JP3434081B2 - デスケーリング用線材 - Google Patents
デスケーリング用線材Info
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Description
リング用高炭素鋼線材に関するものである。
ン熱処理工程を経て線材とし、その後酸洗またはメカニ
カルデスケーリングをし鋼表面に付着したスケール除去
を行い、さらに表面潤滑処理の後、冷間での引き抜き加
工による伸線と中間熱処理を繰り返すことにより細い線
径に加工し、最終パテンティング処理を行いさらに引き
抜き加工で高強度のワイヤとするなどして使用されてい
る。
熱間圧延後の線材の加工性が優れているほど、中間熱処
理工程が省略できるために製造コストを低減することが
容易となる。
として、衝風冷却によるステルモア法や冷却媒体として
溶融塩を用いる方法などがある。溶融塩を用いるものと
しては特公昭59−37725があるが、加工性を良く
する事より、鉛パテンティング相当の高強度が得られる
ような直接熱処理法である。
開平6−17190、特開平6−17191、特開平6
−17192などが開示されているが、これらはベイナ
イト組織を80%以上とし、所定の強度延性に調整する
ことを特徴とする加工性の優れた鋼線材である。しか
し、これ等に示されるベイナイト率を80%以上にする
事は、5.0mmφ以上の線径では極めて困難であると
いう問題点がある。
の加工を連続して行うために鋼表面のスケール特性が重
要な因子となり、これまでのような熱処理後の組織制御
だけでは伸線加工性を十分に制御することはできない。
メカニカルデスケーリング法がある。酸洗法はスケール
除去が十分行えるため広く採用されているが、酸を用い
るため公害等の問題が生じる場合があり、メカニカルデ
スケーリング法が適用されることが多くなっている。一
方メカニカルデスケーリング法は多ロールで線材に曲げ
加工を加えスケールを除去する方法であるが、そのスケ
ール除去能力は、表面性状に大きく影響される。
線材を熱間圧延後700℃以上で保温または加熱し、ス
ケール量を0.6%以上と厚くし、かつFeOの多いス
ケールをつくることが提案されている。しかしながら加
工性の優れた鋼線材では、初期の強度が低く高い延性を
示すためスケールの密着性が良くなり、残留スケールが
生じやすくなる。このため従来の方法だけではメカニカ
ルデスケーリング性を十分制御することはできない。
量が重量%で0.6%以上含まれる高炭素鋼の分野にお
いて、鋼材のスケール除去をメカニカルデスケーリング
法で行った場合に、十分にスケールが除去され、さらに
引き抜きダイスを用いた伸線加工において線径が3.0
mmφ以上の線径において、真歪みで3.7以上の加工
性を有する、伸線加工性に優れたデスケーリング用線材
を提供することを課題とする。
上するために、引張試験から得られる応力−歪み曲線の
最大変形応力、全伸び、降伏比を調整することによって
線材の加工性を向上できる。
場合、スケールの剥離は線材とスケールの界面に生じる
割れの伝搬によって生じる。この割れの伝搬は、線材表
面が平滑である方が良好であるが、線材とスケール界面
に生じる脱炭層は、旧オーステナイト粒界に沿ってくさ
び状に線材内部に入りこんでおり、この部分に生成した
スケールはメカニカルデスケーリングを行った場合に除
去されにくく、残留スケールとなる。
って得られたC量が重量%で0.6%以上の鋼線材にお
いて、引張試験における真応力−真歪み曲線が規定され
た特性を持ち、さらに線材横断面における線材の脱炭層
深さが規定された範囲内にあることを特徴とする伸線性
に優れたデスケーリング用線材を提供することにより解
決される。
(1)熱間圧延によって得られたC量が重量%で0.6
%以上の鋼線材において、引張試験における真応力−真
歪み曲線が以下の特徴を持ち、 最大変形応力が800MPa以上1200MPa以下 全伸びが20%以上 降伏比σ0.2/σu.t.s.が0.5以上 (但しσ0.2は0.2%耐力、σu.t.s.は最大変形応力
を示す) さらに線材横断面における線材の脱炭層深さが10μm
以下であることを特徴とする伸線性に優れたデスケーリ
ング用線材。
リング用線材。
とを特徴とする前記(2)のデスケーリング用線材。 Cr:0.1〜2.0% Ni:0.1〜2.0% Cu:0.1〜2.0% Mo:0.1〜2.0% Co:0.01〜2.0%。
とを特徴とする前記(2)または(3)記載のデスケー
リング用線材。 Ti:0.005〜0.03% Nb:0.005〜0.03% V :0.005〜0.03% Al:0.005〜0.03% B :0.0001〜0.003%。
(4)記載のデスケーリング用線材。
化学成分の限定理由は次のとおりである。Cは経済的か
つ有効な強化元素である。鋼線としての必要強度を確保
するためには、Cは少なくとも0.6%以上とすること
が必要である。高すぎると延性が低下するため、上限は
1.5%とする。
り、従ってその含有量があまりに少ないときは脱酸効果
が不十分になるので下限を0.1%とする。また、Si
は熱処理後に形成されるパーライト中のフェライト相に
固溶しパテンティング後の強度を上げるが、反面フェラ
イトの延性を低下させるので、伸線加工性に悪影響を与
えない上限として2.0%とした。
1%以上添加する。しかし、多量のMn添加は偏析を引
き起こしパテンティングの際にベイナイト、マルテンサ
イトなどの過冷組織が発生しその後の伸線性を害するた
め2.0%以下とした。
のでその含有量を0.02%以下とするのが望ましい。
Pは多量に含まれると線材の延性を害するのでその含有
量を0.02%以下とするのが望ましい。
制しさらに、パーライトを微細にする効果を持ってい
る。しかし、多量の添加は熱処理後のフェライト中の転
位密度を上昇させるため、引き抜き加工後の極細線の延
性を著しく劣化させることになる。従って、Crの添加
量はその効果が期待できる0.1%以上とし、上限はフ
ェライト中の転位密度を増加させ延性を劣化させること
の無い2.0%以下とする。
よりその効果を発揮する0.1%以上添加する。Niも
添加量が多くなりすぎるとフェライト相の延性を低下さ
せるので上限を2.0%とする。
素であるので、必要によりその効果を発揮する0.1%
以上添加することが望ましい。Cuも添加量が多くなり
すぎるとフェライト相の延性を低下させるので上限を
2.0%とする。
添加する元素で、必要によりその効果を発揮する0.1
%以上添加することが望ましい。Moも添加量が多くな
りすぎると焼入れ性が高まり、偏析部にミクロマルテン
サイトが析出するので上限を2.0%とする。
する元素で、必要によりその効果を発揮する0.01%
以上添加することが望ましい。Coも添加量が多くなり
すぎると焼入れ性が高まり、偏析部にミクロマルテンサ
イトが析出しやすくなるので上限を2.0%とする。
その後に形成される組織単位を微細にし、靭性値を向上
することができるので、その効果を発揮する0.005
%以上を添加し、上限はその他の特性に悪影響を与える
ことのない0.03%以下とする。
効果が認められる0.0001%以上添加し、上限は焼
入れ性が高くなりすぎるためその処理が困難となる0.
003%以下とする。
は材料組織の微細化の程度に対応する。このため、均一
に安定した変形となるには最低でも800MPa以上の
強度が必要で、加工硬化が小さくなるためには1200
MPa以下に調整する必要がある。引張強さと伸線加工
限界の関係を図1に示す。但し、伸線加工限界は真歪み
である。
料の均一性の指標となるもので、真歪みで3.8以上を
確保するためには少なくとも20%以上の加工性を確保
する必要がある。全伸びと伸線加工限界の関係を図2に
示す。
メンタイトの形状に依存し、セメンタイトが分断されて
いるほど降伏比が小さくなる。加工硬化率を小さくする
には、セメンタイトが分断されている方がよいので、少
なくとも降伏比を0.5以上に調整する必要がある。降
伏比と伸線加工限界の関係を図3に示す。
する方法としては、圧延後の調整冷却によって得られる
パーライト組織、ベイナイト組織、これらの混合組織の
いずれでも良い。また圧延後、調整冷却を行うことで得
られる組織に、焼き戻し、焼き鈍しして真応力−真歪み
曲線の特性を満足させても良い。
の脱炭層深さはメカニカルデスケーリング時のスケール
剥離性に及ぼす重要な因子である。脱炭層深さが深い場
合には割れの伝搬が生じにくく、メカニカルデスケーリ
ング後スケールが残存してしまう。伸線加工性に優れた
線材においては、従来の線材に比較し絞り値が大きく、
線材表面で局所変形しやすくなり、一層のデスケーリン
グ性の改善が必要である。2次加工工程で障害となる残
留スケール量は、図4に示すように通常0.050%以
下とされており、上限は残留スケール量が後工程での支
障とならない限界として0.08mmとした。好ましく
は0.05mm以下である。
てベイナイト組織、パーライト組織およびこれらの混在
組織と造り分けを行いセメンタイトの形態を調整する方
法で線材を製造した。表1に供試鋼の化学成分を示す。
に製造後、熱間圧延によって4.5〜16.0mmφに
圧延し、調整冷却を行い表2に示す組織の線材とした。
これらの熱間圧延後の線材をG.L.=200mmで試
験を行い真応力−真歪み曲線を求めた。この真応力−真
歪み曲線から求められる最大変形応力、全伸び、降伏比
を表2に示す。
伸線を用いて行った。伸線は、各パスにおける減面率が
15〜20%の間となるようにして伸線加工を行った。
生引き性は伸線限界まで加工を行い、真ひずみで3.8
以上の加工が可能であった場合を○、加工ができなかっ
た場合を×で表2に示した。
価は、引張歪みを6%付与することによりスケールを除
去し、試料重量に対するスケール量の百分率で表示し
た。線材圧延方向横断面における線材の脱炭層深さは、
JIS G 0558の方法により、断面の顕微鏡観察
から最大値を測定した。表3はスケール組成とメカニカ
ルデスケーリング後のスケール残存量の関係を示す表で
ある。表3の1〜45は本発明鋼であり、46〜50は
比較鋼の例である。
比がいずれも本発明に従った条件を満足しており線材圧
延方向横断面の鋼−スケール界面の最大粗さが10μm
以下であるため、生引き性に優れ、メカニカルデスケー
リング後の残留スケール量が低く、いずれも0.050
%以下に押さえられている。また、真応力−真歪み曲線
の代表的な例を図5に示す。
全伸びが低いことが本発明と異なる。比較鋼48は降伏
比が低いことが本発明と異なる。比較鋼49はテンパー
処理を行っているが、処理条件が不適切なため全伸びが
ひくいことが本発明と異なる。
深さがいずれも0.08mm以上で、メカニカルデスケ
ーリング後の残留スケール量がいずれも0.050%以
上と高い値を示している点が本発明と異なる。
っており、伸線性の優れたデスケーリング用線材とし
て、適用することは難しい。
製造された線材は、従来法にくらべより一段とデスケー
リング性が改善されており、これにより熱間圧延後の3
mmφから16mmφの線材において、従来鋼に比べ伸
線加工性の優れたデスケーリング用線材を得ることがで
き、中間熱処理工程が省略でき、製造コストを低減する
ことが容易となる。
示す図。
Claims (5)
- 【請求項1】熱間圧延によって得られたC量が重量%で
0.6%以上の鋼線材において、引張試験における真応
力−真歪み曲線が以下の特徴を持ち、 最大変形応力が800MPa以上1200MPa以下 全伸びが20%以上 降伏比σ0.2/σu.t.s.が0.5以上 (但しσ0.2は0.2%耐力、σu.t.s.は最大変形応力
を示す) さらに線材横断面における線材の脱炭層深さが0.08
mm以下であることを特徴とする伸線性に優れたデスケ
ーリング用線材。 - 【請求項2】鋼成分が重量%で C :0.6〜1.5% Si:0.1〜2.0% Mn:0.1〜2.0% を含有することを特徴とする請求項1記載のデスケーリ
ング用線材。 - 【請求項3】鋼成分が以下の1種以上添加することを特
徴とする請求項2記載のデスケーリング用線材。 Cr:0.1〜2.0% Ni:0.1〜2.0% Cu:0.1〜2.0% Mo:0.1〜2.0% Co:0.01〜2.0% - 【請求項4】鋼成分が以下の1種以上添加することを特
徴とする請求項2または3記載のデスケーリング用線
材。 Ti:0.005〜0.03% Nb:0.005〜0.03% V :0.005〜0.03% Al:0.005〜0.03% B :0.0001〜0.003% - 【請求項5】鋼成分が P :0.02%以下 S :0.02%以下 であることを特徴とする請求項2または3または4記載
のデスケーリング用線材。
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---|---|---|---|
JP09731495A JP3434081B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | デスケーリング用線材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP09731495A JP3434081B2 (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | デスケーリング用線材 |
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JPH08295995A JPH08295995A (ja) | 1996-11-12 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP3434081B2 (ja) |
-
1995
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