JP5297849B2 - 伸線性に優れた高炭素鋼線材の製造方法 - Google Patents
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Cは鋼線材の強度を高めるために必要な元素であり、そのためには0.7%以上含有させる必要があるが、C含有量が過剰になると、伸線性が劣化(引張強度の増加)するので、1.2%以下とする必要がある。
Siは、鋼の脱酸のために必要な元素であり、鋼線材に最低限必要な量として、その下限をSi:0.1%と規定した。しかしながら、Si含有量が過剰になると、表面脱酸層を生成するため、その上限を0.3%と規定した。
Mnは、鋼の焼入れ性を確保し、機械的強度を高めるために有効な元素であり、その下限を0.3%と規定した。しかしながら、Mn含有量が過剰になると、熱間圧延後の冷却過程で偏析を起こし、マルテンサイト等の過冷組織が発生しやすくなり、伸線加工性を必要とする条鋼材の場合が加工性の低下を招くので、その上限を0.6%と規定した。
Crは、焼入れ性を高めて強度向上に寄与する元素であり、その効果を発揮させるためには0.01%以上含有させる必要がある。しかしながら、Crの含有量が過剰になるとマルテンサイトを発生しやすくなるので、その含有量は0.3%以下とする必要がある。
下記表1に示す化学成分組成の鋼塊を転炉で溶製した後、この鋼塊を分塊圧延して断面が155mm×155mmの鋼ビレットを作製し、1100℃で加熱した後(加熱雰囲気:N2−0.5〜3.0容量%O2−5〜15容量%CO2−15〜25容量%H2O)、線径:5.5mmの鋼線材に熱間圧延した。この鋼線材を、800〜1000℃の温度範囲で巻き取り、スチルモアコンベア上を搬送させ、300℃まで冷却した。続いて、300℃の鋼線材を集束機に入れ、コイル状に結束し、放冷した。この段階で、鋼線材表面には、「黒皮スケール」が被覆された状態となっている。
スケール残留量(質量%)=(W1−W2)/W1×100 …(1)
スケール付着量(質量%)=(W3−W4)/W4×100 …(2)
前記表1に示した化学成分の鋼塊から、実施例1に示した方法と同様にして、鋼線材を作製した。
前記表1に示した化学成分の鋼塊を転炉で溶製した後、この鋼塊を分塊圧延して断面が155mm×155mmの鋼ビレットを作製し、950〜1100℃で加熱した後(加熱雰囲気:N2−0.5〜3.0容量%O2−5〜15容量%CO2−15〜25容量%H2O)、線径:5.5mmの鋼線材に熱間圧延した。この鋼線材を、800〜1000℃の温度範囲で巻き取り、ステルモアコンベア上を搬送させ、300℃まで冷却した。続いて、300℃の鋼線材を集束機に入れ、コイル状に結束し、放冷した。
各鋼線材を長さ20mmに切断し、樹脂埋込後、断面研磨を行い、試料断面を露出させた。この断面露出試料をSEMにて観察し、そのスケール断面観察から「Fe2O3層」、「Fe3O4層」、「FeO層」および「サブスケール層」の各スケール層の厚みを計測した。このときFeO比率は、FeO層の厚み(L1)と全スケール層の厚み(L2)から下記(3)式により計算にて求めた。
FeO比率(体積%)=(L1/L2)×100 …(3)
各鋼線材を長さ250mmに切断し、これにチャック間距離:200mmとして、クロスヘッドの変位が12mm(4%)まで引張荷重を与えた。そして、チャックから取り外した各サンプル表面のスケールを、衝風力により機械的に除去(MD)した後、20mmの長さに切断した。つぎに各サンプルの表面の色調を目視にて観察し、スケールフリーの金属光沢面との色調に比較から、FeO層の残留の有無を判断した。また各サンプルの表面に対して微小部XRD(X線回折)測定を行い、X線回折チャートにおけるFeOの回折ピークの有無からFeO層の残留の有無を判断した。
各鋼線材を長さ250mmに切断し、これにチャック間距離:200mmとして、クロスヘッドの変位が12mm(4%)まで引張荷重を与えた。そして、チャックから取り外した各サンプル表面のスケールを、衝風力により機械的に除去(MD)した後、20mmの長さに切断した。次に、各サンプルの表面に対して円周方向の表面粗度を表面粗さ計で測定した。表面粗さ計にはTaylor−Hobson社製の「タリサーフ」(商品名)を用い、各サンプルあたりn=3で算術平均粗さ(Ra)を求め、その平均値で界面粗度を評価した。
Claims (1)
- C:0.7〜1.2%(「質量%」の意味、化学成分組成について以下同じ)、Si:0.1〜0.3%、Mn:0.3〜0.6%およびCr:0.01〜0.3%を夫々含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼ビレットを、熱間圧延により線材形状にした後、巻き取り工程を含んで線材を製造する方法において、鋼ビレットにおける熱間圧延前の加熱温度を950〜1050℃に設定すると共に、巻取り温度を890〜990℃に設定して操業することを特徴とする伸線性に優れた高炭素鋼線材の製造方法。
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