冷却後も残留オーステナイトが生成し、焼もどし後もその一部の変態が不十分であったため、この結果、鋼線の熱伝導率が不十分であった。   Test No. using steel type V with Si amount higher than the upper limit. No. 36 could not complete the pearlite transformation by controlled cooling, and retained austenite was produced after cooling, and some of the transformation was insufficient after tempering. Was insufficient.

Mn量が上限より高い鋼種Wを用いた試験No.37は、制御冷却でパーライト変態を完了させることができず、冷却後も残留オーステナイトが生成し、焼もどし後もその一部の変態が不十分であったため、この結果、鋼線の熱伝導率が不十分であった。   Test No. using steel type W with Mn amount higher than the upper limit. No. 37 could not complete the pearlite transformation by controlled cooling, and retained austenite was generated even after cooling, and some of the transformation was insufficient after tempering. As a result, the thermal conductivity of the steel wire Was insufficient.

Cr量が下限より低い鋼種Xを用いた試験No.38は、高温で硬さが低下しやすくなり、この結果、鋼線の高温強度が不十分であった。   Test No. using steel type X having a Cr content lower than the lower limit. No. 38 was easily reduced in hardness at high temperatures, and as a result, the high-temperature strength of the steel wire was insufficient.

Cr量が上限より高い鋼種Yを用いた試験No.39は、加熱や熱間加工工程でCr系炭化物を十分に分解させることができず、焼入れ焼もどし後のCr系炭化物のサイズおよび面積率が過剰となった。その結果、鋼線の熱伝導率が不十分であった。   Test No. using steel type Y with a Cr content higher than the upper limit. No. 39 could not sufficiently decompose the Cr-based carbide in the heating or hot working process, and the size and area ratio of the Cr-based carbide after quenching and tempering were excessive. As a result, the thermal conductivity of the steel wire was insufficient.

Claims (5)

C :0.3〜1.2質量%、
Si:0.01〜2.5質量%、
Mn:0.01〜1.0質量%、
P :0質量%超、0.05質量%以下、
S :0質量%超、0.05質量%以下、および
Cr:0.7〜2.0質量%
を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる鋼線であって、
前記鋼線中に含まれるCr系炭化物の最大直径が0.3μm以下であり、その個数が1.5個/μm以下であり、
焼もどしマルテンサイトが、面積率で90%以上である鋼線。
C: 0.3 to 1.2% by mass,
Si: 0.01 to 2.5% by mass,
Mn: 0.01 to 1.0% by mass,
P: more than 0% by mass, 0.05% by mass or less,
S: more than 0 mass%, 0.05 mass% or less, and Cr: 0.7-2.0 mass%
And the balance is a steel wire composed of iron and inevitable impurities,
The maximum diameter of the Cr-based carbide contained in the steel wire is 0.3 μm or less, and the number thereof is 1.5 pieces / μm 2 or less,
Steel wire with tempered martensite of 90% or more in area ratio.
Cu:0質量%超、0.5質量%以下、
Ni:0質量%超、1.0質量%以下、および
Mo:0質量%超、1.5質量%以下
よりなる群から選ばれる1種類以上を更に含有する請求項1に記載の鋼線。
Cu: more than 0% by mass, 0.5% by mass or less,
The steel wire according to claim 1, further comprising at least one selected from the group consisting of Ni: more than 0 mass%, 1.0 mass% or less, and Mo: more than 0 mass%, 1.5 mass% or less.
Ti:0質量%超、0.1質量%以下、
Nb:0質量%超、0.5質量%以下、および
V :0質量%超、1.0質量%以下
よりなる群から選ばれる1種類以上を更に含有する請求項1または2に記載の鋼線。
Ti: more than 0% by mass, 0.1% by mass or less,
The steel according to claim 1 or 2, further comprising at least one selected from the group consisting of Nb: more than 0% by mass, 0.5% by mass or less, and V: more than 0% by mass, 1.0% by mass or less. line.
(a)請求項1〜3のいずれかに記載の化学成分組成を有する鋼材を製造する工程と、
(b)前記鋼材を1150〜1300℃に加熱後、750〜1000℃の熱間加工温度で熱間加工する工程と、
(c)前記工程(b)後、750℃以上の冷却開始温度から400℃まで1℃/秒以下の平均冷却速度で冷却して線材を得る工程と、
(d)前記線材を引抜き加工する工程と、
(e)前記工程(d)後、引抜き加工した前記線材に焼入れ焼もどし処理を行う工程と
を含む鋼線の製造方法。
(A) a step of producing a steel material having the chemical component composition according to any one of claims 1 to 3;
(B) after the steel material is heated to 1150 to 1300 ° C., hot working at a hot working temperature of 750 to 1000 ° C .;
(C) after the step (b), a step of cooling from a cooling start temperature of 750 ° C. or higher to 400 ° C. at an average cooling rate of 1 ° C./second or less to obtain a wire;
(D) a step of drawing the wire;
(E) After the said process (d), the manufacturing method of the steel wire including the process of performing the quenching tempering process to the said drawn wire.
前記工程(d)において、引抜き加工する前に、前記線材の表面の皮削りを行う請求項4に記載の鋼線の製造方法。   The method of manufacturing a steel wire according to claim 4, wherein in the step (d), the surface of the wire is cut before drawing.
JP2016201837A 2016-10-13 2016-10-13 Steel wire and manufacturing method therefor Pending JP2018062690A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016201837A JP2018062690A (en) 2016-10-13 2016-10-13 Steel wire and manufacturing method therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016201837A JP2018062690A (en) 2016-10-13 2016-10-13 Steel wire and manufacturing method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018062690A true JP2018062690A (en) 2018-04-19

Family

ID=61966517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016201837A Pending JP2018062690A (en) 2016-10-13 2016-10-13 Steel wire and manufacturing method therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018062690A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021002074A1 (en) * 2019-07-01 2021-01-07 住友電気工業株式会社 Steel wire and spring
KR20210078907A (en) * 2019-12-19 2021-06-29 주식회사 포스코 Steel material having softening resistance at high temperature and method of manufacturing the same

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021002074A1 (en) * 2019-07-01 2021-01-07 住友電気工業株式会社 Steel wire and spring
JPWO2021002074A1 (en) * 2019-07-01 2021-01-07
CN112449654A (en) * 2019-07-01 2021-03-05 住友电气工业株式会社 Steel wire and spring
CN112449654B (en) * 2019-07-01 2022-07-08 住友电气工业株式会社 Steel wire and spring
JP7388360B2 (en) 2019-07-01 2023-11-29 住友電気工業株式会社 steel wire and spring
KR20210078907A (en) * 2019-12-19 2021-06-29 주식회사 포스코 Steel material having softening resistance at high temperature and method of manufacturing the same
KR102327928B1 (en) 2019-12-19 2021-11-17 주식회사 포스코 Steel material having softening resistance at high temperature and method of manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4476846B2 (en) High strength spring steel with excellent cold workability and quality stability
JP4423254B2 (en) High strength spring steel wire with excellent coiling and hydrogen embrittlement resistance
JP5026626B2 (en) Steel wire excellent in cold forgeability and manufacturing method thereof
KR101520208B1 (en) Case hardening steel, method for producing same, and mechanical structural part using case hardening steel
JP6711434B2 (en) Abrasion resistant steel plate and manufacturing method thereof
KR101965520B1 (en) Rolled steel bar or rolled wire material for cold-forged component
KR20210134702A (en) Hot working die steel, its heat treatment method and hot working die
JP4712838B2 (en) High strength cold-rolled steel sheet with excellent hydrogen embrittlement resistance and workability
KR101781792B1 (en) Abrasion-resistant steel material excellent in fatigue characteristics and method for manufacturing same
WO2015125915A1 (en) Steel material for induction hardening
KR101965521B1 (en) Rolled steel bar or rolled wire material for cold-forged component
JP2016169433A (en) Steel sheet for carburization excellent in cold workability and toughness after carburization heat treatment
JP6244701B2 (en) High carbon hot rolled steel sheet excellent in hardenability and workability and method for producing the same
KR20190031278A (en) High frequency quenching steel
JP2018003051A (en) Heat treated steel wire excellent in fatigue characteristic
WO2018008621A1 (en) Steel for mechanical structures
KR20190028492A (en) High frequency quenching steel
JP5871085B2 (en) Case-hardened steel with excellent cold forgeability and ability to suppress grain coarsening
JP2004204263A (en) Steel material for case hardening superior in cold workability and coarse-particle-preventing property in carburization, and manufacturing method therefor
JP2018062690A (en) Steel wire and manufacturing method therefor
WO2017169667A1 (en) Steel wire material, and methods respectively for producing steel wire material and steel wire
JP2018024909A (en) Steel for machine structural use for cold working and production method thereof
JP6390685B2 (en) Non-tempered steel and method for producing the same
JP2019011510A (en) Steel sheet for carburization excellent in cold workability and toughness after carburization heat treatment
KR101984430B1 (en) Steel for steel forging, and forged steel crank throw and forged steel journal for assembling type crankshaft