JPH0674484B2 - 高清浄度鋼 - Google Patents
高清浄度鋼Info
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- JPH0674484B2 JPH0674484B2 JP60239769A JP23976985A JPH0674484B2 JP H0674484 B2 JPH0674484 B2 JP H0674484B2 JP 60239769 A JP60239769 A JP 60239769A JP 23976985 A JP23976985 A JP 23976985A JP H0674484 B2 JPH0674484 B2 JP H0674484B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷間加工性および疲労特性の優れた高清浄度
鋼、特に超高張力線、極細線、高強度ばね、極薄板ばね
において優れた性能を有する高清浄度鋼に関する。
鋼、特に超高張力線、極細線、高強度ばね、極薄板ばね
において優れた性能を有する高清浄度鋼に関する。
（従来の技術） 薄板ばねやタイヤコードのように冷間圧延や伸線など強
度の冷間加工を受ける鋼や、弁ばねのように高い疲労強
度を必要とする鋼においては、硬質の非金属介在物は有
害であり、これらの硬質介在物を起点として破壊が起る
ことはよく知られている。この対策として介在物を軟質
化することにより熱間圧延および冷間圧延又は伸線によ
り延伸させ、小型化させることが可能である。例えば特
公昭54−7252号公報では、介在物をスペサライトを主成
分とし、Al2O3/SiO2＋Al2O3＋MnO＝0.15〜0.40とするこ
とが示されている。
度の冷間加工を受ける鋼や、弁ばねのように高い疲労強
度を必要とする鋼においては、硬質の非金属介在物は有
害であり、これらの硬質介在物を起点として破壊が起る
ことはよく知られている。この対策として介在物を軟質
化することにより熱間圧延および冷間圧延又は伸線によ
り延伸させ、小型化させることが可能である。例えば特
公昭54−7252号公報では、介在物をスペサライトを主成
分とし、Al2O3/SiO2＋Al2O3＋MnO＝0.15〜0.40とするこ
とが示されている。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記公報に示された介在物はコランダム
を初晶とする領域にまたがっているため、実際の製造に
おいては極めて硬質で有害なコランダムの発生を防止す
ることが困難であり、十分な効果が得られない。
を初晶とする領域にまたがっているため、実際の製造に
おいては極めて硬質で有害なコランダムの発生を防止す
ることが困難であり、十分な効果が得られない。
本発明の目的は、熱間圧延でよく延伸し、冷間圧延又は
伸線で破砕し微細に分散することにより、冷間加工性お
よび疲労特性の優れた高清浄度鋼を提供することにあ
る。
伸線で破砕し微細に分散することにより、冷間加工性お
よび疲労特性の優れた高清浄度鋼を提供することにあ
る。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、圧延鋼材のＬ断面において長さ（ｌ）と幅
（ｄ）の比がl/d≧５の延伸性の小さい非金属介在物の
平均的組成がSiO220〜60％、MnO10〜80％にCaO50％以
下、MgO15％以下の一方又は両方を含むことを特徴とす
る冷間加工性および疲労特性の優れた高清浄度鋼を要旨
とするものである。
（ｄ）の比がl/d≧５の延伸性の小さい非金属介在物の
平均的組成がSiO220〜60％、MnO10〜80％にCaO50％以
下、MgO15％以下の一方又は両方を含むことを特徴とす
る冷間加工性および疲労特性の優れた高清浄度鋼を要旨
とするものである。
本発明における鋼組成は、介在物組成を制御するために
Si,Mnを0.1％以上含むことを必要とするが、その他の元
素については特に制限はなく、必要に応じて合金元素を
加えた低炭素鋼、高炭素鋼およびオーステナイト系ステ
ンレス鋼などに適用することができる。
Si,Mnを0.1％以上含むことを必要とするが、その他の元
素については特に制限はなく、必要に応じて合金元素を
加えた低炭素鋼、高炭素鋼およびオーステナイト系ステ
ンレス鋼などに適用することができる。
以下に本発明の内容を具体的に説明する。
熱間圧延鋼材においては、低融点の介在物は圧延温度に
おいて鋼材よりも軟化するために長手方向に延伸する。
従って圧延後の鋼材のＬ断面において介在物の長さ
（ｌ）と幅（ｄ）の比l/dを測定することにより軟質化
の程度を判定することができる。しかしながら、l/dの
小さい介在物であっても、その後の冷間圧延又は伸線加
工により砕かれ、微細に分散され無害化される介在物
と、そのまま残存する介在物とがあるため、l/dのみで
介在物の良否判定をすることはできない。
おいて鋼材よりも軟化するために長手方向に延伸する。
従って圧延後の鋼材のＬ断面において介在物の長さ
（ｌ）と幅（ｄ）の比l/dを測定することにより軟質化
の程度を判定することができる。しかしながら、l/dの
小さい介在物であっても、その後の冷間圧延又は伸線加
工により砕かれ、微細に分散され無害化される介在物
と、そのまま残存する介在物とがあるため、l/dのみで
介在物の良否判定をすることはできない。
本発明者らが詳細に調査した結果、l/d≦５の一見有害
と思われる介在物であっても、これらの介在物の平均的
組成がSiO220〜60％、MnO10〜80％にCaO50％以下、MgO1
5％以下の一方又は両方を含む場合には、10％以上の冷
間圧延、又は伸線において介在物は砕かれ、分散される
ため小型化し、無害化されることが判明した。
と思われる介在物であっても、これらの介在物の平均的
組成がSiO220〜60％、MnO10〜80％にCaO50％以下、MgO1
5％以下の一方又は両方を含む場合には、10％以上の冷
間圧延、又は伸線において介在物は砕かれ、分散される
ため小型化し、無害化されることが判明した。
更に重要な点は、鋼材のＬ断面で検査しうるのは、極く
限られた量であるため、製造上のばらつきを考慮する
と、検査では検出されなくても、鋼材中には大型の有害
硬質介在物が存在する可能性があるが、本発明では、熱
間圧延で延伸せずに残存した介在物についてその組成を
軟質なものに限定することにより、熱間圧延のままの状
態でも、大型の有害硬質介在物が存在する可能性を極め
て小さいものとすることができる。
限られた量であるため、製造上のばらつきを考慮する
と、検査では検出されなくても、鋼材中には大型の有害
硬質介在物が存在する可能性があるが、本発明では、熱
間圧延で延伸せずに残存した介在物についてその組成を
軟質なものに限定することにより、熱間圧延のままの状
態でも、大型の有害硬質介在物が存在する可能性を極め
て小さいものとすることができる。
熱間圧延鋼材の全長にわたる詳細な調査の結果、鋳片か
ら抽出した全介在物の平均組成を本発明の組成にしたと
きは、圧延後の鋼材に残存する30μ以上の硬質介在物は
３〜28個／トンとばらついたが、l/d≦５の介在物の平
均組成の場合は、０〜１個／トンと、その効果は明らか
であった。従って、熱間圧延のままでも極めて信頼性の
高い高清浄度鋼を得ることができる。なお、熱間圧延加
工率の大きい鋼や、清浄度が特に良好な鋼においてはl/
d≦３又は２とし、ｌ≧10μ又は５μ（１μ）とするこ
とにより、一層の効果を上げることができる。
ら抽出した全介在物の平均組成を本発明の組成にしたと
きは、圧延後の鋼材に残存する30μ以上の硬質介在物は
３〜28個／トンとばらついたが、l/d≦５の介在物の平
均組成の場合は、０〜１個／トンと、その効果は明らか
であった。従って、熱間圧延のままでも極めて信頼性の
高い高清浄度鋼を得ることができる。なお、熱間圧延加
工率の大きい鋼や、清浄度が特に良好な鋼においてはl/
d≦３又は２とし、ｌ≧10μ又は５μ（１μ）とするこ
とにより、一層の効果を上げることができる。
介在物の平均組成をこのように限定する理由は、SiO2が
60％を越えると硬質のSiO2系介在物が発生し、20％未満
では、CaO又はMgO系の硬質介在物が発生し、共に熱間圧
延および冷間加工で十分小型化させることができない。
本発明における介在物組成は、Si,Mn脱酸によりMn−Sil
icateを生成せしめた後、Ca,Mgを含む合金を適量添加す
ることにより製造することができるが、本発明において
重要な点は、MnOはCa,Mg合金の添加により消滅する傾向
を有するけれども、この添加量を適正に制御することに
よりMnOを10〜80％存在せしめる点にある。この範囲外
では、SiO2,CaO,MgOのいずれかが過剰となり軟質化でき
ない。CaOが50％を越えるとCaO系の硬質介在物が発生
し、MgOが15％を越えるとMgO系の硬質介在物が発生し、
共に、目的を達成できない。
60％を越えると硬質のSiO2系介在物が発生し、20％未満
では、CaO又はMgO系の硬質介在物が発生し、共に熱間圧
延および冷間加工で十分小型化させることができない。
本発明における介在物組成は、Si,Mn脱酸によりMn−Sil
icateを生成せしめた後、Ca,Mgを含む合金を適量添加す
ることにより製造することができるが、本発明において
重要な点は、MnOはCa,Mg合金の添加により消滅する傾向
を有するけれども、この添加量を適正に制御することに
よりMnOを10〜80％存在せしめる点にある。この範囲外
では、SiO2,CaO,MgOのいずれかが過剰となり軟質化でき
ない。CaOが50％を越えるとCaO系の硬質介在物が発生
し、MgOが15％を越えるとMgO系の硬質介在物が発生し、
共に、目的を達成できない。
またAl2O3については極力排除することが硬質な介在物
の生成を防止するために望ましいがAlを使用せず、適正
に脱酸方法を制御した場合にもAl2O3は20％程度以下は
生成するものである。本発明の介在物組成では従来技術
と異なりこの程度のAl2O3の含有では、硬質のコランダ
ムやスピネルを生成することはなく、Al2O320％以下は
許容される。
の生成を防止するために望ましいがAlを使用せず、適正
に脱酸方法を制御した場合にもAl2O3は20％程度以下は
生成するものである。本発明の介在物組成では従来技術
と異なりこの程度のAl2O3の含有では、硬質のコランダ
ムやスピネルを生成することはなく、Al2O320％以下は
許容される。
本発明はこのように極めて製造安定性に優れた介在物組
成を与えるものである。
成を与えるものである。
なお介在物組成は、SiO2,MnO,CaO,MgO,Al2O3の和を100
として求めた。
として求めた。
次に鋼成分について述べる。本発明の介在物の特性を規
定するものであるから鋼成分については、特に限定する
必要はないが、利用分野を具体的に挙げるならば次の分
野を挙げることができる。
定するものであるから鋼成分については、特に限定する
必要はないが、利用分野を具体的に挙げるならば次の分
野を挙げることができる。
１例として炭素鋼および低合金炭素鋼線材があり、熱間
圧延後伸線され、ワイヤー、ばね等に用いられる。特に
0.3mmφ以下の極細軟線、硬線においては、伸線時およ
び撚り線時の断線防止に効果があり、ばねにおいては疲
労強度の向上に効果がある。
圧延後伸線され、ワイヤー、ばね等に用いられる。特に
0.3mmφ以下の極細軟線、硬線においては、伸線時およ
び撚り線時の断線防止に効果があり、ばねにおいては疲
労強度の向上に効果がある。
これらの用途に適用される鋼材の成分としては、C1.1％
以下、Si0.1〜2.5％、Mn0.1〜1.5％に、必要に応じてCr
0.1〜２％、Co0.1〜２％の１種又は２種を含むものであ
る。Ｃを1.1％以下としたのは極細軟線においては、結
束線等の用途において軟質の線が要望されており、0.01
％Ｃ程度までＣを低くする必要があるからである。1.1
％を越えると鋼が脆化し実用的でない。一方SiとMnは脱
酸と介在物組成コントロールのために必要であり、0.1
％未満では効果がない。また鋼の強化元素としても有効
であるが、Siが2.5％、Mnが1.5％を越えると脆化する。
Crは鋼の強化元素として有効であるが、0.1％未満では
効果がなく、２％を越えると効果が飽和する。Coは鋼の
延性を高めるのに有効であるが、0.1％未満では効果が
なく、２％を越えると効果が飽和する。
以下、Si0.1〜2.5％、Mn0.1〜1.5％に、必要に応じてCr
0.1〜２％、Co0.1〜２％の１種又は２種を含むものであ
る。Ｃを1.1％以下としたのは極細軟線においては、結
束線等の用途において軟質の線が要望されており、0.01
％Ｃ程度までＣを低くする必要があるからである。1.1
％を越えると鋼が脆化し実用的でない。一方SiとMnは脱
酸と介在物組成コントロールのために必要であり、0.1
％未満では効果がない。また鋼の強化元素としても有効
であるが、Siが2.5％、Mnが1.5％を越えると脆化する。
Crは鋼の強化元素として有効であるが、0.1％未満では
効果がなく、２％を越えると効果が飽和する。Coは鋼の
延性を高めるのに有効であるが、0.1％未満では効果が
なく、２％を越えると効果が飽和する。
他の利用分野としてはオーステナイト系ステンレス鋼が
ある。熱間圧延後冷間圧延され0.3mm以下の極薄板ばね
として用いられるが、ばねの疲労強度の向上に効果があ
る。この用途に適用される鋼材の成分は、C0.15％以
下、Si0.1〜１％、Mn0.1〜２％、Cr16〜20％、Ni3.5〜2
2％に代表される。
ある。熱間圧延後冷間圧延され0.3mm以下の極薄板ばね
として用いられるが、ばねの疲労強度の向上に効果があ
る。この用途に適用される鋼材の成分は、C0.15％以
下、Si0.1〜１％、Mn0.1〜２％、Cr16〜20％、Ni3.5〜2
2％に代表される。
他の利用分野として深絞り加工用の低炭素鋼板がある。
熱間圧延後冷間圧延され1.2mm以下の薄板とされ、焼
鈍，スキンパス後、深絞り加工されるが、表面疵防止お
よび深絞り加工性の向上に効果がある。この用途に適用
される鋼材の成分は、C0.12％以下、Si0.3％以下、Mn0.
50％以下に代表される。
熱間圧延後冷間圧延され1.2mm以下の薄板とされ、焼
鈍，スキンパス後、深絞り加工されるが、表面疵防止お
よび深絞り加工性の向上に効果がある。この用途に適用
される鋼材の成分は、C0.12％以下、Si0.3％以下、Mn0.
50％以下に代表される。
（実施例） 250トン転炉で溶製された溶鋼に出鋼時にSi,Mn、その他
必要成分元素を添加した後、Ca,Mgの１種又は２種を含
む合金を添加し、第１表に示す組成の鋼を製造した。こ
れを80％以上の熱間圧延により線材および板とし、Ｌ断
面の介在物を調査した。第１表の介在物組成は、l/d≦
５の介在物の平均組成である。
必要成分元素を添加した後、Ca,Mgの１種又は２種を含
む合金を添加し、第１表に示す組成の鋼を製造した。こ
れを80％以上の熱間圧延により線材および板とし、Ｌ断
面の介在物を調査した。第１表の介在物組成は、l/d≦
５の介在物の平均組成である。
A1〜A6は本発明鋼でありB1〜B6は比較鋼である。
A1とB1は5.5φの線材を1.25mmφまで伸線後、焼鈍熱処
理を施し、更に0.10mmφまで伸線した結果であるが、A1
鋼は断線は皆無であったが、B1鋼は５回／トンの断線率
であった。
理を施し、更に0.10mmφまで伸線した結果であるが、A1
鋼は断線は皆無であったが、B1鋼は５回／トンの断線率
であった。
A2とB2は5.5φ線材を1.25φまで伸線後、鉛パテンティ
ング熱処理を施し、更に0.25mmφまで伸線した結果であ
るが、A1鋼は断線は皆無であったが、B2鋼は３回／トン
の断線率であった。
ング熱処理を施し、更に0.25mmφまで伸線した結果であ
るが、A1鋼は断線は皆無であったが、B2鋼は３回／トン
の断線率であった。
B1,B2鋼とも破面には50μ以上の大型介在物がみられ
た。
た。
A3〜５とB3〜５は10φ線材を鉛パテンティング後5mmφ
まで伸線し、回転曲げ疲労試験を行った。試験応力は80
kg/mm2とした。A3〜５は107回以上破断しなかったが、B
3〜５は106回以内に破断した。
まで伸線し、回転曲げ疲労試験を行った。試験応力は80
kg/mm2とした。A3〜５は107回以上破断しなかったが、B
3〜５は106回以内に破断した。
A6とB6は1mmの熱間圧延板を0.1mmまで冷間圧延後、繰返
し曲げ疲労試験を行ったところ、A6鋼はB6鋼の２倍の寿
命を有していた。
し曲げ疲労試験を行ったところ、A6鋼はB6鋼の２倍の寿
命を有していた。
（発明の効果） 上述の如く、本発明鋼は冷間加工性および疲労特性に優
れており、極薄板ばね、極細線、高強度ばね用鋼として
優れた性能を有するものである。
れており、極薄板ばね、極細線、高強度ばね用鋼として
優れた性能を有するものである。
フロントページの続き (72)発明者 吉村 隆文 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 曾社君津製鐵所内 (72)発明者 宮脇 健児 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 曾社君津製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭59−93856（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−130225（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−7252（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (4)
- 【請求項１】圧延鋼材のＬ断面において、長さ（ｌ）と
幅（ｄ）の比がl/d≦５の非金属介在物の平均的組成
が、SiO2 20〜60％、MnO 10〜80％に、CaO 50％以
下、MgO 15％以下の一方又は両方を含むことを特徴と
する冷間加工性および疲労特性の優れた高清浄度鋼。 - 【請求項２】Ｃ 1.1％以下、Si 0.1〜2.5％、Mn 0.1
〜1.5％を含み、残部Feおよび不可避不純物からなる特
許請求の範囲第１項記載の冷間加工性および疲労特性の
優れた高清浄度鋼。 - 【請求項３】Ｃ 1.1％以下、Si 0.1〜2.5％、Mn 0.1
〜1.5％に加えて、Cr 0.1〜２％、Co 0.1〜２％の１
種又は２種を含み、残部Feおよび不可避不純物からなる
特許請求の範囲第１項記載の冷間加工性および疲労特性
の優れた高清浄度鋼。 - 【請求項４】Ｃ 0.15％以下、Si 0.1〜１％、Mn 0.1
〜２％、Cr 16〜20％、Ni 3.5〜22％を含み、残部Fe
および不可避不純物からなる特許請求の範囲第１項記載
の冷間加工性および疲労特性の優れた高清浄度鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60239769A JPH0674484B2 (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 高清浄度鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60239769A JPH0674484B2 (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 高清浄度鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6299436A JPS6299436A (ja) | 1987-05-08 |
| JPH0674484B2 true JPH0674484B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=17049632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60239769A Expired - Lifetime JPH0674484B2 (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 高清浄度鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674484B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1662016A1 (en) | 2004-11-24 | 2006-05-31 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Ultra clean spring steel |
| EP2060649A1 (en) | 2007-11-19 | 2009-05-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Spring steel and spring superior in fatigue properties |
| WO2014112532A1 (ja) | 2013-01-15 | 2014-07-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 疲労特性に優れたＳｉキルド鋼線材、およびそれを用いたばね |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0762171B2 (ja) * | 1989-07-28 | 1995-07-05 | 新日本製鐵株式会社 | 伸線性ならびに冷間圧延性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼の製造方法 |
| DE69429810T2 (de) * | 1994-03-28 | 2002-09-19 | Nippon Steel Corp., Tokio/Tokyo | Hochfestes stahldrahtmaterial mithervorragendem ermuedungsverhalten und hochfester stahldraht |
| CN1087355C (zh) | 1998-06-23 | 2002-07-10 | 住友金属工业株式会社 | 钢丝材 |
| BRPI0712343B1 (pt) | 2006-06-09 | 2014-09-02 | Kobe Steel Ltd | Mola de aço com alta limpeza |
| BRPI0721174B1 (pt) | 2006-12-28 | 2017-05-30 | Kobe Steel Ltd | haste e mola de fio de aço acalamdo com si |
| WO2008081673A1 (ja) | 2006-12-28 | 2008-07-10 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | 疲労特性に優れたＳｉキルド鋼線材およびばね |
| JP4163239B1 (ja) | 2007-05-25 | 2008-10-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 疲労特性に優れた高清浄度ばね用鋼および高清浄度ばね |
| CN106119491B (zh) * | 2016-08-17 | 2018-05-04 | 北京科技大学 | 一种深拉拔切割钢丝中夹杂物尺寸细小化的方法 |
| CN106148661B (zh) * | 2016-08-17 | 2018-05-08 | 北京科技大学 | 一种实现Si脱氧钢中夹杂物尺寸细小化的工艺流程 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5735243A (en) * | 1980-08-11 | 1982-02-25 | Kyokuto Denki Kk | Hot air flow type heating apparatus |
| JPS58130215A (ja) * | 1982-01-27 | 1983-08-03 | Kawasaki Steel Corp | 溶鋼の脱酸方法 |
-
1985
- 1985-10-26 JP JP60239769A patent/JPH0674484B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1662016A1 (en) | 2004-11-24 | 2006-05-31 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Ultra clean spring steel |
| EP2060649A1 (en) | 2007-11-19 | 2009-05-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Spring steel and spring superior in fatigue properties |
| WO2014112532A1 (ja) | 2013-01-15 | 2014-07-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 疲労特性に優れたＳｉキルド鋼線材、およびそれを用いたばね |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6299436A (ja) | 1987-05-08 |
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