JPH0742548B2 - 溶接性及び冷間加工性に優れた長尺高張力鋼線用線材 - Google Patents

溶接性及び冷間加工性に優れた長尺高張力鋼線用線材

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JPH0742548B2
JPH0742548B2 JP60244047A JP24404785A JPH0742548B2 JP H0742548 B2 JPH0742548 B2 JP H0742548B2 JP 60244047 A JP60244047 A JP 60244047A JP 24404785 A JP24404785 A JP 24404785A JP H0742548 B2 JPH0742548 B2 JP H0742548B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は溶接性及び冷間加工性に優れた長尺高張力鋼線
用線材に関するものである。
(従来の技術) 光フアイバーは、その低損失、細径、大容量、経済性な
どの優れた特性を活して、改定ケーブルに導入すること
が試みられているが、例えば特公昭59−7361号公報で
は、光フアイバーケーブルとして第1図に示すように、
断面の形状が互いに等しく扇形の3本の金属材料異形線
(以下異形線という)が組合わされて、中心部に少くと
も1本の光フアイバーを収容する耐圧パイプが提案され
ている。
この構造では、光フアイバー心線10を中心に置き、回り
から断面扇形の異形線20を連続的に合わせながら、一本
の円筒状の耐圧層を形成するものである。この耐圧層材
料は深海の海水圧(例えば8000mの深海では800気圧)に
耐え得る。
一方、海底ケーブルは障害を考慮して、接続函の最適設
置間隔が定められているが、現在約50〜100Km毎に接続
函を設置するのが経済的とされている。しかしながら異
形線用素材である線材の製造について検討してみると、
現用鋳造設備及び加熱炉の能力の制約から、大単重化を
図つてみても線材の単長は30,000mに限定される。
従つて、長距離の海底ケーブルの耐圧パイプ用素材とし
ての線材には、前記の扇形の異形線をうる冷間加工性
と、長尺化のための溶接性と同時に満足させることが望
まれる。
そこでこのような加工性と溶接性とを同時に満足させ得
るような鋼材としては、例えば特公昭59−22774号公報
ではTi,Bを含有し、Ceq0.55%以下の鋼を制御圧延し
て、55Kg f/mm2以上の引張強さを有する溶接性及び加工
性の優れた線材が提案されている。又特公昭59−29648
号公報では、溶接性のすぐれた高強度鉄筋材が提案され
ている。しかしながらこれらの鋼材は、それらを冷間加
工して得られる鋼線の強度が低く、海底ケーブルの耐圧
パイプ用の異形線には供し得ない。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、溶接性及び冷間加工性に優れた長尺高張力鋼
線用の線材を提供するものである。
(問題点を解決するための手段作用) 本発明は、重量%で、C:0.30〜0.65%、Si≦1.0%、Mn:
0.3〜1.5%、Cr≦1.2%で、かつMn+Cr:0.3〜1.5%を満
足し、さらにAl:0.002〜0.1%、Ti:0.002〜0.1%、Nb:
0.001〜0.3%、V:0.001〜0.3%、B:0.0005〜0.1%の1
種または2種以上を合計0.0005〜0.3%含有し、残部Fe
及び不可避不純物から成ると共に、Ceq=C+(Mn+C
r)/5≧0.57%を満足し、かつ全長にわたり整粒フェラ
イト・パーライト組織を有し、引張強さ70kgf/mm2以上
を有することを特徴とする溶接性及び冷間加工性に優れ
た長尺高張力鋼線用線材である。
以下本発明について詳細に説明する。
海底光フアイバー用ケーブルの耐圧パイプは、引張強さ
126Kg f/mm2以上、好ましくは130Kg f/mm2以上を要求さ
れる。鋼線の強度は、素材の強度と冷間加工量によつて
決るが、本発明者らの検討によると、例えば第1図に示
した異形線20を製造するには、冷間加工率を85%以下に
抑えることが、加工割れの発生を抑制する上で必要であ
る。製品強度126Kg f/mm2を85%以下の冷間加工率で得
るためには、素材の線材には70Kg f/mm2以上の引張強さ
が必要である。
又上記素材は溶接部の強度、靭性に優れることが求めら
れている。一般に溶接性はC量に比例して悪化の傾向に
あるが、引張強さ70Kg f/mm2以上を満たすために、適量
のCと可能な範囲でMnあるいはMnの一部を、Crを置換し
て添加することが望ましい。このように本発明において
は、強度、溶接性及び加工性を満足するために、特定の
成分元素を添加するものであるが、以下の成分元素の添
加範囲を上記のように限定した理由を説明する。
Cは溶接性の点から低い方が望ましいが、0.3%未満で
は70Kg f/mm2以上の強度は得られない。一方、0.65%超
では溶接部の靭性、加工性が劣化するので、0.30%〜0.
65%とする。
Siはその固溶体硬化作用によつて、線材を強化するため
に添加されるが、1%を超えると靭性を劣化させるので
1%を上限とした。
Mnは溶接性への影響が少なく、強度を増加させる元素で
あり、可能な範囲で添加することが望ましい。Mn0.3%
未満では、Sを硫化物として固定することが出来ず、ま
た70Kg f/mm2以上の強度を得ることもできない。一方1.
5%超では線材の焼入性が高くなりすぎて、溶接部に熱
処理後マルテンサイトが発生し、加工性を著しく劣化さ
せることがあるので、0.3%〜1.5%に添加範囲を限定し
た。
CrはMnと全く同じ作用を持つ元素で、Mnの一部と置換し
て添加することが出来るが、MnとCrの合計量が1.5%を
超えると、やはり溶接部に熱処理後マルテンサイトが発
生するので、Cr1.2%以下、Mn+Cr1.5%以下に添加量を
限定した。
Al,Ti,Nb,V,Bはいずれもオーステナイト粒度の調整のた
めに、1種または2種以上添加されるが、Al0.002%未
満、Ti0.002%未満、Nb0.001%未満、V0.001%未満、B
0.0005%未満で且つ1種または2種以上の合計が、0.00
05%未満では細粒化されないし、Al0.1%超、Ti0.1%
超、Nb0.3%超、V0.3%超、B0.1%超で且つ1種または
2種以上の合計が0.3%超では、細粒化効果が飽和する
ばかりでなく、これらの元素の窒化物による脆化作用が
顕著になるので、Al0.002〜0.1%、Ti0.002〜0.1%、Nb
0.001〜0.3%、V0.001〜0.3%、B0.0005〜0.1%で且つ
これらの1種または2種以上の合計を0.0005〜0.3%に
限定した。
P,Sはいずれも不純物としてみられるが、靭性の点から
それぞれ0.03%以下にすることが望ましい。またNは時
効脆化を抑制するために0.01%以下に抑えることが望ま
しい。
線材の強度は と、線材のオーステナイト域からの冷却速度によつて決
り、Ceqが高いほど、また冷却速度が高いほど強度は増
加するが、本発明者らの検討によると、Ceqが0.57%以
上ないと、いかに高速で冷却しても70Kg f/mm2以上の強
度を有する整粒フェライト・パーライト鋼線材は得られ
ないことが明らかになつた。これはCeqが0.57%より低
い線材を強度を上げるために高速冷却すると、加工性に
致命的なマルテンサイトが現われるためである。
本発明の異形線用線材は、常法により線材圧延されて調
整冷却された後、溶接されて長尺線材とされ、更に溶接
部を熱処理して整粒された微細なフエライト・パーライ
ト組織とされ、更に冷間伸線または冷間圧延により所要
サイズとされる。
線材の溶接は強加圧アツプセツト方式、TIG方式あるい
はレーザー方式等を用い、格別限定されない。
本発明の線材は、最終リダクシヨンが80%以上に及ぶダ
イス引抜と、ロール平圧延とを受けて異形線とする場合
が多いので、冷間加工性が要求される。このため本発明
の線材の組織は、熱間圧延工程での調整冷却あるいは圧
延後のパテンテイング処理によつて、全長に亘つて整粒
されたフエライト・パーライト組織にすることが好まし
い。
光フアイバー異形線は例えば7mmφ線材をダイス引抜し
て4.3mmとし、ロールで平圧延して2.3mm厚の断面矩形状
線材とする。ついで扇形にするためダイス引抜を行い、
第1図に示すように、内径a=3.0mm、外径b=6.0mm、
厚みt=1.5mmの異形線20をうることができる。
なお本発明の線材は、光フアイバーの耐圧パイプ用素材
だけでなく、ホースの外装などの長尺の高張力鋼線用の
線材としても有用である。
次に実施例をあげて本発明の効果を更に具体的に説明す
る。
(実施例) 第1表に線材の組成、Ceq、寸法、強度、線材の溶接手
段、第1図に示した内径a=3.0mm、外径b=6.0mm、厚
みt=1.5mmの形状の異形線に加工したときの加工性、
及び異形線の強度を併記した。この内No.1〜8は本発明
例でNo.9〜18は比較例である。
No.1は本発明組成を満たし、且つCeq0.62%、7.4mmの径
で強度83Kg f/mm2の強度を有する線材に関する結果であ
り、強加圧アプセツト方式で溶接後異形線に加工したと
ころ、加工中のトラブルもなく、また異形線は135Kg f/
mm2の強度を示した。
No.2は本発明組成で且つCeq0.65%、9.0mmの径で、72Kg
f/mm2の強度を有する線材の結果で、TIG方式で溶接
後、異形線に加工したが、加工中の断線もなく、134Kg
f/mm2の強度を有する異形線が得られた。
No.3は本発明組成を満足し、且つCeq0.67%、6.2mmの径
で90Kg f/mm2の強度を有する線材に関するもので、レー
ザー方式で溶接後、異形線に加工したが、加工中に割れ
を生ずることもなく、132Kg f/mm2の異形線が得られ
た。No.4は同じく本発明組成から成り、且つCeq0.62
%、7.0mmの径で、80Kg f/mm2の強度を有する線材に関
する結果で、強加圧アツプセツト方式で溶接後、異形線
に加工したところ、割れを生ずることなく、130Kg f/mm
2の強度を有する異形線が得られた。
No.5は、本発明組成で、Ceq0.58%、8.0mmの径を有する
85Kg f/mm2の鋼線の結果で、同じく強加圧アツプセツト
方式で溶接後異形線加工されたが、断線することなく14
0Kg f/mm2の異形線に成形された。更にNo.6は本発明組
成で、且つCeq0.70%、7.0mmの径で、92Kg f/mm2線材に
関する結果で、レーザー溶接後加工したところ、割れを
生ずることもなく、150Kg f/mm2の異形線が得られた。
No.7は本発明組成を有し、且つCeq0.72%、9.0mmの径
で、86Kg f/mm2の強度を有する線材に関する結果で、TI
G方式で溶接後異形線に加工したが、欠陥のない158Kg f
/mm2の異形線が得られる。またNo.8は同じく本発明組成
を有し、且つCeq0.65%、8.2mmの径で85Kg f/mm2の強度
の線材に関する結果で、強加圧アツプセツト方式で溶接
後異形線に加工されたが、割れの発生もなく144Kg f/mm
2の強度を有する異形線が得られた。
No.9〜18は比較例で、No.9はCが本発明の下限を下回つ
ているために、線材の強度が70Kg f/mm2に満たなかつた
例、No.10はSiが本発明の上限を超えているために、同
じく加工中に割れを生じた例、No.11は、Mnが本発明の
下限を下回つているために、線材強度が70Kg f/mm2に満
たなかつた例、No.12とNo.13はそれぞれAlとNbが本発明
の上限を超えているために、多量の窒化物が析出して加
工性が劣化した例、No.14はCとCrが共に本発明の上限
を超えているために、溶接部にマルテンサイトが発生
し、加工性が劣化した例、No.15はMnとCrは単独では本
発明内にあるが、合計量が1.5%を超え、またTiとBも
本発明の上限を超えているために加工性が劣化した例、
No.16はC,Mn,Crは単独では本発明内にあるが、Ceqが本
発明の下限を下回つているために7Kg f/mm2の強度に達
しなかつた例、No.17はSi,Mn,Vがいずれも本発明の上限
を超え、またP,Sも0.03%を超えて含有されていたため
に加工性が劣化した例、No.18はAl,V,Bが単独では本発
明内にあるが、その合計量が本発明の上限を超え、また
Nも0.0135%も含まれていたために加工性が劣化した例
を示す。
(発明の効果) 以上の実施例からも明らかなように、本発明は、炭素鋼
の成分を特定し、C当量を規定したアズロールの整粒フ
ェライト・パーライト組織で引張強さ70kgf/mm2以上の
溶接性及び冷間加工性に優れた長尺高張力鋼線用線材で
あり、製品強度126kgf/mm2以上の海底ケーブル用異形線
の製造条件に適応する線材素線を提供するもので、工業
的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は公知の異形線の断面図である。 10……光フアイバー心線、20……異形線。
フロントページの続き (72)発明者 二ノ宮 敬 東京都千代田区大手町2−6―3 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 佐々木 佳行 岩手県釜石市鈴子町23―15 新日本製鐵株 式会社釜石製鐵所内 (72)発明者 田代 均 岩手県釜石市鈴子町23―15 新日本製鐵株 式会社釜石製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭60−21327(JP,A) 特公 昭60−1367(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、 C:0.30〜0.65%、 Si≦1.0%、 Mn:0.3〜1.5%、 Cr≦1.2% で、かつ Mn+Cr:0.3〜1.5% を満足し、さらに Al:0.002〜0.1%、 Ti:0.002〜0.1%、 Nb:0.001〜0.3%、 V :0.001〜0.3%、 B :0.0005〜0.1% の1種または2種以上を合計0.0005〜0.3%含有し、残
    部Fe及び不可避不純物から成ると共に、 Ceq=C+(Mn+Cr)/5≧0.57% を満足し、かつ全長にわたり整粒フェライト・パーライ
    ト組織を有し、引張強さ70kgf/mm2以上を有することを
    特徴とする溶接性及び冷間加工性に優れた長尺高張力鋼
    線用線材。
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