JPH05295436A - 過共析鋼線材の製造方法 - Google Patents
過共析鋼線材の製造方法Info
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- JPH05295436A JPH05295436A JP10077292A JP10077292A JPH05295436A JP H05295436 A JPH05295436 A JP H05295436A JP 10077292 A JP10077292 A JP 10077292A JP 10077292 A JP10077292 A JP 10077292A JP H05295436 A JPH05295436 A JP H05295436A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、スチールコード、ビードワイヤなど
細径高強度鋼線の製造に供される過共析鋼線材の製造方
法を提供する。 【構成】Ｃ：０.９〜１.１％，Ｓｉ：０.１５〜０.５０
％，Ｍｎ：０.３〜０.６％、必要に応じてＣｒ：０.１
０〜０.５％を含有する鋼を線材圧延後９５０〜７５０
℃で巻取り、巻取温度から５５０℃までの温度範囲を所
定の式で規定される範囲の冷却速度で空冷することによ
り初析セメンタイトを含まない微細パーライト組織とす
ることを特徴とする過共析鋼線材の製造方法。 【効果】従来法より強度が高く、かつ、伸線加工性に優
れた過共析鋼線材を製造することが可能となる。
細径高強度鋼線の製造に供される過共析鋼線材の製造方
法を提供する。 【構成】Ｃ：０.９〜１.１％，Ｓｉ：０.１５〜０.５０
％，Ｍｎ：０.３〜０.６％、必要に応じてＣｒ：０.１
０〜０.５％を含有する鋼を線材圧延後９５０〜７５０
℃で巻取り、巻取温度から５５０℃までの温度範囲を所
定の式で規定される範囲の冷却速度で空冷することによ
り初析セメンタイトを含まない微細パーライト組織とす
ることを特徴とする過共析鋼線材の製造方法。 【効果】従来法より強度が高く、かつ、伸線加工性に優
れた過共析鋼線材を製造することが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スティールコード、ビ
ードワイヤなど細径高強度鋼線の製造に供される過共析
鋼線材の製造方法に関する。
ードワイヤなど細径高強度鋼線の製造に供される過共析
鋼線材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高炭素鋼線の強度を上げる方策として、
Ｃ含有率を上げることは、安価で高い効果が得られるた
め工業的には最も望ましい方法である。しかし、過共析
領域、すなわち、通常Ｃが０.９％を越える領域では、
熱間圧延後の線材には旧オーステナイト粒界に沿って脆
い初析セメンタイトがネットワーク状に生成する。この
ため、圧延後の線材をそのまま伸線加工した場合、初析
セメンタイトに沿って粒界割れが発生するため断線が頻
発する。
Ｃ含有率を上げることは、安価で高い効果が得られるた
め工業的には最も望ましい方法である。しかし、過共析
領域、すなわち、通常Ｃが０.９％を越える領域では、
熱間圧延後の線材には旧オーステナイト粒界に沿って脆
い初析セメンタイトがネットワーク状に生成する。この
ため、圧延後の線材をそのまま伸線加工した場合、初析
セメンタイトに沿って粒界割れが発生するため断線が頻
発する。
【０００３】従来、過共析鋼の伸線加工性を向上させる
熱処理方法が開発されている。たとえば、特公昭５６−
８８９３号公報には、熱処理により組織を粒状セメンタ
イトが分散したパーライト組織に変える方法が開示され
ている。これは、過共析鋼線をオーステナイト化し、油
焼き入れ処理してマルテンサイト組織とした後、７７０
〜９３０℃の温度域に急速加熱して粒状セメンタイトを
析出せしめ、目標加熱温度に到達後直ちに５３５〜６６
０℃の温度でパテンティング処理する方法である。この
方法は、伸線加工限界を高める方法としてはすぐれてい
るが、熱処理工程が複雑となるため線材圧延後の直接熱
処理に適用することは困難である。
熱処理方法が開発されている。たとえば、特公昭５６−
８８９３号公報には、熱処理により組織を粒状セメンタ
イトが分散したパーライト組織に変える方法が開示され
ている。これは、過共析鋼線をオーステナイト化し、油
焼き入れ処理してマルテンサイト組織とした後、７７０
〜９３０℃の温度域に急速加熱して粒状セメンタイトを
析出せしめ、目標加熱温度に到達後直ちに５３５〜６６
０℃の温度でパテンティング処理する方法である。この
方法は、伸線加工限界を高める方法としてはすぐれてい
るが、熱処理工程が複雑となるため線材圧延後の直接熱
処理に適用することは困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
では、熱間圧延後の過共析鋼線材をそのまま伸線加工に
供することは不可能であった。本発明の目的は、過共析
鋼線材の粒界初析セメンタイトの生成を完全に阻止する
ことにより、熱間圧延ままの状態の過共析鋼線材に高減
面率の伸線加工を付与することを可能ならしめる方法を
提供することにある。
では、熱間圧延後の過共析鋼線材をそのまま伸線加工に
供することは不可能であった。本発明の目的は、過共析
鋼線材の粒界初析セメンタイトの生成を完全に阻止する
ことにより、熱間圧延ままの状態の過共析鋼線材に高減
面率の伸線加工を付与することを可能ならしめる方法を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】すなわち、本
発明は、 １）重量比で Ｃ：０.９０〜１.１０％，Ｓｉ：０.１５〜０.５０％，
Ｍｎ：０.３０〜０.６０％，残余をＦｅおよび不可避的
不純物からなる鋼を線材圧延後、９５０〜７５０℃で巻
取り、巻取温度から５５０℃までの温度範囲を（１）式
で規定される範囲の冷却速度で空冷することにより初析
セメンタイトを含まない微細パーライト組織とすること
を特徴とする過共析鋼線材の製造方法。 Ｙ≦０.１６ logＸ＋０.８２ （１） ただし、Ｙは鋼のＣ含有率（％）、Ｘは冷却速度（℃／
sec）を示す。
発明は、 １）重量比で Ｃ：０.９０〜１.１０％，Ｓｉ：０.１５〜０.５０％，
Ｍｎ：０.３０〜０.６０％，残余をＦｅおよび不可避的
不純物からなる鋼を線材圧延後、９５０〜７５０℃で巻
取り、巻取温度から５５０℃までの温度範囲を（１）式
で規定される範囲の冷却速度で空冷することにより初析
セメンタイトを含まない微細パーライト組織とすること
を特徴とする過共析鋼線材の製造方法。 Ｙ≦０.１６ logＸ＋０.８２ （１） ただし、Ｙは鋼のＣ含有率（％）、Ｘは冷却速度（℃／
sec）を示す。
【０００６】２）重量比で Ｃ：０.９０〜１.１０％，Ｓｉ：０.１５〜０.５０％，
Ｍｎ：０.３０〜０.６０％，Ｃｒ：０.１０〜０.５０％
残余をＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を線材圧延
後、９５０〜７５０℃で巻取り、巻取温度から５５０℃
までの温度範囲を（１）式で規定される範囲の冷却速度
で空冷することにより初析セメンタイトを含まない微細
パーライト組織とすることを特徴とする過共析鋼線材の
製造方法。 Ｙ≦０.１６ logＸ＋０.８２ （１） ただし、Ｙは鋼のＣ含有率（％）、Ｘは冷却速度（℃／
sec）を示す。以上である。
Ｍｎ：０.３０〜０.６０％，Ｃｒ：０.１０〜０.５０％
残余をＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を線材圧延
後、９５０〜７５０℃で巻取り、巻取温度から５５０℃
までの温度範囲を（１）式で規定される範囲の冷却速度
で空冷することにより初析セメンタイトを含まない微細
パーライト組織とすることを特徴とする過共析鋼線材の
製造方法。 Ｙ≦０.１６ logＸ＋０.８２ （１） ただし、Ｙは鋼のＣ含有率（％）、Ｘは冷却速度（℃／
sec）を示す。以上である。
【０００７】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
者らは、過共析鋼の伸線加工性を改善すべく多くの実験
を行い、以下に示すように、オーステナイト化温度から
の冷却条件を選ぶことにより、初析セメンタイトの生成
を阻止できるという新たな知見を得た。すなわち、本発
明者らは、表１に示す組成の真空溶解鋼を熱間圧延した
線材より、直径３mm、高さ１０mmの円柱状試料を製作
し、これをＡｒガス中で９５０〜１０００℃に誘導加熱
してオーステナイト化したのち、種々の冷却速度で連続
冷却した。冷却後の試料を研摩し、ＪＩＳ Ｇ０５５１
に規定された方法でエッチングしたのち光学顕微鏡によ
り初析セメンタイトの生成状況を調べた。また、粒界の
薄いフイルム状セメンタイトの生成状況は、研摩後の試
料をピクラールでエッチングしたのち走査型電子顕微鏡
をもちいて観察した。
者らは、過共析鋼の伸線加工性を改善すべく多くの実験
を行い、以下に示すように、オーステナイト化温度から
の冷却条件を選ぶことにより、初析セメンタイトの生成
を阻止できるという新たな知見を得た。すなわち、本発
明者らは、表１に示す組成の真空溶解鋼を熱間圧延した
線材より、直径３mm、高さ１０mmの円柱状試料を製作
し、これをＡｒガス中で９５０〜１０００℃に誘導加熱
してオーステナイト化したのち、種々の冷却速度で連続
冷却した。冷却後の試料を研摩し、ＪＩＳ Ｇ０５５１
に規定された方法でエッチングしたのち光学顕微鏡によ
り初析セメンタイトの生成状況を調べた。また、粒界の
薄いフイルム状セメンタイトの生成状況は、研摩後の試
料をピクラールでエッチングしたのち走査型電子顕微鏡
をもちいて観察した。
【０００８】
【表１】試料の化学成分（％）
【０００９】図１に、初析セメンタイトの発生限界とＣ
含有率ならびに冷却速度の関係を示す。このように、初
析セメンタイトの生成はＣ含有率以外に冷却速度にも依
存し、同一Ｃ含有率でも冷却速度を上げることによりそ
の生成を防ぐことができる。図１より、初析セメンタイ
トの発生しない条件を鋼のＣ含有率とオーステナイト域
からの冷却速度で表すと、次式（１）のようになる。 Ｙ≦０.１６ logＸ＋０.８２ （１） ただし、Ｙは鋼のＣ含有率（％）、Ｘは冷却速度（℃／
sec）をしめす。
含有率ならびに冷却速度の関係を示す。このように、初
析セメンタイトの生成はＣ含有率以外に冷却速度にも依
存し、同一Ｃ含有率でも冷却速度を上げることによりそ
の生成を防ぐことができる。図１より、初析セメンタイ
トの発生しない条件を鋼のＣ含有率とオーステナイト域
からの冷却速度で表すと、次式（１）のようになる。 Ｙ≦０.１６ logＸ＋０.８２ （１） ただし、Ｙは鋼のＣ含有率（％）、Ｘは冷却速度（℃／
sec）をしめす。
【００１０】熱間圧延後の線材を冷却するにあたって
は、（１）式を満足する条件を選べば初析セメンタイト
の発生を防止できる。また、初析セメンタイトの生成す
る温度範囲は、Ｆｅ−Ｃ系平衡状態図のＡcm点以下、Ｔ
ＴＴ線図のノーズ(Nose)温度以上と考えてよいため、本
発明鋼では８５０℃以下５５０℃以上の温度範囲で
（１）式を満足すれば良い。
は、（１）式を満足する条件を選べば初析セメンタイト
の発生を防止できる。また、初析セメンタイトの生成す
る温度範囲は、Ｆｅ−Ｃ系平衡状態図のＡcm点以下、Ｔ
ＴＴ線図のノーズ(Nose)温度以上と考えてよいため、本
発明鋼では８５０℃以下５５０℃以上の温度範囲で
（１）式を満足すれば良い。
【００１１】線材圧延後の巻取温度に関しては、巻取温
度が９５０℃を超えた場合、オーステナイト粒の粗大化
が進行し、線材の絞り値が低下し伸線初期に断線しやす
くなる。一方、巻取温度が７５０℃未満の場合、パーラ
イトの層状構造の発達が不十分となるため伸線加工限界
が低下する。以上の理由により巻取温度は９５０〜７５
０℃とする必要がある。
度が９５０℃を超えた場合、オーステナイト粒の粗大化
が進行し、線材の絞り値が低下し伸線初期に断線しやす
くなる。一方、巻取温度が７５０℃未満の場合、パーラ
イトの層状構造の発達が不十分となるため伸線加工限界
が低下する。以上の理由により巻取温度は９５０〜７５
０℃とする必要がある。
【００１２】次に、本発明の成分限定理由について説明
する。Ｃは強度を上げるための有効かつ経済的な元素で
あり、本発明の最も重要な元素の一つである。Ｃ含有率
を上げるに伴い、パテンティング後の強度ならびに伸線
時の加工硬化量が増大する。したがって、伸線加工によ
り高強度鋼線を得るためには、Ｃ含有量は高い方が有利
であり、本発明では、０.９０％以上とする。一方、Ｃ
含有率が１.１０％を超した場合、（１）式が示すよう
に、初析セメンタイトの発生を防止するために必要な冷
却速度は５６℃／secを超えるため、空冷では実現が困
難となる。したがって、Ｃ含有率の上限は１.１０％と
する。
する。Ｃは強度を上げるための有効かつ経済的な元素で
あり、本発明の最も重要な元素の一つである。Ｃ含有率
を上げるに伴い、パテンティング後の強度ならびに伸線
時の加工硬化量が増大する。したがって、伸線加工によ
り高強度鋼線を得るためには、Ｃ含有量は高い方が有利
であり、本発明では、０.９０％以上とする。一方、Ｃ
含有率が１.１０％を超した場合、（１）式が示すよう
に、初析セメンタイトの発生を防止するために必要な冷
却速度は５６℃／secを超えるため、空冷では実現が困
難となる。したがって、Ｃ含有率の上限は１.１０％と
する。
【００１３】Ｓｉは脱酸剤として０.１５％以上添加す
る。一方、Ｓｉは合金元素として、フェライトに固溶し
て顕著な固溶強化作用を示す。また、フェライト中のＳ
ｉは伸線後の溶融亜鉛めっきやブルーイング時の強度低
下を低減させる効果を有するため、高強度鋼線の製造に
は不可欠な元素である。しかし、Ｓｉはベイナイトの生
成を助長し、伸線加工性を低下させるため０.５％を上
限とする。
る。一方、Ｓｉは合金元素として、フェライトに固溶し
て顕著な固溶強化作用を示す。また、フェライト中のＳ
ｉは伸線後の溶融亜鉛めっきやブルーイング時の強度低
下を低減させる効果を有するため、高強度鋼線の製造に
は不可欠な元素である。しかし、Ｓｉはベイナイトの生
成を助長し、伸線加工性を低下させるため０.５％を上
限とする。
【００１４】Ｍｎも脱酸剤として０.３％以上添加す
る。また、Ｍｎは焼入れ性向上効果が大きいため、線径
が大きい場合には、Ｍｎ含有率を上げることにより断面
内の均一性を高めることが可能であり、伸線後の鋼線の
延性向上に有効である。しかし、０.６０％を超える
と、連続冷却中に中心偏析部にマルテンサイトが生成
し、伸線加工性が劣化するため、０.６０％を上限とす
る。
る。また、Ｍｎは焼入れ性向上効果が大きいため、線径
が大きい場合には、Ｍｎ含有率を上げることにより断面
内の均一性を高めることが可能であり、伸線後の鋼線の
延性向上に有効である。しかし、０.６０％を超える
と、連続冷却中に中心偏析部にマルテンサイトが生成
し、伸線加工性が劣化するため、０.６０％を上限とす
る。
【００１５】Ｃｒはパーライトのラメラー間隔を低減
し、鋼線の強度と伸線加工性を向上させるため、必要に
応じて０.１０％以上添加する。０.１０％未満ではその
効果が十分でなく、一方、０.５０％を超えると変態に
要する時間が長くなり、連続冷却中にマルテンサイトが
生成し伸線性が著しく低下するため、０.５０％を上限
とする。
し、鋼線の強度と伸線加工性を向上させるため、必要に
応じて０.１０％以上添加する。０.１０％未満ではその
効果が十分でなく、一方、０.５０％を超えると変態に
要する時間が長くなり、連続冷却中にマルテンサイトが
生成し伸線性が著しく低下するため、０.５０％を上限
とする。
【００１６】
【実施例】以下、引張強さ１２０kgf／mm2以上、伸線加
工限界９０％以上を有する高強度鋼線材の製造結果につ
いて説明する。表２に示す化学成分の直径５.５mmの線
材を熱間圧延後衝風冷却し、そのまま伸線限界まで伸線
した。
工限界９０％以上を有する高強度鋼線材の製造結果につ
いて説明する。表２に示す化学成分の直径５.５mmの線
材を熱間圧延後衝風冷却し、そのまま伸線限界まで伸線
した。
【００１７】Ａ鋼はＣ量が０.９０％未満であるため目
標強度に未達である。一方、Ｉ鋼は高いＣ量に見合った
冷却速度が得られなかったため初析セメンタイトが生成
し、このため伸線性が大幅に劣化した。Ｂ−４鋼および
Ｈ−４鋼も冷却速度が（１）式を満足しなかったため、
初析セメンタイトが生成し伸線加工性が劣化し、早期に
断線した。Ｂ−２およびＨ−２鋼は巻取温度が９５０℃
を超えたため絞りが低下し、このため伸線限界は低い。
Ｂ−３およびＨ−３鋼は巻取温度が７５０℃未満であっ
たため、絞りが比較的高いにもかかわらず伸線加工性は
低い。
標強度に未達である。一方、Ｉ鋼は高いＣ量に見合った
冷却速度が得られなかったため初析セメンタイトが生成
し、このため伸線性が大幅に劣化した。Ｂ−４鋼および
Ｈ−４鋼も冷却速度が（１）式を満足しなかったため、
初析セメンタイトが生成し伸線加工性が劣化し、早期に
断線した。Ｂ−２およびＨ−２鋼は巻取温度が９５０℃
を超えたため絞りが低下し、このため伸線限界は低い。
Ｂ−３およびＨ−３鋼は巻取温度が７５０℃未満であっ
たため、絞りが比較的高いにもかかわらず伸線加工性は
低い。
【００１８】Ｍｎ量が、０.６％を超えているＣ鋼、お
よびＣｒ量が０.５％を超えているＦ鋼は、中心偏析部
にマルテンサイトが生成したため絞りおよび伸線限界と
もに低下した。Ｂ−５およびＨ−５鋼は従来法で、いず
れも線材圧延後の冷却速度が（１）式を満足していない
ため初析セメンタイトが生成し、このため伸線加工性が
著しく低い。Ｇ鋼は、Ｓｉ量が０.５％を超えているた
め、伸線限界が目標値に至らなかった。
よびＣｒ量が０.５％を超えているＦ鋼は、中心偏析部
にマルテンサイトが生成したため絞りおよび伸線限界と
もに低下した。Ｂ−５およびＨ−５鋼は従来法で、いず
れも線材圧延後の冷却速度が（１）式を満足していない
ため初析セメンタイトが生成し、このため伸線加工性が
著しく低い。Ｇ鋼は、Ｓｉ量が０.５％を超えているた
め、伸線限界が目標値に至らなかった。
【００１９】これに対して、本発明法で製造された線材
は、いずれも目標とする強度および伸線加工性を十分満
足している。
は、いずれも目標とする強度および伸線加工性を十分満
足している。
【００２０】
【表２】５.５ｍｍ線材の化学成分、製造条件、および
伸線加工性
伸線加工性
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明法によれ
ば、従来法より強度が高く、かつ、伸線加工性に優れた
過共析鋼線材を製造することが可能となる。
ば、従来法より強度が高く、かつ、伸線加工性に優れた
過共析鋼線材を製造することが可能となる。
図１は初析セメンタイトの発生限界とＣ含有率ならびに
冷却速度の関係を示す図である。
冷却速度の関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】重量比で Ｃ ：０.９０〜１.１０％， Ｓｉ：０.１５〜０.５０％， Ｍｎ：０.３０〜０.６０％， 残余をＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を線材圧延
後、９５０〜７５０℃で巻取り、巻取温度から５５０℃
までの温度範囲を（１）式で規定される範囲の冷却速度
で空冷することにより初析セメンタイトを含まない微細
パーライト組織とすることを特徴とする過共析鋼線材の
製造方法。 Ｙ≦０.１６ logＸ＋０.８２ （１） ただし、Ｙは鋼のＣ含有率（％）、Ｘは冷却速度（℃／
sec）を示す。 - 【請求項２】重量比で Ｃ ：０.９０〜１.１０％， Ｓｉ：０.１５〜０.５０％， Ｍｎ：０.３０〜０.６０％， Ｃｒ：０.１０〜０.５０％ 残余をＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を線材圧延
後、９５０〜７５０℃で巻取り、巻取温度から５５０℃
までの温度範囲を（１）式で規定される範囲の冷却速度
で空冷することにより初析セメンタイトを含まない微細
パーライト組織とすることを特徴とする過共析鋼線材の
製造方法。 Ｙ≦０.１６ logＸ＋０.８２ （１） ただし、Ｙは鋼のＣ含有率（％）、Ｘは冷却速度（℃／
sec）を示す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4100772A JP2544867B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 過共析鋼線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4100772A JP2544867B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 過共析鋼線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05295436A true JPH05295436A (ja) | 1993-11-09 |
| JP2544867B2 JP2544867B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=14282783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4100772A Expired - Lifetime JP2544867B2 (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 過共析鋼線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2544867B2 (ja) |
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1992
- 1992-04-21 JP JP4100772A patent/JP2544867B2/ja not_active Expired - Lifetime
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