JPH11293400A

JPH11293400A - 高強度鋼線

Info

Publication number: JPH11293400A
Application number: JP10506098A
Authority: JP
Inventors: Hajime Ishikawa; 肇石川; Satoshi Sugimaru; 聡杉丸; Atsuhiko Yoshie; 淳彦吉江; Yasunobu Miyazaki; 康信宮崎
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 1999-10-26
Anticipated expiration: 2018-04-15
Also published as: JP3548419B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は伸線直前の熱処理方法によるワイヤー
ロープ、PC鋼線、バネ、スチールコード等に使用する伸
線加工性の優れた高強度鋼線に関するものである。【構成】重量%でC:0.25〜1.2%、Si:0.1〜2.0%、Mn :0.2
〜1.1%、P:0.02%以下、S:0.01%以下、Cr:0.5%以下を含
有し、残部が鉄および不可避的不純物である母材組織が
面積率で70%以上のベイナイトである線材で、表層の最
硬化部組織の硬さが600Hv以下で且つ母材と当該最硬質
組織の硬度差が300Hv以下である耐断線性の優れた高強
度鋼線。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は伸線直前の熱処理方
法によるワイヤーロープ、PC鋼線、バネ、スチールコー
ド等に使用する伸線加工性の優れた高強度鋼線に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】高強度鋼線は伸線時の中間熱処理として
各種のパテンティング、すなわち圧延熱利用の直接パテ
ンティング、鉛パテンテイング、あるいは空気パテンテ
ィングの後、伸線加工等の冷間加工が施され、その後ブ
ルーイング処理あるいは焼入焼戻処理等を経てワイヤー
ロープ、PC鋼線、バネ、スチールコード等の高強度鋼線
の製造に提供されている。

【０００３】伸線加工性を向上させるための手段として
特開平6-330240号公報に示されるように、均一なベイナ
イト組織を生成させ伸線加工性を向上させる方法が用い
られている。

【０００４】しかしながら、このような伸線加工性を向
上させるための手段を施した材料であっても搬送時の取
扱いによって生ずる疵に対しては効果がなく、搬送時に
疵が生じた場合においても耐断線性を劣化させない線材
が求められている。搬送時の疵を低減する方法として線
材コイルを厳重に梱包して輸送することが一般に行われ
ている。線材コイルを梱包する場合、非常にコストがか
かり、その対策として例えば特開平5-201420号公報では
梱包の自動化が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術の
問題点は、材質面の改善で伸線加工性を向上させても、
搬送時に取り扱いにより疵が生じ鋼表面に擦過マルテン
サイトが生成した場合、該材料を伸線すると耐断線性が
劣化する。本発明は搬送時に疵が生じても耐断線性を劣
化させない高強度鋼線の製造方法を提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】ワイヤーロープ、PC鋼
線、バネ、スチールコードなどは二次加工メーカで所定
の線径および強度などの材質特性を確保する。製鉄所か
ら二次加工メーカへの搬送する必要があり搬送時に多か
れ少なかれ取り扱い疵が生じ、表層に硬質組織すなわち
マルテンサイトが生成する。伸線加工性の優れた鋼材を
使用しても疵によりマルテンサイトが生成した場合、著
しく断線率が高くなる。このため表層マルテンサイトが
生成した場合においても伸線加工性を低下させない耐断
線性の優れた鋼材が必要とされる。

【０００７】本発明者らは搬送時に生じる取り扱い疵を
調査し、伸線加工性におよぼすマルテンサイトの影響を
調査し、以下のことをあきらかにした。

【０００８】表層マルテンサイトの生成により伸線加
工性が低下する。表層のマルテンサイト組織の軟化は伸線加工性の向上
に有効である。ダイス伸線時に表層のマルテンサイトはその硬さのた
めに伸線方向と垂直に割れ、伸線が進むとこの一部が脱
落する。マルテンサイトの厚みはほとんど減少せずベイ
ナイト主体組織の母材中心部にめり込む傾向が認められ
る。このようなマルテンサイトの端部と母材との界面に
切り欠き感受性の高い割れが観察され、伸線加工性を低
下する。

【０００９】すなわち、焼戻により表層マルテンサイト
の硬さの低減によりマルテンサイト自体の初期割れの低
減することができる。また、マルテンサイトの端部と母
材との界面に切り欠き感受性の高い割れの発生を助長さ
せる母材へのマルテンサイトのめり込みは、焼戻により
母材とマルテンサイトの強度差の低減によって抑制でき
る。

【００１０】よって、本発明の次の通りである。（１）
重量%で C :0.25〜1.2% Si :0.1〜2.0% Mn :0.2〜1.1% P :0.02%以下 S :0.01%以下 Cr :0.5%以下を含有し、残部が鉄および不可避的不純物である母材組
織が面積率で70%以上のベイナイトである線材で、表層
の最硬化部組織の硬さが600Hv以下で且つ母材と当該最
硬質組織の硬度差が300Hv以下である耐断線性の優れた
高強度鋼線。

【００１１】（２）さらに、線材の化学成分として Nb :0.005〜0.05% Ti :0.005〜0.035% Al :0.10%以下 V :0.005〜0.060% Cu :0.05〜1.0% Ni :0.05〜1.0% Mo :0.05〜0.35% Ca :0.0005〜0.005% Mg :0.0005〜0.007% REM:0.0005〜0.005% B :0.0005〜0.005% の1種または2種以上を含有することを特徴とする前記
（１）の耐断線性の優れた高強度鋼線。

【００１２】

【作用】本発明における伸線加工性に優れた高強度鋼線
の限定理由について化学成分を規定した理由を述べる。

【００１３】C:Cは鋼の強度と延性を支配する基本的な
元素であり、一般に高C化するほど強度が向上する。強
度と焼入性を確保するためには0.6%以上とした。しか
し、1.2%超のCでは初析セメンタイトが生成し伸線加工
性を低下させるため、上限値を1.2%とした。

【００１４】Si:Siは脱酸元素として0.1%以上添加する
必要がある。また、鋼を固溶強化する。しかし、過量に
添加するとデスケーリングが悪くなり、伸線加工性を低
下させるためその上限値を2.0%とした。

【００１５】Mn:Mnは脱酸元素として0.3以上添加する必
要がある。また、焼入性を改善して線材断面内に均一な
バーライトを生成させる効果がある。しかし、Mnは偏析
し易い元素であるため通常のパテンティング条件では1.
1%を超えると中心偏析部のMn偏析ピーク上に大型のマル
テンサイトが生成し、伸線加工性を著しくそこなうため
上限を1.1%とした。

【００１６】P,S:PおよびSは、結晶粒界に偏析し鋼の特
性を劣化させるためできる限り低く抑える必要がある。
Pの上限を0.02%以下、Sの上限を0.01%以下とした。

【００１７】Cr:Crは鋼の強化作用が大きいため、ベイ
ナイトの生成を安定化させるために添加する。しかしな
がら、0.5%超添加するとその効果飽和するため上限とし
た。安定してベイナイトを生成させるためには望ましく
は0.02%以上添加がよい。以上は必須元素であるが、必
要に応じて以下の元素を添加する。

【００１８】Nb,Ti:Nb,Ti,Alは炭化物あるいは窒化物を
形成して線材の延性を向上させるため1種類ないしは2種
類以上を添加する。Nbの下限は0.005%、Tiは下限は0.00
5%である。しかし、Nbは0.05%、Tiは0.035%を超えると
効果が飽和するため、Nbは0.05%、Tiは0.035%を上限値
とする。

【００１９】Al:Alは脱酸元素であり、鋼中のNを固定し
細粒オーステナイトにするため添加する。0.1%を超える
と効果が飽和するため、0.1%を上限値とする。

【００２０】Cu,Ni,Mo,V:Cu,Ni,MoおよびVは鋼の強化作
用が大きいため、Cuについては0.05〜1.0%、Niについて
は0.05〜1.0%、Moについては0.05〜0.35%、Vについては
0.005〜0.060%の範囲内で1種ないしは2種類以上添加す
る。

【００２１】Ca,Mg,REM:Ca,MgおよびREMは鋼は鋼中で微
細な酸化物を生成しオーステナイトを細粒にするため、
0.0005%以上添加する。しかし、Caで0.005%、Mgで0.00
7、REMで0.005超添加すると酸化物が粗大化し伸線加工
性を低下させる。Caについては0.0005〜0.005%、Mgにつ
いては0.0005〜0.007%、REMについては0.0005〜0.005%
の範囲内で1種ないしは2種類以上添加する。

【００２２】B:Bはわずかの添加により焼入性を向上さ
せる元素であるりその下限値は0.0005%である。0.005%
より多く添加するとBNとして析出し焼入性の改善効果は
得られなくなる。Bの添加範囲を0.0005〜0.005%とし
た。

【００２３】本発明において重要なことは最硬化組織の
硬さが600Hv以下とし、母材と最硬化組織の硬さの差を3
00Hv以下とすることである。

【００２４】表層のマルテンサイトを起因とした伸線工
程の初期の割れを抑制するためには最硬化組織の硬さが
600Hv以下とする必要がある。マルテンサイトの端部と
母材との界面に切り欠き感受性の高い割れの発生を助長
させる母材へのマルテンサイトのめり込みを抑制するた
めには、母材と焼戻マルテンサイトの硬さの差を300Hv
以下にする必要がある。伸線加工性の良好なベイナイト
組織を生成させるためには冷却過程と昇温過程からなる
2段変態を行う必要があり、ベイナイト組織が面積率で7
0%以上の均一な組織とする必要がある。

【００２５】最硬化組織を軟化させる方法は本発明では
言及しないが焼戻による熱処理が望ましい。焼戻は炉加
熱、誘導加熱および通電加熱のいずれでもよく特に限定
しない。

【００２６】

【実施例】表1に示す化学成分の連続鋳造後分解圧延し
た122mm角断面のビレットを、1100℃加熱後、5.5〜13mm
に線材圧延した。該線材の表層に人工的にマルテンサイ
トを生成させるためにレーザーを照射し、急速加熱、急
速冷却を実施した。焼戻条件は表2に示すように実施し
その後伸線した。伸線条件は減面率15〜25%で行い伸線
限界を求めた。鋼A〜Hは本開発鋼であり所定の強度に対
して良好な伸線加工性が得られ、硬化組織があっても耐
断線性は低下しない。

【００２７】鋼I〜Kは鋼の化学成分が適切ではないため
耐断線性が低下した。鋼IはC量が多く、最硬化組織の硬
さが高いため伸線加工性が低下した。鋼JはMn量が多
く、鋼KはSi量が多いため早期に断線した。鋼L〜Nは材
料の硬さおよび組織制御が適正でないために良好な材質
特性が得られない。鋼Lは最硬化組織が硬く伸線加工性
が低下した。鋼Mは母材と最硬化組織の硬度差が高いた
め断線した例である。鋼Nは母材のベイナイト分率が低
いため伸線加工性が低下した。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】本発明により耐断線性の優れた高強度鋼
線を得ることができ工業的に非常に有効である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮崎康信千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量%で C :0.25〜1.2% Si :0.1〜2.0% Mn :0.2〜1.1% P :0.02%以下 S :0.01%以下 Cr :0.5%以下を含有し、残部が鉄および不可避的不純物である母材組
織が面積率で70%以上のベイナイトである線材で、表層
の最硬化部組織の硬さが600Hv以下で且つ母材と当該最
硬質組織の硬度差が300Hv以下である耐断線性の優れた
高強度鋼線。
【請求項２】さらに、線材の化学成分として Nb :0.005〜0.05% Ti :0.005〜0.035% Al :0.10%以下 V :0.005〜0.060% Cu :0.05〜1.0% Ni :0.05〜1.0% Mo :0.05〜0.35% Ca :0.0005〜0.005% Mg :0.0005〜0.007% REM:0.0005〜0.005% B :0.0005〜0.005% の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項
１の耐断線性の優れた高強度鋼線。