JP2742967B2 - ベイナイト線材の製造法 - Google Patents
ベイナイト線材の製造法Info
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- JP2742967B2 JP2742967B2 JP3278073A JP27807391A JP2742967B2 JP 2742967 B2 JP2742967 B2 JP 2742967B2 JP 3278073 A JP3278073 A JP 3278073A JP 27807391 A JP27807391 A JP 27807391A JP 2742967 B2 JP2742967 B2 JP 2742967B2
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、伸線加工用ベイナイト
線材の製造法に関するものである。
線材の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常線材は種々の最終製品の用途に応じ
て、伸線加工が行われるが、この伸線加工の前に線材を
予め伸線に適した線材にしておく必要がある。従来高炭
素鋼線材に関しては、伸線加工前に組織を均一で微細な
パーライトと少量の初析フェライトの混合組織にする必
要から、パテンティングと呼ばれる線材独特の熱処理が
施工される。
て、伸線加工が行われるが、この伸線加工の前に線材を
予め伸線に適した線材にしておく必要がある。従来高炭
素鋼線材に関しては、伸線加工前に組織を均一で微細な
パーライトと少量の初析フェライトの混合組織にする必
要から、パテンティングと呼ばれる線材独特の熱処理が
施工される。
【０００３】これは線材をオーステナイト化温度に加熱
した後、適度な冷却速度で冷却して、パーライト変態を
完了させて微細パーライトと少量のフェライトの混合組
織にする熱処理方法である。特公昭６０−５６２１５号
公報記載の線材の製造方法では、オーステナイト化温度
にある線材を溶融塩に浸漬し、８００〜６００℃間の冷
却速度を１５〜１００℃／ｓｅｃにとることにより、微
細なパーライトと少量の初析フェライトの混合組織にす
る熱処理方法を行っている。
した後、適度な冷却速度で冷却して、パーライト変態を
完了させて微細パーライトと少量のフェライトの混合組
織にする熱処理方法である。特公昭６０−５６２１５号
公報記載の線材の製造方法では、オーステナイト化温度
にある線材を溶融塩に浸漬し、８００〜６００℃間の冷
却速度を１５〜１００℃／ｓｅｃにとることにより、微
細なパーライトと少量の初析フェライトの混合組織にす
る熱処理方法を行っている。
【０００４】しかし、パーライト組織では伸線加工工程
において高減面率における延性の劣化、捻回試験での割
れの発生（以下デラミネーションと称する）が問題とな
っている。
において高減面率における延性の劣化、捻回試験での割
れの発生（以下デラミネーションと称する）が問題とな
っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は伸線加工工程
において、前記の如き問題点を生じない線材の製造法を
提供することを課題とする。
において、前記の如き問題点を生じない線材の製造法を
提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱間圧延後の
線材の冷却にあたり、ＴＴＴ線図におけるノーズ位置ま
での冷速を大きくとることによりパーライト組織の生成
を防止し、その後４５０〜５００℃に等温保持すること
によって得られるベイナイト線材を提供することによっ
て、前記課題を解決しようとするものである。
線材の冷却にあたり、ＴＴＴ線図におけるノーズ位置ま
での冷速を大きくとることによりパーライト組織の生成
を防止し、その後４５０〜５００℃に等温保持すること
によって得られるベイナイト線材を提供することによっ
て、前記課題を解決しようとするものである。
【０００７】つまり８５０〜５７５℃間の初期冷速を１
００℃／ｓｅｃ以上にすることによりパーライト組織の
生成を防止し、その後４５０〜５００℃に一定時間以上
保持してミクロマルテンサイト組織の発生を抑えること
により、伸線加工性に優れたベイナイト組織の線材を得
ることができ、かくして高減面率においても伸線加工性
に優れた鋼線が得られる。
００℃／ｓｅｃ以上にすることによりパーライト組織の
生成を防止し、その後４５０〜５００℃に一定時間以上
保持してミクロマルテンサイト組織の発生を抑えること
により、伸線加工性に優れたベイナイト組織の線材を得
ることができ、かくして高減面率においても伸線加工性
に優れた鋼線が得られる。
【０００８】本発明の要旨とするところは、Ｃ：０．７
０〜１．２０ｗｔ％、Ｍｎ：０．３〜０．８ｗｔ％、Ｓ
ｉ：０．１５〜０．３ｗｔ％、Ｃｒ：０．１〜０．５ｗ
ｔ％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる
組成の鋼片を、９００〜１１００℃の範囲に加熱した
後、線材に圧延し、得られた線材を８５０〜５７５℃の
間を１００℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却し、次いで
４５０〜５００℃の温度範囲に、下記式（１）で定める
時間Ｙ秒以上保定することを特徴とするベイナイト線材
の製造法にある。
０〜１．２０ｗｔ％、Ｍｎ：０．３〜０．８ｗｔ％、Ｓ
ｉ：０．１５〜０．３ｗｔ％、Ｃｒ：０．１〜０．５ｗ
ｔ％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる
組成の鋼片を、９００〜１１００℃の範囲に加熱した
後、線材に圧延し、得られた線材を８５０〜５７５℃の
間を１００℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で冷却し、次いで
４５０〜５００℃の温度範囲に、下記式（１）で定める
時間Ｙ秒以上保定することを特徴とするベイナイト線材
の製造法にある。
【０００９】 Ｙ＝ｅｘｐ（１９．８３−０．０３２９×Ｔ）─（１） 但し、Ｔ：熱処理温度（℃）
【００１０】
【作用】本発明の構成要件の限定理由について述べる。
出発鋼片の化学組成の限定理由は次のとおりである。Ｃ
は鋼の強度と延性を支配する基本的な元素であり、高炭
素化するほど強度が向上する。Ｃ量の下限は焼入性と強
度を確保するために０．７０ｗｔ％とし、上限は初析セ
メンタイトの発生を防止するために１．２０ｗｔ％とし
た。
出発鋼片の化学組成の限定理由は次のとおりである。Ｃ
は鋼の強度と延性を支配する基本的な元素であり、高炭
素化するほど強度が向上する。Ｃ量の下限は焼入性と強
度を確保するために０．７０ｗｔ％とし、上限は初析セ
メンタイトの発生を防止するために１．２０ｗｔ％とし
た。
【００１１】Ｓｉは脱酸剤として０．１５ｗｔ％以上加
える。またＳｉは鋼を固溶強化する元素であるととも
に、鋼線のリラクセーションロスを低減できる元素であ
る。しかし、スケール生成量を減少させ、メカニカルデ
スケーリング性を悪くするほか、線材のボンデ潤滑性を
やや低下させる。そのためＳｉ量の上限は０．３０ｗｔ
％とした。
える。またＳｉは鋼を固溶強化する元素であるととも
に、鋼線のリラクセーションロスを低減できる元素であ
る。しかし、スケール生成量を減少させ、メカニカルデ
スケーリング性を悪くするほか、線材のボンデ潤滑性を
やや低下させる。そのためＳｉ量の上限は０．３０ｗｔ
％とした。
【００１２】Ｍｎは脱酸剤として０．３ｗｔ％以上加え
る。またＭｎは鋼に固溶して強化する元素であるが、添
加量を増加させると線材中心部において偏析を生じやす
くなる。偏析部は焼入性が向上し変態終了時間が長時間
側にずれるため、未変態部がマルテンサイトとなり伸線
加工中の断線につながる。そこでＭｎの上限は０．８ｗ
ｔ％とした。
る。またＭｎは鋼に固溶して強化する元素であるが、添
加量を増加させると線材中心部において偏析を生じやす
くなる。偏析部は焼入性が向上し変態終了時間が長時間
側にずれるため、未変態部がマルテンサイトとなり伸線
加工中の断線につながる。そこでＭｎの上限は０．８ｗ
ｔ％とした。
【００１３】Ｃｒは鋼の強度を増加させる元素であり、
添加量が増えるにしたがって強度は増加する。しかし、
焼入性も向上し、変態終了線が長時間側に移動する。こ
れにより熱処理に必要な時間も長くなるため、上限を
０．５ｗｔ％とし、下限は強度を増すために０．１ｗｔ
％とした。次に線材圧延条件について述べる。
添加量が増えるにしたがって強度は増加する。しかし、
焼入性も向上し、変態終了線が長時間側に移動する。こ
れにより熱処理に必要な時間も長くなるため、上限を
０．５ｗｔ％とし、下限は強度を増すために０．１ｗｔ
％とした。次に線材圧延条件について述べる。
【００１４】線材圧延における加熱温度は鋼片の成分を
均一に固溶させるとともに圧延中の鋼材の温度に影響を
与える。加熱温度の下限は、オーステナイト化温度以上
で鋼片の成分が均一に固溶し、かつ圧延中の鋼材温度を
Ａ1 変態点以上に確保するために９００℃とし、上限は
脱炭層の量を低く抑えるために１１００℃とした。線材
圧延における８５０〜５７５℃間の冷却速度はパーライ
ト変態の開始を抑制するための重要な因子である。この
ことを本発明者等は実験的に求めた。図１に示すよう
に、初期冷却速度を１００℃／ｓｅｃ未満として緩冷し
た場合、パーライト変態のノーズ位置より高温側で変態
が開始し、パーライト組織が生成するため完全なベイナ
イト組織が得られない。ベイナイト組織の生成温度は５
００℃以下であるが、完全なベイナイト組織を生成させ
るためには冷却初期に急激に冷却する必要がある。そこ
で８５０〜５７５℃間の冷却速度の下限を１００℃／ｓ
ｅｃとした。
均一に固溶させるとともに圧延中の鋼材の温度に影響を
与える。加熱温度の下限は、オーステナイト化温度以上
で鋼片の成分が均一に固溶し、かつ圧延中の鋼材温度を
Ａ1 変態点以上に確保するために９００℃とし、上限は
脱炭層の量を低く抑えるために１１００℃とした。線材
圧延における８５０〜５７５℃間の冷却速度はパーライ
ト変態の開始を抑制するための重要な因子である。この
ことを本発明者等は実験的に求めた。図１に示すよう
に、初期冷却速度を１００℃／ｓｅｃ未満として緩冷し
た場合、パーライト変態のノーズ位置より高温側で変態
が開始し、パーライト組織が生成するため完全なベイナ
イト組織が得られない。ベイナイト組織の生成温度は５
００℃以下であるが、完全なベイナイト組織を生成させ
るためには冷却初期に急激に冷却する必要がある。そこ
で８５０〜５７５℃間の冷却速度の下限を１００℃／ｓ
ｅｃとした。
【００１５】冷却後の恒温保持温度は生成する組織を決
定する重要な因子である。このことを本発明者等は実験
的に求めた。図２および図３に示すように、熱処理温度
が５００℃超では線材中心部にパーライト組織が生成す
ることにより、引張強さが上昇し、伸線加工性が劣化す
る。他方、熱処理温度４５０℃未満ではベイナイト組織
中のセメンタイトの粒状化が始まることにより、引張強
さが上昇し、伸線加工性が劣化する。このため恒温変態
温度の上限を５００℃、下限を４５０℃とした。
定する重要な因子である。このことを本発明者等は実験
的に求めた。図２および図３に示すように、熱処理温度
が５００℃超では線材中心部にパーライト組織が生成す
ることにより、引張強さが上昇し、伸線加工性が劣化す
る。他方、熱処理温度４５０℃未満ではベイナイト組織
中のセメンタイトの粒状化が始まることにより、引張強
さが上昇し、伸線加工性が劣化する。このため恒温変態
温度の上限を５００℃、下限を４５０℃とした。
【００１６】４５０〜５００℃間の温度範囲での熱処理
に必要な時間はＴＴＴ線図の変態終了線から求められる
が、浸漬時間が不十分な場合マルテンサイトが発生し、
伸線加工中の断線の原因となる。そこで変態終了時間以
上に保持する必要があるので、４５０〜５００℃の温度
範囲に保持する時間の下限を下記（１）式で定める時間
Ｙ秒とした。
に必要な時間はＴＴＴ線図の変態終了線から求められる
が、浸漬時間が不十分な場合マルテンサイトが発生し、
伸線加工中の断線の原因となる。そこで変態終了時間以
上に保持する必要があるので、４５０〜５００℃の温度
範囲に保持する時間の下限を下記（１）式で定める時間
Ｙ秒とした。
【００１７】 Ｙ＝ｅｘｐ（１９．８３−０．０３２９×Ｔ）─（１） 但し、Ｔ：熱処理温度（℃）
【００１８】
【実施例】低炭素鋼を２５０トン転炉で溶製し、脱ガス
処理設備を用いて脱炭ならびに成分調整を行い、連続鋳
造設備により３００×５００ｍｍ鋳片とし、さらに１２
２ｍｍ角断面の鋼片を製造した。表１に供試鋼の化学成
分を示す。
処理設備を用いて脱炭ならびに成分調整を行い、連続鋳
造設備により３００×５００ｍｍ鋳片とし、さらに１２
２ｍｍ角断面の鋼片を製造した。表１に供試鋼の化学成
分を示す。
【００１９】表１のＡ〜Ｄは本発明鋼の例、Ｅ〜Ｊは比
較鋼の例である。Ｅ鋼はＣ量が上限超、Ｆ鋼はＣ量が下
限未満、Ｇ鋼はＳｉ量が上限超である。Ｈ鋼はＭｎ量が
上限超、Ｉ鋼はＣｒ量が上限超、Ｊ鋼はＣｒ量が下限未
満である。これらの供試鋼を連続鋳造設備により３００
×５００ｍｍ鋳片とし、さらに分塊圧延により１２２ｍ
ｍ角断面の鋼片を製造した。
較鋼の例である。Ｅ鋼はＣ量が上限超、Ｆ鋼はＣ量が下
限未満、Ｇ鋼はＳｉ量が上限超である。Ｈ鋼はＭｎ量が
上限超、Ｉ鋼はＣｒ量が上限超、Ｊ鋼はＣｒ量が下限未
満である。これらの供試鋼を連続鋳造設備により３００
×５００ｍｍ鋳片とし、さらに分塊圧延により１２２ｍ
ｍ角断面の鋼片を製造した。
【００２０】これらの鋼片を分塊圧延でビレットに製造
後、表２に示す線材圧延条件で直径５．５ｍｍの線材に
圧延し、ＤＬＰ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｌｅａｄ Ｐａｔｅｎ
ｔｉｎｇ）冷却を行った。これらの線材を平均減面率１
７％で１．００ｍｍφまで伸線し、引張試験、捻回試験
を行った。
後、表２に示す線材圧延条件で直径５．５ｍｍの線材に
圧延し、ＤＬＰ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｌｅａｄ Ｐａｔｅｎ
ｔｉｎｇ）冷却を行った。これらの線材を平均減面率１
７％で１．００ｍｍφまで伸線し、引張試験、捻回試験
を行った。
【００２１】引張試験はＪＩＳＺ２２０１の２号試験片
を用い、ＪＩＳＺ２２４１記載の方法で行った。捻回試
験は試験片長さ１００ｄ＋１００に切断後、チャック間
距離１００ｄ、回転速度１０ｒｐｍで破断するまで回転
させた。ｄは鋼線の直径を表わす。このようにして得ら
れた特性値を表２に併せて示す。
を用い、ＪＩＳＺ２２４１記載の方法で行った。捻回試
験は試験片長さ１００ｄ＋１００に切断後、チャック間
距離１００ｄ、回転速度１０ｒｐｍで破断するまで回転
させた。ｄは鋼線の直径を表わす。このようにして得ら
れた特性値を表２に併せて示す。
【００２２】Ｎｏ．５〜Ｎｏ．１３は比較鋼である。Ｎ
ｏ．５は加熱温度が低すぎたために仕上圧延温度が低下
し、フェライト結晶粒が微細となり、強度が上昇し、加
工性が低下した。Ｎｏ．６は冷却速度が遅すぎたために
パーライト組織が生成し、伸線加工性が低下し、伸線途
中で断線が生じた。
ｏ．５は加熱温度が低すぎたために仕上圧延温度が低下
し、フェライト結晶粒が微細となり、強度が上昇し、加
工性が低下した。Ｎｏ．６は冷却速度が遅すぎたために
パーライト組織が生成し、伸線加工性が低下し、伸線途
中で断線が生じた。
【００２３】Ｎｏ．７は恒温変態温度が高すぎたために
パーライトが生成し、伸線加工性が低下し、伸線途中で
断線が生じた。Ｎｏ．８は恒温変態温度が低すぎたため
にセメンタイトが球状化し、伸線加工性が低下し、伸線
途中で断線が生じた。Ｎｏ．９は恒温変態処理時間が短
かったためにマルテンサイトが発生し、伸線加工性が低
下し、伸線途中で断線が生じた。
パーライトが生成し、伸線加工性が低下し、伸線途中で
断線が生じた。Ｎｏ．８は恒温変態温度が低すぎたため
にセメンタイトが球状化し、伸線加工性が低下し、伸線
途中で断線が生じた。Ｎｏ．９は恒温変態処理時間が短
かったためにマルテンサイトが発生し、伸線加工性が低
下し、伸線途中で断線が生じた。
【００２４】Ｎｏ．１０はＣ量が高すぎたために初析セ
メンタイトが発生し、伸線加工性が低下した。Ｎｏ．１
１はＣ量が低すぎたために焼入性が低下し、パーライト
組織が生成したため伸線加工性が低下した。Ｎｏ．１２
はＳｉ量が高すぎたためにメカニカルデスケーリング性
が低下した。
メンタイトが発生し、伸線加工性が低下した。Ｎｏ．１
１はＣ量が低すぎたために焼入性が低下し、パーライト
組織が生成したため伸線加工性が低下した。Ｎｏ．１２
はＳｉ量が高すぎたためにメカニカルデスケーリング性
が低下した。
【００２５】Ｎｏ．１３はＭｎ量が高すぎたために中心
偏析に伴うミクロマルテンサイトが発生し、伸線加工性
が低下した。Ｎｏ．１４はＣｒ量が高すぎたために焼入
性が向上し、変態終了時間が長時間側に移動し、未変態
部が残存したためにマルテンサイトが発生し、伸線加工
性が劣化した。
偏析に伴うミクロマルテンサイトが発生し、伸線加工性
が低下した。Ｎｏ．１４はＣｒ量が高すぎたために焼入
性が向上し、変態終了時間が長時間側に移動し、未変態
部が残存したためにマルテンサイトが発生し、伸線加工
性が劣化した。
【００２６】Ｎｏ．１５はＣｒ量が低すぎたために初期
の引張強さが低下し、伸線後の機械的性質が劣った。
の引張強さが低下し、伸線後の機械的性質が劣った。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明に従って製造さ
れた線材は、従来法に比べてより一段と高減面率まで伸
線が可能で、耐デラミネーション特性も改善されてい
る。従って、本発明によれば伸線加工性が優れたベイナ
イト線材の製造が可能になる。
れた線材は、従来法に比べてより一段と高減面率まで伸
線が可能で、耐デラミネーション特性も改善されてい
る。従って、本発明によれば伸線加工性が優れたベイナ
イト線材の製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】平衡変態点以下での温度−時間−変態組織の関
係を示す等温変態曲線である。
係を示す等温変態曲線である。
【図２】線材の熱処理温度と引張強さの関係を示す図で
ある。
ある。
【図３】伸線加工特性に及ぼす熱処理温度の影響を示す
図である。
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 世紀 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株 式会社 君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 平３−215623（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−140438（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｃ：０．７０〜１．２０ｗｔ％、Ｍｎ：
０．３〜０．８ｗｔ％、Ｓｉ：０．１５〜０．３ｗｔ
％、Ｃｒ：０．１〜０．５ｗｔ％を含有し、残部Ｆｅお
よび不可避的不純物からなる組成の鋼片を、９００〜１
１００℃の範囲に加熱した後、線材に圧延し、得られた
線材を８５０〜５７５℃の間を１００℃／ｓｅｃ以上の
冷却速度で冷却し、次いで４５０〜５００℃の温度範囲
に、下記式（１）で定める時間Ｙ秒以上保定することを
特徴とするベイナイト線材の製造法。 Ｙ＝ｅｘｐ（１９．８３−０．０３２９×Ｔ）─（１） 但し、Ｔ：熱処理温度（℃）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3278073A JP2742967B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | ベイナイト線材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3278073A JP2742967B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | ベイナイト線材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05117762A JPH05117762A (ja) | 1993-05-14 |
| JP2742967B2 true JP2742967B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=17592274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3278073A Expired - Lifetime JP2742967B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | ベイナイト線材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2742967B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015074802A (ja) * | 2013-10-08 | 2015-04-20 | 新日鐵住金株式会社 | 伸線特性及び耐遅れ破壊特性に優れた過共析ベイナイト鋼線用線材の製造方法、及び、該線材を用る鋼線の製造方法 |
| TWI516611B (zh) * | 2013-10-08 | 2016-01-11 | 新日鐵住金股份有限公司 | 線材、過共析變韌鐵鋼線、及該等之製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6365020A (ja) * | 1986-09-04 | 1988-03-23 | Daido Steel Co Ltd | 急速加熱焼入用表面硬化処理鋼の製造方法 |
| US4960473A (en) * | 1989-10-02 | 1990-10-02 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Process for manufacturing steel filament |
| JP3034543B2 (ja) * | 1990-01-19 | 2000-04-17 | 日新製鋼株式会社 | 強靭な高強度鋼の製造方法 |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP3278073A patent/JP2742967B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05117762A (ja) | 1993-05-14 |
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