KR20160105504A

KR20160105504A - 필라멘트

Info

Publication number: KR20160105504A
Application number: KR1020167021062A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 히라카미; 마코토 오코노기
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2015-02-06
Publication date: 2016-09-06
Also published as: EP3103890A4; JPWO2015119241A1; CN105960478A; EP3103890A1; US20170009317A1; US10072317B2; JP6237793B2; WO2015119241A1; EP3103890B1; KR101861456B1; CN105960478B

Abstract

본 발명은 고강도로 가공성이 우수하고, 고강도의 스틸 코드를 안정되게 제조 가능한 필라멘트이며, 소정의 성분 조성을 갖고, 선 직경 r이 0.15㎜ 이상 0.35㎜ 이하, 인장 강도가 3200MPa 이상이다. 필라멘트의 외주를 따라서 연질부가 형성되어 있고, 연질부의 비커스 경도는, 필라멘트의 선 직경 r의 1/4 깊이에 있어서의 비커스 경도보다도 Hv50 이상 낮으며, 연질부의 두께는 1㎛ 이상 0.1×r㎜ 이하이다. 필라멘트의 중심부 조직은, 펄라이트를 면적%로 95% 이상 100% 이하의 비율로 함유하고 있다. 필라멘트의 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 펄라이트의 평균 라멜라 간격은, 필라멘트 중심의 펄라이트의 평균 라멜라 간격보다도 작고, 그들 간격의 차가 2.0㎚ 이하이다.

Description

필라멘트{FILAMENT}

본 발명은, 자동차용 타이어, 고압 고무 호스, 컨베이어 벨트 등의 고무 제품의 보강재로서 사용되는 고강도 스틸 코드의 재료인 필라멘트에 관한 것이다.

본 출원은, 2014년 2월 6일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2014-021685호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

예를 들어, 자동차용 타이어 등의 고무 제품에 있어서는, 보강재로서, 레이온, 나일론, 폴리에스테르 등의 화학 섬유 또는 강으로 이루어지는 스틸 코드가 사용되고 있다. 이 보강재는, 자동차용 타이어의 골격 역할을 하는 것이며, 이 자동차용 타이어를 장착한 차량의 연비, 고속 내구성 및 조종 안정성에 큰 영향을 주는 것이다. 최근에는, 이들의 특성을 향상시키는 관점에서, 보강재로서 스틸 코드의 사용 비율이 증가하고 있다.

여기서, 스틸 코드는, 예를 들어 특허문헌 1, 2에 개시되어 있는 바와 같이, 복수의 강 소선(필라멘트)을 서로 꼰 꼬임선 구조로 된 것이 널리 제안되어 있다. 이러한 스틸 코드는, 다음과 같은 공정을 거쳐서 제조된다. 먼저, 선 직경 5 내지 6㎜의 선재에 대하여 건식 신선을 행하고, 선 직경 1.0 내지 4.0㎜ 정도의 강선을 얻는다. 이 강선에 페이턴팅 처리라고 불리는 열 처리를 실시하여, 강선을 연화시킨다. 그리고 연화된 강선의 표면에 브라스 도금을 형성하고, 다시 강선에 습식 신선(마무리 신선)을 행하여, 선 직경 약 0.15 내지 0.35㎜의 필라멘트를 얻는다. 그리고 이와 같이 하여 얻어진 필라멘트를 꼬임선 가공함으로써, 꼬임선 구조의 스틸 코드가 제조되게 된다. 또한, 브라스 도금은 고무와 스틸 코드의 밀착성을 높이기 위해서 형성되는 것이다.

일본 특허 공개 제2005-054260호 공보 일본 특허 공개 제2005-036356호 공보

상술한 바와 같이, 스틸 코드를 제조할 때에는 선 직경 0.15 내지 0.35㎜ 정도의 필라멘트에 대하여 꼬임선 가공이 실시되게 되므로, 스틸 코드용의 필라멘트에는, 양호한 가공성이 요구되게 된다. 한편, 최근에는 환경 부하 저감의 관점에서, 자동차의 저연비화를 추진하기 위해서 자동차용 타이어의 경량화가 진행되고 있으며, 그에 수반하여 스틸 코드에 대하여 고강도화가 요구되고 있다.

그러나 고강도의 스틸 코드를 형성하기 위해서, 필라멘트의 강도를 향상시킨 경우에는, 필라멘트의 연성이 부족하여, 필라멘트의 가공성이 저하되게 된다. 이로 인해, 고강도화된 필라멘트에는 꼬임선 가공에 있어서, 깨짐 등의 결함이 발생한다고 하는 문제가 있었다. 또한, 필라멘트의 강도가 높은 경우, 꼬임선 가공을 양호하게 행할 수 없어, 꼬임 결함이 발생할 우려가 있었다. 이와 같이, 종래는 고강도화와 가공성의 양쪽이 우수한 스틸 코드용 필라멘트를 얻을 수 없어, 고강도의 스틸 코드를 안정되게 제조할 수 없었다.

본 발명은, 전술한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 강도가 높고, 또한 가공성이 우수하고, 고강도의 스틸 코드를 안정되게 제조할 수 있는 필라멘트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 요지는 이하와 같다.

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 필라멘트는, 성분 조성이, 질량%로, C : 0.70% 이상 1.20% 이하, Si : 0.15% 이상 0.60% 이하, Mn : 0.10% 이상 1.00% 이하, N : 0.0010% 이상 0.0050% 이하, Al : 0% 이상 0.010% 이하, Ti : 0% 이상 0.10% 이하, Cr : 0% 이상 0.50% 이하, Co : 0% 이상 0.50% 이하, V : 0% 이상 0.50% 이하, Cu : 0% 이상 0.20% 이하, Nb : 0% 이상 0.100% 이하, Mo : 0% 이상 0.20% 이하, W : 0% 이상 0.200% 이하, B : 0% 이상 0.0030% 이하, REM : 0% 이상 0.0050% 이하, Ca : 0% 이상 0.0050% 이하, Mg : 0% 이상 0.0050% 이하, 및 Zr : 0% 이상 0.0100% 이하를 포함하고, 잔량부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 상기 필라멘트의 선 직경 r이 0.15㎜ 이상 0.35㎜ 이하이며, 상기 필라멘트의 외주를 따라서 연질부가 형성되어 있고, 상기 연질부의 비커스 경도는, 상기 필라멘트의 상기 선 직경 r의 1/4의 깊이에 있어서의 상기 비커스 경도보다도 Hv50 이상 낮으며, 상기 연질부의 두께가, 1㎛ 이상 0.1×r㎜ 이하이며, 상기 연질부 이외의 상기 필라멘트의 조직은, 펄라이트를 면적%로 95% 이상 100% 이하의 비율로 함유하고 있으며, 상기 필라멘트의 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 상기 펄라이트의 평균 라멜라 간격은, 상기 필라멘트 중심의 상기 펄라이트의 상기 평균 라멜라 간격보다도 작고, 상기 필라멘트의 상기 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 상기 펄라이트의 상기 평균 라멜라 간격과 상기 필라멘트의 상기 중심의 상기 펄라이트의 상기 평균 라멜라 간격과의 차가 2.0㎚ 이하이고, 또한 인장 강도가 3200MPa 이상이다.

(2) 상기 (1)에 기재된 필라멘트에 있어서, 상기 연질부의 두께가, 2㎛ 이상 0.08×r㎜ 이하이어도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 필라멘트에 있어서, 상기 필라멘트의 상기 표면으로부터 깊이 1㎛의 상기 개소까지의 상기 평균 라멜라 간격과 상기 필라멘트의 상기 중심의 상기 평균 라멜라 간격과의 차가 1.7㎚ 이하이어도 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 필라멘트에 있어서, 상기 성분 조성이, 질량%로, Ti : 0.005% 이상 0.10% 이하, Cr : 0% 초과 0.50% 이하, Co : 0% 초과 0.50% 이하, V : 0% 초과 0.50% 이하, Cu : 0% 초과 0.20% 이하, Nb : 0% 초과 0.100% 이하, Mo : 0% 초과 0.20% 이하, W : 0% 초과 0.20% 이하, B : 0% 초과 0.0030% 이하, REM : 0% 초과 0.0050% 이하, Ca : 0.0005% 초과 0.0050% 이하, Mg : 0.0005% 초과 0.0050% 이하, 및 Zr : 0.0005% 초과 0.0100% 이하 중 1종 또는 2종 이상을 포함하고 있어도 된다.

상술한 구성을 갖는 필라멘트는, 연질부를 갖고, 이 연질부에서는 필라멘트의 중심부에 비해 평균 라멜라 간격이 미세하고, 필라멘트 중심부의 평균 라멜라 간격과 필라멘트의 표면 ∼ 깊이 1㎛ 영역의 평균 라멜라 간격과의 차가 2.0㎚ 이하이다. 또한, 상술한 구성을 갖는 필라멘트의 연질부의 비커스 경도는, 필라멘트의 선 직경 r의 1/4의 깊이에 있어서의 비커스 경도보다도 Hv50 이상 낮다. 비커스 경도가 낮은 쪽이, 연성이 높아진다. 본 발명자들은, 이러한 연질부를 그 표면에 갖는 필라멘트는, 경도가 높은 중심부에 의해 인장 강도가 높여지고, 또한 경도가 낮은 연질부에 의해 연성이 현저하게 향상되는 것을 발견하였다. 또한 발명자들은, 필라멘트의 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 펄라이트의 평균 라멜라 간격을, 필라멘트 중심의 펄라이트의 평균 라멜라 간격보다도 미세화함으로써, 펄라이트 조직 중의 시멘타이트 두께가 미세해져, 단선의 기점이 되는 시멘타이트의 깨짐이 미세해지는 것을 지견하였다. 꼬임선 가공에 있어서는, 필라멘트의 연질부가 주로 변형하게 된다. 스틸 코드용의 필라멘트에는 양호한 가공성이 요구된다. 상술한 구성에 의하면, 꼬임선 가공에 있어서, 깨짐 등의 결함이 필라멘트에 발생하는 것을 억제할 수 있다. 상술한 특징을 갖는 필라멘트에는, 꼬임선 가공을 양호하게 행할 수 있으므로, 상술한 구성에 의해, 꼬임 결함의 발생이 억제된 고품질의 스틸 코드를 제공할 수 있게 된다.

또한, 상술한 구성을 갖는 필라멘트의 성분 조성은, 질량%로, C : 0.70% 이상 1.20% 이하, Si : 0.15% 이상 0.60% 이하, Mn : 0.10% 이상 1.00% 이하, N : 0.0010% 이상 0.0050% 이하, Al : 0% 이상 0.010% 이하, Ti : 0% 이상 0.10% 이하, Cr : 0% 이상 0.50% 이하, Co : 0% 이상 0.50% 이하, V : 0% 이상 0.50% 이하, Cu : 0% 이상 0.20% 이하, Nb : 0% 이상 0.100% 이하, Mo : 0% 이상 0.20% 이하, W : 0% 이상 0.200% 이하, B : 0% 이상 0.0030% 이하, REM : 0% 이상 0.0050% 이하, Ca : 0% 이상 0.0050% 이하, Mg : 0% 이상 0.0050% 이하, 및 Zr : 0% 이상 0.0100% 이하를 포함하고, 잔량부가 Fe 및 불순물로 되어 있으며, 상술한 구성을 갖는 필라멘트 중심부의 조직은, 펄라이트 조직을 면적%로 95% 이상 100% 이하의 비율로 함유하고 있다. 상술한 구성을 갖는 필라멘트의 중심부는, 충분히 높은 인장 강도를 갖는다. 따라서, 상술한 구성을 갖는 필라멘트를 사용하면, 스틸 코드의 경량화가 가능해진다.

또한, 상술한 구성을 갖는 필라멘트의 연질부의 두께는, 1㎛ 이상 0.1×r㎜이다. 상술한 바와 같이, r이라 함은 필라멘트의 직경(선 직경)이다. 연질부의 두께가 1㎛ 이상으로 되어 있으므로, 상술한 구성을 갖는 필라멘트는 충분히 양호한 가공성을 갖고, 꼬임선 가공에 있어서, 깨짐 등의 결함의 발생이 억제된다. 또한, 연질부의 두께가 0.1×r㎜ 이하로 되어 있으므로, 상술한 구성을 갖는 필라멘트의 인장 강도가 높게 유지되어, 이 필라멘트로부터 얻을 수 있는 스틸 코드의 강도를 충분히 확보할 수 있다. 또한, 연질부의 두께라 함은, 필라멘트의 선 직경 r의 1/4의 깊이에 있어서의 비커스 경도보다도 Hv50 이상 낮은 비커스 경도를 갖는 영역의 두께이다.

본 발명에 따르면, 강도가 높고 또한 가공성이 우수하고, 고강도의 스틸 코드를 안정되게 제조할 수 있는 필라멘트를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 C 단면도이다.
도 2는 필라멘트의 연질부의 두께를 계측하기 위한 타원형 단면이 형성된 필라멘트의 측면도이다.
도 3은 필라멘트의 연질부의 두께를 계측하기 위한 타원형 단면이다.
도 4는 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 경도 분포를 모식적으로 도시하는 그래프이다.
도 5는 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 경도 분포 그래프의 작성 방법의 일례를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 경도 분포 그래프의 작성 방법의 일례를 설명하는 도면이다.
도 7은 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 경도 분포 그래프의 작성 방법의 일례를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 평균 라멜라 간격 차의 계측 방법의 일례를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 평균 라멜라 간격의 계측 방법의 일례를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 재료인 강선의 개략적인 CCT선도이다.
도 12는 펄라이트강의 열 처리 온도와 경도의 관계를 나타내는 개념도이다.
도 13은 필라멘트 표층 가열 공정 후의 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 냉각 방법을 설명하는 도면이다.
도 14는 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 가공 경화 곡선의 개념도이다.

이하에, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 필라멘트에 대해서, 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)는 자동차용 타이어 등의 고무 제품의 보강재로서 사용되는 고강도 스틸 코드를 제조할 때의 원재료로서 사용되는 것이다.

본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)는, 그 선 직경 r이 0.15㎜≤r≤0.35㎜로 되어 있고, 성분 조성이, 질량%로, C : 0.70% 이상 1.20% 이하, Si : 0.15% 이상 0.60% 이하, Mn : 0.10% 이상 1.00% 이하, N : 0.0010% 이상 0.0050% 이하, Al : 0% 이상 0.010% 이하, Ti : 0% 이상 0.10% 이하, Cr : 0% 이상 0.50% 이하, Co : 0% 이상 0.50% 이하, V : 0% 이상 0.50% 이하, Cu : 0% 이상 0.20% 이하, Nb : 0% 이상 0.100% 이하, Mo : 0% 이상 0.20% 이하, W : 0% 이상 0.200% 이하, B : 0% 이상 0.0030% 이하, REM : 0% 이상 0.0050% 이하, Ca : 0% 이상 0.0050% 이하, Mg : 0% 이상 0.0050% 이하, 및 Zr : 0% 이상 0.0100% 이하를 포함하고, 잔량부가 Fe 및 불순물로 되어 있다.

그리고 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 연질부(11)와 중심부(12)를 갖고 있다. 연질부(11)는 필라멘트(10)의 외주를 따라서 형성되어 있다. 연질부(11)의 비커스 경도는, 필라멘트(10)의 선 직경 r의 1/4의 깊이에 있어서의 비커스 경도보다도 Hv50 이상 낮으며, 연질부의 두께는, 1㎛ 이상 0.1×r㎜ 이하이다. 또한, 필라멘트(10)의 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 펄라이트의 평균 라멜라 간격은, 필라멘트(10) 중심의 펄라이트의 평균 라멜라 간격보다도 작고, 필라멘트(10)의 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 펄라이트의 평균 라멜라 간격과 필라멘트(10) 중심의 펄라이트의 평균 라멜라 간격과의 차가 2.0㎚ 이하이다. 또한, 필라멘트(10)의 인장 강도는 3200MPa 이상이다.

[연질부(11)의 경도 : 필라멘트의 선 직경 r의 1/4의 깊이에 있어서의 비커스 경도보다도 Hv50 이상 낮음]

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)는 그 외주를 따라서 형성된 연질부(11)를 갖는다. 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에서는, 필라멘트의 선 직경 r의 1/4의 깊이에 있어서의 비커스 경도보다도 Hv50 이상 연질인 영역이, 연질부(11)라 정의된다. 즉, 연질부(11)의 비커스 경도는, 필라멘트의 선 직경 r의 1/4의 깊이에 있어서의 비커스 경도보다도 Hv50 이상 낮다. 도 1에 있어서, 부호 19가 부여된 파선은, 필라멘트의 선 직경 r의 1/4 깊이의 개소를 나타낸다. 또한, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10) 중 연질부(11)가 아닌 부분이 중심부(12)라 정의된다. 연질부(11)의 경도와 중심부(12)의 경도의 차는, 전위 밀도 및 시멘타이트의 형태의 차에 기인한다. 중심부(12)의 조직은 95 내지 100%의 펄라이트를 함유하고, 연질부(11)의 조직도 마찬가지의 양의 펄라이트를 함유하지만, 펄라이트 변태 후의 조직에 도입되고 있는 전위의 대부분이, 연질부(11)에 있어서는 제거되어 있다. 연질부(11)는 그 경도가 중심부(12)보다도 낮으므로, 중심부(12)보다도 높은 연성을 갖는다.

[연질부(11)의 두께 : 1㎛ 이상 0.1×r㎜ 이하]

본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 연질부(11)의 두께 t는, 1㎛ 이상 0.1×r㎜ 이하로 되어 있다. 즉, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에서는, 선 직경 r의 1/4 깊이의 개소(19)의 비커스 경도보다도 Hv50 이상 부드러운 영역이, 필라멘트(10)의 외주면으로부터 깊이 t까지의 영역에 형성되어 있다. 예를 들어, 선 직경 r이 0.30㎜일 경우, 연질부(11)의 두께 t는 1㎛ 이상 0.030㎜(30㎛) 이하이다. 중심부(12)보다도 높은 연성을 갖는 연질부(11)가 필라멘트(10)의 외주를 따라서 형성되어 있으므로, 필라멘트(10)는 주로 외주에 현저한 변형이 더하여지는 꼬임선 가공에 있어서, 양호한 가공성을 발휘한다. 한편, 중심부(12)가 충분히 높은 경도를 갖고 있으므로, 필라멘트(10)는 3200MPa 이상의 높은 인장 강도를 갖고 있다. 연질부(11)의 두께 t가 1㎛ 이하일 경우, 꼬임선 가공 등에 있어서, 단선 등의 가공 불량이 발생하기 쉬워진다. 또한, 연질부(11)의 두께 t가 0.1×r㎜ 초과가 되었을 경우, 인장 강도가 저하된다. 따라서, 연질부(11)의 두께 t를 1㎛ 이상 0.1×r㎜ 이하로 한다. 연질부(11)의 두께 t의 바람직한 범위는 2㎛ 이상 0.08×r㎜ 이하이다.

본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 연질부(11)의 두께는, 필라멘트(10)의 깊이 방향의 경도 분포를 사용해서 구할 수 있다. 필라멘트(10)의 깊이 방향의 경도 분포의 측정 방법을 이하에 예시한다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 직경이 r인 필라멘트(10)를 신선 방향에 대하여 30°의 각도로 절단함으로써 얻을 수 있는, 짧은 직경 r 또한 긴 직경 2r인 타원형 단면(16)을 적절히 제조하고, 타원형 단면(16)의 장축 방향 종단부(17)와 타원형 단면(16)의 중심(18)과의 사이에서 연속적으로 경도 측정을 행함으로써, 타원형 단면(16)의 장축 방향 종단부(17)로부터의 거리와 경도의 관계를 얻을 수 있다. 타원형 단면(16)의 장축 방향 종단부(17)와 타원형 단면(16)의 중심(18)과의 사이의 임의의 측정점과, 타원형 단면(16)의 장축 방향 종단부(17)와의 사이의 거리는, 이 임의의 측정점 깊이의 2배이다. 이 관계에 기초하여, 타원형 단면(16)의 장축 방향 종단부(17)로부터의 거리를 필라멘트(10)의 깊이로 환산함으로써, 도 4에 도시된 바와 같은, 필라멘트(10)의 깊이와 경도의 관계를 나타내는 그래프를 얻을 수 있다. 이 그래프로부터, 필라멘트(10)의 선 직경 r의 1/4의 깊이에 있어서의 비커스 경도보다도 Hv50 이상 낮은 경도를 갖는 영역의 두께를 알 수 있다.

연질부(11)의 두께 측정 정밀도를 높이기 위해서는, 경도 측정점의 수를 늘리는 것이 바람직하다. 한편, 비커스 경도 측정을 1 시료에 대하여 복수 회 행하는 경우, 측정점끼리를, 측정점에 형성되는 압흔(13)의 대각선 길이의 약 2배 이상 이격시키는 것이 필요해진다. 앞선 측정 시의 압흔(13)의 형성에 의해, 압흔(13) 주위의 경도가 상승하므로, 이후의 측정을 앞선 측정 시의 압흔(13)의 근방에서 행한 경우, 정확한 측정값을 얻을 수 없다. 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 연질부(11)의 깊이를 구할 때에는, 측정점의 개수를 늘리기 위해, 필라멘트(10)를 신선 방향에 대하여 30°의 각도로 절단함으로써 얻을 수 있는 타원형 단면(16)에 있어서 경도의 측정을 행한다. 예를 들어 타원형 단면(16)의 장축 방향 종단부(17)와 타원형 단면(16)의 중심(18)과의 사이에서, 측정점끼리의 간격이 2㎛인 경도 측정을 함으로써, 깊이 1.0㎛마다의 경도를 얻을 수 있다. 또한, 측정점의 개수를 늘리기 위해, 측정점을 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이 설정할 수 있다. 통상의 경도 분포 측정 방법에 의하면, 경도의 깊이 방향의 분포를 측정할 때에는, 연속적인 측정을, 단면의 외주로부터 단면의 중심을 향하는 1개의 직선을 따라 실시한다(도 5 참조). 이러한 측정은, 측정 작업의 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 연질부(11)의 깊이를 구할 때에는, 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이, 타원형 단면(16)의 장축 방향 종단부(17)로부터 타원형 단면(16)의 중심을 향하는 직선에 평행한 복수의 직선을 따라 측정을 실시하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 측정점끼리의 간격을 좁히는 일 없이 측정점의 개수를 늘릴 수 있다. 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 연질부(11)의 깊이를 충분히 높은 정밀도로 측정하기 위해서는, 경도 측정의 깊이 간격을 1.0㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 또한 이 깊이 간격을 달성하기 위해서 비커스 경도 측정 시의 하중, 측정점의 설정 방법 및 측정면의 작성 방법 등을 적절히 조절하는 것이 바람직하다. 타원형 단면(16)과 필라멘트의 신선 방향이 이루는 각도는 30°에 한정되지 않는다. 충분한 정밀도로 측정을 행할 수 있는 한, 적절한 각도를 적절히 선택해도 된다. 그러나 경도 측정을, 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 C 단면(신선 방향에 수직인 단면)에서 행한 경우, 경도 측정의 정밀도가 불충분해지는 경우가 많다.

[필라멘트의 중심부 조직 : 95 면적% 이상 100 면적% 이하의 펄라이트를 함유]

본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 중심부(12)의 조직[즉, 필라멘트(10)의 연질부(11) 이외의 조직]은, 면적률로, 95 내지 100%의 펄라이트를 함유한다. 중심부(12)의 조직이 95% 이상의 펄라이트를 함유하는 것은, 필라멘트(10)의 인장 강도를 3200MPa 이상으로 하고, 또한 필라멘트(10)의 가공성을 좋게 하기 위해서 필수적이다. 펄라이트량이 많은 쪽이 바람직하므로, 필라멘트(10)의 중심부(12)에 있어서의 펄라이트량의 상한값은 100%이다. 마르텐사이트, 베이나이트, 시멘타이트 및 의사 펄라이트 등의, 펄라이트 이외의 조직의 함유는, 펄라이트량의 규정이 충족되고 있는 한 허용된다. 의사 펄라이트라 함은, 입상의 시멘타이트와 입상의 페라이트로 구성되는 조직이며, 층상의 시멘타이트와 층상의 페라이트가 겹쳐 있는 형상을 갖는 통상의 펄라이트[도 9에 나타내는 펄라이트(20)]와는 구별된다. 본 실시 형태에 관한 「펄라이트」라 함은, 「통상의 펄라이트」를 의미한다. 필라멘트의 연질부(11)의 펄라이트량을 규정할 필요는 없지만, 통상 필라멘트의 중심부(12)의 펄라이트량과 마찬가지의 값이 된다.

필라멘트(10)의 중심부(12)에 있어서의 펄라이트량을 측정하는 수단은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 필라멘트(10)의 C 단면에 연마 및 에칭을 행함으로써, 필라멘트(10)의 C 단면의 펄라이트 조직을 현출시켜, 계속해서 C 단면의 광학 현미경 사진 또는 전자 현미경 사진을 촬영하고, 그리고 이 사진에 포함되는 펄라이트의 면적을 구함으로써, 펄라이트량을 구해도 된다. C 단면의 광학 현미경 사진 또는 전자 현미경 사진을 촬영하는 개소는, 예를 들어 필라멘트(10)의 C 단면의 중심과, 필라멘트(10)의 C 단면의 1/4 깊이에 있어서의, 필라멘트(10)의 중심에 관해서 45도마다 배치된 8개소로 하고, 이들 촬영 개소에 있어서의 펄라이트량을 구하고, 각 개소에 있어서의 펄라이트량의 평균값을 필라멘트(10)의 펄라이트량으로 하는 것이 바람직하다.

[필라멘트의 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 펄라이트의 평균 라멜라 간격 : 필라멘트 중심의 평균 라멜라 간격보다도 작고, 평균 라멜라 간격의 차가 2.0㎚ 이하]

본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의, 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 펄라이트의 평균 라멜라 간격은, 필라멘트(10)의 중심에 있어서의 펄라이트의 평균 라멜라 간격보다도 작다. 또한, 필라멘트(10)의 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 펄라이트의 평균 라멜라 간격과, 필라멘트(10)의 중심에 있어서의 펄라이트의 평균 라멜라 간격과의 차(이하, 「평균 라멜라 간격 차」라고 줄이는 경우가 있음)는 0㎚ 초과 2.0㎚ 이하이다. 또한, 필라멘트의 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 영역은, 연질부(11)에 포함된다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 있어서는, 연질부(11)의 평균 라멜라 간격이 중심의 평균 라멜라 간격보다도 작다.

평균 라멜라 간격이 작아지면, 펄라이트 중의 시멘타이트가 미세화함으로써, 연성이 증대한다. 한편, 평균 라멜라 간격을 작게 하기 위한 열 처리에 의해 필라멘트(10)에 전위가 도입되고, 이 전위는 필라멘트(10)의 연성을 저하시킨다. 일반적으로, 필라멘트(10)의 펄라이트의 평균 라멜라 간격을 작게 한 경우에는, 전위 도입의 영향이 시멘타이트 미세화의 영향을 상회하므로, 필라멘트(10)의 연성이 저하된다. 그러나 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 연질부(11)에 있어서는, 대부분의 전위가, 후술하는 표층 가열에 의해 소멸되고 있다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 펄라이트의 평균 라멜라 간격을 작게 한 경우, 전위 도입의 영향이 억제되고 있으므로, 시멘타이트 미세화에 의한 연성 향상 효과를 얻을 수 있다.

평균 라멜라 간격 차가 지나치게 큰 경우, 필라멘트(10)의 변형이 불균일해져, 디라미네이션이 발생하기 쉬워진다. 본 발명자들은, 필라멘트(10)의 평균 라멜라 간격 차가 2.0㎚ 초과일 경우, 디라미네이션이 높은 빈도로 발생하는 것을 지견하였다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 있어서, 평균 라멜라 간격 차를 2.0㎚ 이하로 할 필요가 있다. 평균 라멜라 간격의 차의 상한값은, 바람직하게는 1.8㎚, 1.7㎚, 1.6㎚ 또는 1.5㎚이다.

필라멘트의 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 펄라이트의 평균 라멜라 간격은, 이하에 설명하는 순서에 따라 구하면 좋다. 먼저, 필라멘트(10)의 신선 방향에 평행하며, 또한 필라멘트(10)의 중심축을 지나는 단면(L 단면)을 작성한다. 이 L 단면으로부터, 100㎛ 두께의 박막 시료(L 단면 박막 시료)를 작성한다. 이어서, 이 L 단면 박막 시료의 표층부로부터, FIB(Forcused Ion Beam) 장치를 사용하여, 50㎛×30㎛×1㎛의 샘플을 잘라낸다. 이들의 잘라낸 샘플을 투과형 전자 현미경용의 샘플 폴더에 전해 접착하고, 필라멘트의 표면으로부터 깊이 1㎛까지를 포함하는 영역의 전자 현미경 사진을 촬영한다. 그리고 이 사진으로부터, 도 8에 나타내는 표층 평균 라멜라 간격 측정 영역(14)을 잘라낸다. 표층 평균 라멜라 간격 측정 영역(14)은 종횡 1㎛의 정사각형이며, 이 정사각형의 1개의 변은, 필라멘트(10)의 표면과 일치하고 있다. 또한, 전자 현미경 사진의 촬영 시야를 종횡 1㎛의 정사각형으로 하고, 시야의 1개의 변을 필라멘트(10)의 표면과 일치시켜, 이 시야를 표층 평균 라멜라 간격 측정 영역(14)이라 간주해도 된다. 이어서, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 표층 평균 라멜라 간격 측정 영역(14)에 포함되는 복수의 펄라이트 중 가장 라멜라 간격이 작은 펄라이트[도 9의 펄라이트(20)]를 선택하고, 이 펄라이트(20)에 포함되는 페라이트상의 층(21) 및 시멘타이트상의 층(22)에 직교하는 길이 0.2㎛의 선분(23)을 긋고, 이 선분(23)과 교차하는 시멘타이트상의 층(22)의 수를 세고, 선분의 길이(0.2㎛)를 시멘타이트상의 층(22)의 수로 나눔으로써, 표층 평균 라멜라 간격 측정 영역(14)에 관한 라멜라 간격을 구한다. 상술한 조작을 8회 반복해서 8개의 표층 평균 라멜라 간격 측정 영역(14)에 관한 라멜라 간격을 구하고, 이들 라멜라 간격을 평균함으로써, 필라멘트(10)의 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 펄라이트의 평균 라멜라 간격을 얻을 수 있다.

필라멘트 중심의 평균 라멜라 간격은, 이하에 설명하는 순서에 의해 구하면 된다. 상술한, 필라멘트 표층부의 평균 라멜라 간격의 측정 방법과 마찬가지로, 필라멘트(10)의 L 단면을 제조하고, 필라멘트(10)의 중심축을 포함하는 영역의 전자 현미경 사진 및 선 직경 r의 1/4 깊이의 개소를 포함하는 영역의 전자 현미경 사진을 촬영한다. 계속해서, 종횡 1㎛의 정사각형인 12개소의 중심 평균 라멜라 간격 측정 영역(15)에 관한 라멜라 간격을 구한다. 12개소의 중심 평균 라멜라 간격 측정 영역(15) 중 4개소는, 그 대향하는 변의 중점끼리를 연결하는 선분 중 한쪽이, 필라멘트(10)의 중심축과 일치하고 있다. 12개소의 중심 평균 라멜라 간격 측정 영역(15) 중 8개소는, 그 대향하는 변의 중점끼리를 연결하는 선분 중 한쪽이, 필라멘트(10)의 표면으로부터 선 직경 r의 1/4 깊이의 영역과 일치하고 있다. 12개소의 중심 평균 라멜라 간격 측정 영역(15) 각각에 관한 라멜라 간격을 구하고, 이들 라멜라 간격을 평균함으로써 얻을 수 있는 값을, 필라멘트(10) 중심의 평균 라멜라 간격이라 간주할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서의 라멜라 간격이라 함은, 페라이트상의 층(21)을 사이에 두고 인접하는 시멘타이트상의 층(22)의 중심선 간의 거리의 평균값이다.

이어서, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 있어서, 성분 조성을 상술한 바와 같이 한정한 이유에 대해서 설명한다.

(C : 0.70% 이상 1.20% 이하)

C는, 필라멘트(10)의 강도를 향상시키는 원소이다. 공석 조직인 펄라이트 조직을 얻기 위해서는, C 함유량을 0.80% 근방으로 하는 것이 바람직하다. C 함유량이 0.70% 미만인 경우, 필라멘트(10)가 아공석강이 되어, 비펄라이트 조직이 많이 존재하는 강이 된다. 한편, C 함유량이 1.20%를 초과할 경우, 초석 시멘타이트가 석출되어, 필라멘트(10)의 가공성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, C 함유량을, 0.70% 이상 1.20% 이하의 범위 내로 설정하였다. C 함유량의 바람직한 하한값은 0.75%, 0.80% 또는 0.85%이며, C 함유량의 바람직한 상한값은 1.10%, 1.05% 또는 1.00%이다.

(Si : 0.15% 이상 0.60% 이하)

Si는, 필라멘트(10)의 탈산을 위해서 유효하고, 또한 페라이트 중에 고용해서 필라멘트(10)의 강도를 향상시키는 작용을 갖는 원소이다. 여기서, Si 함유량이 0.15% 미만인 경우, 상술한 작용을 충분히 얻을 수 없을 우려가 있다. 한편, Si 함유량이 0.60%를 초과할 경우, 필라멘트(10)의 가공성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, Si 함유량을, 0.15% 이상 0.60% 이하의 범위 내로 설정하였다. Si 함유량의 바람직한 하한값은 0.20%, 0.25% 또는 0.30%이며, Si 함유량의 바람직한 상한값은 0.55%, 0.50% 또는 0.45%이다.

(Mn : 0.10 이상 1.00% 이하)

Mn은, 필라멘트(10)의 탈산을 위해서 유효하며, 또한 필라멘트(10) 중의 S를 고정해서 강의 취화를 억제하는 작용을 갖는다. 여기서, Mn 함유량이 0.10% 미만인 경우, 상술한 작용을 충분히 얻을 수 없을 우려가 있다. 한편, Mn 함유량이 1.00%를 초과할 경우, 필라멘트(10)의 가공성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, Mn 함유량을, 0.10% 이상 1.00% 이하의 범위 내로 설정하였다. Mn 함유량의 바람직한 하한값은 0.20%, 0.30% 또는 0.40%이며, Mn 함유량의 바람직한 상한값은 0.90%, 0.80% 또는 0.70%이다.

(N : 0.0010% 이상 0.0050% 이하)

N은, Al 및/또는 Ti와 결부함으로써 질화물을 형성하는 원소이다. 이 질화물은, 후술하는 페이턴팅 공정 S04의 개시 전의 중간 강선에 함유되는 오스테나이트의 조대화를 억제하는 작용을 갖는다. 오스테나이트의 조대화를 억제함으로써, 후술하는 바와 같이 필라멘트(10)의 평균 라멜라 간격 차를 2.0㎚ 이하로 억제할 수 있고, 나아가 필라멘트(10)의 펄라이트를 미세화해서 필라멘트(10)의 연성을 향상시킬 수 있다. N 함유량이 0.0010% 미만인 경우, 상술한 작용을 충분히 얻을 수 없을 우려가 있다. 한편, N 함유량이 0.0050%를 초과할 경우, 필라멘트(10)의 연성이 저하될 우려가 있다. 이로 인해, N 함유량을, 0.0010% 이상 0.0050% 이하의 범위 내로 설정하였다. N 함유량의 바람직한 하한값은 0.0015%, 0.0017% 또는 0.0020%이며, N 함유량의 바람직한 상한값은 0.0045%, 0.0042% 또는 0.0040%이다.

P 및 S는, 불순물로서 필라멘트에 함유되는 경우가 있다. P 및 S의 함유량을 특별히 규정할 필요는 없지만, 종래의 필라멘트와 동일 수준의 연성을 필라멘트(10)에 부여하기 위해서는, P 및 S의 함유량을, 각각 0% 이상 0.02% 이하로 하는 것이 바람직하고, 각각 0% 이상 0.01% 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 함유량의 S 및 P는, 불순물이라고 간주된다.

상기한 기본 성분 및 불순물 원소 이외에, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)는, 또한 선택 성분으로서, Al, Ti, Cr, Co, V, Cu, Nb, Mo, W, B, REM, Ca, Mg, Zr 중 적어도 하나를 함유해도 된다. 이하에, 선택 성분의 수치 한정 범위와 그 한정 이유를 설명한다. 여기서, 기재하는 %는 질량%이다.

(Al : 0% 이상 0.010% 이하)

Al은, 경질이며 변형이 발생하기 어려운 알루미나계 개재물이 되고, 이 개재물은 필라멘트(10)의 연성 열화와 신선성 열화를 일으킬 우려가 있다. 따라서, Al 함유량의 상한값을 0.010%로 하는 것이 바람직하다. 또한, Al 함유량의 상한값을 0.009%, 0.008% 또는 0.007%로 해도 된다. Al은, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, Al 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 Al은 N과 결부됨으로써 질화물을 형성하는 작용을 갖고, 이 질화물은 상술한 바와 같이 평균 라멜라 간격 차를 2.0㎚ 이하로 억제하는 효과와, 펄라이트를 미세화해서 필라멘트(10)의 연성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이들의 효과를 얻기 위해서, Al 함유량의 하한값을 0.001%, 0.002% 또는 0.003%로 해도 된다.

(Ti : 0 이상 0.100% 이하)

Ti는, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, Ti 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 Ti는, 탈산 작용을 갖는 원소이다. 또한, Ti는 N과 결부됨으로써 질화물을 형성하는 작용을 갖고, 이 질화물은 상술한 바와 같이 평균 라멜라 간격 차를 2.0㎚ 이하로 억제하는 효과와, 펄라이트를 미세화해서 필라멘트(10)의 연성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이들의 효과를 얻기 위해서, Ti를 0.005% 이상 함유해도 된다. 한편, Ti 함유량이 0.100%를 초과할 경우, 조대한 탄질화물(TiCN 등)이 형성됨으로써 가공성이 저하될 우려가 있다. 따라서, Ti 함유량의 상한을, 0.100%로 하는 것이 바람직하다.

(Cr : 0% 이상 0.50% 이하)

Cr은, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, Cr 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 Cr은, 펄라이트의 평균 라멜라 간격을 미세화함으로써 필라멘트(10)의 인장 강도를 향상시키는 효과를 갖는다. 이 효과를 얻기 위해서는, Cr 함유량이 0% 초과인 것이 바람직하고, 0.0010% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, Cr 함유량이 0.50% 초과일 경우, 펄라이트 변태가 억제됨으로써 페이턴팅 처리 중의 중간 강선의 조직에 오스테나이트가 잔류할 우려가 있다. 잔류 오스테나이트는, 페이턴팅 처리 후에 마르텐사이트 및 베이나이트 등의 과냉 조직이 되어, 필라멘트(10)의 특성을 악화시킨다. 또한, 0.50% 초과의 Cr은, 메커니컬 디스케일링에 의한 표면 산화물의 제거가 곤란해지는 경우가 있다. 따라서, Cr 함유량이 0.50% 이하인 것이 바람직하고, 0.40% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

(Co : 0% 이상 0.50% 이하)

Co는, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, Co 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 Co는, 초석 시멘타이트의 석출을 억제함으로써 필라멘트(10)의 특성을 향상시키는 효과를 갖는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, Co 함유량이 0% 초과인 것이 바람직하고, 0.0010% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, Co 함유량이 0.50% 초과일 경우, 상술한 효과가 포화하여, 과잉 생산 비용이 발생하는 경우가 있다. 따라서, Co 함유량이 0.50% 이하인 것이 바람직하고, 0.40% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

(V : 0% 이상 0.50% 이하)

V는, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, V 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 V는, N과 결부됨으로써 미세한 탄질화물을 형성하는 작용을 갖는다. 이 질화물은 상술한 바와 같이 평균 라멜라 간격 차를 2.0㎚ 이하로 억제하는 효과와, 펄라이트를 미세화해서 필라멘트(10)의 연성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이들의 효과를 얻기 위해서는, V 함유량이 0% 초과인 것이 바람직하고, 0.0010% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, V 함유량이 0.50% 초과일 경우, 탄질화물의 형성량이 과잉이 될 우려가 있고, 나아가 탄질화물의 입자 직경이 커질 우려가 있다. 이러한 탄질화물은 필라멘트의 연성을 저하시키는 경우가 있다. 따라서, V 함유량이 0.50% 이하인 것이 바람직하고, 0.40% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

(Cu : 0% 이상 0.20% 이하)

Cu는, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, Cu 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 Cu는, 필라멘트(10)의 내식성을 높이는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, Cu 함유량이 0% 초과인 것이 바람직하고, 0.0001% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, Cu 함유량이 0.20% 초과일 경우, Cu와 S가 반응함으로써 입계에 CuS가 편석하고, 이 CuS가 필라멘트(10)에 흠집을 발생시키는 경우가 있다. 따라서 Cu 함유량이 0.20% 이하인 것이 바람직하고, 0.10% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

(Nb : 0% 이상 0.100% 이하)

Nb는, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, Nb 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 Nb는, 필라멘트(10)의 내식성을 높이는 효과가 있다. 또한, Nb는 탄화물 및/또는 질화물을 형성하는 작용을 갖는다. 이 탄화물 및/또는 질화물은 상술한 바와 같이 평균 라멜라 간격 차를 2.0㎚ 이하로 억제하는 효과와, 펄라이트를 미세화해서 필라멘트(10)의 연성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이들의 효과를 얻기 위해서는, Nb 함유량이 0% 초과인 것이 바람직하고, 0.0005% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, Nb 함유량이 0.100% 초과일 경우, 페이턴팅 처리 중의 펄라이트 변태가 억제됨으로써 오스테나이트가 잔류할 우려가 있다. 잔류 오스테나이트는, 페이턴팅 처리 후에 마르텐사이트 및 베이나이트 등의 과냉 조직이 되어, 필라멘트(10)의 특성을 악화시킨다. 따라서, Nb 함유량이 0.100% 이하인 것이 바람직하고, 0.050% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

(Mo : 0% 이상 0.20% 이하)

Mo는, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, Mo 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 Mo는, 펄라이트 성장 계면에 농축되고, 소위 솔루트 드러그 효과에 의해 펄라이트의 성장을 억제하는 원소이다. 이에 의해, 펄라이트를 미세화하고, 필라멘트(10)의 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, Mo는 페라이트 생성을 억제함으로써, 필라멘트(10)의 특성에 악영향을 주는 비펄라이트 조직을 저감시키는 원소이다. 이들의 효과를 얻기 위해서는, Mo 함유량이 0% 초과인 것이 바람직하고, 0.0010% 이상 또는 0.005% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, Mo 함유량이 0.20% 초과일 경우, 펄라이트 성장이 과잉으로 억제되어, 페이턴팅 처리에 장시간을 요하여, 필라멘트(10)의 생산성 저하를 초래하는 경우가 있다. 또한, Mo 함유량이 0.20% 초과일 경우, 조대한 Mo 탄화물이 석출되어, 필라멘트(10)의 신선 가공성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, Mo 함유량이 0.20% 이하인 것이 바람직하고, 0.06% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

(W : 0% 이상 0.200% 이하)

W는, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, W 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 W는, Mo와 마찬가지로, 펄라이트 성장 계면에 농축되어, 소위 솔루트 드러그 효과에 의해 펄라이트의 성장을 억제하는 원소이다. 이에 의해, 펄라이트를 미세화하여, 필라멘트(10)의 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, W는 페라이트 생성을 억제함으로써, 필라멘트(10)의 특성에 악영향을 주는 비펄라이트 조직을 저감시키는 원소이다. 이들의 효과를 얻기 위해서는, W 함유량이 0% 초과인 것이 바람직하고, 0.0005% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, W 함유량이 0.200% 초과일 경우, 펄라이트 성장이 과잉으로 억제되어, 페이턴팅 처리에 장시간을 요하여, 필라멘트(10)의 생산성 저하를 초래하는 경우가 있다. 또한, W 함유량이 0.200% 초과일 경우, 조대한 W 탄화물이 석출되어, 필라멘트(10)의 신선 가공성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, W 함유량이 0.200% 이하인 것이 바람직하고, 0.060% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

(B : 0% 이상 0.0030% 이하)

B는, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, B 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 B는, 페라이트, 의사 펄라이트, 베이나이트 등의 비펄라이트 조직의 생성을 억제하는 원소이다. 또한, B는 탄화물 및/또는 질화물을 형성하는 작용을 갖는다. 이 탄화물 및/또는 질화물은 상술한 바와 같이 평균 라멜라 간격 차를 2.0㎚ 이하로 억제하는 효과와, 펄라이트를 미세화해서 필라멘트(10)의 연성을 향상시키는 효과를 갖는다. 이들의 효과를 얻기 위해서는, B 함유량이 0% 초과인 것이 바람직하고, 0.0004% 이상 또는 0.0006% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, B 함유량이 0.0030% 초과일 경우, 조대한 Fe₂₃(CB)₆의 석출을 촉진하여, 필라멘트(10)의 연성에 악영향을 끼치는 경우가 있다. 따라서, B 함유량이 0.0030% 이하인 것이 바람직하고, 0.0025% 이하, 0.0015% 이하 또는 0.0012% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

(REM : 0% 이상 0.0050% 이하)

REM(Rare Earth Metal)은, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, REM 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 REM은, 탈산 원소이다. 또한, REM은 황화물을 형성함으로써, 불순물인 S를 무해화하는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, REM 함유량이 0% 초과인 것이 바람직하고, 0.0005% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, REM 함유량이 0.0050% 초과일 경우, 조대한 산화물이 형성되어, 필라멘트(10)의 신선 시에 단선을 일으키는 경우가 있다. 따라서, REM 함유량이 0.0050% 이하인 것이 바람직하고, 0.0020% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, REM이라 함은 원자 번호가 57인 란탄으로부터 71인 루테튬까지의 15 원소에, 원자 번호가 21인 스칸듐과 원자 번호가 39인 이트륨을 더한 합계 17 원소의 총칭이다. 통상, REM은 이들 원소의 혼합물인 미시 메탈의 형태로 공급되어, 강 속에 첨가된다. 상술한 REM의 함유량이라 함은, 이들 원소 합계의 함유량이다.

(Ca : 0% 이상 0.0050% 이하)

Ca는, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, Ca 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 Ca는, 필라멘트(10)의 특성을 악화시키는 경질의 알루미나계 개재물을 저감하는 원소이다. 또한, Ca는 미세한 산화물을 생성하는 원소이다. 이 미세한 산화물은, 필라멘트(10)의 펄라이트 블록 사이즈를 미세화시키고, 이에 의해 필라멘트(10)의 연성을 향상시킨다. 이들의 효과를 얻기 위해서는, Ca 함유량이 0.0005% 초과인 것이 바람직하다. 한편, Ca 함유량이 0.0050% 초과일 경우, 조대한 산화물이 형성되어, 필라멘트(10)의 신선 시에 단선을 일으키는 경우가 있다. 따라서, Ca 함유량은 0.0050% 이하인 것이 바람직하고, 0.0040% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 통상의 조업 조건 하에서는, Ca가 0.0003% 정도 함유되는 경우가 있다.

(Mg : 0% 이상 0.0050% 이하)

Mg는, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, Mg 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 Mg는, 미세한 산화물을 생성하는 원소이다. 이 미세한 산화물은, 필라멘트재의 펄라이트 블록 사이즈를 미세화시키고, 이에 의해 필라멘트(10)의 연성을 향상시킨다. 이 효과를 얻기 위해서는, Mg 함유량이 0.0005% 초과인 것이 바람직하다. 그러나 Mg 함유량이 0.0050% 초과일 경우, 조대한 산화물이 형성되어, 필라멘트(10)의 신선 시에 단선을 일으키는 경우가 있다. 따라서, Mg 함유량은 0.0050% 이하인 것이 바람직하고, 0.0040% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 통상의 조업 조건 하에서는, Mg가 0.0001% 정도 함유되는 경우가 있다.

(Zr : 0% 이상 0.0100% 이하)

Zr은, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 함유되지 않아도 되므로, Zr 함유량의 하한값은 0%이다. 그러나 Zr은, ZrO로서 정출하여 오스테나이트의 정출핵이 되므로, 오스테나이트의 등축률을 높여, 오스테나이트 입자를 미세화하는 원소이다. 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 Zr이 함유되어 있는 경우, 페이턴팅 처리 전의 오스테나이트가 미세화됨으로써, 필라멘트(10)의 펄라이트 블록 사이즈가 미세화되어, 이에 의해 필라멘트(10)의 연성이 향상된다. 이 효과를 얻기 위해서는, Zr 함유량이 0.0005% 초과인 것이 바람직하다. 한편, Zr 함유량이 0.0100% 초과일 경우, 조대한 산화물이 형성되어, 필라멘트(10)의 신선 시에 단선을 일으키는 경우가 있다. 따라서, Zr 함유량은 0.0100% 이하인 것이 바람직하고, 0.0050% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

(잔량부 : Fe 및 불순물)

본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 성분 조성의 잔량부는, Fe 및 불순물을 함유한다. 불순물이라 함은, 강재를 공업적으로 제조할 때에, 광석 또는 스크랩 등과 같은 원료, 또는 제조 공정의 다양한 요인에 의해 혼입되는 성분이며, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 특성에 악영향을 주지 않는 범위에서 허용되는 것을 의미한다.

(인장 강도 : 3200MPa 이상)

본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 인장 강도는 3200MPa 이상이다. 인장 강도가 3200MPa 이상인 필라멘트(10)를 사용해서 얻어진 스틸 코드는, 자동차용 타이어, 고압 고무 호스, 컨베이어 벨트 등의 고무 제품의 보강재로서 적합하다.

이어서, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 제조 방법 및 이 필라멘트(10)를 사용한 스틸 코드의 제조 방법에 대해서, 도 10 내지 도 14를 사용해서 설명한다. 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 제조 방법은, 선재 표면의 산화 스케일을 제거하기 위해서 선재를 디스케일링하는 공정(디스케일링 공정 S01)과, 중간 강선을 얻기 위해서, 디스케일링된 선재를 조(粗)신선하는 공정(조신선 공정 S02)과, 조신선된 중간 강선을 가열하는 공정(가열 공정 S03)과, 가열된 중간 강선에 페이턴팅 처리를 행하는 공정(페이턴팅 공정 S04)과, 강선을 브라스 도금하는 공정(브라스 도금 공정 S06)과, 브라스 도금된 강선을 마무리 신선함으로써 중간 필라멘트를 얻는 공정(마무리 신선 공정 S07)과, 중간 필라멘트를 표층 가열하는 공정(필라멘트 표층 가열 공정 S08)과, 표층 가열된 필라멘트를 냉각하는 공정(냉각 공정 S09)을 포함한다. 후술하는 바와 같이, 중간 강선이라 함은 페이턴팅 공정 S04의 종료 전의 강선이며, 중간 필라멘트라 함은 제조 도중의 필라멘트(10)이다. 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 제조 방법은, 페이턴팅 처리를 행하는 공정과, 강선을 브라스 도금하는 공정 사이에, 강선의 표층을 가열하는 공정(강선 표층 가열 공정 S05)을 포함해도 된다. 표층 가열이라 함은, 필라멘트 또는 강선의 표층만을 가열하는 것이다. 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)를 사용해서 얻어지는 고강도 스틸 코드의 제조 방법은, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 꼬임선을 행하는 공정(꼬임선 가공 공정 S10)을 포함한다.

(디스케일링 공정 S01)

본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 제조 방법에 있어서는, 상술한 성분 조성을 갖는 선재를 원료로서 사용한다. 선재의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 열간 압연 선재인 것이 바람직하다. 선재의 직경은 특별히 한정되지 않지만, 약 5.5㎜ 정도인 것이 바람직하다. 이 선재의 표면에 형성된 산화 스케일을 산 세척 등의 화학 처리 또는 기계 처리에 의해 제거한다. 이러한 처리는, 디스케일링이라 칭해지고 있다. 디스케일링의 방법은 특별히 한정되지 않는다.

(조신선 공정 S02)

이어서, 산화 스케일을 제거한 선재를 조신선하여, 이에 의해 선 직경 1.0㎜ 이상 3.5㎜ 이하의 중간 강선을 형성한다(조신선 공정 S02). 조신선의 방법은 특별히 한정되지 않지만, 조신선은 건식 신선에 의해 행하여지는 것이 바람직하다. 페이턴팅 공정의 종료 후에 얻을 수 있는 강선과 페이턴팅 공정의 종료 전의 강선을 구별하기 위해서, 페이턴팅 공정의 종료 전의 강선을 중간 강선이라 칭하는 경우가 있다.

(가열 공정 S03)

이어서, 조신선 공정 S02에 있어서 얻어진 중간 강선이, 850℃ 내지 1350℃의 온도 범위 내로 가열된다(가열 공정 S03). 가열 공정 S03에 의해, 중간 강선의 조직이 오스테나이트가 되고, 이 오스테나이트는, 후술하는 페이턴팅 공정 S04에 있어서 펄라이트 변태한다. 따라서, 가열 공정 S03에 있어서 중간 강선에 생성한 오스테나이트의 상태에 따라, 페이턴팅 공정 S04 이후에 얻을 수 있는 강선 및 최종 필라멘트에 함유되는 펄라이트의 상태가 영향을 받는다.

가열 공정 S03에 있어서의 가열 온도가 850℃ 미만인 경우, 시멘타이트가 미고용인 상태에서 중간 강선 내에 잔류하고, 또한 중간 강선 내에 페라이트가 생성된다. 이 경우, 충분한 양의 오스테나이트를 얻을 수 없으므로, 계속되는 페이턴팅 공정 S04에 있어서 충분한 양의 펄라이트를 생성시킬 수 없어, 최종 필라멘트의 중심부(12)의 조직 펄라이트량이 95%를 하회한다. 한편, 가열 공정 S03에 있어서의 가열 온도가 1350℃ 초과일 경우, 오스테나이트의 입경이 조대화되고, 또한 켄칭성이 향상되므로, 최종 필라멘트의 평균 라멜라 간격 차가 2.0㎚를 초과할 우려가 있다.

오스테나이트의 조대화에 의해 평균 라멜라 간격 차가 증대하는 이유를, 도 11을 이용해서 이하에 설명한다. 도 11은, 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 재료인 강선의 모식적인 CCT선도(Continuous-Cooling-Transformation diagram : 연속 냉각 변태선도)이다. Ps로부터 Pf에 이르는 2개의 곡선은 펄라이트 변태의 개시와 종료를 나타내는 변태 곡선이다. 2개의 변태 곡선 중, 좌측의 변태 곡선은 오스테나이트 입경이 작은 중간 강선에 관한 변태 곡선이며, 우측의 변태 곡선은 오스테나이트 입경이 큰 중간 강선에 관한 변태 곡선이다. 오스테나이트 입경이 큰 쪽이, 페이턴팅 개시로부터 펄라이트 변태가 발생할 때까지의 시간이 길므로, 오스테나이트 입경이 큰 중간 강선에 관한 변태 곡선은, 우측에 위치하고 있다. CCT선도의 좌측 상단에서 우측 하단으로 신장되는 2개의 곡선은, 가열 공정 S03 후에 행하여지는 페이턴팅 공정 S04에 있어서의 중간 강선의 냉각 상태를 나타내는 곡선이다. 2개의 곡선 중, 좌측의 곡선은 중간 강선의 표층의 냉각 상태를 나타내는 곡선이며, 우측의 곡선은 중간 강선의 중심의 냉각 상태를 나타내는 곡선이다. 중간 강선의 중심은, 중간 강선의 표층보다도 냉각되기 어려우므로, 중간 강선의 중심에 관한 곡선은 우측에 위치하고 있다. 도 11 중에 기재된 T₁은, 오스테나이트 입경이 작은 중간 강선에 관한 변태 곡선과 중간 강선의 표층의 냉각 상태를 나타내는 곡선이 최초로 교차하는 온도와, 오스테나이트 입경이 작은 중간 강선에 관한 변태 곡선과 중간 강선의 중심의 냉각 상태를 나타내는 곡선이 최초로 교차하는 온도와의 차, 즉 오스테나이트 입경이 작은 중간 강선의 표층 및 중심에 있어서의 펄라이트 변태 개시 온도의 차이다. 도 11 중에 기재된 T₂는, 오스테나이트 입경이 큰 중간 강선에 관한 변태 곡선과 중간 강선의 표층의 냉각 상태를 나타내는 곡선이 최초로 교차하는 온도와, 오스테나이트 입경이 큰 중간 강선에 관한 변태 곡선과 중간 강선의 중심의 냉각 상태를 나타내는 곡선이 최초로 교차하는 온도와의 차, 즉 오스테나이트 입경이 큰 중간 강선의 표층 및 중심에 있어서의 펄라이트 변태 개시 온도의 차이다.

펄라이트 변태 개시 온도가 낮은 경우, 펄라이트의 라멜라 간격은 작아진다. 따라서, 중간 강선의 표층의 펄라이트 변태 개시 온도와, 중심의 펄라이트 변태 개시 온도와의 차가 큰 경우, 중간 강선의 표층의 평균 라멜라 간격과 중간 강선의 중심의 평균 라멜라 간격과의 차가 커진다. 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, T₂는 T₁보다도 크다. 따라서, 가열 공정 S03에 있어서 가열된 중간 강선의 오스테나이트가 조대화하고 있는 경우, 이후의 페이턴팅 공정 S04에 있어서, 중간 강선 표층과 중간 강선 중심의 평균 라멜라 간격 차가 커진다. 중간 강선에 있어서 발생한 평균 라멜라 간격 차는, 최종적으로 얻을 수 있는 필라멘트(10)의 평균 라멜라 간격 차에 영향을 미친다. 본 발명자들은, 복수회의 실험에 의해 검토한 결과, 가열 온도가 1350℃ 초과일 경우, 중간 강선의 오스테나이트 입경의 조대화에 기인하여, 필라멘트(10)의 평균 라멜라 간격 차가 2.0㎚ 이상이 될 우려가 매우 높은 것을 지견하였다. 상술한 이유에 의해, 가열 공정 S03에 있어서의 가열 온도를 850℃ 내지 1350℃로 하는 것이 필요해진다.

(페이턴팅 공정 S04)

이어서, 가열 공정 S03에 의해 가열된 중간 강선을, 가열 공정 S03의 종료 후, 용융 납욕(납욕) 내에 침지하는 페이턴팅 처리를 행한다(페이턴팅 공정 S04). 납욕의 온도는 530℃ 이상 580℃ 이하로 하고, 납욕 내에 중간 강선을 침지하는 시간을 5 내지 45초로 한다. 또한, 가열 공정 S03의 종료와 페이턴팅 공정 S04의 개시 사이의 시간은 5초 정도로 한다. 용융 납 대신에 용융염을 사용해서 페이턴팅을 행해도 된다.

페이턴팅 공정 S04에 있어서의 용융 납 온도의 규정 이유는, 이하와 같다. 납욕의 온도가 530℃ 미만인 경우, 중간 강선의 표층에 베이나이트 조직이 생성되고, 이에 의해 필라멘트(10)의 인장 강도가 저하된다. 또한, 납욕의 온도가 580℃를 초과할 경우, 필라멘트(10)의 인장 강도가 저하된다. 충분한 인장 강도를 얻기 위해서는, 납욕의 온도를 530℃ 이상 580℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

페이턴팅 공정 S04에 있어서 납욕 내에 중간 강선을 침지하는 시간의 규정 이유는, 이하와 같다. 침지 시간이 5초 미만인 경우, 펄라이트 변태가 완전히 종료되지 않아, 필라멘트(10)의 펄라이트 분율이 낮아진다. 또한, 침지 시간이 45초 이상인 경우, 펄라이트의 라멜라 중의 시멘타이트의 일부가 분단화되고, 이에 의해 필라멘트(10)의 인장 강도 저하가 일어난다.

페이턴팅 공정 S04에 있어서 납욕으로부터 취출된 강선은, 그 후 실온까지 냉각된다. 이때의 냉각 속도는 10℃/ 초과 이상이다. 강선의 냉각 속도가 10℃/ 초과 미만인 경우, 필라멘트(10)의 강도가 저하될 우려가 있다.

(브라스 도금 공정 S06)

페이턴팅 공정 S04에 있어서 페이턴팅된 강선의 표면에는, 브라스 도금이 실시된다(브라스 도금 공정 S06). 브라스 도금은, 고무와 스틸 코드의 밀착성을 높이기 위해서 형성되는 것이다.

(마무리 신선 공정 S07)

브라스 도금 공정 S06에 있어서 브라스 도금된 강선에 대하여 습식 신선을 행하고, 선 직경 0.15㎜ 이상 0.35㎜ 이하의 중간 필라멘트를 형성한다(마무리 신선 공정 S07). 또한, 모든 공정을 거쳐서 제조된 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)와, 제조 도중의 필라멘트를 구별하기 위해서, 제조 도중의 필라멘트를 중간 필라멘트라고 칭하고, 모든 공정을 거쳐서 제조된 필라멘트를 최종 필라멘트라 칭하는 경우가 있다.

(필라멘트 표층 가열 공정 S08)

그리고 마무리 신선 공정 S07을 거친 중간 필라멘트에 대하여, 주파수 50kHz 이상의 고주파 가열에 의해, 중간 필라멘트의 표면 온도를 300℃ 이상 600℃ 이하로 가열하는 표층 가열을 행한다(필라멘트 표층 가열 공정 S08). 이때, 가열을 행하는 시간을 5초 이하로 할 필요가 있다. 이 필라멘트 표층 가열 공정 S08에 있어서는, 중간 필라멘트의 표층만이 가열된다. 이에 의해, 페이턴팅 공정 S04에 있어서의 펄라이트 변태 시에 발생한 전위 및 마무리 신선 공정 S06에 있어서의 습식 신선 시에 발생한 전위 중, 중간 필라멘트의 표층 전위의 대부분이 소멸되므로, 중간 필라멘트의 중심 부근과 표층 부분에서 경도차가 발생하여, 1㎛ 이상의 두께를 갖는 연질부(11)가 형성되게 된다.

필라멘트 표층 가열 공정 S08에 있어서, 중간 필라멘트의 표층을 충분히 가열하고, 또한 중간 필라멘트의 내부 온도 상승을 가능한 한 억제할 필요가 있다. 중간 필라멘트의 내부가 과잉으로 가열된 경우, 두께 1㎛ 이상의 연질부(11)를 갖는 최종 필라멘트를 얻을 수 없게 된다. 고주파 가열에 의하면, 필라멘트의 표층만을 가열할 수 있으므로, 소정의 연질부(11)를 형성하기 위해서 가장 좋은 가열 방법은 고주파 가열이다. 고주파 가열을 행하는 경우, 중간 필라멘트에 인가하는 고주파의 주파수를 50kHz 이상으로 할 필요가 있다. 고주파 가열 시의 주파수가 50kHz 미만인 경우, 중간 필라멘트의 내부도 가열되어 버리므로, 1㎛ 이상 두께의 연질부(11)를 갖는 최종 필라멘트를 얻을 수 없다. 중간 필라멘트에 인가하는 고주파 주파수의 상한값은 특별히 제한되지 않지만, 설비 능력을 고려하면, 고주파 주파수의 상한값을 약 100kHz로 하는 것이 바람직하다. 고주파 가열은, 고주파 코일의 내부에 필라멘트를 연속적으로 통과시킴으로써 실시할 수 있으므로, 상술한 가열 속도에 더해서 생산 효율도 양호하며, 바람직하다. 또한, 고주파 가열에 의하면, 균일한 가열을 행할 수 있으므로, 고주파 가열에 의해 얻을 수 있는 연질부(11)의 깊이는 대략 일정하다.

필라멘트 표층 가열 공정 S08에 있어서, 중간 필라멘트의 표면 온도를 300℃ 이상으로 할 필요가 있다. 중간 필라멘트의 표면 온도가 300℃ 미만이었을 경우, 중간 필라멘트의 표층 전위가 충분히 제거되지 않으므로, 1㎛ 이상 두께의 연질부(11)를 형성할 수 없다. 한편, 필라멘트 표층 가열 공정 S08에 있어서 중간 필라멘트의 표면 온도를 600℃ 초과로 한 경우, 펄라이트 라멜라 중의 시멘타이트가 분단 및 구상화되어, 이에 의해 최종 필라멘트의 인장 강도가 저하된다.

또한, 필라멘트 표층 가열 공정 S08에서는, 중간 필라멘트의 내부 온도 상승을 피하기 위해서, 빠르게 가열할 필요가 있다. 따라서, 필라멘트 표층 가열 공정 S08에서의 가열 시간을 5초 이내로 할 필요가 있다. 표층 가열을 고주파 가열에 의해 행하는 경우, 가열 시간이라 함은, 중간 필라멘트가 고주파 코일을 통과하는 시간이며, 이 시간은 고주파 코일의 길이를 필라멘트의 통과 속도로 나눔으로써 구해진다. 표층 가열을 개시하는 온도를 규정할 필요는 없다. 그러나 5초 이내에 중간 필라멘트의 표면 온도를 300℃ 이상으로 하기 위해서는, 표층 가열을 개시하는 온도를 10℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

고주파 가열 대신에, 상술한 고주파 가열 조건과 동등한 조건으로 가열이 가능한 다른 수단을, 필라멘트 표층 가열 공정 S08에 적용해도 된다. 그러나 필라멘트의 열 처리를 위해서 통상 사용되는 가열로를 사용한 가열은, 상술한 가열 조건과 동등한 조건으로 가열을 행할 수 없으므로, 1㎛ 이상 0.1×r㎜ 이하 두께의 연질부(11)를 형성할 수 없다.

(냉각 공정 S09)

필라멘트 표층 가열 공정 S08에 있어서 표층만이 가열된 중간 필라멘트는, 냉각 공정 S09에 있어서 냉각된다. 이때, 도 13에 도시된 바와 같이, 필라멘트 표층 가열 공정 S08이 종료되고 나서 3.0초 이내에 중간 필라멘트의 표면 온도를 300℃ 이하로 할 필요가 있다. 바람직하게는, 필라멘트 표층 가열 공정 S08이 종료되고 나서 2.0초 이내에 중간 필라멘트의 표면 온도를 300℃ 이하로 한다. 필라멘트 표층 가열 공정 S08이 고주파 가열에 의해 행하여질 경우, 필라멘트 표층 가열 공정 S08의 종료 시점이라 함은, 중간 필라멘트가 고주파 가열 코일을 나온 시점이다. 상술한 냉각 조건이 달성되지 않은 경우, 중간 필라멘트의 내부도 연화되어 버리므로, 1㎛ 이상 0.1×rm 이하 두께의 연질부(11)를 형성할 수 없다.

냉각 공정 S09에 있어서의 냉각 수단은, 상술한 냉각 조건이 달성되는 한, 특별히 한정되지 않는다. 필라멘트 표층 가열 공정 S08에 있어서의 표면 가열 온도가 정확히 300℃ 또는 300℃를 약간 상회하는 정도이면, 공랭에 의해 상술한 냉각 조건은 달성 가능하다. 그러나 분위기 온도 등의 외란 요인에 기인하여 예기하지 않게, 필라멘트 표층 가열 공정 S08 종료 시의 중간 필라멘트의 표면 온도가 300℃를 크게 상회하고, 이에 의해 공랭에 의해 상술한 냉각 조건을 달성할 수 없는 경우가 있다. 한편, 필라멘트 표층 가열 공정 S08의 종료 후 3.0초 이내에 중간 필라멘트를 수랭함으로써, 상술한 냉각 조건을 확실하게 달성할 수 있다.

상술한 S01 내지 S08에 의해, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)(최종 필라멘트)가 제조된다. 또한, 냉각 공정 S09가 종료된 후에, 추가 열 처리를 필라멘트(10)에 행하는 것은 바람직하지 않다. 추가 열 처리에 의해 필라멘트(10)의 내부가 가열된 경우, 필라멘트(10)의 내부 경도가 저하되고, 두께가 1㎛ 이상 0.1×r㎜ 이하인 연질부(11)가 상실될 우려가 있기 때문이다.

이하에, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)를 사용해서 스틸 코드를 작성하는 방법을 예시한다. 그러나 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)를 가공하는 방법은, 이하에 예시되는 방법에 한정되지 않는다.

(꼬임선 가공 공정 S10)

본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)를 사용해서 스틸 코드를 작성하는 방법에서는, 복수의 필라멘트(10)에 꼬임선 가공을 행한다(꼬임선 가공 공정 S10). 이에 의해, 꼬임선 구조가 된 고강도 스틸 코드가 제조되게 된다.

이상, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10), 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 제조 방법 및 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)를 사용해서 스틸 코드를작성하는 방법에 대해서 설명하였다. 이상과 같은 구성이 된 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)는 연질부(11)와 중심부(12)를 갖고, 연질부(11)는 중심부(12)에 비하여 비커스 경도가 낮고, 연질부(11)의 비커스 경도와 필라멘트의 직경 r의 1/4 깊이 개소의 비커스 경도와의 차가 Hv50 이상으로 되어 있다. 연질부(11)에 있어서는 연성이 향상되고 있으며, 중심부(12)에서는 인장 강도가 높게 유지되고 있다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에서는, 꼬임선 가공 공정 S10에 있어서, 깨짐 등의 결함이 발생하는 것이 억제되고 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에는, 꼬임선 가공 공정 S10에 있어서, 꼬임선 가공을 양호하게 행할 수 있으므로, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)를 사용함으로써 꼬임 결함이 억제된 고품질의 고강도 스틸 코드를 제조할 수 있게 된다. 한편, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)는 높은 인장 강도를 갖고 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 성분 조성이, 질량%로, C : 0.70% 이상 1.20% 이하, Si : 0.15% 이상 0.60% 이하, Mn : 0.10% 이상 1.00% 이하, N : 0.0010% 이상 0.0050% 이하, Al : 0% 이상 0.010% 이하, Ti : 0% 이상 0.10% 이하, Cr : 0% 이상 0.50% 이하, Co : 0% 이상 0.50% 이하, V : 0% 이상 0.50% 이하, Cu : 0% 이상 0.20% 이하, Nb : 0% 이상 0.100% 이하, Mo : 0% 이상 0.20% 이하, W : 0% 이상 0.200% 이하, B : 0% 이상 0.0030% 이하, REM : 0% 이상 0.0050% 이하, Ca : 0% 이상 0.0050% 이하, Mg : 0% 이상 0.0050% 이하, 및 Zr : 0% 이상 0.0100% 이하를 포함하고, 잔량부가 Fe 및 불순물로 되어 있고, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 중심부(12)의 조직이, 펄라이트를 면적%로 95% 이상 100% 이하의 비율로 함유하고 있다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 중심부(12)에 있어서는, 인장 강도가 충분히 높게 유지되고 있으며, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)를 사용해서 제조된 스틸 코드도, 높은 인장 강도를 가질 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에서는, 연질부(11)의 두께 t가, 1㎛≤t≤0.1×r㎜의 범위 내로 되어 있으므로, 필라멘트(10)의 가공성을 충분히 확보할 수 있고, 꼬임선 가공 공정 S10에 있어서, 깨짐 등의 결함이 발생하는 것을 억제할 수 있음과 함께, 이 필라멘트(10)의 강도를 충분히 확보할 수 있다.

본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 제조 방법은, 마무리 신선 공정 S07에 의해 얻어진 중간 필라멘트에, 예를 들어 주파수 50kHz 이상의 고주파 가열을 행함으로써, 중간 필라멘트의 표면 온도를 300℃ 이상으로 가열하는 필라멘트 표층 가열 공정 S08을 갖고 있다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 제조 방법에 의하면, 필라멘트의 내부와 표층 사이에 온도 차를 발생시키고, 경도 및 라멜라 간격이 서로 다른 연질부(11) 및 중심부(12)를 형성할 수 있게 된다.

이상, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다. 예를 들어, 연질부의 두께는, 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 선재의 선 직경 및 필라멘트의 선 직경 등에 대해서는, 본 실시 형태에 한정되지 않고, 적절히 변경해도 된다. 또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 필라멘트(10)의 제조 방법은, 페이턴팅 공정 S04와 브라스 도금 공정 S06 사이에, 50kHz 이상의 고주파 가열에 의해 강선의 표층 온도를 500℃ 이상으로 가열하는 강선 표층 가열 공정 S05를 구비하고 있어도 된다. 이 강선 표층 가열 공정 S05에 의해, 강선의 중심 부근과 표층 부분에서 온도 차를 발생시키고, 경도 및 라멜라 간격이 서로 다른 표층부 및 중심부를 형성할 수 있게 된다. 그리고 이 강선에 대하여, 또한 신선 가공(마무리 신선 공정 S07)을 행한 경우에는, 도 14에 도시한 바와 같이, 표층부와 중심부의 경도의 차가 더욱 커진다.

실시예

이하에, 본 발명의 효과를 확인하기 위해 행한 확인 실험의 결과에 대해서 설명한다.

표 1-1, 표 1-2, 표 2-1 및 표 2-2에 나타내는 성분 조성을 갖는 필라멘트를 제작하였다. 실시예 1 내지 실시예 25의 필라멘트 및 비교예 26 내지 비교예 46의 필라멘트 성분 조성에 함유되는 P 및 S의 양은, 불순물이라 간주할 수 있는 수준이었다.

실시예 1 내지 실시예 25의 필라멘트 및 비교예 26 내지 36의 필라멘트는, 상술한 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 제조 방법에 의해 제작하였다.

비교예 37의 필라멘트는, 필라멘트 표층 가열 공정 S08이 생략되어 있는 것을 제외하고, 상술한 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 제조 방법에 준거한 제조 방법에 의해 제작하였다.

비교예 38의 필라멘트는, 가열 공정 S03에 있어서의 가열 온도가 1380℃인(즉 1350℃ 초과인) 것을 제외하고, 상술한 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 제조 방법에 준거한 제조 방법에 의해 제작하였다.

비교예 39의 필라멘트는, 가열 공정 S03에 있어서의 가열 온도가 830℃인(즉 850℃ 미만인) 것을 제외하고, 상술한 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 제조 방법에 준거한 제조 방법에 의해 제작하였다.

비교예 40의 필라멘트는, 페이턴팅 공정 S04에 있어서의 납욕 중에의 침지 시간이 4초인(즉 5초 미만인) 것을 제외하고, 상술한 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 제조 방법에 준거한 제조 방법에 의해 제작하였다.

비교예 41의 필라멘트는, 페이턴팅 공정 S04에 있어서의 납욕 중에의 침지 시간이 50초인(즉 45초 초과인) 것을 제외하고, 상술한 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 제조 방법에 준거한 제조 방법에 의해 제작하였다.

비교예 42의 필라멘트는, 페이턴팅 공정 S04에 있어서의 납욕 중에의 침지 후의 냉각 속도가 8℃/초인(즉 10℃/초 미만인) 것을 제외하고, 상술한 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 제조 방법에 준거한 제조 방법에 의해 제작하였다.

비교예 43의 필라멘트는, 필라멘트 표층 가열 공정 S08에 있어서 행하여지는 고주파 가열의 주파수가 30kHz인(즉 50kHz 미만인) 것을 제외하고, 상술한 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 제조 방법에 준거한 제조 방법에 의해 제작하였다.

비교예 44의 필라멘트는, 필라멘트 표층 가열 공정 S08에 있어서의 표층 가열 온도가 280℃인(즉 300℃ 미만인) 것을 제외하고, 상술한 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 제조 방법에 준거한 제조 방법에 의해 제작하였다.

비교예 45의 필라멘트는, 표층 가열 공정 S05에 있어서의 표층 가열 온도가 620℃인(즉 600℃ 초과인) 것을 제외하고, 상술한 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 제조 방법에 준거한 제조 방법에 의해 제작하였다.

비교예 46의 필라멘트는, 냉각 공정 S06에 있어서의 표층 온도가 500℃ 이하가 될 때까지의 시간이 4초인(즉 3초 초과인) 것을 제외하고, 상술한 본 실시 형태에 관한 필라멘트의 제조 방법에 준거한 제조 방법에 의해 제작하였다.

이렇게 해서 얻어진 필라멘트 1 내지 필라멘트 46의 펄라이트량, 선 직경 r, 연질부 두께, 표층 경도, 중심부 경도, 표층부 평균 라멜라 간격, 중심부 평균 라멜라 간격, 평균 라멜라 간격 차, 디라미네이션 발생의 유무 및 인장 강도 TS를 평가하였다.

필라멘트 중심부의 펄라이트량은, 필라멘트의 C 단면의 중심과, 필라멘트의 C 단면의 1/4 깊이에 있어서의, 필라멘트 중심에 관해서 45도마다 배치된 8개소에 있어서의 펄라이트량의 평균값으로 하였다. 각 측정 개소에 있어서의 펄라이트량은, 필라멘트의, 펄라이트 조직을 현출시킨 C 단면의 광학 현미경 사진 또는 SEM 사진에 기초해서 구하였다.

연질부 두께는, 필라멘트의 경도를 측정함으로써 얻을 수 있는, 필라멘트의 깊이 방향의 경도 분포에 기초해서 구하였다. 필라멘트를 신선 방향에 대하여 30°의 각도로 절단함으로써 얻을 수 있는 타원형 단면을 적절히 제조하고, 타원형 단면의 장축 방향 종단부와 중심 사이에서 연속적으로 경도 측정을 행함으로써, 도 2에 도시된 바와 같은, 필라멘트의 깊이와 경도의 관계를 나타내는 그래프를 얻었다. 이 그래프로부터, 필라멘트의 선 직경 r의 1/4 깊이에 있어서의 비커스 경도보다도 Hv50 이상 낮은 영역의 두께를 구하였다. 경도 측정의 깊이 간격은 1㎛로 하였다.

표층 경도는, 필라멘트의 표면으로부터 2㎛ 깊이의 개소이며, 필라멘트 중심에 관하여 45도마다 배치된 8개소에 있어서의 비커스 경도의 평균값으로 하였다.

중심부 경도는, 필라멘트의 표면으로부터 필라멘트의 선 직경 r의 1/4 깊이의 개소이며, 필라멘트의 중심에 관하여 45도마다 배치된 8개소와, 필라멘트 중심에 있어서의 비커스 경도의 평균값으로 하였다.

표층부 평균 라멜라 간격(표층 라멜라 간격)은, 이하에 설명하는 순서에 의해 구하였다. 먼저, 필라멘트의 L 단면으로부터, 100㎛ 두께의 박막 시료(L 단면 박막 시료)를 작성하였다. 이어서, 이 L 단면 박막 시료의 표층부 및 선 직경 r의 1/4 깊이의 개소로부터, FIB(Forcused Ion Beam) 장치를 사용하여, 50㎛×30㎛×1㎛의 샘플을 잘라냈다. 이들의 잘라낸 샘플을 투과형 전자 현미경용의 샘플 폴더에 전해 접착하고, 필라멘트의 표면으로부터 깊이 1㎛까지를 포함하는 영역의 전자 현미경 사진을 촬영하였다. 그리고 이 사진으로부터, 도 8에 나타내는 표층 평균 라멜라 간격 측정 영역을 잘라냈다. 이어서, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 표층 평균 라멜라 간격 측정 영역에 포함되는 복수의 펄라이트 중 가장 라멜라 간격이 작은 펄라이트를 선택하고, 이 펄라이트에 포함되는 페라이트상의 층 및 시멘타이트상의 층에 직교하는 길이 0.2㎛의 선분을 긋고, 이 선분과 교차하는 시멘타이트상의 층 수를 세고, 선분의 길이(0.2㎛)를 시멘타이트상의 층 수로 나눔으로써, 표층 평균 라멜라 간격 측정 영역에 관한 라멜라 간격을 구하였다. 8개의 표층 평균 라멜라 간격 측정 영역 각각에 관한 라멜라 간격을 구하고, 이들 라멜라 간격을 평균함으로써, 필라멘트의 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 펄라이트의 평균 라멜라 간격을 얻었다.

중심부 평균 라멜라 간격(중심부 라멜라 간격)은, 이하에 설명하는 순서에 의해 구하였다. 상술한, 필라멘트 표층부의 평균 라멜라 간격의 측정 방법과 마찬가지로, 필라멘트의 L 단면을 제조하고, 필라멘트의 중심축을 포함하는 영역의 전자 현미경 사진 및 선 직경 r의 1/4 깊이의 개소를 포함하는 영역의 전자 현미경 사진을 촬영하였다. 계속해서, 종횡 1㎛의 정사각형인 12개소의 중심 평균 라멜라 간격 측정 영역에 관한 라멜라 간격을 구하였다. 12개소의 중심 평균 라멜라 간격 측정 영역 중 4개소는, 그 대향하는 변의 중점끼리를 연결하는 선분 중 한쪽이, 필라멘트의 중심축과 일치하고 있었다. 12개소의 중심 평균 라멜라 간격 측정 영역 중 8개소는, 그 대향하는 변의 중점끼리를 연결하는 선분 중 한쪽이, 필라멘트의 표면으로부터 선 직경 r의 1/4 깊이의 영역과 일치하고 있었다. 12개소의 중심 평균 라멜라 간격 측정 영역 각각에 관한 라멜라 간격을 구하고, 이들 라멜라 간격을 평균함으로써, 필라멘트의 중심 평균 라멜라 간격을 얻었다.

디라미네이션의 발생 유무는, 필라멘트에 꼬임 시험을 행함으로써 판정하였다. 디라미네이션이 발생하고 있는 필라멘트에 꼬임 시험을 행한 경우, 꼬임 파단에 의해 발생하는 파면이 전단파면이 아닌 세로 균열을 따른 파면이 되므로, 꼬임 파단한 필라멘트의 파단 형상을 육안으로 검사함으로써, 디라미네이션의 유무를 판정할 수 있다.

인장 강도 TS는, JIS Z 2241「금속 재료의 인장 시험 방법」에 준거한 인장 시험에 의해 구하였다.

평가 결과를 표 1-3 및 표 2-3에 나타낸다.

[표 1-1]

기호「---」는, 그 기호에 대응하는 원소가 함유되어 있지 않은(또는 불순물로서 함유되어 있는) 것을 나타낸다. 각 필라멘트의 성분 조성의 잔량부는 철 및 불순물이다.

[표 1-2]

[표 1-3]

[표 2-1]

[표 2-2]

[표 2-3]

C 함유량이 부족한 비교예 26의 펄라이트 분율은, 95 면적% 미만이었다. 이에 의해, 비교예 26의 인장 강도는 3200MPa보다도 낮아졌다.

Si 함유량이 부족한 비교예 28의 인장 강도는, 3200MPa보다도 낮아졌다.

C 함유량이 과잉이었던 비교예 27 및 Si 함유량이 과잉이었던 비교예 29에는, 가공성의 저하에 의해, 디라미네이션이 발생하였다.

Mn 함유량이 부족한 비교예 30에는, 탈산 및 S의 고정이 충분히 행하여지지 않았으므로, 디라미네이션이 발생하였다.

Mn 함유량이 과잉이었던 비교예 31에는, 가공성의 저하에 의해, 디라미네이션이 발생하였다.

Mo 함유량이 과잉이었던 비교예 32에는, Mo 탄화물의 석출에 의한 신선 가공성의 저하가 발생했으므로, 디라미네이션이 발생하였다.

Al 함유량이 과잉이었던 비교예 33에는, 필라멘트의 연성 열화 및 신선성 열화를 일으키는 알루미나계 개재물의 발생에 의해, 디라미네이션이 발생하였다.

B 함유량이 과잉이었던 비교예 34에는, 필라멘트의 연성 저하를 야기하는 조대한 Fe₂₃(CB)₆의 발생에 의해, 디라미네이션이 발생하였다.

N 함유량이 과잉이었던 비교예 35에는, 연성의 저하가 발생했으므로, 디라미네이션이 발생하였다.

Cr 및 Mo 함유량이 과잉이었던 비교예 36에는, 상부 베이나이트, 또는 마르텐사이트가 많이 생성되고, 펄라이트 분율이 저하되어서 신선 가공성의 저하가 발생하였으므로, 디라미네이션이 발생하였다.

표층 가열이 행하여지지 않은 비교예 37은, 연질부가 형성되지 않았으므로, 가공성이 저하되어서 디라미네이션이 발생하였다.

페이턴팅 전의 가열 온도가 과잉이었던 비교예 38은, 평균 라멜라 간격 차가 과잉이었으므로, 디라미네이션이 발생하였다.

페이턴팅 전의 가열 온도가 부족한 비교예 39는, 펄라이트의 양이 저하되어서 신선 가공성의 저하가 발생했으므로, 디라미네이션이 발생하였다.

페이턴팅에 있어서의 납욕 중에의 침지 시간이 부족한 비교예 40의 필라멘트는, 펄라이트 분율이 저하되어서 디라미네이션이 발생하였다.

페이턴팅에 있어서의 납욕 중에의 침지 시간이 과잉이었던 비교예 41의 필라멘트는, 펄라이트 중의 시멘타이트가 분단화되어서 펄라이트량이 부족하고, 이에 의해 신선 가공성 및 인장 강도가 저하되었다.

페이턴팅에 있어서의 납욕 중에의 침지 후의 냉각 속도가 부족한 비교예 42의 필라멘트는, 인장 강도가 저하되었다.

표층 가열에 있어서 행하여지는 고주파 가열의 주파수가 부족한 비교예 43의 필라멘트는, 필라멘트의 내부까지 가열이 행해짐으로써 연질부 두께가 부족했으므로, 디라미네이션이 발생하였다.

표층 가열에 있어서의 표층 가열 온도가 부족한 비교예 44의 필라멘트는, 표층의 경도가 저하되지 않고 연질부 두께가 부족했으므로, 디라미네이션이 발생하였다.

표층 가열에 있어서의 표층 가열 온도가 과잉이었던 비교예 45의 필라멘트는, 필라멘트의 내부까지 가열이 행해짐으로써 펄라이트 중의 시멘타이트가 분단되어 펄라이트량이 부족했으므로, 인장 강도 및 인장 강도가 저하되었다.

표층 가열 후의 냉각에 있어서의, 표층 온도가 500℃ 이하가 될 때까지의 시간이 과잉이었던 비교예 46의 필라멘트는, 연질부 깊이가 과잉이 되었으므로, 인장 강도가 부족하였다.

이에 반해, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 25에 있어서는, 인장 강도가 3700MPa 이상으로 높고, 또한 디라미네이션이 확인되지 않았다.

이상으로부터, 본 발명에 따르면, 강도가 높고, 또한 가공성이 우수하고, 고강도의 스틸 코드를 안정되게 제조할 수 있는 필라멘트를 제공 가능한 것이 확인되었다.

본 발명에 따르면, 강도가 높고, 또한 가공성이 우수한 필라멘트를 제공할 수 있다. 이러한 필라멘트는, 고강도의 스틸 코드를 높은 수율로 제조하기 위해서 적합하다. 고강도의 스틸 코드는, 자동차용 타이어를 경량화함으로써 자동차의 저연비화를 추진하기 위해 매우 유익하므로, 본 발명에 의한 필라멘트는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

10 : 필라멘트
11 : 연질부
12 : 중심부
13 : 압흔
14 : 표층 평균 라멜라 간격 측정 영역
15 : 중심 평균 라멜라 간격 측정 영역
16 : 타원형 단면
17 : 타원형 단면의 장축 방향 종단부
18 : 타원형 단면의 중심
19 : 필라멘트의 선 직경 r의 1/4 깊이의 개소
20 : 펄라이트
21 : 페라이트상의 층
22 : 시멘타이트상의 층
23 : 선분

Claims

필라멘트이며,
성분 조성이, 질량%로,
C : 0.70% 이상 1.20% 이하,
Si : 0.15% 이상 0.60% 이하,
Mn : 0.10% 이상 1.00% 이하,
N : 0.0010% 이상 0.0050% 이하,
Al : 0% 이상 0.010% 이하,
Ti : 0% 이상 0.10% 이하,
Cr : 0% 이상 0.50% 이하,
Co : 0% 이상 0.50% 이하,
V : 0% 이상 0.50% 이하,
Cu : 0% 이상 0.20% 이하,
Nb : 0% 이상 0.100% 이하,
Mo : 0% 이상 0.20% 이하,
W : 0% 이상 0.200% 이하,
B : 0% 이상 0.0030% 이하,
REM : 0% 이상 0.0050% 이하,
Ca : 0% 이상 0.0050% 이하,
Mg : 0% 이상 0.0050% 이하, 및
Zr : 0% 이상 0.0100% 이하를 포함하고,
잔량부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,
상기 필라멘트의 선 직경 r이 0.15㎜ 이상 0.35㎜ 이하이며,
상기 필라멘트의 외주를 따라서 연질부가 형성되어 있고, 상기 연질부의 비커스 경도는, 상기 필라멘트의 상기 선 직경 r의 1/4 깊이에 있어서의 상기 비커스 경도보다도 Hv50 이상 낮으며, 상기 연질부의 두께가, 1㎛ 이상 0.1×r㎜ 이하이며,
상기 연질부 이외의 상기 필라멘트의 조직은, 펄라이트를 면적%로 95% 이상 100% 이하의 비율로 함유하고 있으며,
상기 필라멘트 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 상기 펄라이트의 평균 라멜라 간격은, 상기 필라멘트 중심의 상기 펄라이트의 상기 평균 라멜라 간격보다도 작고, 상기 필라멘트의 상기 표면으로부터 깊이 1㎛까지의 상기 펄라이트의 상기 평균 라멜라 간격과 상기 필라멘트의 상기 중심의 상기 펄라이트의 상기 평균 라멜라 간격과의 차가 2.0㎚ 이하이며, 또한
인장 강도가 3200MPa 이상인 것을 특징으로 하는, 필라멘트.
제1항에 있어서, 상기 연질부의 두께가, 2㎛ 이상 0.08×r㎜ 이하인 것을 특징으로 하는, 필라멘트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필라멘트의 상기 표면으로부터 깊이 1㎛의 상기 개소까지의 상기 평균 라멜라 간격과 상기 필라멘트의 상기 중심의 상기 평균 라멜라 간격과의 차가 1.7㎚ 이하인 것을 특징으로 하는, 필라멘트.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성분 조성이, 질량%로,
Ti : 0.005% 이상 0.10% 이하,
Cr : 0% 초과 0.50% 이하,
Co : 0% 초과 0.50% 이하,
V : 0% 초과 0.50% 이하,
Cu : 0% 초과 0.20% 이하,
Nb : 0% 초과 0.100% 이하,
Mo : 0% 초과 0.20% 이하,
W : 0% 초과 0.20% 이하,
B : 0% 초과 0.0030% 이하,
REM : 0% 초과 0.0050% 이하,
Ca : 0.0005% 초과 0.0050% 이하,
Mg : 0.0005% 초과 0.0050% 이하, 및
Zr : 0.0005% 초과 0.0100% 이하 중 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 필라멘트.