JPS62130258A - 伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は伸線を行なう線材に於いて伸線性及び伸線後の
耐疲労性に優れた高炭素鋼線材に関するものである。

これらの線材は伸線後、たとえば橋梁用ロープ。

航空機用各種ワイヤ、長尺ゴムベルト、スチールタイヤ
用コート等に使用される。

（従来の技術） 一般に伸線用に供される高炭素鋼線材は、１、高速伸線
が可能であること、 ２、伸線後の耐疲労性に優れていること、等の特性を具
備していなければならないが、これらの特性に悪影響を
与えるものの一つとして硬質の酸化物系非金属介在物が
あげられる。

一般的には酸化物系介在物の中でもＡ６ｚＯ，、。

Ｓｉｎｇ、　Ｃａｂ、　Ｔｉ０ｚ、　ＭｇＯ等の単組成
の介在物は硬度も高く非粘性である。従って伸線性に侵
れた高炭素鋼線材製造のためには溶鋼の清浄度を高める
と共に酸化物系介在物を軟質化する必要がある事は公知
の事実である。

この様に鋼の清浄度を上げ非粘性介在物の軟質化を計る
方法として、特公昭５７〜２２９６９号公報に示される
伸線性の良好な高炭素鋼線材用鋼の製造法及び特開昭５
５−２４９６１号公報に示される極細線の製造方法等が
開示されているが、これらの技術の基本思想は、Ａ　１
　ｚ（ｈ　　ＳｉＯ□−門。

０の３元系の酸化物系非金属介在物の組成制御に限定さ
れているものであった。

一方、特開昭５０−７１５０７号公報では、非金属介在
物を八（ｌｚ（ｈ　、　ＳｉＯ□、　ＭｎＯの３元系状
態図に於けるスペーサタイト領域にすることによって製
品の伸線性を改善することが提案され、又特開昭５０−
８１９０７号公報では溶鋼中に添加するＡｊ２ｉを規制
することによって有害な介在物を減少せしめて、伸線性
を改善する方法を開示している。

又、特公昭５７−３５２４３号公報においては、非粘性
介在物指数２０以下のスチールコード製造に関し、へＰ
完全規制の下で取鍋溶鋼内にキャリヤーガス（不活性ガ
ス）と共にＣａＯ含有含有フランモス込み、予備脱酸し
た後、Ｃａ、　Ｍｇ、　ＲＥＭの一種又は二種以上を含
む合金を吹込み介在物を軟質化する事を提案している。

しかしながら、２等公知の方法において、三元系非金属
介在物を改質する場合には安定した組成制御が困難であ
り、一方多元系非金属介在物の制御の場合は、介在物イ
ンデックスの低値化が達成され難いので、伸線性及び伸
線後の耐疲労性の向上は期待し得す、より高品質な線材
の供給が望まれている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的とするところは、伸線性及び伸線後の耐疲
労性に著しく優れた高炭素鋼線材、特に伸線後に例えば
橋梁用ロープ、航空機用各種ワイヤ、長尺ゴムベルトス
チールタイヤ用コード等に使用される線材を提供しよう
とするにある。

（問題点を解決するための手段） 前記の問題点を解決するための手段の骨子とするところ
は、１）高炭素鋼線材用鋼の成分組成を特定すること、
２）全酸素量を一定範囲に規定して非粘性介在物の量お
よび組成を制御すること、３）、非粘性介在物インデッ
クスを低値化して非粘性介在物の星及び大きさの分布を
、伸線性及び伸線後の耐疲労性に対して好ましい状態に
すること、４）他の構成要件とも相まって高炭素鋼線材
中に含をされるＳｉＯ□−ＭｎＯＡ　ｌ　ｚｏ３三元系
介在物を特定組成範囲の多元系の酸化物系介在物に改質
して該介在物の軟質化と、非粘性介在物インデックスの
低値化を図ることにある。

酸化物系非金属介在物の可塑性を考えた場合、単組成又
は特定の酸化物が著しく高含有量である場合には硬質で
あり可塑性が劣ることは公知であるが、本発明者らは長
年の研究結果より酸化物系非金属介在物における組成比
と其の組合せおよび介在物が占める割合の最適値を見出
した。これは特に線材における１０μｍ未満の非粘性介
在物の硬度を正確に測定することは困難であることから
、線材圧延前の鋼片の段階で酸化物系非金属介在物の硬
度を長年に亘り測定し硬度と組成との関係を見出したこ
とによる。しかして、本発明に従った酸化物系非金属介
在物の組成比および組合せであれば、後記第１表にも示
されるようにミクロビッカース硬度（Ｈｖ　）で６９０
を越えることもなく、非粘性介在物インデックスもＩＯ
以下となることを確かめたものである。

なお、非粘性介在物の硬度をｌ１ｖ６９０以下に軟質化
し且つ非粘性介在物インデックスを１０以下とすべ（高
′清浄度化するためには、鋼の溶装にあたり総インプッ
ト　へ１量を５〜９．５　ｇ／ｌ−５仁ｅｅｌ　　とす
ることおよび第１次脱酸においてＳｉおよびＭｎを添加
し、第２次脱酸においてＣａ、　Ｍｇ、　Ｂａ、　Ｔｉ
、　Ｖ。

Ｚｒ、　Ｎａの２種以上およびＩｆを添加することによ
り、線材における全酸素量を１５〜５０ｐｐｍとし、非
粘性介在物の組成と組合せを本発明に従って規定するこ
とによって達成され得るが、本発明の技術思想はこれに
よって限定されるものではないことは明らかである。

以上の如き本発明による問題点の解決手段の骨子に基づ
き、本発明の要旨とするところを下記の通りとするもの
である。

＋ＩＩｃ：０．５０〜０．９５％ Ｓｉ：０．１５〜０．３５％ Ｍｎ：０１３０〜０．９０％ Ｐ：０．０２５％以下 Ｓ：０．０２５％以下 残部鉄及び不可避的不純物からなる炭素鋼線材において
、以下の条件を満足することを特徴とする伸線性及び伸
線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。

ａ、全酸素量が１５〜５０ｐｐｍであること。

ｂ、　含有する非金属介在物中の非粘性介在物インデッ
クスが１０以下であること。

Ｃ９非粘性介在物の組成がＳｉＯ□：２５〜７０％、Ｍ
ｎＯ：５〜４０％、ＭｇＯ：　４０％以下、八Ａｚ０３
　：３５％以下、ＣａＯ：　２５％以下、ＴｉＯ□：６
％以下で、その組合せが以下の通りであること。

５ｉＱｚとＭｎＯに加えて、＾１２０３又はＭｇＯの何
れか又は両方で５％以上を含み、さらにＣａＯ又はＴｉ
Ｏ□の何れか又は両方で２％以上を含む４元系以上の酸
化物 ｄ、計数されたその非粘性介在物の８０％以上が前記Ｃ
０の組成であること。

＋２１Ｃ：０．５０〜０．９５％ Ｓｉ：０．１５〜０．３５％ Ｍｎ：　　０．３０〜０．９０％ Ｐ：０．０２５％以下 Ｓ：０．０２５％以下 残部鉄及び不可避的不純物からなる炭素鋼線材において
、以下の条件を満足することを特徴とする伸線性及び伸
線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。

ａ、全酸素量が１５〜５０ｐｐｍであること。

ｂ、　含有する非金属介在物中の非粘性介在物インデッ
クスが１０以下であること。

Ｃ０非粘性介在物の組成がＳｉＯ□：２５〜７０％、Ｍ
ｎＯ：５〜４０％、ＭｇＯ：　４０％以下、ＡＡｚＯ＋
：３５％以下、Ｃａｂ：２５％以下、Ｔｉ０ｚ　：　６
％以下、その他の酸化物５％以下で、その組合せが以下
の通りであること。

ＳｉｎｇとＭｎＯに加えて、Ａ　ｆｆ　、０３又はＭ［
Ｘｏの何れか又は両方で５％以上を含み、さらにＣａＯ
又はＴｉＯ□の何れか又は両方で２％以上及びその他の
酸化物５％以下を含む５元系以上の酸化物 ｄ、　計数されたその非粘性介在物の８０％以上が前記
Ｃ９の組成であること。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明の高炭素鋼線材における非粘性介在物の組成の組
合せを更に具体的に説明すると以下の通りとなる。

前記第１項発明における介在物組成の組合せは以下の９
通りである。

１）　　５ｉＯｚ＋ＭｎＯ＋　Ａ＃２０３　＋ＭｇＯ＋
ＣａＯ＋Ｔｉ０ｚ２）　　５ｉＯｚ　＋　ＭｎＯ十　八
ｌｚＯ：＋　　＋　Ｃａ０３）　　５ｉＯｚ　＋　Ｍｎ
Ｏ十　八Ｉ！　２０３　　＋　Ｔｉ０２４）　　ＳｉＯ
□＋ＭｎＯ＋　　Ａ７！ｚＯ，＋ＣａＯ＋Ｔｉ０ｚ５）
　　５ｉｎ２＋　ＭｎＯ＋　ＭｇＯ＋　Ｃａ０６）　　
５ｉ０２　＋　ＭｎＯ＋　ＭｇＯ＋　Ｔ：０２７）　　
５ｉＯｚ＋ＭｎＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＴｉＯ２８）　　
５ｉＯｚ＋ＭｎＯ＋　　Ａｆｚｏｌ　　＋ＭｇＯ＋Ｃａ
０９）　　５ｉＯｚ＋ＭｎＯ＋　Ａ６ｚ０３　＋ＭｇＯ
＋Ｔｉ０ｚＴｉ０ｚ光第２おける介在物組成の組合せは
以下の９通りである。

１）　　ＳｉＯ２＋ＭｎＯ＋　　Ａｆｆ２０３　　＋Ｍ
ｇＯ＋ＣａＯ＋Ｔｉｏ２＋その他の酸化物 ２）　　５ｉＯｚ　＋ＭｎＯ＋　Ａ／２０ａ　＋ＣａＯ
＋その他の酸化物３）　　５ｉＯｚ　＋　ＭｎＯ十ＡＩ
！ｚｏ３＋ＴｉＯ２＋その他の酸化物４）　　５ｉＯｚ
＋ＭｎＯ＋　　Ａ６ｚＯｚ　　＋ＣａＯ＋Ｔｉ０ｚ＋そ
の他の酸化物 ５）　　５ｊＯｚ＋ＭｎＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ソ（Ｄ他
の酸化物６）　　５ｉＯｚ＋ＭｎＯ＋ＭｇＯ＋Ｔｉ０ｚ
＋その他の酸化物７）　　５ｉＯｚ＋ＭｎＯ＋ＭｇＯ＋
ＣａＯ＋Ｔｉ０ｚ＋ソノ他（７１化吻８）　　５ｉＯｚ
＋ＭｎＯ＋　　Ａｊ！２０３　　＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋そ
の他の酸化物 ９）　　５ｉＯｚ＋ＭｎＯ＋　　Ａ１１ｚＯｓ　　＋Ｍ
ｇＯ＋Ｔｉ０ｚ＋その他の酸化物 次に本発明の構成要件の限定理由を述べる。

■　鋼成分の規定について： 高炭素鋼線材用鋼としては広＜　Ｊ　Ｉ　Ｓ　　０３５
０２゜Ｇ３５０６のピアノ線材、硬鋼線材なるキルト鋼
が使用されているが、この規格はそれぞれ以下の通りで
ある。

上記ＪＩＳ規格と製造の容易さ、実用面を考慮して本発
明では次の通り成分範囲を規定した。

Ｃ：０．５０〜０．９５％ニ 一般に高炭素鋼線材と称した場合、炭素含有量に明確な
定義はないが特に細く伸線される場合、高炭素はど不利
な条件となる。このため炭素量の下限を０．５０％とし
、上限については一般的に用いられているピアノ線材の
上限である０、９５％とした。

Ｓｉ：０．１５〜０．３５％： ＳｉはＭｎと同様に本発明鋼の脱酸に必要な元素であり
、少くともＪＩＳ硬鋼線材の範囲が必要な条件となる。

Ｍｎ：　０．３０〜０．９０％： Ｍｎも本発明鋼の脱酸に必要な元素であり、　ＪＩｓ硬
ｍ硬材線材ピアノ線材の範囲をそれぞれ下限及び上限と
した。

Ｐ：０．０２５％以下、Ｓ：０．０２５％以下；高炭素
鋼線材を伸線する場合、Ｐ、Ｓは伸線加工性を劣化する
のみならず伸線加工後の延性を劣化するため、少なくと
もＪＩＳピアノ線材と同等に上限を設定する必要がある
。

なお、上記化学成分のほかに、本発明の高炭素鋼線材は
、例えば材料特性等の改善のために添加されるＣｒ、　
Ｎｉ　（例えば各０．１％以下）　、Ｎｂ、　Ｂ等の少
是の添加元素を含み得るものである。

■　全酸素ｆｆ１１５〜５０ｐｐｍの規定について：全
酸素量が高い場合は溶鋼の（疑固時にブローホールが発
生して表面疵発生の原因となり、　５０　ｐｐｍを越え
る酸素量の線材では非粘性介在物の量も多くなるので上
限を５０ｐｐｍとした。一方、ＩｌやＭｇ等の強力な脱
酸剤を多量に使用する場合に１５ｐｐｍ以下の全酸素量
とすることは容易であるが、本発明の線材における非粘
性介在物の組成制御を行うためには、１５ｐｐｍ以上が
必要であることを長年の研究の結果確かめた。それ故、
下限を１５ｐｐｍとした。好ましい範囲は１７〜４０ｐ
ｐｍである。

更に、第２図に示す如く全酸素量が１５ｐｐｍ未満、５
０ｐｐｍ超では、それぞれダイス寿命が極端に悪くなっ
ている。斯かる観点からも全酸素量を１５〜５０ｐｐｍ
　とするものである。

■　非粘性介在物インデックスＩＯ以下の規定について
： 線材における酸化物系非金属介在物中の非粘性介在物の
量および大きさの分布が伸線性及び伸線後の耐疲労性に
影響をおよぼす。かかる観点から本発明鋼においても、
非粘性介在物の量は出来るだけ低い価におさえる必要が
有るが、その量がこれを非粘性介在物インデックスで表
して１０以下である場合に、他の構成要件とも相まって
優れた伸線性及び伸線後の耐疲う１・性を獲得すること
ができることを確かめた。このことは、第１図および第
３図からも明らかである。即ら、第１図においては非粘
性介在物インデックスが１０を越えるとダイス寿命が低
下し、また第３図においては、該インデックスが１０を
越えると断線率が著しく高くなることを示している。以
上の理由から、本発明においては非粘性介在物インデッ
クスを１０以下、好ましくは５以下と規定した。

■　非粘性介在物の組成について： 非粘性介在物インデックスとして計数される個個の介在
物は脱酸法により種々に組成が変化するものであるが、
長年の研究と調査の結果、伸線性及び伸線後の耐疲労性
についてイ２れた線材における非粘性介在物の組成を本
発明に従い以下のとおり規定するものである。

（１）非粘性介在物の組成がＳｉＯ□：２５〜７０％、
ＭｎＯ：５〜４０％、ＭｇＯ：４０％以下、Ａ　Ｉ２２
０３：３５％以下、Ｃａｂ：２５％以Ｆ、　Ｔｉ（ｈ　
：　６％以下で、その組合せが以下の通りであること、
ＳｉｎｇとＭｎＯに加えて、八１２０３又はＭｇＯの何
れか又は両方で５％以上を含み、さらにＣａＯ又はＴｉ
Ｏ２の何れか又は両方で２％以上を含む４元系以上の酸
化物。

（２）非粘性介在物の組成がＳｉＯ□：２５〜７０％、
ＭｎＯ：５〜４０％、ＭｇＱ：４０％以下、八ｔ２０゜
：３５％以下、ＣａＯ：　２５％以下、ＴｉＯ，：６％
以下、その他の酸化物５％以下で、その組合せが以下の
通りであること、 ＳｉＯ２とＭｎＯに加えて、Ａｊ！２０’ｓ又はｌ’１
ｇｏの何れか又は両方で５％以上を含み、さらにＣａＯ
又はＴｉＯ２の何れか又は両方で２％以上及びその他の
酸化物５％以下を含む５元系以上の酸化物。

各組成の組合せについて組成毎の限定理由を説明するが
、本発明の如き多元系の該介在物の個々の組成で技術を
展開する事は困難である。本発明においては、永年に亘
る研究データーよりその上限、下限を設定した。

本発明の目的とする非粘性介在物のインデックスの低値
化と軟質化のためには前記したとおりの多元系での酸化
物組成の特定の組合せが必要である。まず第１にＳｉＯ
□とＭｒ＋Ｏを必ず含み、それにＡＡｚＯｚ又はＭｇＯ
のいずれか又は両方を含み、それにＣａＯ又はＴｉＯ□
のいずれか又は両方を含む４元系以上の酸化物が１つの
組合せであり、さらに之等の酸化物のほかにその他の酸
化物の５％以下を含む５元系以上の酸化物の組合せとし
た。ここでその他の酸化物の５％以下を含有せしめたと
きは、非粘性介在物のより一そうの軟質化に寄与するこ
とが永年の研究の結果より判明した。

非粘性介在物の組成が本発明に従ったいずれの組合せで
あっても、本発明鋼は伸線加工性及び伸線後の耐疲労性
に優れた線［オである。

これらについては第１表及び第１図〜第３図に示す通り
明らかである。

まず非粘性介在物を構成する成分の限定理由を述べる。

ＳｉＯ□は７０％を越えた場合は硬質な酸化物となり非
粘性介在物インデックスも高（なる。一方、２５％未満
では多元系酸化物介在物として、その他の酸化物との良
好な組合せが得られない。従ってその範囲を２５〜７０
％に規定した。好ましい範囲は３５〜６０％である。

ＭｎＯはＡ＃、Ｍｇ脱酸のために置換又は複合されてＭ
ｎ０４０％以上は生成されない。一方、ＭｎＯが５％未
満では非粘性介在物が硬質となるのでその範囲を５〜４
０％と規定した。好ましくは８〜３０％である。

ＭｇＯの組成比が４０％を超えると、硬質なＭｇＯ系介
在物となるので、その範囲を４０％以下とした。好まし
い範囲は５〜２５％である。

Ａ　１　ｚｏｉは３５％を超えると多元系酸化物の３■
合せが悪くなりバランスがくずれ、介在物中の他の酸化
物元素が低値化して第１表にも示される如く硬質な介在
物となる。この限界が３５％である。

好ましくは２５％以下である。

次にＡｌ２Ｏ，とＭｇＯの組合せであるが、）容鋼中に
懸濁した５ｉＣｈ系の酸化物を第２次脱酸工程において
、Ｃａ、Ｍｇ、ＡＡ等と複合化せしめるようにする本発
明線材の製造にあたり、生成された線材の非粘性介在物
中の特にＡ　／　ｚｏ３と１１ｇｏのいずれか一方また
は両者の合計が５％以上の場合に非粘性介在物が軟質と
なり、非粘性介在物インデックスが第１表にも示される
如く低くなる。従って、その下限を５％と規定したもの
である。

次にＣａＯについて述べる。Ｃａ（ｌの含有量が高いと
一般的には球状の非粘性介在物となるが、本発明の様に
その含有量が２５％以下でかつ多元系の場合は、ＣａＯ
も酸化物系介在物の硬度の低値化、非粘性介在物インデ
ックスの低値化に寄与するものである。従ってＣａＯの
含有量の上限を２５％と規定する（第１表参照）。好ま
しいＣａＯの含有量は１〜２０％である。

次にＴｉＯ２について述べる。Ｔｉは一般的にはオース
テナイト結晶粒調整等に用いられる元素であるが、本発
明の如く多元系の酸化物系非金属介在物の低値化、即ち
軟質化に利用された例は見当らない。特にこの多元系組
成の非粘性介在物においてＴｉＯ□の含有量が６％以下
の場合に軟質化に効果がある（第１表参照）。従ってＴ
ｉＯ□の含有量を６％以下に限定した。好ましくは、４
％以下である。

更にＣａＯとＴｉＯ□の組合せであるが、ＣａＯとＴｉ
Ｏ□のいずれか一方又は両方で２％以上含む場合、非粘
性介在物のより軟質化が図られる（第１表参照）。

最後に、その他の酸化物５％以下の規定について述べる
。

本発明による多元系の非粘性介在物を得るためには前述
で示す組成が必要であるがその他に第２次脱酸元素に追
加してＶ、　Ｂａ、　Ｚｒ、　Ｎａ等の添加利用がある
。それらも含め不可避的に混入する６２　Ｂの酸化物を
称しその他の酸化物とする。

その他の酸化物の含有量が５％以内であれば非粘性介在
物の軟質化に寄与する（第１表参照）。

従って、それらの単独又は２種以上の組合せの含有量上
限を５％に規定した。

次にこれら非粘性介在物組成の組合せについて説明する
。

前記した１８通りの組合せの非粘性介在物はいずれも優
れた特性を示している。

まず（ＳｉＯ□＋Ｍｎ０）がいずれの組合せでも必須で
あることを示す。

本発明に従った多元系の酸化物からなる非粘性介在物は
、実施例にも示されている如く、第１次脱酸に於いてＳ
ｉＯ□＋ＭｎＯなる脱酸生成物を生成せしめた後に第２
次脱酸に於いてＳｉＯ□系なる脱酸生成物の複合化をす
ることにより得る事が出来る。

従って当然の事ながらベースとなる５ｉ０２．　ＭｎＯ
は非粘性介在物中に必ず存在しなければならないもので
ある。

次に八β２０．又はＭｇＯについて説明する。

本発明に従った多元系の酸化物系非金属介在物を生成さ
せる脱酸技術の１つとしてｌ及びＭｇの強力なる脱酸効
果と溶鋼中に於ける該介在物の凝集浮上効果の活用技術
が重要であるが溶鋼精錬後に溶鋼中に残存した該介在物
は同一溶製材に於いて介在物組成を調査した結果、Ａ　
１２０３とＭｇＯの間に密接なる関係がある事が判明し
た。

その結果を第２表に示すが、＾７！２０３とＭｇＯとの
間では本発明に従った非粘性介在物の組成範囲において
、Ａ　（１２０３の含有量が高いとｌ’１ｇｏの含有量
が低くなる傾向があり、逆にＭｇＯの含有量が高いとＡ
　（ｌ　ｚＯｘの含有量が低くなる傾向がある。従って
八β２０．又はＭ［０のいずれか又は両方を含有するも
のと規定する。

第　　　　２　　　　表 次にＣａＯ又はＴｉＯ□のいずれか又は両方が含まれる
と規定した事について述べる。

本発明の如き多元系酸化物系非金属介在物においては、
脱酸条件により種々の組成変化を示すものであるが、特
に多元系非粘性介在物のインデックスの低値化、軟質化
のためにはＣａＯ又はＴｉＯ□のいずれか又は両方が非
粘性介在物中に存在しなければならない事が永年の研究
の結果より判明したので、前記の如く規定した。これら
については第１表にも示している。

又更に不可避に混入した非粘性介在物を考慮して計数さ
れた５μ以上の非粘性介在物の８０％以上が前記組成で
あることが永年の研究結果より得られた。これらの永年
のデータは同一／８製材及び異なる溶製材の多量の蓄積
データより計数して得られたものであり、個々のデータ
は同一溶製材に於いて主として５．５φ線材のコイルを
分解した時の測定値及び異なる溶製材に於ける線材コイ
ルよりのデータである。

一瓜的には当業者においては５，５φ及び一部４．０φ
までの圧延製品コイルを素綿と称し伸線加工業老に出荷
時に゛清浄度を測定し格付出荷するものである。本発明
者等も該インデックスを清浄度を表わす指数として用い
るために、多量のデータを得たものである。その結沫よ
り一例として第２表にも示される様に一部不司避なる混
入物等により本発明の組成範囲より外れる組成を示す非
粘性介在物を含有するときがある。従って本発明の範囲
内組成を示す非粘性介在物の量と範囲外のものの里の比
を８０％以上としたものである。

ここで非粘性介在物について説明する。

非粘性介在物とは線材において中心線を通る縦断面を顕
撒鏡等にて２００〜４００倍で観察しＪＩＳ　　ＧＯ５
５５に示された長さ又は厚みが５μ以上のＢ系又はＣ系
介在物で、その個々の介在物の長さくｌ）、厚み（ｄ）
に於いてｊ２／ｄが５以下を指しこれらを計数する。

次に非粘性介在物インデックスについて説明する。非粘
性介在物インデックスとは、線材の検鏡すべき面積をそ
の線材の径の２倍の長さについて全面（例えば５．５φ
の場合５．５Ｘ１１＋ｕ）検鏡し各非粘性介在物を大き
さ別に分類し、それぞれに５〜９μＸｉ４０〜１９μＸ
５．２０μ以上×２０なる係数を乗じ累計した値である
。

ここにおいて計数されたインデックスは５，５ψ線材で
あれば６０．５ｍｍ２なる面積を測定するものであるが
、線材の径が異なるときは６０．５ｍｍ２に換算して表
わす値である。特に線材径にこだわるものではない。

（作　用） 本発明者らは多くの実験を通じ従来技術と比較し非粘性
介在物インデックスとダイス寿命及び断線率の関係、全
酸素量とダイス寿命等の関係を追求した。

第１表はこの実施例の内容を示す。ここにおいて八〜■
］は本発明による鋼であり、■〜Ｒは従来技術による鋼
である。

また本発明網筒１表Ａ　−Ｈの製造法は、以下の通りで
ある。

）８製はＬＤ転炉により行った。ＬＤ転炉より取鍋に出
鋼するに際しスラグ・ストッパーボールを使用し微′！
ｉＩ（５０ｍ／ｍ厚み以下）のＩ−Ｄスラグ流出にとど
めた。

また出鋼時にＣ，Ｍｎ＋　Ｓｉの成分調整のため加炭材
、　Ｆｅ−Ｍｎ、　Ｆｅ−５ｉ、　５１−Ｍｎ等の脱酸
合金鉄を添加した。また出鋼中は取鍋底より計吹込みを
おこなった。

受鋼後の取鍋内溶鋼はＳｉ、　）Ｉｎ等により脱酸され
たいわゆるキルド鋼である。この取鍋を溶鋼精錬を行う
位置に設置後、いずれの場合も溶鋼精錬用合成滓を３〜
１５　ｋｇ／　ｔ−５ｔｅｅｌ及びＣａＣ２を０．５〜
３　ｋｇ／　ｔ−３ｔｅｅｌ取鍋内溶鋼上に添加し変化
せしめた。

但し従来鋼には合成滓は添加していない。

本発明鋼にて合成滓の添加量が少ない場合、Ａ　ｊ２２
０３．　ＭｇＯ，ＴｉＯ□等の酸化物系介在物の合成滓
捕捉能が低いこと及び多量過ぎる場合は合成性滓化によ
る熱損失が大きく、また一部の合成滓は滓化せず無駄と
なり、さらにはＬＤ転炉より出鋼に際し著しく高温出鋼
となることより鋼中酸素の変動■が大となるためである
。

次に取鍋底よりＡｒを吹込み、溶鋼の攪拌を行ない、そ
のＡｒｌを２００　Ｎ／分としフニ。

以上の作業を行った後（但しＡｒは中断せず吹込みを継
続の状態である）本発明鋼ではＭｇ、　Ｃａ、　Ｂａ。

Ｔｉ、シ、Ｚｒ、　Ｎａの２種以上及びｉを加えた第２
次脱酸剤を溶鋼中にＳｉＯ□、　ＭｎＯの改質剤として
添加した。

ここにおいて、第２次脱酸剤の添加は鉄容器に封入した
脱酸剤を溶鋼中に圧入したものであるが、Ａｒによる裸
溶鋼面への散布法や、ワイヤー被覆法、弾丸法いずれの
添加法でも可能である。

この際、各種合金鉄及び脱酸用合金鉄よりの＾ｌを含め
た総インプットへｌ量を溶鋼屯当たり５．０〜９，５ｇ
に調整した。

従来鋼ではＭｇ、　Ｃａ合金鉄を適宜各種水準にて添加
した。ここにおいてＭｇ、　Ｃａ、　Ｂａ、　Ｔｉ、　
Ｖ、　Ｚｒ、Ｎａは合金鉄として添加し、ＡＮは合金鉄
中の八ｌ又はショソ）Ａ６で調整した。

合金鉄添加後、更に成分微調整を行い取鍋溶鋼精錬を終
了した。溶鋼は取鍋よりタンディツシュを経由して、連
続鋳造され、加熱炉経由分塊、鋼片圧延、鋼片精整を施
された後、加熱炉等を経由して線材圧延により線材に製
造されたものである。

その後５．５φ線材を０．１７５φ以下に伸線し、調査
した結果法の事が判った。

前述した通り、非粘性介在物インデックスが１０以下で
かつ軟質である事により、伸線性及び伸線後の耐疲労性
が従来よりも著しく優れている事が判った。

更に第１図に示す通り、従来鋼ではいずれのインデック
スに於てもダイス寿命が満足する値まで達成し得なかっ
た。しかし本発明の線材の場合には大幅にダイス寿命が
向上した。。

更に第３図に示すインデックスと断線率の関係からも、
従来鋼に比べ本発明鋼の断線率が大幅に減少する事が明
らかである。更（こ第１表からも明らかな様に、非粘性
介在物の量す減少し得る。これらの事から非粘性介在物
インデックスがＩＯ以下の条件下ではダイス寿命が向上
し、かつ断線率も大幅に減少する事が判った。なおダイ
ス寿命インデックスとは使用ダイス個数当りの伸線材量
である。

また硬さについても第１表に示す通り従来に比べ軟かく
なっている。又非粘性介在物の組成をＥＰＭＡ方法によ
って得た結果をまとめ前述に示す組成の範囲に規定した
。計数されたその非粘性介在物の８０％以上が前述の組
成であった。

更に第２図からも明らかの様に全酸素ｉ１５〜５０ｐｐ
ｍの範囲がダイス寿命も長い事が判る。

第４図は０．１７５φに伸線された線材の回転疲労試験
結果を示したものであり、応力指数とくり返し数の関係
である。応力指数は応力をＴ、　　Ｓ（抗張力）の係数
で補正したものである。この第４図から、くり返し数（
回）が１０５以上で応力が大幅に向上している事が判る
。

この結果本発明の線材を伸線しスチールタイヤに使用し
たら従来に比ベタイヤの寿命が永くなり又高速走行時の
操縦性が向上した。更に耐衝撃性が向上し破損しがたく
なり、かつブレーキのききがよくなった。又燃料消費料
も大幅に低減し得た。

（発明の効果） 本発明の高炭素鋼線材は非粘性介在物の量が少なく伸線
性も良好であり５．５φ綿材より５０μ以下のサイズに
も高速で伸線加工に供され得る著しく優れた線材である
。

また、本発明線材は非粘性介在物の量が少なく軟質なこ
とより伸線加工性（断線及びダイス摩耗Ｎ）及び耐疲労
性のいずれも従来法による線材に比較し著しく優れてい
る。とくに断線を減少させうるので伸線の生産性を著し
く向上することができる。

以上述べた如く、本発明線材目非粘性介在吻の量が少な
く軟質なことより、耐疲労性が優れているため、耐疲労
性が要求される、例えば橋梁用ロープ、航空機用各種ワ
イヤ、長尺ゴムベルト、スチールタイヤ用コード等にも
応用分野の広い優れた鋼材であり、Ｓｉ、　Ｍｎヘース
脱酸鋼に全て利用できる酸化物系非金属介在物の改質鋼
である。

本発明の技術思想は、一般に高炭素鋼線材と称される鋼
種および従来のＳｉ、　Ｍｎ、　Ｔｉ、　Ａβ等による
脱酸によって製造される各種の鋼に適用できるものであ
り、これらの鋼材の熱処理性、加工性改善のために少量
の合金元素、例えばＣｒやＮｉを０．１％以下添加した
鋼、又はＮｂとかＢを添加した鋼も介在物ｘ、■成より
考えれば、当然のことながら本発明の範囲に包含される
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は非粘性介在物インデックスとダイス寿命との関
係を示す図、第２図は全酸素量とダイス寿命との関係を
示す図、第３図は非粘性介在物インデックスと断線率と
の関係を示す図、第４図は本発明鋼と従来鋼の疲労につ
いての結果を示した図である。 第１図 非粘イ生介在物インチ”ツクス 第２図 全酸素量（ｐｒｍ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃ：０．５０〜０．９５％ Ｓｉ：０．１５〜０．３５％ Ｍｎ：０．３０〜０．９０％ Ｐ：０．０２５％以下 Ｓ：０．０２５％以下 残部鉄及び不可避的不純物からなる炭素鋼線材において
   、以下の条件を満足することを特徴とする伸線性及び伸
   線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。 ａ、全酸素量が１５〜５０ｐｐｍであること。 ｂ、含有する非金属介在物中の非粘性介在物インデック
   スが１０以下であること。 ｃ、非粘性介在物の組成がＳｉＯ＿２：２５〜７０％、
   ＭｎＯ：５〜４０％、ＭｇＯ：４０％以下、Ａｌ＿２Ｏ
   ＿３：３５％以下、ＣａＯ：２５％以下、ＴｉＯ＿２：
   ６％以下で、その組合せが以下の通りであること。 ＳｉＯ＿２ＭｎＯに加えて、Ａｌ＿２Ｏ＿３又はＭｇ＿
   Ｏの何れか又は両方で５％以上を含み、さらにＣａＯ又
   はＴｉＯ＿２の何れか又は両方で２％以上を含む４元系
   以上の酸化物 ｄ、計数されたその非粘性介在物の８０％以上が前記ｃ
   、の組成であること。
2. （２）Ｃ：０．５０〜０．９５％ Ｓｉ：０．１５〜０．３５％ Ｍｎ：０．３０〜０．９０％ Ｐ：０．０２５％以下 Ｓ：０．０２５％以下 残部鉄及び不可避的不純物からなる炭素鋼線材において
   、以下の条件を満足することを特徴とする伸線性及び伸
   線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。 ａ、全酸素量が１５〜５０ｐｐｍであること。 ｂ、含有する非金属介在物中の非粘性介在物インデック
   スが１０以下であること。 ｃ、非粘性介在物の組成がＳｉＯ＿２：２５〜７０％、
   ＭｎＯ：５〜４０％、ＭｇＯ：４０％以下、Ａｌ＿２Ｏ
   ＿３：３５％以下、ＣａＯ：２５％以下、ＴｉＯ＿２：
   ６％以下、その他の酸化物５％以下で、その組合せが以
   下の通りであること。 ＳｉＯ＿２とＭｎＯに加えて、Ａｌ＿２Ｏ＿３又はＭｇ
   Ｏの何れか又は両方で５％以上を含み、さらにＣａＯ又
   はＴｉＯ＿２の何れか又は両方で２％以上及びその他の
   酸化物５％以下を含む５元系以上の酸化物 ｄ、計数されたその非粘性介在物の８０％以上が前記ｃ
   、の組成であること。