KR20190045309A - 강선 및 피복 강선 - Google Patents

Abstract

이 강선은, 화학 조성이, 질량％로, C: 0.40∼1.10％, Si: 0.005∼0.350％, Mn: 0.05∼0.90％, Cr: 0∼0.70％, Al: 0∼0.070％, Ti: 0∼0.050％, V: 0∼0.10％, Nb: 0∼0.050％, Mo: 0∼0.20％, B: 0∼0.0030％를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 단면 내의 금속 조직이, 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직을 80면적％ 이상 포함하고, 상기 라멜라 시멘타이트끼리의 간격인 평균 라멜라 간격이 28∼80㎚이고, 상기 라멜라 시멘타이트의 평균 길이가 22.0㎛ 이하이고, 상기 펄라이트 조직 중, 상기 강선의 길이 방향에 대한 기울기가 15° 이내가 되는 상기 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직이 40면적％ 이상이고, 상기 길이 방향에 대한 페라이트의 {110}면의 집적도가 2.0∼8.0의 범위이고, 1.4㎜ 이상의 직경을 갖는다.

Description

강선 및 피복 강선

본 발명은, 강선 및 피복 강선에 관한 것이다.

본 발명은, 특히 송전선에 적합하게 사용되는 도전성 및 강도가 우수한 강선 및 그 강선의 표면에 피복층이 형성된 피복 강선에 관한 것이다.

종래, 전력을 보내는 송전선으로서, 강선으로 이루어지는 코어부(강심)의 주위에 알루미늄선을 꼬아 합친 강심 알루미늄 연선(Aluminum Conductor Steel-Reinforced cable, 이하 「ACSR」)이 사용되고 있다. 이 ACSR의 코어부에 사용되는 강선은, 알루미늄 와이어의 텐션 멤버로서의 역할이 강하다. 강심 알루미늄 연선의 코어부가 되는 강선에는, 신선한 펄라이트 강에 아연 도금을 실시한 아연 도금 강선이나, 와이어의 내식성을 향상시키기 위해 표층으로서 알루미늄을 실시한 알루미늄 클래드선재를 신선한 알루미늄 클래드 강선이 사용되고 있다.

송전선으로서 사용되는 ACSR에는, 강도가 있고, 송전 효율이 높을 것이 요구된다. 이러한 요구에 대해, ACSR의 송전 효율 향상에 대해서는, 코어부를 경량화하여 그만큼 알루미늄 단면적을 증가시키는 것, 코어부가 되는 강선 자체의 전기 저항을 저감시키는 것 등이 검토되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에서는, 코어부의 경량화를 목적으로 하여, 코어부를 강선이 아닌 탄소 섬유와 알루미늄 또는 알루미늄 합금과의 복합 선재로 함으로써 송전선의 비중을 경량화시키는 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에서는, 강선 자체의 전기 저항의 저감을 목적으로 하여, 강선 중의 C, Si 및 Mn의 함유량을 필요 최소한으로 제한하는 방법이 개시되어 있다.

그러나 특허문헌 1에서 개시된 기술은, 강에 비해 단가가 높은 탄소 섬유를 사용하고 있기 때문에, 비용이 높다. 또한, 특허문헌 2에서 개시된 기술은, 합금 원소의 함유량을 저하시키고 있으므로, 강선이 텐션 멤버로서의 강도를 확보하기가 어렵다.

또한, 비특허문헌 1에는, 0.92％라고 하는 고탄소 함유량의 5.5㎜ 직경의 선재를 일단 1.75㎜ 직경까지 신선하고, 다시 파텐팅을 행한 후에 0.26㎜ 직경의 극세까지 크게 냉간 신선 가공함으로써, 진변형이 1.5 정도인 조건을 피크로 하여 도전성이 향상되는 것이 보고되어 있다.

그러나 이러한 극세의 강선으로 가공하고, 또한 극세의 강선(코어부)의 주위에 아연 등의 도금을 실시하거나, 이러한 극세의 강선의 주위에 알루미늄선을 꼬아 합쳐 송전선을 제조하는 것은 매우 곤란한 데다가, 비용이 대폭 상승해 버린다.

일본 특허 공개 제2001-176333호 공보 일본 특허 공개 제2003-226938호 공보

Materials Science & Engineering A 644 (2015) 105-113, A. Lamontagne et al., "Comparative study and quantification of cementite decomposition in heavily drawn pearlitic steel wires"

본 발명은, 상기 사정에 착안하여 이루어졌다. 본 발명은, 송전선 용도에 적합한 선 직경을 갖고, 도전성 및 인장 강도가 우수한 강선 및 이 강선과 강선을 피복하는 피복층을 갖는 피복 강선을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 강재의 화학 성분 및 조직의 형태와 도전성의 관계에 대해 검토를 행하였다. 그 결과, 화학 성분과 시멘타이트의 형태를 제어함으로써, 강선의 소재가 되는 선재에 있어서 도전성이 향상되는 것을 지견하였다. 본 발명자들은, 페라이트 및 시멘타이트의 형태에 착안하여 검토를 더욱 거듭한 결과, 선재에 변형을 부여하여 페라이트 및 시멘타이트의 배향을 변화시킴으로써, 도전성이 더욱 향상되는 것을 지견하였다. 또한, 본 발명자들은, 압연 후의 냉각 공정 및 신선 공정의 조건을 고안함으로써, 우수한 도전성 및 인장 강도 외에도, 송전선 용도에 적합한 선 직경을 갖는 강선이 얻어지는 것을 알아냈다.

즉, 본 발명자들은, 열간 압연 후에 특정 조건에서 냉각 공정을 행하고, 화학 성분과 조직을 제어하여 도전성을 높인 선재에 비해, 특정 조건에서 신선 가공을 행함으로써, 송전선 용도에 적합한 선 직경을 갖고, 도전성이 우수하고, 또한 인장 강도가 높은 강선이 얻어지는 것을 지견하였다.

본 발명은, 상기 지견에 기초하여 이루어진 것이며, 그 요지는 다음과 같다.

(1) 본 발명의 일 양태에 관한 강선은, 강선이며, 화학 조성이, 질량％로, C: 0.40∼1.10％, Si: 0.005∼0.350％, Mn: 0.05∼0.90％, Cr: 0∼0.70％, Al: 0∼0.070％, Ti: 0∼0.050％, V: 0∼0.10％, Nb: 0∼0.050％, Mo: 0∼0.20％, B: 0∼0.0030％를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지고, 단면 내의 금속 조직이, 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직을 80면적％ 이상 포함하고, 상기 라멜라 시멘타이트끼리의 간격인 평균 라멜라 간격이 28∼80㎚이고, 상기 라멜라 시멘타이트의 평균 길이가 22.0㎛ 이하이고, 상기 펄라이트 조직 중, 상기 강선의 길이 방향에 대한 기울기가 15° 이내가 되는 상기 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직이, 40면적％ 이상이고, X선 회절법에 의해 얻어지는, 상기 길이 방향에 대한 페라이트의 {110}면의 집적도가, 2.0∼8.0의 범위이고, 1.4㎜ 이상의 직경을 갖는다.

(2) 상기 (1)에 기재된 강선은, 화학 조성이, 질량％로, Cr: 0.01∼0.70％, Al: 0.001∼0.070％, Ti: 0.002∼0.050％, V: 0.002∼0.10％, Nb: 0.002∼0.050％, Mo: 0.02∼0.20％, B: 0.0003∼0.0030％로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유해도 된다.

(3) 본 발명의 다른 양태에 관한 피복 강선은, 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 강선과, 상기 강선을 피복하는 금속 피복층을 구비한다.

(4) 상기 (3)에 기재된 피복 강선은, 상기 금속 피복층이, 아연, 아연 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합금 중 어느 1종 이상을 포함해도 된다.

본 발명의 상기 양태에 따르면, 송전선 용도에 적합한 선 직경을 갖고, 도전성 및 인장 강도가 우수한 강선, 그리고 이 강선과 강선을 피복하는 피복층을 갖는 피복 강선을 제공할 수 있다.

본 발명의 상기 양태에 관한 강선 및 피복 강선은, 코어재가 되는 강선의 선 직경이 굵고, 도전성 및 인장 강도가 우수하므로, 송전선의 용도에 적합하게 사용할 수 있다.

도 1은 강선의 길이 방향과 평행한 단면(L 단면)을 나타내는 도면이며, 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직 중의, 라멜라 시멘타이트의 평균 길이의 측정 방법을 설명하는 모식도이다.
도 2a는 강선의 길이 방향에 대한 기울기(각도 차)가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직의 면적률의 측정 방법을 설명하는 도면이며, 기울기가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트의 일례를 나타내는 사진이다.
도 2b는 강선의 길이 방향에 대한 기울기(각도 차)가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직의 면적률 측정 방법을 설명하는 도면이며, 기울기가 15° 이내가 아닌 라멜라 시멘타이트의 일례를 나타내는 사진이다.
도 3a는 강선의 L 단면을 나타내는 도면이며, TD 방향, RD 방향을 나타내는 모식도이다.
도 3b는 강선의 L 단면을 나타내는 도면이며, 페라이트의 집적도의 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.

본 발명의 일 실시 형태에 관한 강선(본 실시 형태에 관한 강선) 및 본 발명의 일 실시 형태에 관한 피복 강선(본 실시 형태에 관한 피복 강선)에 대해, 이하에 설명한다.

본 실시 형태에 관한 강선은, 이하에 설명하는 강 성분(화학 조성)을 갖고, 또한 금속 조직 중에 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직(이하, 단순히 「펄라이트 조직」이라고 기재하는 경우가 있음)을 포함하고 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 강선에서는, 펄라이트 조직 중에 포함되는 라멜라 시멘타이트의 평균 라멜라 간격이 28∼80㎚이고, 라멜라 시멘타이트의 평균 길이가 22.0㎛ 이하이고, 펄라이트 조직 중, 강선의 길이 방향에 대한 기울기가 15° 이내가 되는 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직이 40면적％ 이상이고, X선 회절법에 의해 얻어지는, 길이 방향에 대한 페라이트의 {110}면의 집적도가, 2.0∼8.0의 범위이다. 또한, 본 실시 형태에 관한 강선은, 1.4㎜ 이상의 직경을 갖는다.

먼저, 본 실시 형태에 관한 강선의 화학 조성에 대해 설명한다. 이하, 각 원소의 함유량의 단위는, 특별히 정함이 없는 한 질량％이다.

(C: 0.40∼1.10％)

C는 강 중의 펄라이트 분율을 증가시킴과 함께, 펄라이트 조직 중의 라멜라 간격을 미세화시키는 효과를 갖는다. 라멜라 간격이 미세화되면, 강도가 향상된다. C 함유량이 0.40％ 미만이면, 펄라이트 조직을 80면적％ 이상 확보하는 것이 곤란해진다. 이 경우, 강선의 강도를 충분히 확보할 수 없게 된다. 그 때문에, C 함유량을 0.40％ 이상으로 한다. C 함유량은 바람직하게는 0.60％ 이상이다. 한편, C 함유량이 1.10％를 초과하면 강선의 도전성이 저하되는 데다가, 초석 시멘타이트양이 증가함으로써 연성이 저하된다. 따라서 C 함유량을 1.10％ 이하로 한다. C 함유량은 1.05％ 이하가 바람직하고, 1.00％ 이하가 보다 바람직하고, 0.95％ 이하가 더욱 바람직하다.

(Si: 0.005∼0.350％)

Si는, 고용 강화에 의해 강의 강도를 높이는 데 유효한 성분이며, 또한 탈산제로서도 필요한 성분이다. Si 함유량이 0.005％ 미만이면 이들 효과가 충분히 얻어지지 않으므로, Si 함유량을 0.005％ 이상으로 한다. ?칭성을 더 높여, 열처리를 용이하게 하기 위해서는, Si 함유량을 0.010％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.020％ 이상으로 하는 것이 더 바람직하다. 한편, Si는 펄라이트 조직 중에 있어서, 페라이트 중에 분배되면 전기 저항률을 증대시키는 원소이다. Si 함유량이 0.350％를 초과하면 전기 저항률이 현저하게 증대되므로, Si 함유량을 0.350％ 이하로 한다. 더 낮은 전기 저항률(즉, 높은 도전성)을 얻기 위해서는, Si 함유량을 0.250％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.150％ 이하로 하는 것이 더 바람직하다.

또한, 강선에 아연 도금 또는 아연 합금 도금을 형성하는 경우, Si 함유량이 적으면, 도금 시의 합금층의 성장이 조장되어, 강선의 피로 특성이 저하된다. 따라서, 강선에 아연 도금 또는 아연 합금 도금이 행해져 사용되는 것을 전제로 하는 경우, Si 함유량을 0.050％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

(Mn: 0.05∼0.90％)

Mn은 탈산 원소인 동시에, 강 중의 S를 MnS로서 고정하여 열간 취성을 방지하는 작용을 갖는 원소이다. 또한, Mn은, ?칭성을 향상시키고, 파텐팅 시에 페라이트 조직 분율을 저감시킴과 함께 강도의 향상에 기여하는 원소이다. 그러나 Mn 함유량이 0.05％ 미만이면 상기 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 그 때문에, Mn 함유량을 0.05％ 이상으로 한다. 한편, Mn 함유량이 과잉이 되면, 강의 도전성이 저하된다. 따라서, Mn 함유량을 0.90％ 이하로 한다. 도전성을 더 높이기 위해서는, Mn 함유량은, 바람직하게는 0.75％ 이하, 더 바람직하게는 0.60％ 이하이다.

본 실시 형태에 관한 강선은, 상기 원소를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 것을 기본으로 한다. 본 실시 형태에 관한 강선에 있어서는, 불순물 중, 특히 N, P, S의 함유량을 하기와 같이 제한하는 것이 바람직하다. 불순물에 대해서는, 그 함유량이 적은 편이 바람직하므로, 0％여도 된다. 불순물이라 함은, 원료 등으로부터, 또는 강의 제조 공정으로부터 불가피적으로 혼입되는 원소이다.

(N: 0.0100％ 이하)

N은, 냉간 가공 시의 변형 시효에 의해 연성을 저하시킴과 함께 도전성도 저하시키는 원소이다. 특히, N 함유량이 0.0100％를 초과하면, 연성, 도전성의 저하가 현저하므로, N 함유량을 0.0100％ 이하로 제한하는 것이 바람직하다. N 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0080％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0050％ 이하이다.

(P: 0.030％ 이하)

P는, 페라이트의 고용 강화에 기여하기는 하지만, 연성을 대폭 저하시키는 원소이다. 특히, P 함유량이 0.030％를 초과하면, 선재로부터 강선으로 신선 가공할 때의 신선 가공성의 저하가 현저해진다. 따라서, P 함유량을 0.030％ 이하로 제한하는 것이 바람직하다. P 함유량은, 보다 바람직하게는 0.020％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.012％ 이하이다.

(S: 0.030％ 이하)

S는, 적열 취성을 야기함과 함께, 연성을 저하시키는 원소이다. S 함유량이 0.030％를 초과하면 연성의 저하가 현저해진다. 따라서, S 함유량을 0.030％ 이하로 제한하는 것이 바람직하다. S 함유량은, 보다 바람직하게는 0.020％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.010％ 이하이다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 강선은, 상기 원소를 포함하여 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 것을 기본으로 한다. 그러나 Fe의 일부 대신에, 상기 원소 외에, Cr, Al, Ti, V, Nb, Mo 및 B로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 원소를, 후술하는 범위로 함유시켜도 된다. 단, 이들 원소는 반드시 함유시킬 필요는 없으므로, 하한은 0％이다. 또한, 이들 임의 원소가 후술하는 범위 미만 함유되어 있었다고 해도, 강선의 특성을 저해하지 않으므로, 허용된다.

(Cr: 0.01∼0.70％)

Cr은, 강의 ?칭성을 향상시키는 원소인 동시에, 펄라이트 조직 중의 라멜라 시멘타이트의 라멜라 간격을 작게 하여 인장 강도를 높이는 원소이다. 이 효과를 얻는 경우, Cr 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.02％ 이상이다. 한편, Cr 함유량이 0.70％를 초과하면, 파텐팅 조건에 따라서는, 도전성이 저하된다. 그 때문에, Cr을 함유시키는 경우라도, Cr 함유량의 상한을 0.70％로 하는 것이 바람직하다.

(Al: 0.001∼0.070％)

Al은 탈산 원소인 동시에, 질화물로서 질소를 고정하고, 오스테나이트 입경의 미세화에 기여하는 원소이다. Al 함유량이 0.001％ 미만이면 상기 효과를 얻기 어려우므로, 효과를 얻는 경우에는, Al 함유량을 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Al은, 페라이트 중에서 질화물로서 고정되지 않고 프리 Al로서 존재하면, 도전성을 저하시키는 원소이다. 그 때문에, 함유시키는 경우라도, Al 함유량의 상한을 0.070％로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직한 상한은 0.050％이다.

(Ti: 0.002∼0.050％)

Ti는 탈산 원소인 동시에, 탄질화물을 형성하여 오스테나이트 입경의 미세화에 기여하는 원소이다. 이 효과를 얻는 경우, Ti 함유량을 0.002％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Ti 함유량이 0.050％를 초과하면, 제강 단계에서 조대한 질화물이 형성될 가능성이 있는 동시에, 파텐팅 처리 중에 탄화물이 석출되어, 연성이 저하된다. 그 때문에, 함유시키는 경우라도, Ti 함유량의 상한을 0.050％로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직한 Ti 함유량은 0.030％ 미만이다.

(V: 0.002∼0.10％)

V는 강의 ?칭성을 향상시키는 원소인 동시에, 탄질화물로서 석출되어, 강의 강도 향상에 기여하는 원소이다. 이 효과를 얻기 위해서는, V 함유량을 0.002％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, V 함유량이 과잉이 되면, 파텐팅 시의 변태 종료까지의 시간이 길어지는 동시에, 조대한 탄질화물의 석출에 의해 연성이 저하된다. 그 때문에, 함유시키는 경우라도, V 함유량의 상한을 0.10％로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직한 상한은 0.08％이다.

(Nb: 0.002∼0.050％)

Nb는 강의 ?칭성을 향상시키는 원소인 동시에, 탄화물로서 석출되어 오스테나이트 입경의 미세화에 기여하는 원소이다. 이 효과를 얻는 경우, Nb 함유량을 0.002％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Nb 함유량이 0.050％를 초과하면, 파텐팅 시의 변태 종료까지의 시간이 길어진다. 그 때문에, 함유시키는 경우라도, Nb 함유량을 0.050％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.020％ 이하이다.

(Mo: 0.02∼0.20％)

Mo는 강의 ?칭성을 향상시켜, 조직 중의 페라이트의 면적률을 저감시키는 원소이다. 이 효과를 얻는 경우, Mo 함유량을 0.02％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 단, Mo 함유량이 과잉이 되면, 파텐팅 시의 변태 종료까지의 시간이 길어진다. 그 때문에, 함유시키는 경우라도, Mo 함유량을 0.20％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.10％ 이하이다.

(B: 0.0003∼0.0030％)

B는 강의 ?칭성을 향상시키는 원소인 동시에, 페라이트의 생성을 억제하여 펄라이트 면적률을 증가시키는 원소이다. 이 효과를 얻는 경우, B 함유량을 0.0003％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, B 함유량이 0.0030％를 초과하면, 파텐팅 공정에 있어서, 과랭 오스테나이트 상태에서 오스테나이트 입계 상에 M₂₃(C, B)₆이 석출되어, 연성이 저하된다. 그 때문에, 함유시키는 경우라도, B 함유량을 0.0030％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 0.0020％ 이하이다.

다음으로, 본 실시 형태에 관한 강선의 금속 조직에 대해 설명한다.

본 실시 형태에 관한 강선은, 송전선을 구성하는 ACSR의 강심에의 적용을 고려하여, 인장 강도로서, 1500㎫ 이상, 바람직하게는 1600㎫ 이상, 보다 바람직하게는 2000㎫ 이상인 것을 목표로 한다. 이러한 인장 강도를 실현하고, 또한 도전성을 높이기 위해서는, 본 실시 형태에 관한 강선은, 다음에 설명하는 금속 조직을 구비하고 있을 필요가 있다. 특별히 정하지 않는 한, 단면이라 함은, 강선의 길이 방향과 평행하고, 강선의 길이 방향 중심축을 통과하는, 소위 L 단면이다.

<라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직을 80면적％ 이상 포함한다>

본 실시 형태에 관한 강선은, 단면 내의 금속 조직에 있어서, 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직을 80면적％ 이상 포함한다. 펄라이트 조직이 80면적％ 미만이 되면, 충분한 인장 강도가 얻어지지 않게 된다. 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직은, 95면적％ 이상이 바람직하고, 97면적％ 이상이 보다 바람직하고, 100％여도 된다. 본 실시 형태에 있어서, 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직이라 함은, 신선 가공 전의 선재에 존재하는 펄라이트 또는 의사 펄라이트에서 유래되는 조직이며, 시멘타이트상(라멜라 시멘타이트)과 페라이트상이 층상으로 교대로 반복하여 겹쳐진 조직이다. 바꾸어 말하면, 본 실시 형태에 있어서의 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직이라 함은, 직선상, 곡선상, 또는 단편적으로 존재하는 시멘타이트와, 시멘타이트 사이에 존재하는 페라이트상을 포함하는 조직이다.

본 실시 형태에 관한 강선은, 펄라이트 조직 이외에, 페라이트 조직을 포함해도 된다. 그러나 페라이트 조직이 20면적％를 초과하면, 펄라이트 조직의 면적률이 저하되어, 인장 강도가 저하되므로, 페라이트 조직은 20면적％ 이하로 제한할 필요가 있다. 여기서 말하는 페라이트 조직은, 펄라이트 조직 중에 포함되는 페라이트상은 아니다.

또한, 본 실시 형태에 관한 강선은, 상기한 펄라이트 조직, 페라이트 조직 이외에, 소량의 베이나이트 조직이나 마르텐사이트 조직을 포함하는 경우가 있다. 그러나 무확산 변태형의 조직인 베이나이트나 마르텐사이트는, 고용 원소의 확산이 저해된 조직이기 때문에, 이들 조직의 조직 분율이 증가하면 강선의 도전성이 저하된다. 그 때문에, 베이나이트 조직 및 마르텐사이트 조직은, 합계로 3면적％ 미만으로 하는 것이 바람직하다.

강선 중의 조직 분율은, 후술하는 강선의 절단면의 평균 라멜라 간격의 관찰 개소에 대해, 2000배의 배율로 금속 조직 사진을 촬영하고, 각 조직의 영역을 마킹하고, 화상 해석에 의해 각 조직의 면적률의 평균값을 산출함으로써 얻어진다.

<평균 라멜라 간격이 28∼80㎚>

펄라이트 조직 중의 인접하는 라멜라 시멘타이트끼리의 간격인 평균 라멜라 간격은 28∼80㎚의 범위이다. 평균 라멜라 간격이 28㎚ 미만이 되면, 강선의 도전성이 저하된다. 한편, 평균 라멜라 간격이 80㎚ 초과이면, 도전성 및 인장 강도를 충분히 높일 수 없다.

평균 라멜라 간격은, 이하의 방법으로 측정한다. 즉, 강선의 L 단면을 수지로 매립하여, 경면으로 연마한 후, 피크럴로 부식을 행하고, FE-SEM을 사용하여 펄라이트 블록이 5개소 이상 포함되는 5000∼10000배의 임의의 영역을 10시야분, 디지털 화상을 촬영한다. 촬영한 각 사진에 대해, 화상 해석 장치를 사용하여, 평균 라멜라 간격을 측정한다. 라멜라 간격이라 함은, 라멜라 시멘타이트의 중심으로부터, 가장 가까운 라멜라 시멘타이트의 중심까지의 거리이다.

<라멜라 시멘타이트의 평균 길이가 22.0㎛ 이하>

펄라이트 조직 중의 라멜라 시멘타이트의 평균 길이는 22.0㎛ 이하이다. 라멜라 시멘타이트의 평균 길이가 22.0㎛를 초과하면, 강선의 도전성이 저하된다. 도전성을 향상시키는 관점에서, 라멜라 시멘타이트의 평균 길이는, 12.0㎛ 이하가 바람직하고, 10.0㎛ 이하가 더 바람직하다. 한편, 인장 강도의 관점에서, 라멜라 시멘타이트의 평균 길이는, 1.0㎛ 이상인 것이 바람직하고, 2.0㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 5.0㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

펄라이트 조직 중의 라멜라 시멘타이트의 평균 길이는, 이하의 방법으로 측정한다. 즉, 강선의 길이 방향(신선 방향)의 절단면(L 단면)에 대해, 경면 연마를 행한 후 피크럴에 의해 에칭을 실시하고, FE-SEM으로 조직 관찰을 행하고, 조직 관찰의 결과를 해석하여 구한다. 구체적으로는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 강선의 단면에 있어서, 강선의 축 방향 중심 위치(D/2)로부터 D/4 위치의 영역(D는 강선의 직경)을 설정한다. 설정한 영역은, 각 변의 길이가 D/2가 되는 직사각형 영역이다. 이 직사각형 영역을 다시 9등분의 메쉬로 분할하고, 분할한 각 메쉬의 꼭짓점(16개소)을 관찰 위치로 한다. 각 관찰 위치에 있어서, 10000배의 배율로, 신선 방향이 화상과 수평 방향이 되도록 촬영 영역을 설정하고, 단면의 표면을 FE-SEM으로 촬영한다. 촬영 영역의 화상을 화상 해석하여 시멘타이트 부분과 그 외의 부분(페라이트 부분)을 2치화하고, 긴 변의 시멘타이트의 길이를 구한다. 그리고 얻어진 시멘타이트 길이를 평균하여 시멘타이트의 평균 길이를 산출한다.

<펄라이트 조직 중, 강선의 길이 방향에 대한 기울기가 15° 이내가 되는 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직이, 40면적％ 이상>

펄라이트 조직 중, 강선의 길이 방향에 대한 기울기(각도 차)가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직이, 면적률로 40％ 이상이다. 상기 기울기가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직의 면적률이 40면적％ 미만이면, 도전성이 저하된다. 도전성의 관점에서, 강선의 길이 방향에 대한 기울기가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트(이하, 단순히 「기울기가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트」라고 하는 경우가 있음)를 갖는 펄라이트 조직의 면적률은, 55면적％ 이상인 것이 바람직하고, 60면적％ 이상인 것이 더 바람직하다.

강선의 길이 방향에 대한 기울기가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트의 비율이 높을수록 도전성의 관점에서 바람직하므로, 기울기가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직의 면적률의 상한은 100면적％이다.

강선의 길이 방향에 대한 기울기가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직의 면적률은 이하의 방법으로 측정한다. 즉, 라멜라 시멘타이트의 평균 길이의 측정에 있어서 촬영한 각 화상을 사용하여, 화상 중심부의 라멜라 시멘타이트의 배향이 동등한 신선 펄라이트 조직의 영역(펄라이트 콜로니)에 있어서, 하나의 라멜라 시멘타이트의 양 단말을 선분으로 연결하고, 수평 방향으로부터의 각도 차를 측정하여 15° 이하의 범위 내인지 여부를 확인한다. 15° 이내이면, 그 영역은, 강선의 길이 방향에 대한 기울기가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직이라고 판단한다. 신선 펄라이트 조직에 있어서 라멜라 시멘타이트의 배향이 불규칙 또는 불명확한 경우는, 기울기가 15° 이내가 아닌 라멜라 시멘타이트라고 판정하고, 그 영역은 「강선의 길이 방향에 대한 라멜라 시멘타이트의 기울기가 15° 이내인 펄라이트 조직」에는 포함하지 않는다.

전체 촬영 매수의 촬영 시야에 있는 펄라이트 조직의 합계 면적에 대해, 강선의 길이 방향에 대한 라멜라 시멘타이트의 기울기가 15° 이내인 펄라이트 조직의 합계 면적이 40면적％ 이상인 경우, 강선의 길이 방향에 대한 기울기가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직이, 면적률로 40％ 이상 존재한다고 판단한다. 도 2a는, 중심부의 라멜라 시멘타이트의 배향이 동등한 신선 펄라이트 조직의 영역에 있어서, 기울기가 15° 이하인 범위 내의 펄라이트 조직을 나타내는 화상의 일례이고, 도 2b는 기울기가 15° 이하가 아닌 펄라이트 조직을 나타내는 화상의 일례이다.

<길이 방향에 대한 페라이트의 {110}면의 집적도가, 2.0∼8.0의 범위이다>

강선의 길이 방향에 대한 페라이트의 {110}면의 집적도는, 2.0∼8.0의 범위이다. 페라이트의 {110}면의 집적도가 2.0 미만인 경우, 혹은 8.0을 초과하는 경우에는, 강선의 도전성이 저하되므로 바람직하지 않다. 또한, 도전성 및 인장 강도의 관점에서, 페라이트의 {110}면의 집적도는, 2.2∼5.5가 바람직하고, 3.0∼4.5가 더 바람직하다.

페라이트의 집적도에 대해서는, 이하의 방법으로 측정한다. 즉, 도 3b에 나타내는 강선의 길이 방향(신선 방향)의 절단면의 반경 방향으로 중심부∼D/4(D는 강선의 직경)까지의 영역에 있어서, X선 회절법에 의해 {110} 극점도를 작성하고, RD 방향(강선의 길이 방향)으로 관찰되는 스폿의 극밀도(랜덤 방위와의 비)의 최댓값을 페라이트의 {110}면의 집적도로 한다.

여기서, X선 회절에 의해 얻어지는 페라이트의 {110}면의 집적도라 함은, 펄라이트 조직 중에 포함되는 페라이트상과, 펄라이트 조직 이외의 페라이트 조직의 양쪽으로부터 얻어지는 정보로부터 산출되는 집적도이다.

또한, 본 실시 형태에 있어서의 X선 회절의 측정 조건은 이하와 같다.

X선 회절 장치: 리가쿠사 제조

상품명: RINT2200(관구)(RINT2000/PC 시리즈)

X선원: MoKα

발산 슬릿: 1/4°(0.43㎜)

<선 직경(직경): 1.4㎜ 이상>

본 실시 형태에 관한 강선은, 1.4㎜ 이상의 선 직경을 갖는다. 선 직경이 1.4㎜ 이상이면, 선재로부터의 신선 가공 및 강선의 주위에 알루미늄, 아연 등의 금속 피복층을 형성한 피복 강선의 제조가 용이하다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 강선은, 도전성 및 인장 강도 외에도, 가공 용이성 및 제조 비용의 점에서도 우수하다. 본 실시 형태에 관한 강선의 직경은, 1.5㎜ 이상인 것이 바람직하고, 1.6㎜ 이상인 것이 더 바람직하다.

단, 강선의 직경이 지나치게 굵으면, 라멜라 시멘타이트의 길이를 짧게 하기가 어려워지므로, 본 실시 형태에 관한 강선의 직경은, 4.2㎜ 이하인 것이 바람직하고, 4.0㎜ 이하인 것이 더 바람직하다.

<전기 저항률 및 인장 강도>

본 실시 형태에 관한 강선은, 도전성과 인장 강도가 모두 우수하다.

본 실시 형태에 관한 강선에 있어서, 도전성의 지표인 전기 저항률은, 바람직하게는 19.0μΩ·㎝ 미만이고, 보다 바람직하게는 18.0μΩ·㎝ 미만, 더욱 바람직하게는 17.0μΩ·㎝ 미만이다.

또한, 본 실시 형태에 관한 강선의 인장 강도는, 바람직하게는 1500㎫ 이상, 보다 바람직하게는 1600㎫ 이상, 더욱 바람직하게는 2000㎫ 이상이다.

후술하는 실시예의 일부에 보이는 바와 같이, 전기 저항률이 18.0μΩ·㎝ 미만, 또한 인장 강도가 2000㎫ 이상, 나아가 전기 저항률이 17.0μΩ·㎝ 미만, 또한 인장 강도가 2000㎫ 이상인 강선도 실현 가능하다.

본 실시 형태에 관한 피복 강선은, 상술한 본 실시 형태에 관한 강선과, 이 강선을 피복하는 금속 피복층을 구비한다. 즉, 본 실시 형태에 관한 피복 강선은, 금속 피복 강선이다.

금속 피복층은, 예를 들어 아연, 아연 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합금 중 어느 1종 이상을 포함한다. 금속 피복층은, 도금층이어도 되고, 클래드층이어도 된다. 도금층은, 전기 도금층이어도 되고, 용융 도금층이어도 된다. 용융 도금으로 형성된 금속 피복층에는, 강선과 금속 피복층의 계면에 합금층이 형성되는 경우가 있다. 합금층으로서는 ZnFe 합금층, AlFe 합금층, NiFe 합금층, CuFe 합금층을 예시할 수 있다. 금속 피복층을 가짐으로써, 피복 강선 전체의 도전성을 높일 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태에 관한 강선, 및 본 실시 형태에 관한 피복 강선의 바람직한 제조 방법을 설명한다. 이하에 설명하는 제조 방법은 일례이며, 본 발명의 범위를 만족시키는 강선 또는 피복 강선이 얻어지는 것이면, 본 실시 형태에 관한 강선, 및 본 실시 형태에 관한 피복 강선의 제조 방법은 하기의 제조 조건에 한정되는 것은 아니다.

<용제 공정, 주조 공정, 열간 압연 공정>

상기에 기재된 성분을 갖는 강을 용제한 후, 연속 주조 등에 의해 강편(빌릿)을 제조하여, 열간 압연을 행한다. 주조 후, 분괴 압연을 행해도 된다. 강편을 열간 압연할 때에는, 강편의 중심부가 1000∼1100℃가 되도록 가열하고, 마무리 온도를 900∼1000℃로 하여 열간 압연을 행하여 선재를 얻는 것이 바람직하다.

<냉각 공정>

열간 압연 공정 후의 선재에 대해, 수랭, 공랭, 노냉 및/또는 용융욕에의 침지에 의해 냉각을 행한다. 이때, C 함유량에 따라서, 냉각 패턴을 설정하는 것이 바람직하다.

C 함유량이 0.40∼0.70％인 경우는, 마무리 압연 후, 20℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 800∼920℃의 온도 범위로 냉각하고(제1 냉각), 이어서 800∼600℃까지의 평균 냉각 속도가 5∼20℃/s가 되도록 냉각하고(제2 냉각), 이어서 600∼500℃까지의 평균 냉각 속도를 5℃/s 이하로 되도록 냉각한다(제3 냉각).

제1 냉각의 냉각 속도가 20℃/s 미만이면, 초석 페라이트가 생성되기 쉬워, 펄라이트 조직 분율이 저하된다. 또한, 제1 냉각의 정지 온도가 800℃ 미만이면, 오스테나이트 입경이 미세화되어 충분한 ?칭성이 얻어지지 않는다. 한편, 제1 냉각의 정지 온도가 920℃ 초과이면, 그 후의 냉각 과정에서 초석 페라이트가 생성되기 쉬워, 펄라이트 조직 분율이 저하된다.

또한, 제2 냉각의 냉각 속도가 5℃/s 미만이면 초석 페라이트의 생성에 의해 펄라이트 조직 분율이 저하되기 쉬워진다. 한편, 제2 냉각의 냉각 속도가 20℃/s 초과이면 제2∼제3 냉각에 걸친 펄라이트 변태와 합금 원소의 분배가 불충분해진다. 또한, 제3 냉각의 냉각 속도가 5℃/s 초과가 되면, 합금 원소의 분배가 일어나기 어려워지므로, 도전성이 저하된다.

단, 상기한 냉각에 있어서, 600∼500℃의 체류 시간이 33초 이상(평균 냉각 속도 환산으로 약 3.0℃/s 이하)으로 길면, 합금 원소의 분배가 충분히 진행되므로, 800∼600℃까지의 평균 냉각 속도가 20℃/s 이상이어도 된다. 또한, 예를 들어 연욕이나 솔트욕, 유동층 로를 사용하여 변태를 완료시킨 후, 다시 600∼400℃의 온도 영역까지 가열해도 된다.

또한, C 함유량이 0.70 초과∼1.10％인 경우는, 마무리 압연 후, 20℃/s 이상의 평균 냉각 속도로 800∼920℃로 냉각하고, 500∼600℃의 용융염에 30초 이상 침지함으로써 펄라이트 변태시킨다.

본 실시 형태에 있어서, 압연의 마무리 온도라 함은, 마무리 압연 직후의 선재의 표면 온도를 가리키고, 마무리 압연 후의 냉각 공정에 있어서의 평균 냉각 속도는, 선재의 중심부의 냉각 속도를 가리킨다.

상기한 제조 공정을 거쳐 얻어진 선재는, 예를 들어 단면 내의 금속 조직의 80％ 이상이 펄라이트 조직이고, 펄라이트 조직의 평균 라멜라 간격이 50∼170㎚이고, 펄라이트 조직 중의 라멜라 시멘타이트의 평균 길이가 1.5㎛ 이하가 된다. 또한, 이하의 신선 공정에 의해 본 실시 형태에 관한 강선을 얻는다는 관점에서, 상기한 제조 공정에서 제조하는 선재의 선 직경은 3.0∼14.0㎜인 것이 바람직하다.

<신선 공정>

다음으로, 상기 선재에 신선 가공을 실시하여 강선을 얻는다. 신선 가공에서는, 선재에 대해 1.5∼2.4의 진변형을 부여하도록 신선 가공하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 진변형이 1.7∼2.1이다. 상술한 조건으로 신선을 행하면, 신전 전의 선재에 비해, 신선 후의 강선의 전기 저항률은, 1.0∼1.5μΩ·㎝ 정도 저하된다(즉, 도전성이 향상됨). 또한, 강종(예를 들어, 후술하는 실시예에서 사용하고 있는 강종 K)에 따라서는, 진변형이 1.5 미만 또는 2.4 초과라도 전기 저항률이 낮고, 또한 인장 강도가 높은 강선이 얻어진다. 단, 이러한 강종이라도, 1.5∼2.4의 진변형을 부여함으로써 높은 인장 강도를 가짐과 함께 전기 저항률이 더 낮게 억제된 강선이 얻어지기 쉽다.

선재의 신선 가공 시의 단면 감소율이 높아져 변형이 증대됨에 따라서, 평균 라멜라 간격은 작아지고, 라멜라 시멘타이트의 평균 길이는 커지고, 라멜라 시멘타이트의 길이 방향에 대한 기울기는 작아져 각도 차가 15° 이내인 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직의 비율이 증가하고, 페라이트의 {110}면의 집적도는 높아진다. 진변형이 1.5 미만이 되는 조건에서 신선 가공을 행하면, 각도 차가 15° 이내인 시멘타이트의 비율이 부족하여 도전성이 저하된다. 한편, 진변형이 2.4 초과가 되는 조건에서 신선 가공을 행하면, 페라이트 중의 고용 C양이 증가함으로써 도전성이 저하된다.

상술한 공정을 포함하는 제조 방법에 의하면, 본 실시 형태에 관한 강선이 제조된다.

<피복 공정>

다음으로, 얻어진 강선에 금속 피복층을 형성한다. 금속 피복층의 형성 수단은, 전기 도금법, 용융 도금법, 클래드법 중 어느 것이든 좋다. 이 시점에서의 금속 피복층의 두께는, 선재 또는 강선의 직경에 대해 0.7％∼20％ 정도의 두께가 좋다.

이에 의해, 본 실시 형태에 관한 피복 강선이 제조된다.

이 피복 공정은, 냉각 공정과 신선 공정 사이에 행해도 된다. 즉, 선재에 금속 피복층을 형성한 후, 신선 가공을 행해도, 본 실시 형태에 관한 피복 강선을 얻을 수 있다.

실시예

다음으로, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다. 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 일 조건예이며, 본 발명은, 이 일 조건예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한, 다양한 조건을 채용할 수 있다.

50㎏ 진공 용해로에서 표 1에 나타내는 화학 성분(단, 잔부는 Fe 및 불순물)으로 용제한 용강을, 잉곳으로 주조하였다. 당해 각 잉곳을 1250℃에서 1시간 가열한 후, 마무리 온도가 950℃ 이상이 되도록, 직경 15㎜의 봉선재가 되도록 열간 단조한 후, 실온까지 방랭하였다. 이 열간 단조재를 절삭 가공에 의해 직경 10㎜, 절단에 의해 길이 1500㎜로 하였다. 이 절삭 가공재를 질소 분위기 중에서 1050℃에서, 15분 가열한 후, 마무리 온도가 900℃ 이상이 되도록 열간 압연하여, 직경 7㎜의 압연재를 얻었다.

그 후, 일부의 압연재에 대해서는, 마무리 압연 후, 대기 중에서 선풍기에 의해 900℃까지 풍랭하고, 그 후 10초 이내에 저온에서 가열한 가열로 내에 봉입하고, 600℃까지의 평균 냉각 속도를 6℃/s, 400℃까지의 평균 냉각 속도를 1℃/s로 노냉하고, 다시 400℃까지 냉각 후에 취출하여 실온까지 방랭하여, 강 선재를 얻었다(표 2의 냉각 공정의 조건 번호 5).

또한, 다른 압연재에 대해서는, 마무리 압연 후, 대기 중에서 선풍기에 의해 850℃ 또는 900℃까지 풍랭하고, 그 후 10초 이내에 표 2에 나타내는 냉각 공정의 조건 번호 2∼4에서 연욕에 침지한 후, 취출하여 실온까지 방랭하여, 강 선재를 얻었다. 각 온도 영역에서의 평균 냉각 속도는, 표 2와 같았다.

또 다른 압연재에 대해서는, 직경 7㎜로 열간 압연한 후, 대기 중에서의 선풍기에 의한 풍랭에 의해 실온까지 냉각하였다(표 2의 냉각 공정의 조건 번호 6). 각 온도 영역에서의 평균 냉각 속도는, 표 2와 같았다.

또한, 일부의 압연재에 대해서는, 마무리 압연 후, 640℃의 연욕에 침지한 후, 즉시 100℃/s로 냉각을 행하여 400℃ 이하로 하였다(표 2의 냉각 공정의 조건 번호 1). 각 온도 영역에서의 평균 냉각 속도는, 표 2와 같았다.

얻어진 선재 중, 시험 번호 1∼31에 대해, 아연 용융 도금법 또는 알루미늄 클래드법에 의해, 금속 피복층을 형성하였다.

그 후, 선재에 포함되는 강부에 대해 표 3에 나타내는 진변형을 부여하도록 신선하여, 강부의 직경이 2.0㎜∼3.5㎜인 강선 또는 피복 강선을 얻었다.

그 후, 신전 전에 피복층을 형성하지 않은 시험 번호 32의 강선에 대해, 용융 아연 도금법에 의해, 아연으로 이루어지는 금속 피복층을 형성하였다.

상기한 요령으로 얻어진 피복 강선으로부터 금속 피복층을 염산이나 수산화나트륨 등으로 떼어내어 강선을 취출하고, 이들 강선의 인장 강도 및 도전성을 평가하였다.

<인장 강도>

강선으로부터 350㎜ 길이로 3개의 인장 시험편을 와이어 그대로 채취하였다. 이 인장 시험편에 대해, 척간 거리 200㎜, 10㎜/min의 인장 속도로, 상온에서의 인장 시험을 행하고, 인장 강도(TS)를 측정하여, 그 평균값을 그 시험재의 인장 강도로 하였다.

<도전성>

강선으로부터 길이 60㎜의 도전성 측정용 시험편을 잘라내고, 온도 20℃에서 4 단자법에 의해, 전기 저항률을 측정하였다.

또한, 얻어진 강선에 대해, 각 조직 분율, 라멜라 시멘타이트의 평균 라멜라 간격, 라멜라 시멘타이트의 평균 길이, 강선의 길이 방향에 대한 기울기(각도 차)가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직의 면적률, 페라이트의 {110}면의 집적도를 측정하였다.

<평균 라멜라 간격>

각 강선에 대해, L 단면을 수지로 매립하여, 경면으로 연마한 후, 피크럴로 부식을 행하고, FE-SEM을 사용하여 5000∼10000배로 펄라이트 블록이 5개소 이상 포함되는 임의의 영역을 10시야분, 디지털 화상을 촬영하였다. 각 사진에 대해, 화상 해석 장치를 사용하여, 평균 라멜라 간격을 측정하였다.

<각 조직의 면적률>

각 강선의 절단면의 평균 라멜라 간격의 관찰 개소에 대해, 2000배의 배율로 금속 조직 사진을 촬영하고, 각 조직의 영역을 마킹하여, 화상 해석에 의해 각 조직의 면적률의 평균값을 산출하였다. 또한, 표 3에는, 펄라이트 조직과 페라이트 조직의 면적률을 나타내지만, 이들 조직의 합계가 100％가 아닌 강선에서는, 다른 조직으로서, 베이나이트 조직 및/또는 마르텐사이트 조직이 관찰되었다.

<라멜라 시멘타이트의 평균 길이>

펄라이트 조직 중의 라멜라 시멘타이트의 평균 길이는, 평균 라멜라 간격의 측정에 제공한 시료를 사용하여, FE-SEM으로 조직 관찰을 행하고, 조직 관찰의 결과를 해석하여 구하였다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 강선의 L 단면에 있어서, 강선의 축 방향 중심 위치(D/2)로부터 D/4 위치의 영역(D는 강선의 직경)을 설정하였다. 설정한 영역은, 각 변의 길이가 D/2가 되는 직사각형 영역으로 하였다. 이 직사각형 영역을 다시 9등분의 메쉬로 분할하고, 분할한 각 메쉬의 꼭짓점을 관찰 위치로 하였다. 각 관찰 위치에 있어서, 10000배의 배율로, 신선 방향이 화상과 수평 방향으로 되도록 촬영 영역을 설정하고, 단면의 표면을 FE-SEM으로 촬영하였다. 촬영 영역의 화상을 화상 해석하여 시멘타이트 부분과 그 외의 부분(페라이트 부분)을 2치화하고, 긴 변의 시멘타이트의 길이를 구하였다. 그리고 얻어진 시멘타이트 길이를 평균하여 시멘타이트의 평균 길이를 산출하였다.

<강선의 길이 방향에 대한 기울기가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직의 면적률>

다음으로, 라멜라 시멘타이트의 평균 길이의 측정에 있어서 촬영한 각 화상을 사용하여, 화상 중심부의 라멜라 시멘타이트의 배향이 동등한 신선 펄라이트 조직의 영역에 있어서, 하나의 라멜라 시멘타이트의 양 단말을 선분으로 연결하고, 수평 방향으로부터의 각도 차를 측정하여, 15° 이하의 범위 내인지 여부를 확인하였다. 전체 촬영 매수에 있어서의 펄라이트 조직의 합계 면적에 대해, 강선의 길이 방향에 대한 라멜라 시멘타이트의 기울기가 15° 이내인 펄라이트 조직의 합계가 40면적％ 이상인 경우, 강선의 길이 방향에 대한 기울기가 15° 이내인 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직이, 면적률로 40％ 이상 존재한다고 판단하였다.

<페라이트의 {110}면의 집적도>

다음으로, 페라이트의 {110}면의 집적도는, 도 3a∼도 3b에 나타내는 바와 같이 강선의 신선 방향(RD 방향)의 절단면에 대해, 반경 방향으로 중심부∼D/4(D는 강선의 직경)까지의 영역에 있어서, X선 회절법에 의해 {110} 극점도를 작성하고, RD 방향으로 관찰되는 스폿의 극밀도(랜덤 방위와의 비)의 최댓값을 페라이트의 {110}면의 집적도로 하였다. X선 회절의 측정 조건은 전술한 바와 같다.

결과를 표 1∼표 3에 나타낸다.

표 3으로부터, 본 발명에서 규정하는 조건으로부터 벗어난 시험 번호 19∼22, 28∼30의 경우에는, 상기한 적어도 하나의 특성이 목표로 하는 값(인장 강도: 1500㎫ 이상, 전기 저항률: 19.0μΩ·㎝ 미만, 직경: 1.4㎜ 이상)에 도달하지 않았다. 그것에 비해, 본 발명에서 규정하는 조건을 모두 만족시키는 시험 번호 3∼18, 23, 26, 27, 31, 32는, 상기한 모든 특성이 목표로 하는 값에 도달하였다. 또한, 시험 번호 11∼14, 26, 27, 32에서는 모두 강종 K를 사용하고 있지만, 신선 가공 시의 진변형이 1.5∼2.4인 시험 번호 11∼14, 32에서는 특히 전기 저항률이 낮게 억제되어 있었다.

본 발명에 따르면, 송전선 용도에 적합한 선 직경을 갖고, 도전성 및 인장 강도가 우수한 강선, 및 이 강선과 강선을 피복하는 피복층을 갖는 피복 강선을 제공할 수 있다.

본 발명의 강선 및 피복 강선은, 선 직경이 굵고, 도전성 및 인장 강도가 우수하므로, 송전선의 용도에 적합하게 사용할 수 있다.

Claims (4)

1. 강선이며,
   화학 조성이, 질량％로,
   C: 0.40∼1.10％,
   Si: 0.005∼0.350％,
   Mn: 0.05∼0.90％,
   Cr: 0∼0.70％,
   Al: 0∼0.070％,
   Ti: 0∼0.050％,
   V: 0∼0.10％,
   Nb: 0∼0.050％,
   Mo: 0∼0.20％,
   B: 0∼0.0030％,
   를 함유하고,
   잔부는 Fe 및 불순물로 이루어지고,
   단면 내의 금속 조직이, 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직을 80면적％ 이상 포함하고,
   상기 라멜라 시멘타이트끼리의 간격인 평균 라멜라 간격이 28∼80㎚이고,
   상기 라멜라 시멘타이트의 평균 길이가 22.0㎛ 이하이고,
   상기 펄라이트 조직 중, 상기 강선의 길이 방향에 대한 기울기가 15° 이내가 되는 상기 라멜라 시멘타이트를 갖는 펄라이트 조직이, 40면적％ 이상이고,
   X선 회절법에 의해 얻어지는, 상기 길이 방향에 대한 페라이트의 {110}면의 집적도가, 2.0∼8.0의 범위이고,
   1.4㎜ 이상의 직경을 갖는
   것을 특징으로 하는, 강선.
2. 제1항에 있어서,
   화학 조성이, 질량％로,
   Cr: 0.01∼0.70％,
   Al: 0.001∼0.070％,
   Ti: 0.002∼0.050％,
   V: 0.002∼0.10％,
   Nb: 0.002∼0.050％,
   Mo: 0.02∼0.20％,
   B: 0.0003∼0.0030％
   로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는
   것을 특징으로 하는, 강선.
3. 제1항 또는 제2항에 기재된 강선과,
   상기 강선을 피복하는 금속 피복층을 구비하는
   것을 특징으로 하는, 피복 강선.
4. 제3항에 있어서,
   상기 금속 피복층이, 아연, 아연 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 니켈 또는 니켈 합금 중 어느 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 피복 강선.

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