TW201516162A - 線材、過共析變韌鐵鋼線、及該等之製造方法 - Google Patents

線材、過共析變韌鐵鋼線、及該等之製造方法 Download PDF

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    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/002—Bainite

Abstract

本發明之線材具有預定之成分組成，金屬組織包含90~100面積%之變韌鐵；於藉由將長度3200mm之線材切割成8條相同長度之要件，而製出8條長度400mm之試驗片時，各前述試驗片之平均抗拉強度TS以單位N/mm2計滿足「[TS]≦810×[C]+475」之關係，各前述試驗片之各前述抗拉強度中最大值與最小值的差係50N/mm2以下，各前述試驗片之平均斷面縮減值RA以單位%計滿足「[RA]≧-0.083×[TS]+154」之關係。

Description

線材、過共析變韌鐵鋼線、及該等之製造方法 技術領域
本發明係有關於拉線特性及耐延遲破斷特性優異之過共析變韌鐵鋼線用的線材、由該線材所製造之過共析變韌鐵鋼線、及該等之製造方法。
本申請案依據2013年10月8日，在日本申請之特願2013-211365號主張優先權，且在此引用其內容。
背景技術
線材係鋼線等各種機械零件之材料。由線材製造各種機械零件(以下，稱作最終製品)時，通常係於線材進行拉線加工等機械加工與退火。最終製品之抗拉強度主要係受線材之成分組成，特別是線材之C含量所影響。另一方面，線材之金屬組織將受到退火時的變態而改變。因此，藉由包含退火之步驟製造最終製品時，線材之金屬組織將不會影響最終製品的抗拉強度。根據以上理由，於包含退火之步驟製造最終製品時，線材之成分組成需對應最終製品所需的抗拉強度。
另一方面，無關最終製品之抗拉強度，以線材之抗拉強度低為佳。抗拉強度高之線材的機械加工性及拉線特性低。此外，抗拉強度高之線材因容易受延遲破斷(因氫脆化造成之破斷)影響，於其製造、保管、及輸送時容易損害。特別是，線材之C含量為0.8質量%以上時(即，線材之C含量大於共析點，故線材為過共析鋼時)，有線材變得容易受延遲破斷(氫脆化)影響的問題。結果，將製造後之線材綑綁成線圈狀以保管及輸送時，有因綑綁時之應力造成線材折損的情形。線材之折損將導致線材的加工效率下降。此外，經折損之線材長度較最終製品所需之長度短時，則無法將該線材作為最終製品的材料使用。
為防止因延遲破斷(氫脆化)造成的折損，有人想出有減緩綑綁條件，例如，降低綑綁線材之力等。但，藉由減緩綑綁條件，將損害線圈之保管性、線圈之輸送性、及處理線圈時之安全性等。
利用調整線材之成分組成，例如減少C含量以降低線材之抗拉強度，將解決延遲破斷及機械加工性相關的問題。但，如上述，線材之成分組成需係對應有最終製品所需的抗拉強度者。因此，無法使用調整線材之成分組成作為防止延遲破斷的方法。
藉由改變製造線材時之熱處理條件，可降低線材的抗拉強度。以往之過共析線材(C含量大於共析點之線材)的金屬組織主要係由波來鐵所構成。以往之過共析線材的製造方法包含軋延鋼材後得到線材之步驟，與冷卻該線材 之步驟。冷卻步驟時線材之金屬組織將成為波來鐵。於該製造方法中，首先將軋延後之線材加熱至沃斯田鐵溫度域，接著以較慢之冷卻速度進行冷卻，即可降低線材之抗拉強度。但，於使用C含量大於共析點之線材的製造方法中，使用冷卻速度慢之製造條件時，冷卻時不僅生成波來鐵亦生成大量共析前雪明碳鐵。共析前雪明碳鐵將使線材之加工性惡化。因此，無法使用減慢線材之冷卻速度作為防止延遲破斷的方法。
有鑑於以上情事，本發明人等檢討了使用調整線材之金屬組織作為降低抗拉強度的方法。如上述，藉由包含退火之步驟製造最終製品時，線材之金屬組織將不會影響最終製品的抗拉強度。以往技術之一般線材主要係由波來鐵組織所構成，如此之線材被稱作波來鐵線材。另一方面，主要以變韌鐵作為主要組織的線材(變韌鐵線材)具有較波來鐵線材優異之拉線特性係眾所周知(參照例如專利文獻1~7)。又，C含量大於共析點之過共析變韌鐵線材的抗拉強度與該變韌鐵線材相同，較具有C含量之波來鐵線材的抗拉強度低。例如，本發明人等觀察得知C含量為1.1%之變韌鐵線材的平均抗拉強度較C含量為1.1%之波來鐵線材的平均抗拉強度低200~300MPa。藉由使線材之金屬組織為變韌鐵，將與退火後之最終製品所追求之抗拉強度無關(即，與鋼線所追求之C含量無關)地降低線材抗拉強度，藉此可達成拉線特性之提升與延遲破斷之抑制。
然而，變韌鐵線材有抗拉強度容易不均的問題。 線材之抗拉強度不均之狀態係指於1條線材中之複數處測定抗拉強度時，該等測定值不均的狀態之意。線材之抗拉強度不均時，抗拉強度高處將容易受延遲破斷(氫脆化)影響，而產生折損。此外，於線材之抗拉強度不均時，因線材之加工性不均，故線材之機械加工變得困難。專利文獻1~7中揭示了變韌鐵線材之製造方法。但，本發明人等觀察得知依據該等文獻中具體揭示之製造方法製造變韌鐵線材時，線材之抗拉強度係大幅地不均一。首先，本發明人等將藉由上述製造方法所得之線材截斷成3200mm的長度。接著，本發明人等藉由將該線材分成8等份，做成8條具有400mm長度之試驗片，並對該等試驗片進行抗拉試驗。該等試驗片之抗拉強度中最大值與最小值的差(以下，稱作抗拉強度之差異量)係大於100N/mm2。另一方面，本發明人等檢討後之結果，發現線材之抗拉強度的差異量大於50N/mm2之線材將不易於工業上使用。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平05-117762號公報
專利文獻2：日本專利特開平06-017190號公報
專利文獻3：日本專利特開平06-017191號公報
專利文獻4：日本專利特開平06-017192號公報
專利文獻5：日本專利特開平06-073502號公報
專利文獻6：日本專利特開平06-330240號公報
專利文獻7：日本專利特開平08-003639號公報
發明概要
如上述，以往技術之波來鐵線材因抗拉強度高，故有容易產生延遲破斷的問題。有鑑於自波來鐵線材所得的最終製品之要求規格，藉由減少該波來鐵線材之C含量來減少抗拉強度係為困難。另一方面，該波來鐵線材之製造方法中，藉由減少冷卻速度來減少抗拉強度的方法，因導致共析前雪明碳鐵之量增加，故不佳。共析前雪明碳鐵量之增加將使線材之機械加工性下降。又，以往技術之變韌鐵線材，特別是C含量大於共析點之過共析變韌鐵線材具有抗拉強度容易不均的問題。抗拉強度之不均將導致延遲破斷之產生頻率上升，且使機械加工性下降。
本發明之課題係藉由主要以變韌鐵作為線材之金屬組織，進行C含量大於共析點之線材的低抗拉強度化及高延性化，以提高線材之拉線特性及耐延遲破斷特性。此外，本發明之課題係抑制線材之抗拉強度的不均。並且，本發明之目的係提供可解決該等課題之線材、使用該線材製造之過共析變韌鐵鋼線、及用以穩定地製造該等之製造方法。
本發明人等發現基於可生成可兼具抑制共析前雪明碳鐵與低強度化線材之變韌鐵組織的製造條件來製造線材，藉此可解決上述課題。
本發明係依據前述觀察所得知識所作成者，其要旨係如下述。
(1)本發明一態樣之線材，具有下述成分組成：以單位質量%計，含有：C：大於0.80至1.20%、Si：0.10~1.50%、Mn：0~1.00%、P：0~0.02%、S：0~0.02%、Cr：0~1.00%、Ni：0~1.00%、Cu：0~1.00%、Mo：0~0.50%、Ti：0~0.20%、Nb：0~0.20%、V：0~0.20%、B：0~0.0050%、Al：0~0.10%、及Ca：0~0.05%，且剩餘部分係由Fe及不純物所構成；金屬組織包含90~100面積%之變韌鐵；於藉由將長度3200mm之線材切割成8條相同長度之要件，而製出8條長度400mm之試驗片時，各前述試驗片之抗拉強度的平均值TS以單位N/mm2計滿足下述式1，各前述試驗片之各前述抗拉強度中最大值與最小值的差係50N/mm2以下，各前述試驗片之斷面縮減值的平均值RA以單位%計滿足下述式2。
[TS]≦810×[C]+475‧‧‧(式1)
[RA]≧-0.083×[TS]+154‧‧‧(式2)
此處，[C]係以單位質量%表示之前述線材的C含量，[TS]係以單位N/mm2表示之前述抗拉強度的前述平均值TS，[RA]係以單位%表示之前述斷面縮減值的前述平均值RA。
(2)本發明之其他態樣之過共析變韌鐵鋼線，係藉由拉線加工如前述(1)記載之線材所得。
(3)本發明一態樣之線材之製造方法，係製造如前述(1)記載之線材之方法，其具有以下步驟：將鋼片軋延後得到線材之步驟，該鋼片具有下述成分組成：以單位質 量%計，含有：C：大於0.80至1.20%、Si：0.10~1.50%、Mn：0~1.00%、P：0~0.02%、S：0~0.02%、Cr：0~1.00%、Ni：0~1.00%、Cu：0~1.00%、Mo：0~0.50%、Ti：0~0.20%、Nb：0~0.20%、V：0~0.20%、B：0~0.0050%、Al：0~0.10%、及Ca：0~0.05%，且剩餘部分係由Fe及不純物所構成；將850~1050℃之前述線材浸漬於350~450℃之第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中，接著將前述線材自前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之步驟；於自前述取出後5秒以內之時點且前述線材開始變韌鐵變態的ts秒前~ts秒後之時點，將前述線材浸漬於530~600℃之第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中之步驟；及，於前述變韌鐵變態完全結束後將前述線材自前述第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之步驟。
ts=0.05×tcomplete‧‧‧(式3)
tcomplete係以單位秒表示於將前述線材連續浸漬於前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴後，自前述線材開始變韌鐵變態至結束為止的時間。
(4)如前述(3)記載之線材之製造方法，其中前述線材浸漬於前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中之時點，與前述線材浸漬於前述第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中之時點之間的經過時間亦可係10~40秒。
(5)如前述(3)記載之線材之製造方法，其中前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中前述線材開始前述變韌鐵變態之前述時點，亦可藉由檢測前述線材之復熱來判定。
(6)本發明之其他態樣之過共析變韌鐵鋼線之製 造方法，係製造如前述(2)記載之過共析變韌鐵鋼線之方法，其具有以下步驟：將鋼片軋延後得到線材之步驟，該鋼片具有下述成分組成：以單位質量%計，含有：C：大於0.80至1.20%、Si：0.10~1.50%、Mn：0~1.00%、P：0.02%以下、S：0.02%以下、Cr：0~1.00%、Ni：0~1.00%、Cu：0~1.00%、Mo：0~0.50%、Ti：0~0.20%、Nb：0~0.20%、V：0~0.20%、B：0~0.0050%、Al：0~0.10%、及Ca：0~0.05%，且剩餘部分係由Fe及不純物所構成；將850~1050℃之線材浸漬於350~450℃之第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中，接著自前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴取出前述線材之步驟；於自前述取出後5秒以內之時點且前述線材開始變韌鐵變態的ts秒前~ts秒後之時點，將前述線材浸漬於530~600℃之第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中之步驟；於前述變韌鐵變態完全結束後將前述線材自第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之步驟；及，對已自前述第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之前述線材施行拉線加工之步驟。
ts=0.05×tcomplete
tcomplete係以單位秒表示於將前述線材連續浸漬於前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴後，自前述線材開始變韌鐵變態至結束為止的時間。
(7)如前述(6)記載之過共析變韌鐵鋼線之製造方法，其中前述線材浸漬於前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中之時間亦可係10~40秒。
(8)如前述(6)記載之過共析變韌鐵鋼線之製造方 法，其中前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中前述線材開始前述變韌鐵變態之前述時點，亦可藉由檢驗前述線材之復熱來判定。
(9)本發明之其他態樣之過共析變韌鐵鋼線之製造方法，係製造如前述(2)記載之過共析變韌鐵鋼線之方法，其具有以下步驟：將鋼片軋延後所得之線材進行拉線加工而製得鋼線之步驟，該鋼片具有下述成分組成：以單位質量%計，含有：C：大於0.80至1.20%、Si：0.10~1.50%、Mn：0~1.00%、P：0~0.02%、S：0~0.02%、Cr：0~1.00%、Ni：0~1.00%、Cu：0~1.00%、Mo：0~0.50%、Ti：0~0.20%、Nb：0~0.20%、V：0~0.20%、B：0~0.0050%、Al：0~0.10%、及Ca：0~0.05%，且剩餘部分係由Fe及不純物所構成之的；將850~1050℃之前述鋼線浸漬於350~450℃之第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中，接著自前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴取出前述鋼線之步驟；於自前述取出後5秒以內之時點且前述鋼線開始變韌鐵變態的ts秒前~ts秒後之時點，將前述鋼線浸漬於530~600℃之第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中之步驟；及，於前述變韌鐵變態完全結束後將前述鋼線自前述第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之步驟。
ts=0.05×tcomplete
tcomplete係以單位秒表示於將前述線材連續浸漬於前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴後，自前述線材開始變韌鐵變態至結束為止的時間。
(10)如前述(9)記載之過共析變韌鐵鋼線之製造 方法，其中前述鋼線浸漬於前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中之時點，與前述鋼線浸漬於前述第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中之時點之間的經過時間亦可係10~40秒。
(11)如前述(9)記載之過共析變韌鐵鋼線之製造方法，其中前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中前述鋼線開始前述變韌鐵變態之前述時點，亦可藉由檢測前述鋼線之復熱來判定。
(12)如前述(9)~(11)中任一項記載之過共析變韌鐵鋼線之製造方法，其亦可更具有一對已自前述第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之前述鋼線施行拉線加工之步驟。
依據本發明，可得較以往之波來鐵線材低抗拉強度且高延性，且抗拉強度之差異量較以往之變韌鐵線材小的線材。可於綑綁本發明之線材時、或於綑綁有本發明之線材的狀態下抑制折損產生。此外，本發明之線材的加工性、及拉線加工該線材後所得的本發明之鋼線的加工性係良好。因此，依據本發明，可提供拉線特性及耐延遲破斷特性優異之過共析變韌鐵鋼線用的線材、使用該線材製造之過共析變韌鐵鋼線、及穩定地製造該等之製造方法。
1‧‧‧線材截面
2‧‧‧拍攝區域
11‧‧‧中心部
12‧‧‧表層部
13‧‧‧中間部
圖1係說明本發明一實施形態之線材之製造方法中之熱處理條件的圖。
圖2係顯示本發明一實施形態之線材的抗拉強度TS(N/mm2)與C含量(質量%)之關係之一例的圖。
圖3係顯示本發明一實施形態之線材之製造方法中之熱處理條件與線材之抗拉強度不均之關係的圖。
圖4係顯示本發明一實施形態之線材或鋼線之製造方法的流程圖。
圖5係顯示本發明之其他實施形態之鋼線之製造方法的流程圖。
圖6係顯示求得變韌鐵之面積率之方法的圖。
圖7係要將線材浸漬於熔融鹽浴或熔融鉛浴時之線材形狀的模式圖。
用以實施發明之形態
以下，說明本發明之實施形態。
說明本實施形態之拉線特性及耐延遲破斷特性優異之過共析變韌鐵鋼線用線材(以下稱作「本實施形態之線材」。)。
本實施形態之線材具有下述成分組成：以單位質量%計，含有C：大於0.80至1.20%、Si：0.10~1.50%、Mn：0~1.00%、P：0~0.02%、S：0~0.02%、Cr：0~1.00%、Ni：0~1.00%、Cu：0~1.00%、Mo：0~0.50%、Ti：0~0.20%、Nb：0~0.20%、V：0~0.20%、B：0~0.0050%、Al：0~0.10%、及、Ca：0~0.05%，且剩餘部分係由Fe及不純物所構成，於藉由將長度3200mm之線材切割成8條相同長度之要件，而製出8條長度400mm之試驗片時，各前述試驗片之平均抗拉強度TS以單位N/mm2計滿足下述式1，各前述試驗片之各前 述抗拉強度中最大值與最小值的差係50N/mm2以下，各前述試驗片之平均斷面縮減值RA以單位%計滿足下述式2。
[TS]≦810×[C]+475‧‧‧(式1)
[RA]≧-0.083×[TS]+154‧‧‧(式2)
此處，[C]係以單位質量%表示之前述線材的C含量，[TS]係以單位N/mm2表示之前述平均抗拉強度TS。
首先，說明本實施形態之線材的成分組成。以下，單位「%」係「質量%」之意。
C：大於0.80至1.20%
C係提高線材之可硬化性與抗拉強度的元素。藉由提高線材之可硬化性，線材之主要組織將成為變韌鐵。C含量大於0.80%時，可得所需之可硬化性與抗拉強度。另一方面，C含量大於1.20%時，將生成共析前雪明碳鐵，拉線加工線材時將容易產生斷線。因此，為抑制共析前雪明碳鐵之生成，將C含量之上限值設為1.20%。為更容易生成變韌鐵，亦可將C含量之下限值設為0.85%、0.90%、或0.95%。又，抗拉強度過高時，因線材將更容易受延遲破斷之影響，故亦可將C含量之下限值設為1.15%、1.10%、或1.05%。
Si：0.10~1.50%
Si係提高線材之抗拉強度的元素。又，Si係具有脫氧劑之機能的元素。Si含量小於0.10%時，因未能得到上述效果，故將Si含量之下限值設為0.10%。但，過共析鋼中Si將促進共析前肥粒鐵之析出。共析前肥粒鐵有於線材之拉線加工時產生斷線的疑慮。此外，Si於過共析鋼中亦有使拉線加 工之加工極限度下降的疑慮。因此，將Si含量之上限值設為1.50%。為更加提高Si之上述效果，亦可將Si含量之下限值設為0.15%、0.20%、或0.25%。又，為更容易進行拉線加工，亦可將Si含量之上限值設為1.45%、1.40%、或1.35%。
Mn：0~1.00%
本實施形態之線材不需含有Mn。因此，本實施形態之線材的Mn含量之下限值係0%。但，Mn具有藉由提高線材之可硬化性提高線材強度的效果。又，Mn與Si相同，係具有作為脫氧劑作用的元素。因此，亦可視需要於線材中含有Mn。Mn含量大於1.00%時，於Mn之偏析部的可硬化性提升，至變態結束為止之時間變長。換言之，此時，線材之可硬化性會變得不一致，而於可硬化性高之處生成麻田散鐵，該麻田散鐵則係成為拉線加工時斷線的原因。因此，需將Mn含量之上限值設為1.00%。又，為更加提高拉線特性，亦可將Mn含量之上限值設為0.90%、或0.80%。Mn含量之下限值係0%，但為得上述效果，Mn含量之下限值以0.20%為佳，較佳者是0.40%。
P：0~0.02%
S：0~0.02%
P及S係不純物元素。於線材中存在大量之P及S時線材延性將下降。因此，P及S之上限值均係0.02%。P含量及S含量之上限值以均係0.01%為佳，較佳者是均係0.005%。P含量及S含量以越少越佳，故P含量及S含量之下限值係0%。但，將該等元素之含量降低至0.001%以下時，將導致線材 之製造成本上升。因此，實用鋼中通常係將P含量及S含量之下限值設為0.001%。
本實施形態之線材除了前述元素以外，亦可於不阻礙本實施形態之線材特性的範圍內適當地含有Cr、Ni、Cu、Mo、Ti、Nb、V、B、Al、及Ca。然而，並非必須含有該等元素，故該等元素含量之下限值係0%。
Cr：0~1.00%
Cr係提升線材之可硬化性，藉此促進變韌鐵變態的元素。Cr含量大於1.00%時，自變態開始至變態結束為止所需之時間變長，藉此至完成變韌鐵變態為止的熱處理時間變長，故不佳。又，與Mn相同，大於1.00%之Cr亦有於線材中生成麻田散鐵的疑慮。因此，將Cr含量之上限值設為1.00%。Cr含量以0.50%以下為佳，較佳者是0.30%以下。Cr含量之下限值係0%，但為得上述效果，亦可含有0.01%以上，較佳者是0.05%以上之Cr。
Ni：0~1.00%
Ni與Cr相同，係提升線材之可硬化性，藉此促進變韌鐵變態的元素。Ni含量大於1.00%時，肥粒鐵相之延性將下降。因此，將Ni含量之上限值設為1.00%。Ni含量以0.70%以下為佳，較佳者是0.50%以下。Ni含量之下限值係0%，為得上述效果，亦可含有以0.05%以上為佳，較佳者是0.10%以上之Ni。
Cu：0~1.00%
Cu係提升線材之腐蝕疲勞特性的元素。Cu含量大於 1.00%時，變韌鐵中之肥粒鐵的延性下降。因此，將Cu含量之上限設為1.00%。Cu含量以0.70%以下為佳，以0.50%以下較佳。Cu含量之下限值係0%，但為得上述效果，亦可含有以0.05%以上為佳，較佳者是0.10%以上之Cu。
Mo：0~0.50%
Mo係可提升線材之可硬化性的元素。Mo含量大於0.50%時，線材之可硬化性將過剩地提升，藉此有於Mo偏析部析出微觀麻田散鐵的疑慮。微觀麻田散鐵有使線材之延性下降的情形。因此，將Mo含量之上限值設為0.50%。Mo含量以0.30%以下為佳，以0.10%以下較佳。Mo含量之下限值係0%，但為得上述效果，亦可含有以0.01%以上為佳，較佳者是0.03%以上之Mo。
Ti：0~0.20%
Nb：0~0.20%
V：0~0.20%
Ti、Nb、及V可微細化經加熱之線材的γ粒徑。此時，因線材冷卻時所形成之組織受到微細化，故線材的韌性提升。另一方面，Ti、Nb、及V之含量大於0.20%時，將對本實施形態之線材的特性造成不良影響。因此，將Ti、Nb、及V之含量之上限值均設為0.20%。Ti、Nb、及V之含量均以0.15%以下為佳，較佳者是0.10%以下。Ti、Nb、及V含量之下限值均係0%，但為得上述效果，Ti、Nb、及V含量之下限值分別以0.01%為佳，較佳者是0.02%。
B：0~0.0050%
B可提升線材之可硬化性。B含量大於0.0050%時，因線材之可硬化性變得過高，故有因線材中所形成的麻田散鐵造成線材之延性下降的疑慮。因此，將B含量之上限值設為0.0050%。B含量以0.0040%以下為佳，較佳者是0.0030%以下。B含量之下限值係0%，但為得上述效果，亦可含有以0.0005%以上為佳，較佳者是0.0010%以上之B。
Al：0~0.10%
Al係作為脫氧劑作用之元素。Al含量大於0.10%時，將生成硬質之氧化鋁系夾雜物，該夾雜物將降低線材之延性及拉線性。因此，將Al含量之上限值設為0.10%。Al含量以0.07%以下為佳，較佳者是0.05%以下。Al含量之下限值係0%，但為得上述效果，亦可含有以0.01%以上為佳，較佳者是0.02%以上之Al。
Ca：0~0.05%
Ca藉由調整線材中夾雜物之MnS形態，提升線材的耐延遲破斷特性。然而，Ca含量大於0.05%時，Ca將生成粗大之夾雜物，藉此線材之耐延遲破斷特性下降。因此，將Ca含量之上限值設為0.05%。Ca含量以0.04%以下為佳，較佳者是0.03%以下。Ca含量之下限值係0%，但為得上述效果，亦可含有以0.001%以上為佳，較佳者是0.005%以上之Ca。
本實施形態之線材的成分組成之剩餘部分係由Fe及不純物所構成。不純物係於工業上製造鋼材時，藉由礦石或廢料等原料、或製造步驟之種種因素而混入的成分， 於未對本實施形態之線材造成不良影響的範圍內係受到允許之意。
接著，說明本實施形態之線材的金屬組織。
變韌鐵：90~100面積%
本實施形態之線材的金屬組織含有90~100面積%之變韌鐵。金屬組織含有90~100面積%之變韌鐵的線材(變韌鐵線材)之拉線特性較金屬組織主要係由波來鐵所構成的線材(波來鐵線材)優異。又，變韌鐵中所含之雪明碳鐵較波來鐵中所含之雪明碳鐵微細，故於比較成分組成相同的變韌鐵線材與波來鐵線材時，變韌鐵線材之抗拉強度係較波來鐵線材之抗拉強度低。線材之抗拉強度低時，線材、及將該線材拉線加工後所得之鋼線的延性、拉線特性、及加工性高。為更加提升該等特性，可將變韌鐵含量之下限值設為95面積%，亦可設為98面積%。除了變韌鐵以外，亦可於線材之金屬組織中含有例如，微觀麻田散鐵(MA)、共析前雪明碳鐵等。只要於變韌鐵之含量為90面積%以上的話即可允許含有該等。
變韌鐵之含量可藉由觀察與拉線方向垂直的線材截面求得。用以測定變韌鐵含量之方法的例係如下述。首先，於與拉線方向垂直之線材截面的複數處得到金屬組織像。接著，求出各金屬組織像之變韌鐵之面積率的平均值。並未特別限定得到金屬組織像之拍攝區域。例如，如圖6所示，以於與拉線方向垂直之線材截面1的中心部11、表層部12、及線材直徑之1/4深度領域的中間部13中，含有 分別盡可能地分離之4個拍攝區域2為佳。並未特別限定用以得到金屬組織像的方法。以例如，使用SEM(掃描電子顯微鏡)以拍攝倍率1000倍地拍攝金屬組織像為佳。並未特別限定判別金屬組織像中之變韌鐵的方法。有鑑於該成分組成，因可視為本實施形態之線材並未包含波來鐵、麻田散鐵(包含微觀麻田散鐵)、共析前雪明碳鐵、及變韌鐵以外之組織，故本實施形態之線材的金屬組織像中，亦可將波來鐵、麻田散鐵、及共析前雪明碳鐵以外之組織作為變韌鐵。
然後，說明本實施形態之線材的機械特性。
線材之平均抗拉強度TS：810×[C]+475N/mm2以下
本實施形態之線材的機械特性可藉由測定自長度3200mm之線材切割成8個具有相同長度要件而製得的8條長度400mm之試驗片的特性來評價。將上述8條試驗片之抗拉強度的平均值定義為線材之平均抗拉強度TS。本實施形態之線材的平均抗拉強度TS滿足下述式1。
[TS]≦810×[C]+475‧‧‧(1)
此處，[C]係以單位質量%表示之線材的C含量，[TS]係以單位N/mm2表示之平均抗拉強度TS。
使線材之抗拉強度增加的主要因素係線材之C含量、及製造線材時之熱處理條件。起因於線材之C含量的抗拉強度之增加並不會造成線材之抗拉強度不均。這是因為隨著C含量之增加產生的抗拉強度之增加將於線材全體均一地產生之故。另一方面，起因於製造線材時之熱處理 條件的抗拉強度之增加則有造成線材之抗拉強度不均的疑慮。特別是，線材之直徑小時，因線材之每單位長度的熱容量小、線材之長度方向的溫度分布變大，故不易於線材全體均一地進行熱處理，而容易產生抗拉強度的不均。熱處理對抗拉強度造成之影響越大，抗拉強度的不均亦變得越大。線材之抗拉強度不均時，因線材及鋼線之加工性不均，線材及鋼線之機械加工變難。此外，此時，於線材之抗拉強度高處將容易受延遲破斷(氫脆化)影響，而產生折損。
有鑑於以上事項，本實施形態之線材的平均抗拉強度需低於僅藉由C含量所規定之上限值。本發明人等藉由前述式1限定平均抗拉強度TS之上限值。
前述式1之係數“810”及“475”係本發明人等藉由實驗C含量大於0.80%之線材，即C含量大於共析點之線材後求得的係數。本發明人等經觀察得知，線材之平均抗拉強度TS大於藉由式1所規定之上限值時(即，相對於C含量之平均抗拉強度過高時)，因熱處理對抗拉強度所造成之影響將升高到不適當的水準，故線材之抗拉強度的不均變大，藉此損害機械加工之穩定性，且容易產生折損。此時，製造線材時之熱處理條件並不適當，因此，可知線材之抗拉強度係不均一地提高。
圖2係顯示平均抗拉強度TS(N/mm2)與C含量(質量%)之關係之一例。由圖可知，本實施形態之線材的平均抗拉強度TS係於“[TS]≦810×[C]+475”的區域內。
並未特別限定線材之抗拉強度的下限值。但，通常對於工業上使用之線材係要求某種程度的抗拉強度。於線材之平均抗拉強度相對於C含量過低時，將不易於工業上使用線材。因此，亦可藉由以下式1’、式1”、或式1'''來規定本實施形態之線材的平均抗拉強度。
810×[C]+425≦[TS]≦810×[C]+475‧‧‧(式1’)
810×[C]+435≦[TS]≦810×[C]+475‧‧‧(式1”)
810×[C]+445≦[TS]≦810×[C]+475‧‧‧(式1''')
線材之平均斷面縮減值RA：-0.083×TS+154以上
本實施形態之線材的機械特性之評價，係藉由測定自長度3200mm之線材切割成8個具有相同長度之要件而製得的8條長度400mm之試驗片的特性地進行。將上述8條試驗片之斷面縮減值得平均值定義為線材之平均斷面縮減值RA。本實施形態之線材的平均斷面縮減值RA滿足下述式2。
[RA]≧-0.083×[TS]+154‧‧‧(式2)
此處，[TS]係以單位N/mm2表示之平均抗拉強度TS。
又，本實施形態之線材中，將平均斷面縮減值RA之下限值限定為自平均抗拉強度TS所算出的下限值。
前述式2之係數“-0.083”及“154”係本發明人等藉由實驗調查C含量於過共析之區域內的各種線材之平均抗拉強度與平均斷面縮減值後求出的係數。後述之藉由本實施形態之製造方法所得的線材之斷面縮減值至少具有「-0.083×[TS]+154」以上的平均斷面縮減值。該平均斷面 縮減值係大於以往之波來鐵線材的平均斷面縮減值者。另一方面，金屬組織未具有90~100%之變韌鐵的線材之平均斷面縮減值係低於上述之下限值。又，金屬組織主要係由變韌鐵所構成，但該變韌鐵藉由於變韌鐵變態開始前加熱過冷卻狀態之沃斯田鐵所得的線材之平均斷面縮減值，亦低於上述之下限值。
線材之抗拉強度的差異量：8條試驗片之各抗拉強度中的最大值與最小值之差係50N/mm2以下
本實施形態之線材的機械特性之評價係藉由測定自長度3200mm之線材切割成8個具有相同長度之要件而製得的8條長度400mm之試驗片的特性地進行。本實施形態之線材中，上述各試驗片之各抗拉強度中的最大值與最小值之差係定義為線材之抗拉強度的差異量。本實施形態之線材之抗拉強度的差異量係50N/mm2以下。
線材之抗拉強度大時，線材、及將線材拉線加工後所得之鋼線的加工性將變小。線材之抗拉強度的差異量大於50N/mm2時，將不易於固定條件下加工該線材、及藉由將該線材拉線加工所得之鋼線。此外，此時，於線材之抗拉強度高處將容易受延遲破斷(氫脆化)影響，而產生折損。為更容易進行線材及鋼線之加工，且更加抑制線材之折損產生，線材之抗拉強度的差異量亦可係45N/mm2以下、40N/mm2以下、35N/mm2以下、或30N/mm2以下。
並未特別規定本實施形態之線材的直徑。然而，為更加抑制線材之抗拉強度的不均，亦可將線材直徑設為 3.5~16.0mm。如上述，線材直徑小於3.5mm時，因線材之每單位的熱容量小，線材之長度方向的溫度分布變大，故不易於線材全體進行均一之熱處理，而容易產生抗拉強度的不均。另一方面，線材直徑大於16.0mm時，將不易均一地冷卻線材之中心部與表層部，有不易將線材之中心部的金屬組織作成預定者之疑慮。
接著，說明本實施形態之線材及鋼線之製造方法(以下稱作「本實施形態之製造方法」。)。
如圖4所示，本實施形態之線材之製造方法具有：(a)軋延具有上述本實施形態之線材之成分組成的鋼片後得到線材之步驟、(b)將850~1050℃之線材浸漬於350~450℃之第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中，接著將線材自第1熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之步驟、(c)於自取出後5秒以內之時點且線材開始變韌鐵變態的ts秒前~ts秒後之時點，將線材浸漬於530~600℃之第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中之步驟、(d)於前述變韌鐵變態完全結束後將前述線材自第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之步驟。ts可藉由以下式3求得。
ts=0.05×tcomplete‧‧‧(式3)
tcomplete係以單位秒表示於將線材連續浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴後，自線材開始變韌鐵變態至結束為止的時間。如圖4所示，本實施形態之過共析變韌鐵鋼線之製造方法除了前述(a)~(d)以外，具有於將線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴前對線材進行拉線加工後得到鋼線的步驟。又，如圖5所示，本發明之其他實施形態之過共析變韌鐵鋼 線之製造方法，除了前述(a)~(d)以外，具有(e)對已自第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之線材施行拉線加工的步驟。另，圖4及圖5中，僅將「熔融鹽浴或熔融鉛浴」記載為「浴」。之後，於線材開始變韌鐵變態之ts秒前~ts秒後的時點將線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中，記載為「與線材開始變韌鐵變態大致同時地將線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中」。
於圖1顯示本實施形態之製造方法的熱處理。圖中，標有(b)之符號的箭頭係顯示將850~1050℃之線材浸漬於350~450℃範圍之溫度T1的第1熔融鹽浴或熔融鉛浴後接著取出，即上述之(b)。(b)中線材係維持在溫度T1、取出、接著移送至第2熔融鹽浴或熔融鉛浴。圖中之t1係顯示將線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之時間、及將線材自第1熔融鹽浴或熔融鉛浴移送至第2熔融鹽浴或熔融鉛浴之時間的合計(即，自將線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之時點至將線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴之時點的時間)。圖中，標有(c)之符號的箭頭係顯示於與開始變韌鐵變態大致同時地將線材浸漬於530~600℃範圍之溫度(T1+△T)的第2熔融鹽浴或熔融鉛浴，即上述之(c)。圖中，標有(d)之符號的箭頭係顯示將線材維持在第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中至變韌鐵變態完全結束為止，即上述之(d)。
浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴前之線材的溫度：850~1050℃
本實施形態之線材之製造方法中，首先，軋延具有本 實施形態之線材成分組成的鋼片，得到線材。接著，將該線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴。於軋延與浸漬之間，可暫時冷卻線材，接著進行再加熱，又亦可於軋延與浸漬之間未進行冷卻及再加熱。又，於軋延與浸漬之間亦可對線材進行拉線加工。於任一情形下，浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之線材的溫度係設為850~1050℃。通常，因軋延後之線材溫度係1050℃以下，故將軋延後之線材或拉線後之鋼線直接浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴(即，不進行冷卻及再加熱地浸漬)時，浸漬之線材或鋼線的溫度上限實質上係1050℃。又，暫時將軋延後之線材或拉線後之鋼線冷卻，接著再加熱後浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴時，亦可將浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之線材或鋼線的溫度上限值設為1050℃。因為並無將線材或鋼線加熱之1050℃以上的好處。浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之線材或鋼線的溫度小於850℃時，因未能於線材或鋼線充分地進行淬火，故將浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之線材或鋼線的溫度之下限值設為850℃。另，於軋延與浸漬之間對線材進行拉線加工時，之後步驟之說明中將適當地將「線材」改稱為「鋼線」。
第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度：350~450℃
本實施形態之線材之製造方法中，藉由將850~1050℃之線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中急速冷卻(圖1中(b))。第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度T1係350~450℃。藉由該急速冷卻，線材之金屬組織會成為過冷卻狀態的沃斯田 鐵。於該狀態下等溫保持線材時，過冷卻狀態之沃斯田鐵會開始變韌鐵變態。
第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度T1大於450℃時，因線材之冷卻速度下降，線材之金屬組織會於成為過冷卻狀態之沃斯田鐵之前進行變韌鐵變態。此時，線材之抗拉強度將下降，但線材中將析出共析前雪明碳鐵。共析前雪明碳鐵將使線材之拉線特性惡化。因此，為急速地冷卻線材，需將第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度T1設為450℃以下。另一方面，第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度T1小於350℃時，有第1熔融鹽浴或熔融鉛浴凝固的疑慮。需適當地調整將線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中之時間，以便可依規定進行將線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中的步驟。
將線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴之時點：自第1熔融鹽浴或熔融鉛浴取出線材後5秒以內的時點，且線材開始變韌鐵變態之ts秒前~ts秒後的時點
本實施形態之線材之製造方法中，於自溫度T1之第1熔融鹽浴或熔融鉛浴取出線材後5秒以內的時點，且線材開始變韌鐵變態之ts秒前~ts秒後的時點，將線材浸漬於溫度T2之第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中。
本發明人等藉由改變了t1與第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度T1的各種製造條件來製造線材，並測定該等線材之抗拉強度的差異量，該t1係自線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之時點，至線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴之時點的時間(即，將線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴 內之時間，與將線材自第1熔融鹽浴或熔融鉛浴移送至第2熔融鹽浴或熔融鉛浴之時間的合計時間)。使用藉此所得之數據，調查溫度T1、時間t1、及抗拉強度之差異量的關係。結果，得到如圖3顯示之結果。
圖3中標有符號「S」之曲線係表示變韌鐵變態開始之溫度及時間的曲線(以下，稱作S曲線)。該曲線係隨著線材之成分組成變化。圖3中記載之數據點係表示製造該數據點之線材時的溫度T1及時間t1。位於較曲線左側之數據點的線材，係變韌鐵變態開始前浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴的線材，位於較曲線右側之數據點的線材，係變韌鐵變態開始後浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴的線材。圖3中，各數據點相關之記載的點線係顯示各數據點之線材的熱履歷。數據點種類為「BAD」的線材之抗拉強度的差異量大於50N/mm2，數據點種類為「GOOD」的線材之抗拉強度的差異量係大於40N/mm2、50N/mm2以下，數據點種類為「VERY GOOD」的線材之抗拉強度的差異量係40N/mm2以下。
如圖3中所示，接近曲線之數據點的線材(即，與開始變韌鐵變態大致同時地浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴之線材)之抗拉強度的差異量小。
適當地設定時間t1，使於線材開始變韌鐵變態之ts秒前~ts秒後的時點，線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴內。ts係藉由以下所示之式3所求得的值。
ts=0.05×tcomplete‧‧‧(式3)
tcomplete係以單位秒表示於將線材連續浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴後，自線材開始變韌鐵變態至結束為止的時間。
將線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴後至線材開始變韌鐵變態之時間與ts，係隨著對應於線材之成分組成的S曲線，與第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度來決定。因此，藉由基於線材之成分組成與第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度的模擬及/或預先實驗，求得時間t1。又，如後述，藉由檢測出線材之復熱，求得自將線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴後至線材開始變韌鐵變態為止之時間。因此，於製造線材前，亦可藉由上述方法進行用以決定時間t1之預先調查。
藉由與線材開始變韌鐵變態大致同時地將線材浸漬第2熔融鹽浴或熔融鉛浴，可抑制線材之抗拉強度的不均之理由尚未明確。但，推測係以下說明之理由。若於浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴時、或移送至第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中線材發生變韌鐵變態時，會因復熱(變態發熱)使於浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之間、或移送至第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中線材溫度上升。此時，有線材溫度之上升產生不均一的疑慮。這是因為，於熔融鹽浴或熔融鉛浴中進行線材之熱處理時，線材將於例如圖7所示之具線圈形狀之狀態下浸漬於熔融鹽浴或熔融鉛浴後取出之故。熱處理中之線材具線圈形狀時，因復熱將使線材彼此重疊的部分之溫度上升較其以外的部分大。這是因為，利用第1熔 融鹽浴或熔融鉛浴之冷卻效果較不易到達線材彼此重疊的部分之故。因此，因上述之時間t1變長，線材開始加熱延遲時，將因線材溫度之不均勻地上升，導致線材之抗拉強度產生不均。另，熱處理時將線材作成線圈形狀係為提高線材之製造效率所不可或缺的。若無特別理由，不需於線材彼此具互相不重疊的形狀之狀態下將線材浸漬於熔融鹽浴或熔融鉛浴。另一方面，於上述時間t1變短，開始變韌鐵變態大於ts秒前將線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴時，因變態提早開始，故變態開始溫度變高。此時，將產生線材之強度上升及線材之延性下降。
有鑑於上述理由，以與線材開始變韌鐵變態完全同時地進行將線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴最佳。然而，本發明人等由實驗觀察得知於變韌鐵變態之進行快、復熱導致之溫度上升較大的線材中，若線材之浸漬與線材開始變態之間的時間為5秒以下，將可充分地抑制線材之抗拉強度的不均，又，於變韌鐵變態之進行慢、復熱導致之溫度上升較低的線材中，線材之浸漬與線材開始變態之間的時間即使大於5秒仍可抑制不均。基於如此之觀察所得知識，於本實施形態之線材之製造方法中，藉由對應變韌鐵變態之進行速度所決定的值ts規定線材之浸漬與線材開始變態之間的時間。另，於本實施形態之線材中，因tcomplete不會小於100秒，故將ts之上限值設為5秒即可。
通常來說，線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之時點與線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴之時點之間 的經過時間t1以10~40秒為佳。有鑑於本實施形態之線材的成分組成，於時間t1小於10秒或大於40秒時，欲緊接著適當地將線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴內係為困難。
除了上述規定以外，需將線材自第1熔融鹽浴或熔融鉛浴取出後5秒以內浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴。自線材之取出自浸漬之間的時間，即線材之移送時間大於5秒時，因於線材之移送間有線材之溫度變動的疑慮，故與線材開始變韌鐵變態大致同時地將線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴係極為困難。
亦可藉由檢驗線材之復熱(變態發熱)來判定第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中之線材開始變韌鐵變態的時點。本實施形態之復熱係因線材中開始之變韌鐵變態所造成線材溫度上升的現象。復熱可藉由檢驗例如，比較浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴後取出之線材的溫度，與第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度。線材之溫度高於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度時，則判斷於線材有產生復熱。藉由分別調查經各種變化浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴內之時間的線材有無復熱，可求得可使線材產生復熱之最短浸漬時間tmin。可將線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中後僅經過tmin之時點，作為於線材開始變韌鐵變態之時點。如此，利用復熱來預先求得線材中開始變韌鐵變態之時點，並以此進行線材之製造係更佳。
另外，浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之時間小於5秒時，即使線材之溫度較第1熔融鹽浴或熔融鉛浴高， 仍無法判斷線材有無產生復熱。這是因為有線材之溫度不是因為復熱而是因為不充分之浸漬時間而升高的情形。
第2熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度：530~600℃
自第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出線材之時：變韌鐵變態完全結束後之時點
於與線材開始變韌鐵變態大致同時地將線材浸漬於溫度T2之第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中。溫度T2係530~600℃。藉此，將線材急速地加熱至530~600℃之溫度(圖1中(c))、該溫度下可維持至變韌鐵變態完全結束。於與線材開始變韌鐵變態大致同時地急速將線材加熱至530~600℃之溫度時，變韌鐵中之雪明碳鐵的間隔將變大。結果，相較於未急速加熱之情形，線材之強度下降。第2熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度小於530℃或大於600℃時，至變韌鐵變態結束為止將耗費長時間。因此，為於短時間內確實結束變韌鐵變態，將第2熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度設為530~600℃。並未特別限定將線材加熱至前述溫度範圍之加熱速度。但，為縮短至變韌鐵變態結束為止之時間，以加快加熱速度為佳，具體而言，以10~50℃/秒為佳。藉由將線材浸漬餘溫度530~600℃之熔融鹽浴或熔融鉛浴，可得到如此之加熱速度。於變韌鐵變態結束前自第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出線材時，將於線材中生成MA，該MA有使線材之加工性下降的疑慮。
於線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中變韌鐵變態開始後，將線材維持於該狀態下，將成長細密之變韌 鐵組織。成長有細密之變韌鐵組織的線材之強度將較於與變韌鐵變態開始大致同時地急速加熱之線材高。因此，本實施形態之線材中，藉由急速加熱線材，可擴大析出之雪明碳鐵的間隔，使強度下降。
本實施形態之耐延遲破斷特性優異的過共析變韌鐵鋼線(以下，稱作「本實施形態之鋼線」。)，係已將拉線特性優異之本實施形態之線材進行拉線加工者。拉線加工係通常之拉線加工，並未特別限定減面率。本實施形態之鋼線因耐延遲破斷特性優異，故大幅地擴大鋼線的用途。
實施例
接著，說明本發明之實施例，但實施例之條件係用以確認本發明之可實施性及效果所使用的一條件例，本發明並未受該一條件例所限定。只要於未脫離本發明要旨而可達成本發明之目的的話，可使用各種條件得到本發明。
(實施例1)
將表1所示之成分組成的過共析鋼片軋延成表2所示之線徑的線材，並以表2所示之溫度條件完成變韌鐵變態。測定變韌鐵變態結束後之線材的平均抗拉強度(N/mm2)、平均斷面縮減值(%)、及抗拉強度之差異量(N/mm2)。線材之平均抗拉強度係藉由將長度3200mm之線材切割成8個具有相同長度的要件而製得之8條長度400mm之試驗片分別之抗拉強度的平均值。線材之平均斷面縮減值係藉由將長度 3200mm之線材切割成8個具有相同長度之要件而製得之8條長度400mm之試驗片分別之斷面縮減值的平均值。線材之抗拉強度的差異量係藉由將長度3200mm之線材切割成8個具有相同長度之要件而製得之8條長度400mm之試驗片分別的抗拉強度中最大值與最小值的差。於表2一併顯示測定結果。另，將線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴時之加熱速度係10~50℃/秒。
表2中，T0係浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之線材的溫度、T1係第1熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度、t1係線材浸漬於第1熔融鹽浴或熔融鉛浴內後至線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴內的時間、△T係藉由將線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴後上升的溫度、T2係第2熔融鹽浴或熔融鉛浴之溫度、TS上限係自C含量及式1所算出之平均抗拉強度之上限值、TS平均係平均抗拉強度(N/mm2)、TS最大係抗拉強度之最大值(N/mm2)、TS最小係抗拉強度之最小值(N/mm2)、TS差異量係TS最大與TS最小之差(N/mm2)、RA下限係平均抗拉強度之上限值及自式2所算出之平均斷面縮減值之上限值、RA平均係平均斷面縮減值(%)、RA最大係斷面縮減值之最大值(%)、RA最小係斷面縮減值之最小值(%)、RA差異量係RA最大與RA最小之差(%)。製造No.1~7之發明例時，第1熔融鹽浴或熔融鉛浴內線材之浸漬時間t可適當地選擇使線材浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴內係與變韌鐵變態開始大致同時。No.8之比較例中，線材必為浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴內。No.9及10之比較例中，線材於變韌鐵變態開始後經過長時間後才浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴內。另，發明例No.1~7、比較例No.9、及比較例No.10中，線材自第1熔融鹽浴或熔融鉛浴取出後5秒以內浸漬於第2熔融鹽浴或熔融鉛浴內。
由表2可知，No.1~7之發明例中，TS平均及RA平均滿足式1及式2，並且TS差異量係50N/mm2以下。藉此，可知於No.1~7之發明例中，耐延遲破斷特性提升，且於線 材綑綁時及綑綁狀態並未產生折損。
產業上之可利用性
如前述，依據本發明，可提供較波來鐵鋼低強度化及高延性化之線材，且可抑制線材之綑綁作業時或綑綁狀態下的折損，拉線特性及耐延遲破斷特性優異之線材、使用該線材製造之過共析變韌鐵鋼線、穩定地製造該等之製造方法。藉此，本發明於鋼鐵產業之可利用性高。

Claims (12)

  1. 一種線材，其特徵在於具有下述成分組成：以單位質量%計，含有：C：大於0.80至1.20%、Si：0.10~1.50%、Mn：0~1.00%、P：0~0.02%、S：0~0.02%、Cr：0~1.00%、Ni：0~1.00%、Cu：0~1.00%、Mo：0~0.50%、Ti：0~0.20%、Nb：0~0.20%、V：0~0.20%、B：0~0.0050%、Al：0~0.10%、及Ca：0~0.05%，且剩餘部分係由Fe及不純物所構成；金屬組織包含90~100面積%之變韌鐵；於藉由將長度3200mm之線材切割成8條相同長度之要件，而製出8條長度400mm之試驗片時，各前述試驗片之抗拉強度的平均值TS以單位N/mm2計滿足下述 式1，各前述試驗片之各前述抗拉強度中最大值與最小值的差係50N/mm2以下，各前述試驗片之斷面縮減值的平均值RA以單位%計滿足下述式2，[TS]≦810×[C]+475‧‧‧(式1)，[RA]≧-0.083×[TS]+154‧‧‧(式2)，此處，[C]係以單位質量%表示之前述線材的C含量，[TS]係以單位N/mm2表示之前述抗拉強度的前述平均值TS，[RA]係以單位%表示之前述斷面縮減值的前述平均值RA。
  2. 一種過共析變韌鐵鋼線，其特徵在於係藉由拉線加工如請求項1之線材所得。
  3. 一種線材之製造方法，係製造如請求項1之線材之方法，其特徵在於具有以下步驟：將鋼片軋延後得到線材之步驟，該鋼片具有下述成分組成：以單位質量%計，含有：C：大於0.80至1.20%、Si：0.10~1.50%、Mn：0~1.00%、P：0~0.02%、S：0~0.02%、Cr：0~1.00%、Ni：0~1.00%、 Cu：0~1.00%、Mo：0~0.50%、Ti：0~0.20%、Nb：0~0.20%、V：0~0.20%、B：0~0.0050%、Al：0~0.10%、及Ca：0~0.05%，且剩餘部分係由Fe及不純物所構成；將850~1050℃之前述線材浸漬於350~450℃之第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中，接著將前述線材自前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之步驟；於自前述取出後5秒以內之時點且前述線材開始變韌鐵變態的ts秒前~ts秒後之時點，將前述線材浸漬於530~600℃之第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中之步驟；及於前述變韌鐵變態完全結束後將前述線材自前述第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之步驟；ts=0.05×tcomplete‧‧‧(式3)，tcomplete係以單位秒表示於將前述線材連續浸漬於前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴後，自前述線材開始變韌鐵變態至結束為止的時間。
  4. 如請求項3之線材之製造方法，其中前述線材浸漬於前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中之時點，與前述線材浸漬於前述第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中之時點之間的經過時 間係10~40秒。
  5. 如請求項3之線材之製造方法，其中前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中前述線材開始前述變韌鐵變態之前述時點，係藉由檢測前述線材之復熱來判定。
  6. 一種過共析變韌鐵鋼線之製造方法，係製造如請求項2之過共析變韌鐵鋼線之方法，其特徵在於具有以下步驟：將鋼片軋延後得到線材之步驟，該鋼片具有下述成分組成：以單位質量%計，含有：C：大於0.80至1.20%、Si：0.10~1.50%、Mn：0~1.00%、P：0~0.02%、S：0~0.02%、Cr：0~1.00%、Ni：0~1.00%、Cu：0~1.00%、Mo：0~0.50%、Ti：0~0.20%、Nb：0~0.20%、V：0~0.20%、B：0~0.0050%、Al：0~0.10%、及Ca：0~0.05%， 且剩餘部分係由Fe及不純物所構成；將850~1050℃之線材浸漬於350~450℃之第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中，接著自前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴取出前述線材之步驟；於自前述取出後5秒以內之時點且前述線材開始變韌鐵變態的ts秒前~ts秒後之時點，將前述線材浸漬於530~600℃之第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中之步驟；於前述變韌鐵變態完全結束後將前述線材自第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之步驟；及對已自前述第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之前述線材施行拉線加工之步驟；ts=0.05×tcomplete，tcomplete係以單位秒表示於將前述線材連續浸漬於前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴後，自前述線材開始前述變韌鐵變態至結束為止的時間。
  7. 如請求項6之過共析變韌鐵鋼線之製造方法，其中前述線材浸漬於前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中之時間係10~40秒。
  8. 如請求項6之過共析變韌鐵鋼線之製造方法，其中前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中前述線材開始前述變韌鐵變態之前述時點，係藉由檢驗前述線材之復熱來判定。
  9. 一種過共析變韌鐵鋼線之製造方法，係製造如請求項2之過共析變韌鐵鋼線之方法，其特徵在於具有以下步驟： 對軋延鋼片後所得之線材進行拉線加工而製得鋼線之步驟，該鋼片具有下述成分組成：以單位質量%計，含有：C：大於0.80至1.20%、Si：0.10~1.50%、Mn：0~1.00%、P：0~0.02%、S：0~0.02%、Cr：0~1.00%、Ni：0~1.00%、Cu：0~1.00%、Mo：0~0.50%、Ti：0~0.20%、Nb：0~0.20%、V：0~0.20%、B：0~0.0050%、Al：0~0.10%、及Ca：0~0.05%，且剩餘部分係由Fe及不純物所構成；將850~1050℃之前述鋼線浸漬於350~450℃之第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中，接著自前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴取出前述鋼線之步驟；於自前述取出後5秒以內之時點且前述鋼線開始變韌鐵變態的ts秒前~ts秒後之時點，將前述鋼線浸漬於 530~600℃之第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中之步驟；及於前述變韌鐵變態完全結束後將前述鋼線自前述第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之步驟；ts=0.05×tcomplete，tcomplete係以單位秒表示於將前述鋼線連續浸漬於前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴後，自前述鋼線開始前述變韌鐵變態至結束為止的時間。
  10. 如請求項9之過共析變韌鐵鋼線之製造方法，其中前述鋼線浸漬於前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中之時點，與前述鋼線浸漬於前述第2熔融鹽浴或熔融鉛浴中之時點之間的經過時間係10~40秒。
  11. 如請求項9之過共析變韌鐵鋼線之製造方法，其中前述第1熔融鹽浴或熔融鉛浴中前述鋼線開始前述變韌鐵變態之前述時點，係藉由檢測前述鋼線之復熱來判定。
  12. 如請求項9至11中任一項之過共析變韌鐵鋼線之製造方法，其更具有一對已自前述第2熔融鹽浴或熔融鉛浴取出之前述鋼線施行拉線加工之步驟。
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