JPH0674485B2 - 高清浄度鋼 - Google Patents
高清浄度鋼Info
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- JPH0674485B2 JPH0674485B2 JP60239770A JP23977085A JPH0674485B2 JP H0674485 B2 JPH0674485 B2 JP H0674485B2 JP 60239770 A JP60239770 A JP 60239770A JP 23977085 A JP23977085 A JP 23977085A JP H0674485 B2 JPH0674485 B2 JP H0674485B2
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- JP
- Japan
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- steel
- inclusions
- less
- high cleanliness
- cleanliness steel
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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、冷間加工法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SiO235〜75％、Al2O330％以下、CaO50％以
下、MgO25％以下からなる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SiO235〜75％、Al2O330％以下、CaO50％以
下、MgO25％以下からなる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SiO235〜75％、Al2O330％以下にCaO50％以下、Mg
O25％以下を含む場合には、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SiO235〜75％、Al2O330％以下にCaO50％以下、Mg
O25％以下を含む場合には、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とも、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とも、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
２〜25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
２〜25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、Si,Ca,
Mg,Alなどの硬質介在物を生成しやすい脱酸元素を使用
しても、CaO,MgO,Al2O3を、一定範囲のSiO2と共存させ
ることにより、極めて軟質な介在物となすことができる
からである。SiO2が75％を越えると硬質のSiO2系介在物
が発生し、35％未満では、CaO,MgOあるいはAl2O3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。また、CaOが50％を越
え、MgOが25％を越え、Al2O3が30％を越えると、それぞ
れCaO系、MgO系、Al2O3系、およびこれらの複合系の硬
質介在物が発生する。
Mg,Alなどの硬質介在物を生成しやすい脱酸元素を使用
しても、CaO,MgO,Al2O3を、一定範囲のSiO2と共存させ
ることにより、極めて軟質な介在物となすことができる
からである。SiO2が75％を越えると硬質のSiO2系介在物
が発生し、35％未満では、CaO,MgOあるいはAl2O3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。また、CaOが50％を越
え、MgOが25％を越え、Al2O3が30％を越えると、それぞ
れCaO系、MgO系、Al2O3系、およびこれらの複合系の硬
質介在物が発生する。
本発明の大きな特徴は、このように積極的にCaO,MgO,Al
2O3を含有させても、従来技術のコランダム、スピネル
のような有害な硬質介在物を生成することなく、極めて
製造安定性に優れていることである。MnOについて特に
規定しないのは、MnOはCa,Mg,Alのような強力な脱酸元
素の添加により消滅する傾向を有し、特に本発明のよう
に、CaO,MgO,Al2O3の含有量を比較的多くした場合には
通常20％以下になる。また、MnOは介在物を軟質化させ
るのに有効な成分であり、これを含有しても本発明の効
果を妨げることはありえないため、MnOについては特に
規定しない。
2O3を含有させても、従来技術のコランダム、スピネル
のような有害な硬質介在物を生成することなく、極めて
製造安定性に優れていることである。MnOについて特に
規定しないのは、MnOはCa,Mg,Alのような強力な脱酸元
素の添加により消滅する傾向を有し、特に本発明のよう
に、CaO,MgO,Al2O3の含有量を比較的多くした場合には
通常20％以下になる。また、MnOは介在物を軟質化させ
るのに有効な成分であり、これを含有しても本発明の効
果を妨げることはありえないため、MnOについては特に
規定しない。
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。本発明は介在物の特性を規
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つは炭素鋼および低合金炭素鋼線材であり、熱間圧延
後伸線され、ワイヤー、ばね等に用いられる。特に0.3m
mφ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Cr0.1〜２％、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て実用
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。
後伸線され、ワイヤー、ばね等に用いられる。特に0.3m
mφ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Cr0.1〜２％、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て実用
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、Mn
0.50％以下に代表される。
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、Mn
0.50％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,Alの１種又は２種以
上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,l≧５μ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,Alの１種又は２種以
上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,l≧５μ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６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６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４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４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 我妻 賢司 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 高橋 宏美 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 35〜75％、Al2O3 30％以下、CaO 50％以
下、MgO 25％以下からなる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％、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 0.1〜1.0％、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 |
|---|---|---|---|
| JP60239770A JPH0674485B2 (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 高清浄度鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60239770A JPH0674485B2 (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 高清浄度鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6299437A JPS6299437A (ja) | 1987-05-08 |
| JPH0674485B2 true JPH0674485B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=17049647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60239770A Expired - Lifetime JPH0674485B2 (ja) | 1985-10-26 | 1985-10-26 | 高清浄度鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0674485B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005264335A (ja) * | 2005-04-28 | 2005-09-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 疲労強度に優れたＳｉ脱酸鋼およびその製造方法 |
| 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 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2610965B2 (ja) * | 1988-10-15 | 1997-05-14 | 新日本製鐵株式会社 | 高疲労強度ばね鋼 |
| CN1043062C (zh) * | 1994-03-28 | 1999-04-21 | 新日本制铁株式会社 | 疲劳性能优良的高强度钢线材及高强度钢丝 |
| EP1018565A4 (en) | 1998-06-23 | 2003-07-23 | Sumitomo Metal Ind | STEEL WIRE ROD AND METHOD OF MANUFACTURING STEEL FOR SAID WIRE |
| JP3504521B2 (ja) | 1998-12-15 | 2004-03-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 疲労特性に優れたばね用鋼 |
| BR0006880A (pt) * | 1999-06-16 | 2001-08-07 | Nippon Steel Corp | Aço superlimpo |
| EP2028285B1 (en) | 2006-06-09 | 2016-03-23 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | High cleanliness spring steel and high cleanliness spring excellent in fatigue characteristics |
| KR101168480B1 (ko) | 2006-12-28 | 2012-07-26 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | Ｓｉ 킬드강 선재 및 스프링 |
| CN101982555B (zh) | 2006-12-28 | 2013-05-08 | 株式会社神户制钢所 | 耐疲劳特性优异的硅镇静钢线材和弹簧 |
| 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 |
| JP5206500B2 (ja) * | 2009-03-02 | 2013-06-12 | 新日鐵住金株式会社 | 高清浄度Ｓｉ脱酸鋼およびその製造方法 |
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 JP60239770A patent/JPH0674485B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| EP1662016A1 (en) | 2004-11-24 | 2006-05-31 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Ultra clean spring steel |
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| 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 |
|---|---|
| JPS6299437A (ja) | 1987-05-08 |
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