JPH02228446A - 時効硬化の少ない軟質鋼線材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、軟質で加工性に優れ且つ伸線加工後における
時効硬化の少ない軟質鋼線材に関し、この線材は、焼な
まし鋼線材、Ｚｎめりき用鋼線材、あるいは板ガラス等
に補強用として装入される金網用鋼線材等として利用さ
れる。尚本明細書において線材とは、熱間圧延された円
形断″面の鋼材のほか、これを伸線加工しあるいは熱処
理して得られる鋼線やワイヤを総称するものとする。

［従来の技術］ 上記の様な用途に用いられる軟質の鋼線材は、従来、造
塊法により鋳造したリムド鋼塊を分塊圧延した後、線状
に圧延及び伸線加工する方法により製造されてきた。と
ころが最近は、生産性が高く且つ製品品質が安定する連
続鋳造法が普及し、上記ｗＩ線材の殆んどは連続鋳造か
らの一貫生産によって製造されている。但し未脱酸鋼で
あるリムド鋼を用いてそのまま連続鋳造を行なうと、鋳
型内で酸素ガスの放出によるボイリング現象が起こフて
操業安定性が阻害されるばかりでなく、連鋳片の表面皮
下にブローホールができて伸線性や最終製品の品質にも
悪影響が現われてくる。そこでこうした問題を回避する
ため、溶鋼にＡＩ等の脱酸剤を適量添加し、ある程度脱
酸を進めてから連続鋳造を行なう方法が採用されている
。ところがこの方法では、転炉出鋼→脱酸→タンデイツ
シュ一連続鋳造という工程を辿ることになって大気との
接触時間が増大するため、転炉出鋼から直ちに造塊され
るリムド鋼塊に比べると吸窒量が増大し、含有Ｎ量が造
塊リムド鋼よりも多くなる。

しかるにＮは、フェライト中に固溶してひずみ時効を著
しく高める作用を有しているので、時効硬化を嫌う前述
の様な軟質鋼線材の原料としては適性を欠くものとなる
。そこでこの様に侵入してくるＮを固定し、また同じ様
に鋼線材のひずみ時効を高める作用を持った固溶Ｃを固
定して時効硬化を抑えるため、ＴｉやＢを添加する方法
も提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところがＴｉは、ＮやＣを固定して時効硬化を抑制する
反面、ＴｉＣの析出によって鋼線材の強度を高めて加工
性を阻害する傾向があるので、軟質処理のための焼鈍温
度を高めに設定しなければならなくなるという不都合を
招く、またＢは、Ｎの固定には有効であるものの、Ｃを
固定する効果かないため時効硬化を十分に抑えるという
点では不十分である。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は、線材強度の上昇（即ち加工性の低下）や
軟質化焼鈍温度の上昇といった障害を生じることなしに
Ｎ及びＣが確実に固定され、従フて時効硬化を起こさな
い様な軟質鋼線材を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決することのできた本発明に係る軟質鋼線
材の構成は、 Ｃ：　０．０２％以下 Ｓ　ｉ　：　０．０３％以下 Ｍ　ｎ　　：　　０．１　〜１．０　　％Ａ　　１　　
：　　０．００１　〜ｏ、ｏｉｏ　　％０　　：　０．
０１５％以下 Ｎ　　　：　　Ｏ，０Ｑ１５〜０．００５　　％Ｖ　　
：　４×Ｎ　（％）　〜１５×Ｎ　（％）残部二Ｆｅ及
び不可避不純物 よりなるところに要旨を有するものである。

［作用］ 本発明では、時効硬化を抑える為に鋼材中の固溶Ｎ及び
Ｃを固定する成分としてＶが使用される。即ちＶは、固
溶Ｎはもとより固溶Ｃとも結合し、これらを窒化物又は
炭化物として固定し時効硬化を抑制する作用を有してい
る。しかもＶが前記Ｔｉと異なるところは、■を一定量
以下に抑えておけば、窒化物や炭化物を生成して硬度増
大（加工性の低下）を招くということが見られず、また
軟質化の為の焼鈍温度の上昇も防止し得る点にある。即
ち本発明によれば、以下に詳述する如く適量のＶを含有
させるほか、他の含有元素の種類や量を特定することに
よって、軟質で加工性に優れ且つ時効硬化による硬質化
を生じることのない軟質鋼線材を得ることができるので
ある。

以下、各構成元素の含有率の設定根拠を示す。

旦二二り亘ぷｌ 鋼線材の強度と延性に大きい影響を及ぼす元素であり、
Ｃ量が増加するにつれて硬質化し、延性が低下してくる
。また時効硬化を助ける元素であることも先に述べた通
りである。そのため高い加工率が付加される本発明の軟
質鋼線材においてはＣ量は少ない方が好ましく、その上
限は、十分な加工性を得ることのできる０、０２％と定
めた。尚Ｃ量の下限は特に存在しないが、現在の転炉吹
錬技術からすると、０．００５％程度が実用上の下限と
考えられる。

止工ニュ、０３％跋エ フェライト中に固溶して鋼材を強化する元素であり、ま
た多過ぎるとＺｎめっき性を著しく阻害するので少ない
方が好ましく、その上限は加工性とＺｎめっき性に実害
を及ぼすことのない０，０３％と定めた。Ｓｉの下限も
特に限定されないが、現在の脱珪技術では０，０１％程
度は不可避的に混入してくるので、これが一応の下限と
なる。

Ｍ　ｎ　：　Ｑ、１〜１．０％ 鋼中に含まれる微量不純物であるＳを硫化物として固定
し、熱間加工時の割れを防止する作用があり、０．１％
以上含有させなければならない。しかしＭｎはフェライ
ト中に固溶して加工硬化を助け、加工性を悪化させるの
で、１．０％以下に抑えなければならない。

Ａ　　ｌ　　：　　０．００１　〜０．０１０　　％強
力な脱酸剤として作用するほか、固溶Ｎを固定してひず
み時効を抑える作用があり、こうした効果を有効に発揮
させるには０．００１％以上含有させなければならない
。しかし多過ぎると、生成するＡＩＮの影響で焼なまし
時の軟化温度が上昇するので、０．０１０％を上限とす
る。

０　：　０．０１５％以下 Ｎ、Ｃに次いでひずみ時効を高める元素であり、少ない
方が好ましい。また０量が多くなるほど、凝固時に生ず
る気泡に起因して鋼片に疵が発生し易くなり、またリム
ド鋼並みに多量の０が含まれてくると鋳型内でボイリン
グを起こして連続鋳造が困難になるので、０．０１５％
以下に抑えなければならない。

Ｎ　：　０．００１５〜ｏ、ｏｏｓ％ ひずみ時効を最も促進する元素であり、ｏ、ｏｏｓ％を
超えるとＮの固定に必要なＶ量を多くしなければならな
くなってコストアップを招くばかりでなく、生成するＶ
Ｎなとの析出物も多くなって、鋼材強度の上昇（加工性
の低下）及び軟化焼鈍温度の上昇といった弊害が現われ
てくる。従ってｏ、ｏｏｓ％以下に抑えなければならな
い。尚性能面からすればＮ量の下限は存在しないが、実
操業における不可避的混入量であるｏ、ｏｏｉｓ％を一
応の下限として、■含有量を下記の如く定めることとし
た。

Ｖ　：　４×Ｎ　　％　〜１５×Ｎ（％）前述の如く鋼
中のＮやＣを固定し時効硬化を抑えるうえで欠くことの
できない元素であるが、フェライト中に固溶して鋼を強
化し加工性を下げる作用も有している。従ってその含有
率は、ＮやＣの含有量から定めるのが良いと思われたが
、時効硬化にとりわけ大きな影響を及ぼすのはＮであり
、Ｎの含有率のみを基準として定めても大きな問題はな
いと考えた。そこでＮ含有量との関係という角度から検
討したところ、Ｎの固定による時効硬化抑制作用が有効
に現われ始めるのはｒＮ量の４倍」であり、これをＶ量
の下限として定めた。しかし多過ぎると、固溶■量の増
大によって加工性に悪影響が現われてくるので、「Ｎ量
の１５倍」以下に抑えなければならない。

本発明に係る鋼線材の化学成分は上記の通りであり、特
に鋼の強化元素であるＣ、ＳＬ、Ｍｎ等を少量に抑え、
また時効硬化を顕著に促進させるＮ量については、その
絶対量を低減すると共に、ｉＮは適量のＶで固定するこ
とにより時効硬化を防止し、それにより軟質で加工性に
優れ且つ時効硬化を起こさない軟質鋼線材を提供し得る
ことになった。

尚この軟質鋼線材を製造する方法は特に制限されないが
、本発明の特徴が最も有効に発揮されるのは、上記化学
成分を満足し得る様に製鋼段階で十分な脱珪及び脱炭を
行ない、吹錬の後脱酸処理とＶ添加を行なってから連続
鋳造、圧延、伸線加工を連続的に実施する方法である。

［実施例］ 第１表に示す化学成分の鋼塊を使用し、常法に従って圧
延及び伸線加工を行なって鋼線材を得た。得られた鋼線
材の機械的性質及び時効硬化量を第２表に一括して示す
。

但し各鋼材は２５０トン転炉で溶製し、符号Ａ〜Ｅにつ
いては連続鋳造法により鋼塊とした後、また符号Ｆにつ
いては造塊法により鋼塊とした後、いずれも分塊圧延及
び線材圧延を順次行なって直径５．５ｍｍの線材とした
。次いで第３表に示す条件で直径１．６０ｍｍまで伸線
加工し、その後真空炉にて６５０℃×１時間の軟質化焼
鈍を行ない、更に直径１．４６ｍｍまで伸線加工を行な
った。また各線材の時効硬化量は、直径５．５ｍｍから
直径４．８ｍｎ＋まで伸線加工したとき、即ち低加工率
で伸線したままの状態における時効硬化量と、直径５．
５　ｍｍから直径１．６ｍｍまで伸線加工した後軟質化
焼鈍し更に直径１．４８ｍｍまで伸線加工した状態での
時効硬化量は、夫々引張り強さの変化量で表わすことが
できる。但し直径４．６ｍｍの線材については、時効硬
化促進試験（１００℃×１時間）の前後における引張り
強さの変化を、また直径１．４６ｍｍの細線材について
は、伸線直後の引張り強さと伸線後室部で３０日放置し
た後の引張り強さの変化を、夫々時効硬化量（ΔＴＳ）
として求めた。

第 表 上記第１〜３表より次の様に考えることができＢ、Ｃ：
本発明の規定要件を満たす実施例であり、比較材に比べ
て引張り強さが低くて加工性に優れており、加工硬化量
が少ないばかりでなく細線状にまで伸線加工したもので
も時効硬化は認められない。

符号Ｄ＝前記本発明材（符号Ａ、Ｂ、Ｃ）から■の添加
を省略した線材であり、固溶Ｎの固定が行なわれないた
め時効硬化が著し符号Ａ。

い。

符号Ｅ：従来のＢ添加鋼線材に相当するものであり、Ｃ
による時効硬化作用を防止することができないため相当
の時効硬化が認められる。

符号Ｆ：従来のＴｔ添加鋼線材に相当するものであり、
Ｔｉにより固ｍＮ及び固溶Ｃが固定されるため時効硬化
は阻止されているが、７４Ｎ等の析出により高強度化し
加工性の低いものとなっている。

符号Ｇ：従来の造塊リムド鋼より得たものであり、本発
明材に比べると加工性が不十分であるばかりでなく、伸
線加工後に相当の時効硬化が見られる。

符号Ｈ：Ｖが添加されているが、Ｎ量に対してその含有
率が不足するため、時効硬化を抑えることができない。

符号ＩＮＮ量に対して■添加量が多過ぎる比較例であり
、固溶■量の増大により硬質化し加工性が悪くなる。

符号Ｊ、に：炭素含有量の異なるベース鋼材であり、い
ずれも時効硬化が著しい。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、Ｃ１５ｔ、Ｍｎ等
の強度向上元素の含有率を低レベルに抑えると共に、時
効硬化抑制成分として適量のＶを含有せしめてＮ及びＣ
を固定することにより、軟質で加工性に優れ且つ時効硬
化を起こさない鋼線材を提供し得ることになった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ：０．０２％（重量％：以下同じ）以下 Ｓｉ：０．０３％以下 Ｍｎ：０．１〜１．０％ Ａｌ：０．００１〜０．０１０％ Ｏ：０．０１５％以下 Ｎ：０．００１５〜０．００５％ Ｖ：４×Ｎ（％）〜１５×Ｎ（％） 残部：Ｆｅ及び不可避不純物 よりなることを特徴とする、伸線後の時効硬化の少ない
   軟質鋼線材。