JPH0754040A - 非調質鋼線材の製造方法 - Google Patents
非調質鋼線材の製造方法Info
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- JPH0754040A JPH0754040A JP20421593A JP20421593A JPH0754040A JP H0754040 A JPH0754040 A JP H0754040A JP 20421593 A JP20421593 A JP 20421593A JP 20421593 A JP20421593 A JP 20421593A JP H0754040 A JPH0754040 A JP H0754040A
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- treated steel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ボルト用非調質鋼線材における破断絞りを向
上して安定した品質の鋼線材を製造する技術を提供す
る。 【構成】 化学組成が重量％で、Ｃ：０．１〜０．２
％、Ｓｉ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：１．０〜２．０
％、Ｃｒ：０．０５〜０．３％、Ｍｏ：０．１％以下、
Ｖ：０．０５〜０．２％、Ｎｂ：０．００５〜０．０３
％および残部が実質的にＦｅからなる合金鋼を熱間圧延
し、その冷却過程における８００〜６００℃の間を６０
秒以内で冷却し、次いで４５０〜６００℃に加熱する
か、または、引続き６００〜４５０℃の間を２０分間以
上費やして冷却する。その後伸線加工を行うことによっ
て引張強さ７５０〜９５０ＭＰａの非調質鋼線材とする
ことができる。
上して安定した品質の鋼線材を製造する技術を提供す
る。 【構成】 化学組成が重量％で、Ｃ：０．１〜０．２
％、Ｓｉ：０．０５〜０．５％、Ｍｎ：１．０〜２．０
％、Ｃｒ：０．０５〜０．３％、Ｍｏ：０．１％以下、
Ｖ：０．０５〜０．２％、Ｎｂ：０．００５〜０．０３
％および残部が実質的にＦｅからなる合金鋼を熱間圧延
し、その冷却過程における８００〜６００℃の間を６０
秒以内で冷却し、次いで４５０〜６００℃に加熱する
か、または、引続き６００〜４５０℃の間を２０分間以
上費やして冷却する。その後伸線加工を行うことによっ
て引張強さ７５０〜９５０ＭＰａの非調質鋼線材とする
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボルト用非調質鋼線材
における破断絞りを向上して安定した品質の鋼線材を製
造する技術に関する。
における破断絞りを向上して安定した品質の鋼線材を製
造する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】非調質鋼線材は、鋼を熱間における線材
圧延後に衝風冷却等の制御冷却を行って所要の強靭性が
付与される。そして一般にはその後、熱処理によって強
靭性を調整されることなく、切削、冷間成形などによっ
て所要の形状に加工されて使用される。そのため線材コ
イルの特性を均一にする要求が厳しい。
圧延後に衝風冷却等の制御冷却を行って所要の強靭性が
付与される。そして一般にはその後、熱処理によって強
靭性を調整されることなく、切削、冷間成形などによっ
て所要の形状に加工されて使用される。そのため線材コ
イルの特性を均一にする要求が厳しい。
【０００３】しかし、非調質鋼線材を製造するにあた
り、加熱、圧延、衝風冷却などの製造条件を一定として
加工しても、例えば、コイルの先後端や、コイルの重な
り部と非重なり部などでは衝風冷却の局部的なムラを避
けることができないため、引張強さ、破断絞りなどの機
械的強度特性が線材コイル全長にわたって均等なものを
得ることは困難である。
り、加熱、圧延、衝風冷却などの製造条件を一定として
加工しても、例えば、コイルの先後端や、コイルの重な
り部と非重なり部などでは衝風冷却の局部的なムラを避
けることができないため、引張強さ、破断絞りなどの機
械的強度特性が線材コイル全長にわたって均等なものを
得ることは困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そのため、例えば破断
絞りの低い部位は切り捨てる等の方法を講じて一定品質
を確保する必要があり、歩留まりの低下を余儀なくされ
ている。また、品質管理のための強度試験、検査のため
の費用増加を招いている。破断絞り低下の原因を調べた
結果、フェライト＋パーライトからなるミクロ組織を主
体とする線材のミクロ組織内に、マルテンサイト＋オー
ステナイトの混合組織（以下ＭＡ組織という）がわずか
でも存在するときに、著しく絞りが低下することを見出
した。
絞りの低い部位は切り捨てる等の方法を講じて一定品質
を確保する必要があり、歩留まりの低下を余儀なくされ
ている。また、品質管理のための強度試験、検査のため
の費用増加を招いている。破断絞り低下の原因を調べた
結果、フェライト＋パーライトからなるミクロ組織を主
体とする線材のミクロ組織内に、マルテンサイト＋オー
ステナイトの混合組織（以下ＭＡ組織という）がわずか
でも存在するときに、著しく絞りが低下することを見出
した。
【０００５】ＭＡ組織の影響を抑えるにはその生成を防
止するか、生成したＭＡ組織を無害化することが有効で
ある。そして、このような効果を発揮させるためには、
適切な鋼の成分調整と、熱間圧延後の冷却方法および伸
線加工後の適切な熱処理を実施する必要がある。本発明
の目的とするところは、ＭＡ組織の影響を抑制すること
によって、非調質鋼線材コイルの全長にわたって均等な
機械的強度特性、特に破断絞りが安定して高い値を示す
鋼線材を製造する方法を提供することにある。
止するか、生成したＭＡ組織を無害化することが有効で
ある。そして、このような効果を発揮させるためには、
適切な鋼の成分調整と、熱間圧延後の冷却方法および伸
線加工後の適切な熱処理を実施する必要がある。本発明
の目的とするところは、ＭＡ組織の影響を抑制すること
によって、非調質鋼線材コイルの全長にわたって均等な
機械的強度特性、特に破断絞りが安定して高い値を示す
鋼線材を製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明による非調質鋼線材の製造方法は、化学組成が
重量％で、 Ｃ ：０．１〜０．２％、 Ｓｉ：０．０５〜０．５％、 Ｍｎ：１．０〜２．０％、 Ｃｒ：０．０５〜０．３％、 Ｍｏ：０．１％以下、 Ｖ ：０．０５〜０．２％、 Ｎｂ：０．００５〜０．０３％、残部が実質的にＦｅか
らなる合金鋼であって、この合金鋼を熱間圧延した後、
その冷却過程において８００〜６００℃の間を冷却時間
６０秒以内で冷却し、次いで４５０〜６００℃に加熱す
るか、または、引続き６００〜４５０℃の間を２０分間
以上を費やして冷却することを特徴とする。これらの鋼
線材はさらに伸線加工を施し、引張強さが７５０〜９５
０ＭＰａとして用いられる。
の本発明による非調質鋼線材の製造方法は、化学組成が
重量％で、 Ｃ ：０．１〜０．２％、 Ｓｉ：０．０５〜０．５％、 Ｍｎ：１．０〜２．０％、 Ｃｒ：０．０５〜０．３％、 Ｍｏ：０．１％以下、 Ｖ ：０．０５〜０．２％、 Ｎｂ：０．００５〜０．０３％、残部が実質的にＦｅか
らなる合金鋼であって、この合金鋼を熱間圧延した後、
その冷却過程において８００〜６００℃の間を冷却時間
６０秒以内で冷却し、次いで４５０〜６００℃に加熱す
るか、または、引続き６００〜４５０℃の間を２０分間
以上を費やして冷却することを特徴とする。これらの鋼
線材はさらに伸線加工を施し、引張強さが７５０〜９５
０ＭＰａとして用いられる。
【０００７】ここで、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、
Ｖ、Ｎｂの各成分％限定理由について述べる。 Ｃ：０．１〜０．２％ Ｃは鋼の強度を維持するために必要な元素であり、ボル
トとして所要の強度を確保するためには０．１％以上を
必要とする。Ｃ含有率が増すとＭＡ組織の増加を招き、
破断絞りが低下する。また、ボルト成形加工時の変形抵
抗が過大となって、成形割れを生じたり、成形用型の寿
命を短縮する恐れがあるので、Ｃ含有率の上限は０．２
％とする。
Ｖ、Ｎｂの各成分％限定理由について述べる。 Ｃ：０．１〜０．２％ Ｃは鋼の強度を維持するために必要な元素であり、ボル
トとして所要の強度を確保するためには０．１％以上を
必要とする。Ｃ含有率が増すとＭＡ組織の増加を招き、
破断絞りが低下する。また、ボルト成形加工時の変形抵
抗が過大となって、成形割れを生じたり、成形用型の寿
命を短縮する恐れがあるので、Ｃ含有率の上限は０．２
％とする。
【０００８】Ｓｉ：０．０５〜０．５％ Ｓｉは鋼の脱酸元素として、またフェライト相を強化す
るために添加するが、その目的には少なくとも０．０５
％必要とする。しかし、過大に添加すればＭＡ組織が増
大し、破断絞りが低下し、また、ボルトの成形加工時の
変形抵抗も増加するので上限を０．５％とする。
るために添加するが、その目的には少なくとも０．０５
％必要とする。しかし、過大に添加すればＭＡ組織が増
大し、破断絞りが低下し、また、ボルトの成形加工時の
変形抵抗も増加するので上限を０．５％とする。
【０００９】Ｍｎ：１．０〜２．０％ Ｍｎは鋼の焼入れ性を増すのに有効な元素であり、鋼の
ミクロ組織を微細化して強度上昇に寄与するので、ボル
トとして所要の強度を確保するために１．０％以上を添
加する。しかし、過大に添加すればＭＡ組織が増大し、
破断絞りが低下し、また、強度が過大となり、ボルトの
成形加工時の変形抵抗も増加するので上限を２．０％と
する。
ミクロ組織を微細化して強度上昇に寄与するので、ボル
トとして所要の強度を確保するために１．０％以上を添
加する。しかし、過大に添加すればＭＡ組織が増大し、
破断絞りが低下し、また、強度が過大となり、ボルトの
成形加工時の変形抵抗も増加するので上限を２．０％と
する。
【００１０】Ｃｒ：０．０５〜０．３％ Ｃｒは鋼の焼入れ性を増し、ミクロ組織を微細化するほ
か、フェライト相を強化するために０．０５％以上を添
加する。しかし、過大に添加すればＭＡ組織が増大し、
破断絞りが低下し、また、ボルト成形加工時の変形抵抗
も増加するので上限を０．３％とする。
か、フェライト相を強化するために０．０５％以上を添
加する。しかし、過大に添加すればＭＡ組織が増大し、
破断絞りが低下し、また、ボルト成形加工時の変形抵抗
も増加するので上限を０．３％とする。
【００１１】Ｍｏ：０．１％以下 Ｍｏは鋼の高温加熱時における結晶粒粗大化を防ぎ、鋼
の焼入れ性を増しでミクロ組織を微細化し、靭性を向上
するために添加するが、過度に添加するとＭＡ組織が増
大し、破断絞りが低下する。また、ボルト成形時の変形
抵抗の増加、コスト上昇をもたらすので上限を０．１％
とする。
の焼入れ性を増しでミクロ組織を微細化し、靭性を向上
するために添加するが、過度に添加するとＭＡ組織が増
大し、破断絞りが低下する。また、ボルト成形時の変形
抵抗の増加、コスト上昇をもたらすので上限を０．１％
とする。
【００１２】Ｖ：０．０５〜０．２％ Ｖは鋼の高温加熱時における結晶粒粗大化の防止、鋼の
焼入れ性向上によるミクロ組織の微細化と強靭性の向
上、および析出硬化性の付与のために０．０５％以上を
添加するが、過度の添加はコスト上昇を招き、ＭＡ組織
が増大し、破断絞りが低下するので、上限を０．２％と
する。
焼入れ性向上によるミクロ組織の微細化と強靭性の向
上、および析出硬化性の付与のために０．０５％以上を
添加するが、過度の添加はコスト上昇を招き、ＭＡ組織
が増大し、破断絞りが低下するので、上限を０．２％と
する。
【００１３】Ｎｂ：０．００５〜０．０３％ Ｎｂは鋼の圧延時の結晶粒粗大化を防止するために０．
００５％以上を添加するが、０．０３％を超えるとコス
トが高くなるとともに、効果が飽和するので上限を０．
０３％とする。熱間圧延後の冷却過程における８００〜
６００℃の間の冷却時間を制御して鋼のミクロ組織を微
細化し、鋼に強靭性を与えるが、その冷却時間が長すぎ
ると所要の強度が得られないので冷却時間は６０秒以内
とする。
００５％以上を添加するが、０．０３％を超えるとコス
トが高くなるとともに、効果が飽和するので上限を０．
０３％とする。熱間圧延後の冷却過程における８００〜
６００℃の間の冷却時間を制御して鋼のミクロ組織を微
細化し、鋼に強靭性を与えるが、その冷却時間が長すぎ
ると所要の強度が得られないので冷却時間は６０秒以内
とする。
【００１４】次いで行う４５０〜６００℃での加熱処理
は、ＭＡ組織を分解して無害化するために行う。そし
て、この処理を行うことにより破断絞りの低い鋼線材で
も破断絞りを５５％以上と高くすることができる。ここ
に、加熱温度４５０℃未満では上記の効果が十分でな
く、また、６００℃を超えて加熱すると鋼の強度低下が
著しいため、加熱温度は４５０〜６００℃が適当であ
る。加熱保持時間は線材コイル全体が所定の温度になる
ようにとればよいが、好ましくは０．５〜１時間とす
る。
は、ＭＡ組織を分解して無害化するために行う。そし
て、この処理を行うことにより破断絞りの低い鋼線材で
も破断絞りを５５％以上と高くすることができる。ここ
に、加熱温度４５０℃未満では上記の効果が十分でな
く、また、６００℃を超えて加熱すると鋼の強度低下が
著しいため、加熱温度は４５０〜６００℃が適当であ
る。加熱保持時間は線材コイル全体が所定の温度になる
ようにとればよいが、好ましくは０．５〜１時間とす
る。
【００１５】４５０〜６００℃での加熱処理に代えて、
熱間圧延後の制御冷却に引続き、６００〜４５０℃の間
を２０分間以上を費やして冷却してもよい。この場合は
冷却時間２０分間未満ではＭＡ組織の分解が十分ではな
い。本発明による非調質鋼線材は伸線加工を施して引張
り強さ７５０〜９５０ＭＰａとすると強靭性に優れたボ
ルト用鋼線材となる。伸線加工は通常、おもに鋼線材の
線径、表面状況等をボルト成形加工に適したものとし、
鋼線材の強度を調整するために３０％程度以下の減面率
で行うが、鋼線材の強度向上のため、さらに高い減面率
の伸線加工を加えてもよい。
熱間圧延後の制御冷却に引続き、６００〜４５０℃の間
を２０分間以上を費やして冷却してもよい。この場合は
冷却時間２０分間未満ではＭＡ組織の分解が十分ではな
い。本発明による非調質鋼線材は伸線加工を施して引張
り強さ７５０〜９５０ＭＰａとすると強靭性に優れたボ
ルト用鋼線材となる。伸線加工は通常、おもに鋼線材の
線径、表面状況等をボルト成形加工に適したものとし、
鋼線材の強度を調整するために３０％程度以下の減面率
で行うが、鋼線材の強度向上のため、さらに高い減面率
の伸線加工を加えてもよい。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず、本発明の実施例と比較例の供試材の化学組成を表１
に示す。なお、表１中で＊印を付した値は本発明の範囲
を外れた値であることを示す。
ず、本発明の実施例と比較例の供試材の化学組成を表１
に示す。なお、表１中で＊印を付した値は本発明の範囲
を外れた値であることを示す。
【００１７】
【表１】 表１に示す各成分の鋼を２ｔアーク炉で溶解し、１ｔイ
ンゴットを鋳造して、これを１５３ｍｍ角の鋼片に圧延
した。この鋼片を１０５０〜１２００℃に加熱し、圧延
終止温度を８５０℃以上として直径１０ｍｍの線材に圧
延した後、線材コイル連続冷却装置で衝風冷却し、８０
０〜６００℃の温度域を４０秒で冷却した。実施例１〜
４および比較例１〜４では、そのまま室温附近まで放冷
して衝風冷却材の１ｔコイルとした。この衝風冷却材を
４５０〜６００℃で０．５時間加熱した後、減面率３０
％の伸線加工を加えて伸線加工材を得た。
ンゴットを鋳造して、これを１５３ｍｍ角の鋼片に圧延
した。この鋼片を１０５０〜１２００℃に加熱し、圧延
終止温度を８５０℃以上として直径１０ｍｍの線材に圧
延した後、線材コイル連続冷却装置で衝風冷却し、８０
０〜６００℃の温度域を４０秒で冷却した。実施例１〜
４および比較例１〜４では、そのまま室温附近まで放冷
して衝風冷却材の１ｔコイルとした。この衝風冷却材を
４５０〜６００℃で０．５時間加熱した後、減面率３０
％の伸線加工を加えて伸線加工材を得た。
【００１８】実施例５では、実施例１と同じ化学組成の
鋼を上記と同様に溶解、圧延し、線材圧延し、８００〜
６００℃の温度域を衝風冷却した後、線材コイルを保温
炉に入れて６００〜４５０℃の温度範囲を２５分間費や
して冷却し、４５０℃以下から室温まで放冷して衝風冷
却材の１ｔコイルとした。この衝風冷却材に減面率３０
％の伸線加工を加えて伸線加工材を得た。 （実験１）前記衝風冷却材の各１ｔコイルの全長にわた
り、それぞれ１００本づつの引張試験片を採取し、引張
試験を行った。また、一部のものについてはミクロ組織
の観察を行った。この結果を表２に示す。
鋼を上記と同様に溶解、圧延し、線材圧延し、８００〜
６００℃の温度域を衝風冷却した後、線材コイルを保温
炉に入れて６００〜４５０℃の温度範囲を２５分間費や
して冷却し、４５０℃以下から室温まで放冷して衝風冷
却材の１ｔコイルとした。この衝風冷却材に減面率３０
％の伸線加工を加えて伸線加工材を得た。 （実験１）前記衝風冷却材の各１ｔコイルの全長にわた
り、それぞれ１００本づつの引張試験片を採取し、引張
試験を行った。また、一部のものについてはミクロ組織
の観察を行った。この結果を表２に示す。
【００１９】
【表２】 表２中比較例１〜４の衝風冷却材は破断絞りが４０％未
満のものがあるが、実施例１〜４の衝風冷却材はいずれ
も破断絞り４０％以上である。実施例５の衝風冷却徐冷
材は破断絞りが５５％以上と高い。破断絞り４０％未満
のものにはミクロ組織観察においてＭＡ組織が認められ
た。また、破断絞り４０〜５５％のものでは実施例１〜
４の衝風冷却材においてもＭＡ組織が認められるものが
あった。破断絞り５５％以上のものではいずれもＭＡ組
織は認められなかった。 （実験２）実施例１〜５および比較例４の伸線加工材の
各コイルよりそれぞれ１００本づつの引張試験片を採取
し、引張試験を行った。その結果を表３に示す。
満のものがあるが、実施例１〜４の衝風冷却材はいずれ
も破断絞り４０％以上である。実施例５の衝風冷却徐冷
材は破断絞りが５５％以上と高い。破断絞り４０％未満
のものにはミクロ組織観察においてＭＡ組織が認められ
た。また、破断絞り４０〜５５％のものでは実施例１〜
４の衝風冷却材においてもＭＡ組織が認められるものが
あった。破断絞り５５％以上のものではいずれもＭＡ組
織は認められなかった。 （実験２）実施例１〜５および比較例４の伸線加工材の
各コイルよりそれぞれ１００本づつの引張試験片を採取
し、引張試験を行った。その結果を表３に示す。
【００２０】
【表３】 表３から判るように、比較例４は５５％未満の破断絞り
を示すものが存在するのに対して、実施例１〜５はいず
れも５５％以上の高い破断絞りと、所定の引張り強さ７
５０〜９５０ＭＰａ内の値を示している。
を示すものが存在するのに対して、実施例１〜５はいず
れも５５％以上の高い破断絞りと、所定の引張り強さ７
５０〜９５０ＭＰａ内の値を示している。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の非調質鋼
線材の製造方法によれば、コイルの全長にわたって均等
な機械的強度特性、特に高い破断絞りをもつ非調質鋼線
材が得られるので、歩留りの向上、検査・管理コストの
低減が達せられるという効果がある。
線材の製造方法によれば、コイルの全長にわたって均等
な機械的強度特性、特に高い破断絞りをもつ非調質鋼線
材が得られるので、歩留りの向上、検査・管理コストの
低減が達せられるという効果がある。
Claims (2)
- 【請求項１】 化学組成が重量％で、 Ｃ ：０．１〜０．２％、 Ｓｉ：０．０５〜０．５％、 Ｍｎ：１．０〜２．０％、 Ｃｒ：０．０５〜０．３％、 Ｍｏ：０．１％以下、 Ｖ ：０．０５〜０．２％、 Ｎｂ：０．００５〜０．０３％、残部が実質的にＦｅか
らなる合金鋼であって、この合金鋼を熱間圧延した後、
その冷却過程において８００〜６００℃の間を冷却時間
６０秒以内で冷却し、次いで４５０〜６００℃に加熱す
ることを特徴とする伸線加工後の引張強さが７５０〜９
５０ＭＰａである非調質鋼線材の製造方法。 - 【請求項２】 ４５０〜６００℃に加熱することに代え
て、引続き６００〜４５０℃の間を２０分間以上を費や
して冷却することを特徴とする請求項１記載の伸線加工
後の引張強さが７５０〜９５０ＭＰａである非調質鋼線
材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20421593A JPH0754040A (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 非調質鋼線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20421593A JPH0754040A (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 非調質鋼線材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754040A true JPH0754040A (ja) | 1995-02-28 |
Family
ID=16486747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20421593A Pending JPH0754040A (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | 非調質鋼線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754040A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012067473A2 (ko) | 2010-11-19 | 2012-05-24 | 주식회사 포스코 | 냉간 신선형 고인성 비조질 선재 및 그 제조방법 |
| US8715429B2 (en) | 2009-08-04 | 2014-05-06 | Posco | Non-heat treated rolled steel and drawn wire rod with excellent toughness, and method for manufacturing the same |
-
1993
- 1993-08-18 JP JP20421593A patent/JPH0754040A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8715429B2 (en) | 2009-08-04 | 2014-05-06 | Posco | Non-heat treated rolled steel and drawn wire rod with excellent toughness, and method for manufacturing the same |
| WO2012067473A2 (ko) | 2010-11-19 | 2012-05-24 | 주식회사 포스코 | 냉간 신선형 고인성 비조질 선재 및 그 제조방법 |
| US9394580B2 (en) | 2010-11-19 | 2016-07-19 | Posco | High-toughness cold-drawn non-heat-treated wire rod, and method for manufacturing same |
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