JP6229793B2 - 高強度スチールコード用フィラメント - Google Patents
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Description
本願は、2014年4月24日に、日本国に出願された特願2014−090604号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
このようなフィラメントを用いたスチールコードは、次のような工程を経て製造される。
まず、線径3.5〜8.0mmの線材に対して乾式伸線を行って、線径1.0〜4.0mm程度の鋼線とし、鋼線にパテンティング処理と呼ばれる熱処理を実施して鋼線を軟化させる。
次に、軟化した鋼線の表面にゴムとスチールコードとの密着性を確保するためにブラスめっきを形成し、さらに、湿式伸線(仕上伸線)を行って、線径0.15〜0.35mmのフィラメントを形成する。
このようにして得られたフィラメントを撚り線加工することによって、撚り線構造のスチールコードが製造される。
高強度のスチールコードを形成するためには、パテンティング処理後に高強度化する必要があり、C含有量を増加させるなどの成分調整により高強度化を図っている。
しかしながら、C含有量を増加させるだけの成分調整だけの高強度化では、パテンティング後の伸線加工時の延性が不足して加工性が低下する。そのため、湿式伸線(仕上伸線)加工及び撚り線加工において、割れ等の欠陥が発生する。
デラミネーション現象とは、フィラメントに捻り変形を施したときに長手方向に裂ける縦割れが発生する現象のことであり、フィラメントの強度が高くなると発生し易い。
特に、強度を高くすると、デラミネーション現象に起因する撚り欠陥が発生し、撚り線加工を良好に行うことができなくなる。
このように、従来は、仕上伸線工程の後において、高強度でありながらも加工性を維持しつつ、デラミネーション現象に起因する割れ等を防止できるスチールコード用フィラメントを得ることができなかった。
本発明は上記の知見に基づいてなされたものであって、その要旨は以下の通りである。
線径Rが0.1mm以上0.4mm以下であり;
成分組成が、質量%で、C:0.70%以上1.20%以下、Si:0.15%以上0.60%以下、Mn:0.10%以上1.00%以下、N:0.0010%以上0.0050%以下、Al:0%超0.0100%以下(但し、検出限界値未満も含む)、残部がFe及び不純物であり;
表層部と中心部とを有し、前記表層部は前記中心部を覆い;
前記表層部の厚さは、0.01×R以上0.10×R以下であり;
前記中心部は、パーライト組織を面積%で95%以上100%以下の割合で含有しており;
前記表層部のC含有量は、前記中心部におけるC含有量の40%以上95%以下であり;
前記表層部の厚さの中心におけるラメラセメンタイトの厚さの前記中心部におけるラメラセメンタイトの厚さに対する割合が71%以上95%以下であり;
引張強度が3200MPa以上である。
前記成分組成が更に、質量%で、Ti:0%超0.1000%以下、Cr:0%超0.5000%以下、Co:0%超0.5000%以下、V:0%超0.5000%以下、Cu:0%超0.2000%以下、Nb:0%超0.1000%以下、Mo:0%超0.2000%以下、W:0%超0.200%以下、B:0%超0.0030%以下、REM:0%超0.0050%以下、Ca:0.0005%超0.0050%以下、Mg:0.0005%超0.0050%以下、Zr:0.0005%超0.0100%以下のうちの1種あるいは2種以上を含んでもよい。
(A)本発明の第1の態様は、高強度スチールコード用フィラメントであって、
線径Rが0.1mm以上0.4mm以下であり;
成分組成が、質量%で、C:0.70%以上1.20%以下、Si:0.15%以上0.60%以下、Mn:0.10%以上1.00%以下、N:0.0010%以上0.0050%以下、Al:0%超0.0100%以下、残部がFe及び不純物であり;
表層部と中心部とを有し、前記表層部は前記中心部を覆い;
前記表層部の厚さは、0.01×R以上0.10×R以下であり;
前記中心部は、パーライト組織を面積%で95%以上100%以下の割合で含有しており;
前記表層部のC含有量は、前記中心部におけるC含有量の40%以上95%以下であり;
前記表層部の厚さの中心におけるラメラセメンタイトの厚さの前記中心部におけるラメラセメンタイトの厚さに対する割合が95%以下である。
前記成分組成が更に、質量%で、Ti:0%超0.1000%以下、Cr:0%超0.5000%以下、Co:0%超0.5000%以下、V:0%超0.5000%以下、Cu:0%超0.2000%以下、Nb:0%超0.1000%以下、Mo:0%超0.2000%以下、W:0%超0.200%以下、B:0%超0.0030%以下、REM:0%超0.0050%以下、Ca:0.0005%超0.0050%以下、Mg:0.0005%超0.0050%以下、Zr:0.0005%超0.0100%以下のうちの1種あるいは2種以上を含んでもよい。
図1を用いて、本実施形態である高強度スチールコード用フィラメントの金属組織の特徴を説明する。
本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメント20は、その直径である線径(以下、「線径」と言う。)Rが、
0.10mm≦R≦0.40mm …(式1)
であり、表層部21と中心部22とを有している。好ましくは、
0.15mm≦R≦0.35mm …(式2)
である。
図1に示すように、表層部21は、高強度スチールコード用フィラメント20の外周面から厚さtの部分である。また、表層部21の厚さ(以下、「表層部の厚さ」と言う。)tは、高強度スチールコード用フィラメント20の線径Rに対して、
0.01×R≦t≦0.10×R …(式3)
の範囲内の領域である。好ましくは、
0.03×R≦t≦0.07×R …(式4)
である。
表層部21は中心部22に比べてC含有量が低く、高強度スチールコード用フィラメント20の中心部22におけるC含有量の40%以上95%以下である。
表層部の厚さtが、線径Rに対して0.01×R以上0.10×R以下とされている理由について説明する。
第2に、表層部の厚さtが0.10×R以下とされていると、スチールコードの強度を十分に確保することができる。
表層部の中心におけるラメラセメンタイトの厚さが、後述する中心部22におけるラメラセメンタイトの厚さの95%以下である。
中心部22は、高強度スチールコード用フィラメント20の中心Oを含み、表層部以外の部分である。
中心部22のC含有量はほぼ一定であり、パーライト組織を面積%で95%以上100%以下の割合で含有する金属組織である領域である。
こうすることで、中心部22においては、強度が十分に確保され、スチールコードの軽量化を図ることが可能となる。
ラメラセメンタイト厚さは、表層から同一深さにて、フィラメントの断面において中心角90°おきに4箇所を、TEMにて500000倍にて写真撮影し、観察写真の最小ラメラ間隔部にて、100nmの線分と垂直に交差するラメラセメンタイトから各視野でのラメラセメンタイト厚さを求め、4箇所での平均値とした。
また、こうして求めた表層部におけるラメラセメンタイトの厚さの、フィラメントの中心部におけるラメラセメンタイトの厚さに対する割合(%)を求めた。
図5は、本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメントの断面図を用いて本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメントのラメラセメンタイトの厚さ計測方法を説明する図である。
本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメント20の断面図において、その中心から放射状に、中心角90°おきに4本の点線が引かれており、4個の黒丸26が中心部の計測点であり、4個の白丸25が表層部の計測点である。
表層部のラメラセメンタイトの厚さの平均値をdsとし、中心部のラメラセメンタイトの厚さの平均値をdiとすると、中心部におけるラセメンタイトの厚さに対する表層部の厚さの中心におけるラメラセメンタイトの厚さの割合pは、
p=(ds/di)×100 (%) …(式5)
として求められる。
pが95%以下であることが、本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメントの特徴である。
本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメントは、表層部の延性が向上しており、中心部では強度が確保されており、高強度を有するとともに、スチールコードを製造する際に施される撚り線加工において、優れた加工性を有するという顕著な効果を奏する。
成分組成は、質量%で、C:0.70%以上1.20%以下、Si:0.15%以上0.60%以下、Mn:0.10%以上1.00%以下、N:0.0010%以上0.0050%以下、Al:0%超0.0100%以下、残部がFe及び不純物である。
Cは、鋼の強度を向上させる元素である。共析組織であるパーライト組織を得るためには、C含有量を0.8%近傍とすることが好ましい。ここで、C含有量が0.70%未満では、亜共析となり、非パーライト組織が多く存在することになる。一方、C含有量が1.20%を超えると、初析セメンタイトが析出し、フィラメントの加工性が低下するおそれがある。このため、C含有量を、0.70%以上1.20%以下の範囲内に設定した。
Siは、鋼の脱酸に有効な元素であり、フェライト中に固溶して強度を向上させる作用を有する元素である。ここで、Si含有量が0.15%未満では、上述した作用効果を十分に奏することができないおそれがある。一方、Si含有量が0.60%を超えると、加工性が低下するおそれがある。このため、Si含有量を、0.15%以上0.60%以下の範囲内に設定した。
Mnは、鋼の脱酸に有効な元素であり、鋼中のSを固定して鋼の脆化を抑制する作用効果を有する。ここで、Mn含有量が0.10%未満では、上述した効果を十分に奏することができないおそれがある。一方、Mn含有量が1.00%を超えると、加工性が低下するおそれがある。
このため、Mn含有量を、0.10%以上1.00%以下の範囲内に設定した。
Nは、Al、Tiと窒化物を形成し、オーステナイト粒径の粗大化を抑制する作用効果を有する元素である。ここで、N含有量が0.0010%未満では、上述した作用効果を十分に奏しないないおそれがある。一方、N含有量が0.0050%を超えると、延性が低下するおそれがある。
このため、N含有量を、0.0010%以上0.0050%以下の範囲内に設定した。
Alは、脱酸作用を有する元素である。硬質非変形のアルミナ系介在物が生成してフィラメントの延性劣化と伸線性劣化とを招かないように0%超0.010%以下と設定した。
なお、0.001%未満は、Al検出限界値である。
Tiは、脱酸作用を有する元素である。また、窒化物を形成し、オーステナイト粒径の粗大化を抑制する作用効果を有する。
ここで、Ti含有量が0.1000%を超えると、粗大な炭窒化物(TiCN等)によって加工性が低下するおそれがある。
Ti含有量が0.005%未満では、上述した作用効果を十分に奏することができないおそれがあり、通常は、Ti含有量を0.005%以上とする。しかし、Alを含有している場合には、Tiの含有量を0.0050%未満としてもよい。
このため、Ti含有量を、0%超0.1000%以下の範囲内に設定する。より望ましくは、Ti含有量は、0.0050%以上0.1000%以下の範囲である。
Crは、パーライトのラメラ間隔を微細化し、フィラメントの強度を向上させる。この効果を得るためには、Cr含有量が0%超0.5000%以下であることが好ましい。
より好ましくは、Cr含有量が0.0010%以上0.5000%以下である。Cr含有量が0.5000%超では、パーライト変態が抑制されすぎてパテンティング処理中の線材の金属組織にオーステナイトが残留し、パテンティング処理後の線材の金属組織にマルテンサイトやベイナイトなどの過冷組織が生じる恐れがある。また、メカニカルデスケーリングによる表面酸化物の除去が困難になる場合がある。
Coは、初析セメンタイトの析出を抑制する元素である。この効果を得るためには、Co含有量が0%超0.5000%以下であることが好ましい。より好ましくは、Co含有量が0.0010%以上0.5000%以下である。Co含有量が0.5000%超では、その効果が飽和して、含有コストが無駄となる場合がある。
Vは、微細な炭窒化物を形成することで、高温度域でのオーステナイト粒の粗大化を抑制し、また、フィラメントの強度を上昇させる元素である。これらの効果を得るためには、V含有量が0%超0.5000%以下であることが好ましい。
より好ましくは、V含有量が0.0010%以上0.5000%以下である。V含有量が0.5000%超では、炭窒化物の形成量が多くなり、炭窒化物の粒子径も大きくなるため、フィラメントの延性が低下する場合がある。
Cuは、耐食性を高める元素である。この効果を得るためには、Cu含有量が0%超0.2000%以下であることが好ましい。
より好ましくは、Cu含有量が0.0001%以上0.2000%以下である。Cu含有量が0.2000%超では、Sと反応して粒界中にCuSとして偏析するため、フィラメントに疵を発生させる場合がある。
Nbは、耐食性を高める効果がある。また、Nbは、炭化物や窒化物を形成して、高温度域でのオーステナイト粒の粗大化を抑制する元素である。これらの効果を得るためには、Nb含有量が0%超0.1000%以下であることが好ましい。
より好ましくは、Nb含有量が0.0005%以上0.1000%以下である。
Nb含有量が0.1000%超では、パテンティング処理中のパーライト変態が抑制される場合がある。
Moは、パーライト成長界面に濃縮し、いわゆるソリュートドラッグ効果によりパーライトの成長を抑制する元素である。また、Moは、フェライト生成を抑制し、非パーライト組織を低減させる元素である。これらの効果を得るためには、Mo含有量が0%超0.2000%以下であることが好ましい。
より好ましくは、Mo含有量が0.0010%以上0.2000%以下である。
さらに好ましくは、0.005%以上0.0600%以下である。
Mo含有量が0.2000%超では、パーライト成長が抑制され、パテンティング処理に長時間を要し、生産性の低下を招く場合がある。
また、Mo含有量が0.2000%超では、粗大なMo2C炭化物が析出し、伸線加工性が低下する場合がある。
Wは、Moと同様に、パーライト成長界面に濃縮し、いわゆるソリュートドラッグ効果によりパーライトの成長を抑制する元素である。また、Wは、フェライト生成を抑制し、非パーライト組織を低減させる元素である。これらの効果を得るためには、W含有量が0%超0.2000%以下であることが好ましい。
より好ましくは、W含有量が0.0005%以上0.2000%以下である。
さらに好ましくは、0.0050%以上0.0600%以下である。
W含有量が0.20%超では、パーライト成長が抑制され、パテンティング処理に長時間を要し、生産性の低下を招く場合がある。また、W含有量が0.2000%超では、粗大なW2C炭化物が析出し、伸線加工性が低下する場合がある。
Bは、フェライト、擬似パーライト、ベイナイト等の非パーライトの生成を抑制する元素である。また、Bは、炭化物や窒化物を形成して、高温度域でのオーステナイト粒の粗大化を抑制する元素である。これらの効果を得るためには、B含有量が0%超0.0030%以下であることが好ましい。
より好ましくは、B含有量が0.0004%以上0.0025%以下である。
さらに好ましくは、0.0004%以上0.0015%以下である。
最も好ましくは、0.0006%以上0.0012%以下である。
B含有量が0.0030%超では、粗大なFe23(CB)6炭化物の析出を促進し、延性に悪影響を及ぼす場合がある。
REM(Rare Earth Metal)は、脱酸元素である。また、REMは、硫化物を形成することで、不純物であるSを無害化する元素である。この効果を得るためには、REM含有量が0%超0.0050%以下であることが好ましい。
より好ましくは、REM含有量が0.0005%以上0.0050%以下である。
REM含有量が0.0050%超では、粗大な酸化物が形成されて、伸線時の断線を引き起こす場合がある。なお、REMとは原子番号が57のランタンから71のルテシウムまでの15元素に、原子番号が21のスカンジウムと原子番号が39のイットリウムとを加えた合計17元素の総称である。通常は、これらの元素の混合物であるミッシュメタルの形で供給され、鋼中に添加される。
Caは、硬質なアルミナ系介在物を低減する元素である。また、Caは、微細な酸化物として生成する元素である。その結果、フィラメントのパーライトブロックサイズが微細化し、フィラメントの延性が向上する。これら効果を得るためには、Ca含有量が0.0005%超0.0050%以下であることが好ましい。
より好ましくは、Ca含有量が0.0005%以上0.0040%以下である。
Ca含有量が0.0050%超では、粗大な酸化物が形成されて、伸線時の断線を引き起こす場合がある。なお、通常の操業条件では、不可避的に、Caが0.0003%程度含有される。
Mgは、鋼中に微細な酸化物として生成する元素である。その結果、フィラメントのパーライトブロックサイズが微細化し、フィラメントの延性が向上する。この効果を得るためには、Mg含有量が0.0005%超0.0050%以下であることが好ましい。
より好ましくは、Mg含有量が0.0005%超0.0040%以下である。
Mg含有量が0.0050%超では、粗大な酸化物が形成されて、伸線時の断線を引き起こす場合がある。
なお、通常の操業条件では、不可避的に、Mgが0.0001%程度含有される。
Zrは、ZrOとして晶出してオーステナイトの晶出核となるため、オーステナイトの等軸率を高め、オーステナイト粒を微細化する元素である。
その結果、フィラメントのパーライトブロックサイズが微細化し、フィラメントの延性が向上する。この効果を得るためには、Zr含有量が0.0005%超0.010%以下であることが好ましい。
より好ましくは、Zr含有量が0.0005%以上0.0050%以下である。
Zr含有量が0.0100%超では、粗大な酸化物が形成されて、伸線時の断線を引き起こす場合がある。
このような成分組成および金属組織であることにより、本実施形態である高強度スチールコード用フィラメントの中心部は、パーライト組織を面積%で95%以上100%以下の割合で含有し、中心部においては、強度が十分に確保され、かつ、優れた延性を有する。
その結果、デラミネーション現象の発生を抑制して撚り欠陥の発生を防止することができ、かつ、スチールコードの軽量化を図ることができる。
本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメントの製造方法について説明する。
本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメントの製造方法は大きく2つの方法がある。
第1の方法は、後述するインライン熱処理工程S02を施した高強度スチールコード用線材を粗伸線を施した後に仕上伸線することで製造する。
第2の方法は、後述するインライン熱処理工程S02を施さない線材を、後述するパテンティング工程S07において、鋼線を酸化雰囲気で950℃以上1250℃以下に加熱して、鋼線表層から脱炭を促進させ、パテンティング後にC含有量が異なる表層部及び中心部を有する鋼線とした後に、粗伸線を施した後に仕上伸線することで製造する。
以下、主に図2を用いて詳細に説明する。
本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメントの製造にあたっては、次のような成分組成に調整されたビレットを用いる。
例えば、成分組成は、成分組成は、質量%で、C:0.70%以上1.20%以下、Si:0.15%以上0.60%以下、Mn:0.10%以上1.00%以下、N:0.0010%以上0.0050%以下、Al:0%超0.0100%以下、残部がFe及び不純物である。
前記成分組成が更に、質量%で、Ti:0%超0.1000%以下、Cr:0%超0.5000%以下、Co:0%超0.5000%以下、V:0%超0.5000%以下、Cu:0%超0.2000%以下、Nb:0%超0.1000%以下、Mo:0%超0.2000%以下、W:0%超0.200%以下、B:0%超0.0030%以下、REM:0%超0.0050%以下、Ca:0.0005%超0.0050%以下、Mg:0.0005%超0.0050%以下、Zr:0.0005%超0.0100%以下のうちの1種あるいは2種以上を含んでもよい。
ビレットを加熱炉で950℃以上1250℃以下に加熱し、熱間にて3.5mm以上8.0mm以下の線径まで仕上圧延を行う工程である。仕上圧延温度を950℃〜1050℃であり、φ8mm以下の線径の仕上げ圧延に要する時間は、0.1〜10秒である。
加熱炉で加熱されるときには、圧延後の線材の表層近傍のC含有量が中心OにおけるC含有量の40%以上95%以下になるように表層からの脱炭量を加熱炉雰囲気、加熱温度および加熱時間により制御する。
図3に示すように、脱炭量制御により、熱間圧延後の線材の中心付近と表層部21とでC含有量が異なることになり、中心部22及び表層部21が形成される。
仕上圧延された線材を900℃±100℃にて巻取り、10℃/秒〜20℃/秒で空冷し、500℃〜600℃にて、保持あるいはDLPを施す。500℃〜600℃にて、保持あるいはDLPを施している間は、線材の中心の温度は530℃〜630℃である。
本インライン熱処理工程により、線材の表層部の厚さの中心におけるラメラセメンタイトの厚さの線材の中心部におけるラメラセメンタイトの厚さに対してその割合が95%以下となることを発明者らは見出した。
以上のように、熱間圧延工程S01およびインライン熱処理工程S02により、線材の表層部の厚さの中心におけるラメラセメンタイトの厚さの線材の中心部におけるラメラセメンタイトの厚さの割合が95%以下となる高強度スチールコード用線材が製造される。
このように製造された高強度スチールコード用線材を用いることで、表層部の中心のC含有量が中心部のC含有量の40%以上95%以下となる表層部21及び中心部22を有する高強度スチールコード用フィラメントを製造することができる。
仕上圧延された線材は、インライン熱処理工程S02を実施しない場合には、空冷工程S03において、ステルモアによる強制空冷もしくは放冷が施される。
(パテンティング工程S04)
前記空冷工程S03を経た線材には、再加熱による熱処理が施される場合がある。
空冷工程S03およびパテンティング工程S04により、高強度スチールコード用線材が製造される。
インライン熱処理工程S02、あるいは、空冷工程S03ならびにパテンティング工程S04を経て製造された高強度スチールコード用線材は、その表面に形成された酸化スケールを酸洗等の化学処理または機械処理によって除去される。
酸化スケールを除去された高強度スチールコード用線材には、乾式伸線が施されて、線径1.0mm以上3.5mm以下の鋼線が製造される。
(S07−1)インライン熱処理工程S02を行わない場合
空冷工程S03ならびにパテンティング工程S04を経て製造された高強度スチールコード用線材、あるいは、空冷工程S03のみを経て製造された高強度スチールコード用線材、を用いて粗伸線工程S06により製造された高強度スチールコード用鋼線は、850℃以上1000℃以下に加熱された後、直ちに530℃以上580℃以下の温度条件でパテンティング処理が施されて高強度化させられる。
当該パテンティングの加熱工程において表層部の中心のC含有量が中心部のC含有量の40%以上95%以下になるように表層から脱炭量を制御すると、パテンティング後の鋼線の中心部22と表層部21とでC含有量が異なることになり、中心部及び減炭された表層部が形成された鋼線が製造できることを発明者らは見出した。
(S07−2)インライン熱処理工程S02を行った場合
インライン熱処理工程S02を経て製造された高強度スチールコード用線材を用いて粗伸線工程S04により製造された高強度スチールコード用鋼線は、850℃以上1000℃以下に加熱された後、直ちに530℃以上580℃以下の温度条件でパテンティング処理が施されて高強度化させられる。
すなわち、パテンティング工程S07の後においても、本発明の実施形態である高強度スチールコード用鋼線の表層部のC含有量が低い状態が引き継がれて、高強度スチールコード用フィラメントにおいても表層部のC含有量が低く、表層部のラメラセメンタイトが細い状態が維持される。
高強度スチールコード用鋼線には表面にブラスめっきが施される。ブラスめっきは、ゴムとスチールコードとの密着性を確保するために形成されるものである。
ブラスめっきされた高強度スチールコード用鋼線に対して湿式伸線を行い、線径0.1mm以上0.4mm以下、好ましくは0.15mm以上0.35mm以下とする。
これにより、本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメントが製造される。
本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメントは、表層部のC含有量低下に伴って図3に示すように表層ラメラセメンタイト厚さが薄い。
図4に示すように、表層部21と中心部22のセメンタイト厚さの比が95%以下になると、延性が向上する。
本発明の実施形態である複数の高強度スチールコード用フィラメントを用いて撚り線加工を行う。これにより、撚り線構造とされた高強度スチールコードが製造されることになる。
本発明の実施形態である高強度スチールコード用フィラメントは、表層部の延性が向上しており、中心部では強度が確保されており、高強度を有するとともに、スチールコードを製造する際に施される撚り線加工において、優れた加工性を有するという顕著な効果を奏する。
表1には、本発明例と比較例の成分組成を記載した。
表1のAl組成において、「---」の記載は、Al検出限界値未満であることを示す。
仕上伸線は、ブラスめっきされた高強度スチールコード用鋼線に対して湿式伸線を行い、線径0.15mm以上0.35mm以下とした。
製造された高強度スチールコード用フィラメントについて、中心パーライト面積率(%)、伸線後の線径R(mm)、表層部厚さ(μm)、表層部と中心部とのラメラセメンタイトの厚さ比(%)、デラミネーションの有無および引張強度(MPa)を評価した。
なお、デラミネーションの発生の有無は、フィラメントに捻り試験を行うことにより判定した。フィラメントに捻り試験を行った場合、デラミネーションが発生すると捻り破断により生じる破面がせん断破面ではなく縦割れに沿った破面となるので、捻り破断した鋼線の破断形状を目視で検査することにより、デラミネーションの有無を判定することができる。
本発明例1−24は、フィラメントの引張強度が3200MPa以上であり、デラミネーション現象の発生がなく、総合評価は優良(G)であった。
比較例25は、C含有量が下限未満の0.68%であるため、フィラメントの中心パーライト面積率が下限未満の93%であり、引張強度が3134MPaで3200MPa未満の値であった。
比較例26は、C含有量が上限超の1.23%であるため、デラミネーションが発生した。
比較例27は、Si含有量が下限未満の0.12%であるため、引張強度が3142MPaと3200MPa未満の値であった。
比較例28は、Si含有量が上限超の0.65%であるため、デラミネーションが発生した。
比較例29は、Mn含有量が下限未満の0.09%であるため、引張強度が3136MPaで3200MPa未満の値であった。
比較例30は、Mn含有量が上限超の1.04%であるため、デラミネーションが発生した。
比較例31は、Al含有量が上限超の0.012%であるため、デラミネーションが発生した。
比較例32は、N含有量が上限超の0.0055%であるため、デラミネーションが発生した。
比較例33は、表層部が測定下限以下のため、デラミネーションが発生した。なお、表層部が測定下限以下とは、表層のC含有量が中心部のC含有量の95%超となる場合を言う。この場合、ラメラセメンタイト厚み比は96%と95%超の値となった。計測にあたっては、(式3)または(式4)により、あらかじめ決められた部位を表層部とみなしてラメラセメンタイト厚み比を計測した。
比較例34は、表層部の厚さが上限超の21.3μmであるため、フィラメントの引張強度が3108MPaと3200MPa未満の値であった。
表3には、本発明例と比較例の成分組成を記載した。
表3のAl組成において、「---」の記載は、Al検出限界値未満であることを示す。
表3において、Al以外の成分組成で、「---」の記載は、含有していないことを示す。
仕上伸線は、ブラスめっきされた高強度スチールコード用鋼線に対して湿式伸線を行い、線径0.15mm以上0.35mm以下とした。
得られた高強度スチールコード用フィラメントについて、中心パーライト面積率(%)、線径R(mm)、表層部の厚さ(μm)、表層部と中心部とのラメラセメンタイトの厚さ比(%)、デラミネーションの有無および引張強度(MPa)を評価した。
仕上伸線は、ブラスめっきされた高強度スチールコード用鋼線に対して湿式伸線を行い、線径0.15mm以上0.35mm以下とする。
なお、デラミネーションの発生の有無は、フィラメントに捻り試験を行うことにより判定した。デラミネーションが発生しているフィラメントに捻り試験を行った場合、捻り破断により生じる破面がせん断破面ではなく縦割れに沿った破面となるので、捻り破断した鋼線の破断形状を目視で検査することにより、デラミネーションの有無を判定することができる。
また、引張強度TSは、JIS Z 2241「金属材料の引張試験方法」に準拠した引張試験によって求めた。
本発明例35−58は、フィラメントの引張強度が3200MPa以上であり、デラミネーション現象の発生がなく、総合評価は優良(G)であった。
比較例59は、C含有量が下限未満の0.68%であるため、フィラメントの中心パーライト面積率が下限未満の94%となり、引張強度が3146MPaと3200MPa未満の値であった。
比較例60は、C含有量が上限超の1.23%であるため、デラミネーションが発生した。
比較例61は、Si含有量が下限未満の0.12%であるため、引張強度が3168MPaと3200MPa未満の値であった。
比較例62は、Si含有量が上限超の0.65%であるため、デラミネーションが発生した。
比較例63は、Mn含有量が下限未満の0.09%であるため、引張強度が3154MPaで3200MPa未満の値であった。
比較例64は、Mn含有量が上限超の1.04%であるため、デラミネーションが発生した。
比較例65は、Al含有量が上限超の0.012%であるため、デラミネーションが発生した。
比較例66は、N含有量が上限超の0.0055%であるため、デラミネーションが発生した。
比較例67は、表層部が測定下限以下のため、デラミネーションが発生した。なお、表層部が測定下限以下とは、表層のC含有量が中心部のC含有量の95%超となる場合を言う。この場合、ラメラセメンタイト厚み比は96%と95%超の値となった。計測にあたっては、(式3)または(式4)により、あらかじめ決められた部位を表層部とみなしてラメラセメンタイト厚み比を計測した。
比較例68は、表層部の厚さが上限超の21.1μmであるため、フィラメントの引張強度が3129MPaと3200MPa未満の値であった。
21 表層部
22 中心部
25 表層部の計測点
26 中心部の計測点
Claims (2)
- 線径Rが0.1mm以上0.4mm以下であり;
成分組成が、質量%で、C:0.70%以上1.20%以下、Si:0.15%以上0.60%以下、Mn:0.10%以上1.00%以下、N:0.0010%以上0.0050%以下、Al:0%超0.0100%以下(但し、検出限界値未満も含む)、残部がFe及び不純物であり;
表層部と中心部とを有し、前記表層部は前記中心部を覆い;
前記表層部の厚さは、0.01×R以上0.10×R以下であり;
前記中心部は、パーライト組織を面積%で95%以上100%以下の割合で含有しており;
前記表層部のC含有量は、前記中心部におけるC含有量の40%以上95%以下であり;
前記表層部の厚さの中心におけるラメラセメンタイトの厚さの前記中心部におけるラメラセメンタイトの厚さに対する割合が71%以上95%以下であり;
引張強度が3200MPa以上である;
ことを特徴とする高強度スチールコード用フィラメント。 - 前記成分組成が更に、質量%Ti:0%超0.1000%以下、Cr:0%超0.5000%以下、Co:0%超0.5000%以下、V:0%超0.5000%以下、Cu:0%超0.2000%以下、Nb:0%超0.1000%以下、Mo:0%超0.2000%以下、W:0%超0.200%以下、B:0%超0.0030%以下、REM:0%超0.0050%以下、Ca:0.0005%超0.0050%以下、Mg:0.0005%超0.0050%以下、Zr:0.0005%超0.0100%以下のうちの1種あるいは2種以上を含むことを特徴とする請求項1に記載の高強度スチールコード用フィラメント。
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