TWI228542B - Hot rolled wire rod capable of eliminating heat treatment before wire drawing, and having excellent wire drawability - Google Patents

Description

1228542 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於可以省略拉線前之熱處理，而僅以熱 軋就具有優良的拉線加工性之熱軋線材。本發明之熱軋線 材係，不但讓線材全體之抗拉強度之平均値適當地控制， 而且抗拉強度之偏差也少，並且斷面收縮率之平均値亦高 ，斷面收縮率之偏差亦少，因而作爲製造鋼線、輪胎鋼絲 、PC鋼線、鋼索等之高強度鋼線的素材非常地有用。 又，雖然在本發明作爲對象的線徑爲5.0mm以上的熱 軋線材，但是此爲在先前材係將5.5〜5.0mm之線徑之高碳 鋼線材（JIS規格品）拉線到1.0mm前後之最終熱處理線徑 爲止之製程，有鑑於被要求最嚴苛的拉線加工性之實情所 設定。換言之，本發明是提供用來更提高與先前線材同一 線徑之熱軋線材的拉線加工性之技術。 【先前技術】 以往，鋼線或輪胎鋼絲等，通常將含碳量0.7〜0.8% 左右之高碳鋼〔JISG 3502相當於（SWRS72A，SWRS82A )〕予以熱軋後，藉由控制冷卻條件而做成直徑5.0〜 6.4 m m左右之鋼線材，接著，施予一次拉線加工、韌化（ Patenting )處理、二次拉線加工（鋼線的情況是再度施予 韌化處理）、Cu— Zn二相電鍍、發藍（bluing)處理之後 ，最後實施濕式拉線（最終加工拉線）而利用預定之線徑 而製造出。其中之韌化處理（退火處理）雖然爲了獲得適 -6 - 1228542 (2) 合於拉線加工性之微細的波來鐵組織起見來實施，但是鑑 於提高生產性及省能源對策，進而將成本降低作爲目的， 而可以省略韌化處理等之熱處理之熱軋線材（直接韌化材 Direct - Patenting Material)之開發進展。 例如在專利文獻1 (日本專利公報特公平3 - 60900號 )提案有作爲壽命優良的拉線模，且斷線次數亦少之鋼線 材，規定了高碳鋼線材之含C量與抗拉強度，粗波來鐵之 佔有率之關係之線材。（申請專利範圍第1欄第1 9行〜第2 欄第6行、第5欄第7〜33行）。在上述專利文獻係特別地 依據已知「在直接韌化線材存在有最適宜之抗拉強度，而 且即使抗拉強度低或高時斷線率均會上昇」，而且雖然以 與含C量之關係來控制抗拉強度之平均値，但是仍然也有 不能充分地阻止在於拉線中的斷線發生的情況，係由於本 發明人等之檢討結果而明確地得知。輥軋線材之機械性特 性係依照線材之長度（部位）而不同，一般而言，抗拉強 度或收縮率之顯示較高値之部份及顯示較低値之部份係混 在一起。因此，如上述文獻，單純地只規定抗拉強度之平 均値，係對於局部性地強度之高的部份或延性之低的部份 之控制不充分，此爲變成拉線中之斷線發生起點而引起斷 線。 而且，雖然不是意圖提供直接韌化材，在於專利文獻 2 (日本專利公報特開2001 — 1793 25號），揭示有作爲藉 由徐冷熱軋後之線圈而使之可以直接軟質化之方法，而且 控制熱軋後之冷卻輸送機上之線圈的冷卻速度，控制鋼材 -7- 1228542 (3) 之成份、徐冷開始時之沃斯田鐵粒徑、線徑、環間節距（ Ring Pitch )、徐冷外罩之溫度的方法（段落【000 1】、 【0004】、【0020】〜【0026】、第1圖），可是，在於 上述文獻上因爲本來就沒有如本發明之「爲了提供對拉線 加工性非常優良的熱軋線材，所以上述機械性特性之偏差 少之線材是不可或缺」之技術思想，所以與上述專利文獻 1同樣，對於局部性地強度在極端低之部份或延性較低之 部份之控制至今仍不夠充分。 【發明內容】 本發明係有鑒於上述之情形所開發完成，其目的乃提 供一種，即使省略韌化處理之熱處理，而僅以熱軋就具有 非常優良的拉線加工性，並且與先前材料比較而可顯著地 減少斷線次數之熱軋線材。 解決上述課題之本發明之可省略拉線前熱處理之拉線 加工性優良的熱軋線材， 含有：C: 0.6〜1.0% (質量％，以下同）、

Si : 0·1 〜1.5%、 Μη : 0.3 〜1.0 %， 抑制：Ρ : 0.02以下、 S : 0 · 0 2 % 以下， 9 0面積％以上係在波來鐵組織之線徑5 · 〇 m m以上之 熱軋線材中， 4m長之線材之機械性特性係可滿足下述（1)〜（4)之 (4) 1228542 熱軋線材者。

(1) TS* — 30$抗拉強度之平均値（TSAV * +30 但，TS* =400x{[C] + ([Mn] + [Si])/5} + 670， 式，[]係，各元素之含有量（％)。 (2) 抗拉強度之標準偏差（TSa) S30MPa (3) 斷面收縮率之平均値（RAav)> 35% (4) 斷面收縮率標準偏差（ΙΙΑσ )$ 4%。 【實施方式】 本發明人等爲了提供與先前材料相比，而 可以更提高拉線加工性之熱軋線材而銳意加以 其結果，爲了確保良好的拉線加工性，獲知雖 前專利公報所揭示，在於熱軋完成後，實施調 必須要將抗拉強度（TS )之平均値（TSAV ) 範圍，但是僅此仍然不夠，而且，也須要提高 之斷面收縮率（RA )之平均値（RAav )之必 當降低TS時，RA之偏差變大，而不能獲得所 ，並且明暸依據局部性之延性劣化部而無法防 。也就是說，爲了提供比先前材料而可以顯著 次數之「具有非常優良的拉線加工性之熱軋線 僅單純地控制低的TSAV値是不充分，而必須: 及斷面收縮率之標準偏差（RACT)，再加上抗 準偏差（R Α σ )也控制於小値，作爲減少機械

·- MPa) ^ TS 僅以熱軋就 硏討之後。 然如上述先 整冷卻等而 控制於規定 延性之指標 要。可是， 冀望之RAav 止斷線發生 地減少斷線 材」，明白 要控制RAav 拉強度之標 性特性之偏 -9- (5) 1228542 差之熱軋線材是不可或缺。 爲了獲得如此之熱軋線材’發現了如先前技術’僅控 制熱軋條件又調整捲取後之冷卻速度是不充分’而且將輥 軋後由輸送機所搬運而來之線材之負載密度〔d/L ( d =線 材線徑，L =環間節距（R i n g P i t c h ))藉由比先前法控制 於小値而獲得，而且完成了本發明。 下面說明本發明之線材。 如上所述，本發明之「可省略拉線前熱處理之拉線加 工性優良的熱軋線材」，係含有C : 0.6〜1.0%、Si : 0.1 〜1.5 %、Μ η : 0 · 3〜1. 〇 %的線徑5.0 m m以上的熱軋線材中 ，其90面積％以上是波來鐵組織，針對4m長之線材之機械 性特性係可滿足上述（1 )〜（4 )爲其特徵。 〔組織〕 本發明之熱軋線材係，輥軋線材中之組織之9 0面積％ 以上係波來鐵組織。（Pearlite )因爲波來鐵組織以外之 組織（粒界肥粒鐵、變靭鐵（Bainite )、麻田散體（ M a r t e n s i t e )增加而使波來鐵面積未滿9 0面積％時，延性 會劣化之緣故。爲了確保優良的拉線加工性，波來鐵組織 係愈多愈好’作爲波來鐵組織之面積率，最好是95面積％ 以上，更好係100面積％ (完全波來鐵組織）。 以可以滿足本發明中，所規定之鋼中成份（後述之） ，大致上雖然其輥軋線材中之波來鐵面積率會變成9〇 %以 上，但是爲了更提高該波來鐵面積率，特別地推薦以適當 -10- 1228542 (6) 地控制輥軋完成後之冷卻速度。 又爲了更提高本發明之作用爲目的，推薦製作成使波 來鐵組織中之平均球狀粒（N 〇 d lx 1 e )徑1 Ο μ m以下。藉此 ’更可以提高拉線性，即使在使拉線速度提升時，仍然可 以抑制拉線後之斷線。（參照後述之實施例3 )。依此觀 點，上述之平均球狀粒徑係愈小愈好，以8 μπι以下爲合宜 ’而6μηι以下爲更合宜。 本例中之球狀粒（Nodule )表示波來鐵組織中之肥粒 鐵之結晶方位係顯示同一方位之領域，而且波來鐵組織中 之平均球狀粒徑係利用以下之方法來側定。 首先，使用 SEM/EBSP ( Electron Back Scatter Diffraction Pattern)而將輥軋材之板厚方向剖面D /4( D 爲線)中2 0 0 μ m x 2 0 0 μ m之視野，以0.5 μ m節距來實施肥 粒鐵之方位解析。各測定點間之方位差爲1 5度以上之境界 作爲球狀粒（N 〇 d II1 e )尺寸之粒界來表示，使用切片法測 定總長800μπι中之球狀粒（Nodule )粒界數（Ν )而以 800/N之値作爲「波來鐵組織中之平均球狀粒徑」。 〔機械性特性〕 本發明係將連續之4m長之線材予以採樣，將其機械 性特性定爲作爲爲了獲得「非常優良的拉線加工性之熱軋 線材」之指標。在此，將採樣長度設定爲4m (大致相當 於線材線圈之一周之長度）之理由係，爲了推定線材線圈 整體之機械性特性値，依據實驗結果，來決定4m長係必 -11 - 1228542 (7) 要的最小限。比此還要短時容易發生誤差，比此還要長時 ’不合實用之觀點。 具體地說，線材線圏全體中，任意地取樣連續4m長 ’而測定連續採取了 Π S 9 B號試驗片1 6條（η = 1 6 )之時的 各機械性特性即可。 首先，說明有關本發明線材附有之特徵之上述（1 ) 〜（4 )之機械性特性。 (1) TS* — 30$抗拉強度之平均値（TSAV: MPa) $ TS * + 30 但，TS* =400 x { [ C ] + ( 〔Μη〕+ 〔Si〕）/5} + 670， 式中，〔〕係，各元素之含有量（％)。 如本發明爲了確保高碳鋼線材之拉線加工性，是必須 要適宜地控制TSAV，TSAV過高時會造成斷線率上昇，另 一方面，TS A V過低時就無法爲獲得提高拉線加工性之有用 的組織。本發明係將TSAV以與TS* 〔以對於提高強度有 貢獻之化學成份（C，Si，Μη)之關係式所顯示之値〕之 關係來控制至預定範圍內，並將其範圍定設爲從T S * - 3 0 至TS* + 30，最好是TS* — 20以上，TS* + 20以下。 (2) 抗拉張度之標準偏差（TS〃）S30MPa 本發明中，不但如以往控制TS A v，又必須要將TS σ控 制爲30ΜΡ a以下，而使TS之偏差變小。藉此，與先前材料 -12- 1228542 (8) 相比，可以更減少斷線發生頻率。TS σ係愈小愈佳，推薦 28MPa以下，26MPa以下更合宜。 (3)斷面收縮率之平均値（RAav) >35% 熱軋線材之斷面收縮率係支配拉線加工後初期之拉線 加工性，在本發明是依據決定工業性的拉線加工性之主要 原因係RAav及後述之RAa之觀點，來將RAav定爲大於 35 %。當RAav爲35 %以下時，在拉線初期之斷線的頻率會 變高。RAav係愈大愈好，推薦40%以上，45%以上更合宜 (4 )斷面收縮率之標準偏差（RAa ) $ 4% 如上述，即使RAav滿足規定値，斷面收縮率在極端 低之部位存在時，該部位即成爲局部性的延性劣化部，而 成爲斷線之起點。於是在本發明係將R Α σ定爲4 %以下， 並且減少RA之偏差。RA 7以愈小愈好，推薦3%以下，2% 以下更合宜。 〔鋼中成份〕 下面說明有關構成本發明線材之化學成份 C ·· 〇 . 6 〜1 · 0 % 爲了確保線材之必要強度所以C是必要之元素。爲 此，添加〇 · 6 %以上’ 0 · 6 5 %以上爲宜，0 · 7 %以上更合宜。 -13- 1228542 Ο) 另一方面，當超過1 · 〇 %時，在於熱軋吞 抑制成爲斷線之起點之初析雪明碳鐵（ 困難，最好是0.95%以下。 S i : 0.1 〜1.5 % s i係使波來鐵中之肥粒鐵強度增加 有貢獻之元素，即使作爲脫氧劑也有用， 效地發揮，是必須添加0.1 %以上，最好J 是當過度地添加時，使鋼中肥粒鐵之延伯 變成容易斷線，所以上限定爲1.5 %，最女 Μη: 0.3 〜1.0 % Μη係確保鋼之淬火性，提高強度之 了使此作用有效地發揮，添加0.3 %以上 上）。但是，當過度地添加時，在於熱車I 起偏析’因爲容易產生對於拉線加工性窄 之過冷組織，所以上限定爲1.0%，最好ί Ρ : 0 · 0 2 % 以下 Ρ係使鋼之韌性·延性劣化之元素， 其後之加撚製程之斷線，所以上限定爲 下爲合宜，最好是0.005%以下。 S : 0·02% 以下 之冷卻過程中’ Cementite)是很 ，對於強度調整 爲了使此作用有 :0.1 2 %以上，但 劣化，而且因爲 是1.3 %以下。 有用的元素。爲 (最好 0 · 3 5 %以 後之冷卻過程引 害的麻田散鐵等 〇 . 8 %以下。 爲了防止拉線或 0.0 2% > 0.01 %以 -14· 1228542 (10) S亦與P相同，會使鋼之韌性·延性劣化之元素，爲 了防止拉線或其後之加撚製程之斷線，所以上限定爲 0·02%。〇·〇!%以下爲宜，最好是0.005%以下。 本發明係含有上述成份，而且剩餘部份：雖然是實際 上的鐵’但是爲了更提高本發明之作用的目的，所以推薦 再添加下述元素。

Cr: 0.3 %以下，（不包含0%)，及/或Ni:0.3%以 下（不包含0 % )，

Cr及Ni均有提高淬火性，並對強度提高有貢獻之元 素。爲了使此種作用有效的發揮此種作用，推薦添加Cr 0 · 1 %以上，N i 0 · 1 %以上。但是當過度地添加時會容易產 生麻田散鐵，所以將其上限分別定爲C r : 〇. 3 % (最好爲 °*25% ) ，Ni: 0.3% (最好爲0.25%)。這些元素係以單 獨來添加亦可，倂用亦可以。 將由Nb、V、Ti、Hf、及Ζι*所成之群中所選擇之至 少其中一種之元素共計含有H %以下（不包含〇%)。 這些元素係析出微細的碳氮化物而對於高強度化有貢 獻之元素。爲了有效地發揮如此作用，所以推薦分別添加 Nb、V、Ti、Hf及 ZrO.003%以上，但是當過度地添加 時’因爲延性會劣化，所以將其上限定爲共計0.1 % (最 好爲0.08% )，這些元素也可單獨添加，而且倂用亦可 以。 -15- 1228542 (11) JN . U · U 1 % 以下* N係使線材之韌 一 I生延丨生劣化之兀素，因爲防止斷線 並提咼拉線加工性，所以依據愈少愈佳之觀點，在本發明 是定爲：Ν: °·〇1%以下（最好爲0.008%以下）。

A1.0.05%J^T，Mg:〇〇1%HT 雖然這些元素均作爲脫氧劑而有用，但是，當過度地 添加日寸，產生很多的A1 2 〇 3、M g 0 - A1 2 〇 3等氧化物，因 爲以該介在物爲原因的斷線會時常產生，所以將其上限分 別定爲 A1 ·· 0.05%，Mg : 0·01%，最好是八1:0.01%以 下，Mg: 0.005% 以下。 B: 0.001 〜0.005% B係藉由作爲存在固溶於鋼中的游離B，來得知有抑 制第二相肥粒鐵的生成，特別地在製造必須抑制縱向斷裂 之高強度線材時是添加B爲有效。爲了確保預定之游離B 是推薦有添加B0.001%以上（最好是〇·〇〇2%以上）。但 是，即使添加超過〇 · 〇 〇 5 %，Β係會以化合物析出’因爲 會使延性劣化，所以其上限定爲〇 ♦0 0 5 %，最好是〇 · 0 0 4 % 以下。 又，在於上述成份之外’亦不損及本發明之作用之範 圍的狀態下，也可添加容許之其他成份’亦包含有不純 物。 -16 * 1228542 (12) &下，說明製造本發明之線材的方法。 胃了獲得本發明之目的的規定之機械性特性値是加熱 _ @上述成份之鋼片，熱軋到規定之線徑（5.5mm或 )之後，將在輸送機上所搬運之線材調整冷卻的同 _ ’必須要將該線材之負載密度〔d/L ; d =線材之線徑， 間節距（線材與線材之間的距離）〕控制在〇.20以 I # ί艮重要。特別地在本發明中，熱軋後荷載於輸送機上 之線材的條數係可成爲d/LS 0.20的方式，一面控制一面 胃軋速度及輸送機之搬運速度之點具有特徵。在先前 線材係雖然熱軋後在輸送機所搬運之線材調節鼓風量等來 使TSAV控制於規定範圍，但是僅這樣是不能控制TSa， 而且確保所欲之RAav及RAa是很困難之緣故。 以下，說明各製程。 首先，雖然加熱滿足上述成份之鋼片，但是，加熱條 件是不特別地加以限定，因爲僅以熱軋製造線材所以可採 用通常所實施的條件（例如9 0 0 °C〜1 2 5 0。(：）。 接著，雖然到規定的線徑進行熱軋，但是熱軋條件也 不特別地加以限定，以能夠獲得所欲之機械性特性的方 式’可適當地貫施適合之條件。例如最後製品加工輥軋溫 度定爲800〜1150 °C，捲取溫度（環狀地載置於地面上而 開始冷卻之溫度）控制在9 8 0 °C〜7 5 0。(：爲可建議之條 件。 如上所述施予熱軋及捲取之後，雖然在輸送機（例如 斯帝莫亞（Stelmor )輸送機）來運送輥軋後的線材，但 -17- 1228542 (13) 是在此，係控制在於輸送機上之線材之冷卻速度，同 須要適當地調節該線材的荷載密度（d/L )。 首先，冷卻速度的控制係特別地爲了確保規 TSAV所以必要，具體的做法係將900 °C〜67CTC爲止 均冷卻速度急冷爲8〜20°C/s(最好是10〜15°C/s) 且將670 °C〜500°C爲止之平均冷卻溫度以 1〜5°C ( 是1〜3 °C /s )進行徐冷，推薦採用二段冷卻。在一段 是如欲降低強度與延性也成比例性地降低，無法獲得 求之拉線加工性，具體的做法係可使用斯帝莫亞冷 備，調節鼓風量等而如上述實施調整冷卻。 接著說明有關本發明方法之特徵部份的線材之荷 度（d/L )。爲了獲得具備了如上述之所欲的機械性 之線材（特別是偏差小之線材）是必須要將 d/L控 0.20以下，藉此與先前材比較，可獲得斷線次數也能 的減少之僅熱軋的線材。例如在將上述之專利文獻1 之先前方法是並不太考慮在輸送機上所運送後之線材 載密度，只不過是爲了調節鼓風量等而調整冷卻速 已，所以荷載密度大之部份（即線材之緊密地存在 份）是無法充分冷卻，而荷載密度小之部份（即線材 地存在之部份）是如被急冷產生對冷卻速度不均，特 冷卻速度之遲緩的部份成爲主要的原因，顯現TS驾 之偏差。於是在本發明係不僅控制冷卻溫度，也控制 密度，藉此，即使而在於任何的線材部份之中也可達 定之冷卻速度（具體地說，可以將疏鬆·密度之冷卻 時必 定之 之平 ，而 最好 冷卻 所要 卻設 載密 特性 制爲 顯著 爲首 的荷 度而 之部 疏鬆 別地 i RA 荷載 到一 速度 -18- 1228542 (14) 控制爲5。(3 / s )，可以獲得偏差量少的線材之結果’可以 顯著提高拉線加工性。d/L係愈小愈佳，以〇 · 1 8以下爲 宜，最好以0 · 16以下。又其下限雖然是不做限定，但是 當考量生產性等時以控制爲0.1 0以上，推薦最好控制爲 0 · 1 5以上。而且，在於上述之專利文獻2是雖然揭示在徐 冷熱軋後之冷卻輸送機上之線圈之冷卻速度爲了軟質化所 以將最有影響的溫度域（7 5 0〜6 5 °C )之間的平均冷卻溫 度分爲線圈之密部及線圈之疏部而以d或L等之關係來控 制之方法，但是此實態係如第1圖所示，將該溫度域徐冷 於0.05〜2.0°C，如本發明，藉由將d/L控制於0.20以 下，而與以該以上之平均冷卻速度進行冷卻之方法是實質 上不同。實際上，在顯示上述專利文獻2之表3來計算 d/L時，均只揭示了超出本發明所規定之値（0.20以下） (表3之計算値均爲〇. 3 3以上），在此，以後述之實施 例確認依專利文獻2之方法無法獲得本發明的特性之目 的。 上述d/L是調整線材之輥軋速度及斯帝莫亞輸送機之 運送速度等而可以控制。其中d係主要特別地藉由線材之 輥材速度所決定，L係主要藉由輸送機之運送速度所決 定。 又爲了使波來鐵組織中之平均球狀粒徑爲1 〇 μπι以 下’所以建議：特別地將最後製品加工輥軋溫度及捲取溫 度控制於相同之溫度範圍內，且嚴格的控制捲取後之冷卻 製程。具體地說，將最後製品加工輥軋溫度定爲7 5 〇艺〜 -19- 1228542 (15) 900°C，捲取溫度也控制爲750〜900 °C之範圍，而捲取 後，在捲取後1 0秒以內冷卻到6 0 0〜6 3 0 °C，在於冷卻 15秒以內（從捲取後起算即25秒以內）。暫且昇溫 650〜680 °C然後予以冷卻。 此處，最後製品加工輥軋溫度定爲75 0°C以上（最 爲800 °C以上）900°C以下（最好係85CTC以下）之理由 爲了將波來鐵變態核生成區之r粒界的每單位體積之面 增大的緣故，藉此，可能將波來鐵的平均球狀粒徑減小 1 0 μ m以下。特別地在未滿7 5 〇 °C，即成爲未再結晶之 軋’誘發有從r粒內之波來鐵變態，而輥軋材的組織變 不均質而使拉線加工性劣化，而且，最後製品加工輥軋 度的下限是與球狀粒徑不控制爲1 〇 μ m以下的情形（此 形之最後製品加工輥軋溫度之較佳下限800。(：）比較而 以較低地設定成75 0。(：，其理由係，將球狀粒徑控制爲 μπι以下之時，係精細地控制捲取後之冷卻製程之緣故 其結果，最後製品加工軋溫度即使低於7 5 0 °C，仍然可 獲得偏差很少之線材。 又，將捲取溫度定爲7 5 0 °C以上（最好7 8 0。(：以上 9〇〇°C以下（最好880°C以下）之理由係如果超過90(TC 與上述最後製品加工輥軋溫度的情形同樣，無法確保規 之r粒界面積之緣故，另一方面，在未滿75(rc是環狀 取會變爲困難之緣故。 又，在於捲取後10秒以內（最好是8秒以內）冷 到6〇(TC〜63(rc之理由係，在於此溫度範圍內使波來 之 後 至 好 係 積 爲 輥 爲 溫 情 可 10 以 即 i—r 疋 捲 卻 鐵 -20- 1228542 (16) 變態開始，而爲了確保規定之強度的緣故。捲取後之時間 超過10秒’而冷卻到上述溫度範圍時，變態溫度會成爲 比63 0 °C之高溫側，雖然強度會降低，但是平均球狀粒徑 爲超過1 0 μηι。 在於冷卻後15秒以內（最好是13秒以內），換言之 當由捲取後起算時在25秒以內，暫且昇溫到65 (TC〜680 °C之理由係，將上述（1 )〜（4 )之機械性特性（TSAV、 TSr、RAav、RAa )控制於本發明之範圍的緣故，如果昇 溫溫度未滿650°C時，平均強度（TSAV )係超過本發明之 範圍，不能充分獲得藉由本發明之提高拉線加工性之效 果，而特別地延長抽模壽命之效果。另一方面，當超過昇 溫 6 80 °C時，平均球狀粒徑會超出10 μηι，同樣地，爲了 昇溫費了超過1 5秒之時間時會招致超過1 0 μ m之球狀粒 徑之形成。而且作爲昇溫操作，式雖然積極性地實施加熱 手段亦可以，但是利用波來鐵變態之復熱亦可行。 關於昇溫後之冷卻，是雖然不特別地加以限定，但是 爲了獲得所欲之球狀粒徑，是儘可能使冷卻速度快速爲 宜，例如建議5°C /S以上。 雖然根據本發明的話，即使僅以熱軋之線材就可以獲 得優良的拉線加工性，但是對此線材，再添加酸（鹽酸、 硫酸等）、或賦予機械性的應變等而除去銹皮之後，以燐 酸鋅皮膜、燐酸鈣皮膜、石灰、金屬皂等作爲潤滑劑使用 而拉線，因爲即使施加冷軋等之處理的鋼線也同樣可以獲 得優良的拉線加工性，所以原經這種處理後之鋼線亦包含 -21 - 1228542 (17) 於本發明之範圍。 下面依據實施例詳述本發明。但是下述實施例並不侷 限本發明，在不逸脫本發明前·後述之要旨之範圍內之變 更實施當然亦包含有本發明之技術範圍。 實施例1 (製造條件之檢討） 本實施例係針對於使輥軋後之冷卻速度或荷載密度 (d/L )種種變化的情況之對於機械性特性受到影響而加 以調查。 具體地說，以 11 5 0 °C 加熱 0.8 2 % C - 〇 · 2 1 % S i — 0.5 1%Μη之組成所形成之鋼片，施予熱軋（最後製品加工 輥軋壓延溫度800〜900 °C )而獲得直徑5.5mm或5.0mm 之線材。將所捲取之線材經由斯帝莫亞冷卻設備，將在斯 帝莫亞輸送機上之平均冷卻速度調整爲下述冷卻方法A〜 C之其中之任一方法，同時調整輥軋速度與斯帝莫亞輸送 機之運送速度，而且荷載密度爲 0.13〜0.22之範圍的方 式調節並輥軋出1個2公噸線圈。 冷卻方法A (本發明法） 控制到670°C之平均冷卻速度1(TC /s、 到6 70〜5 00°C之平均冷卻速度5°C /s。 冷卻方法B (脫離本發明之方法） 控制到670〜5 00。(：之平均冷卻速度全部爲5 t /s。 •22- 1228542 (18) 冷卻方法C (脫離本發明之方法·). 控制到670〜5 00°C之平均冷卻速度全部爲2°C / 關於如上述而獲得後的線材線圈，從輥軋前端 長度20m，採取其中之4m而調製出JIS9B號試| 條，而且藉由實施抗拉試驗分別測定了抗拉強度之 (TSAV )、抗拉強度之標準偏差（TSa )、斷面收 平均値（RAav)、及斷面收縮率之標準偏差（RAa 又，上述線材線圈之組織（波來鐵面積率）係 描型電子顯微鏡觀察（倍率3，000倍）來測定。 又，對於這些線材線圈，測定了進行拉線線徑 或是到〇.9mm之拉線實驗之時的斷線發生之頻率 公噸）。上述拉線實驗係使用7抽模之連續拉線機 折返拉線，抽模角爲12°，拉線速度定爲300m/分。 將這些結果倂記於表1，同時將其實驗結果選 份在於第1圖〜第6圖曲線圖化地表示。其中第1 2圖係曲線圖化採用冷卻方法B之N 〇 . 8〜1 4之結果 圖表示d/L與RAa之關係。第2圖表示d/L與拉線 (拉線線徑到1 · 2mm之斷線頻率）之關係。第3匱 圖係曲線圖化採用冷卻方法C之No . 1 5〜2 1之結果 圖表示d/L與RAa之關係，第4圖表示d/L與拉線 (拉線線徑到1 · 2mm之斷線頻率）之關係。第5圖 圖是曲線圖化採用冷卻方法A之N 〇 . 1〜6之結果 圖表示d/L與RAa之關係，第6圖表示d/L與拉線 部切斷 !片16 平均値 縮率之 )〇 藉由掃 1.2mm (每一 ，實施 取一部 圖及第 :，第1 加工性 丨及第4 …第3 加工性 丨及第6 ，第5 加工性 -23- 1228542 (19) (拉線線徑到1.2mm之斷線頻率）之關係。 又，在本實施例1所製造之線材線圈之組織係均爲波 來鐵面積率90%以上（未顯示於表中）。 -24 - 1228542 (20) it! Η □ s 0.90mm** un u-i υη ο I 1 • 1 1 • 1 1 • 1 • • • • 麵 1 1 S ε CN ，丨i O 〇 O ο ο o o on 1 < υη r-Η m r—H υη C<J CO m un CsJ OJ tn OJ 〇 < cn m 〇j oi ^«Η 04 trS cn oo 寸 oi S 寸 〇j CN 寸· o； — cs vd o CN to oo oo (<. OO oo oa 1-H οο CO οο CO Pi VO cn cn oa m CO m 艺 CM cn s ±H 犖 o CO CN Cvl οο CO m Ol cn wo 04 v〇 CO uo r—4 m 〇〇 Γ— r—H CM CSJ cn oa cn OJ <N CSJ d H JM » iiiin 穸 s T _ < o cn ϋ s r· _ H 穸 ϋ s r i Ο Ο cn s r-< 沄 s i i o CO a s f i o cn v〇 to o .1056130 1056±30 s ΰ m ο 〇 cn a> s 沄 s 沄 s r—H s 1 I 1056±30 1056±30 〇 on 〇 S f—^ O CO s 〇 〇 CO ΰ s 1—H iM M IK ON s un oo o 寸 s ί i CS Ό Ο CNJ g o o I < ^ i cn v， 4 H 03 ON 〇 1· i r i ο 2 y'H wn » < ι· 11 4 i i CO CO 1· ' ^ 1—4 < 〇 OO g r^H On OO a> O r < oo oo os cn o u-i On ON m MIST -a oo o C5 -·Η m Ο 〇 CN OJ 〇 cn CM C5 m 〇 s o ON 2 Ο m csi o cn C^J o CO o o o Os o o m OQ 〇 uo csi 〇 靼 m is? e s VO in Ο υη Ο liS wn irS v/S uS to un uS υη un to ViS uo cri l〇 uS vn o un o t/S o in un υη un· m s? im3 < < < < < < < PQ PQ PQ PQ PQ PQ P5 u u CJ CJ O u u ¥u < OJ cn 寸 OO σ\ o oj cn 寸 i 11 i i i OO 2 。ΤΓί-骧？ί "丨 (l(«i—J®)&骤胡鹬藥 ^載曰 ε 0 60靼 fI 骧？ΐ = * * -25- 1228542 (21) 首先，No. 8〜No .14係採用冷卻方法B，且對輥軋速 度及輸送機之運送速度調節而將荷載密度d/L改變於0.13 〜〇 · 25之範圍內之例。這些均因爲將冷卻速度放慢爲5 °C /s來製造，所以雖然RAav係可以控制於規定範圍，但是 TSAV變高，如此種情形是縱使如No.8〜No.ll將d/L調 整於本發明之範圍內而即使將TS σ及 R Α σ小値地控制之 下，仍然其拉線加工性會降低（參照第1〜2圖）。 而且，Ν ο · 1 5〜Ν 〇 . 2 1係採用冷卻方法C，且調節輥軋 速度及輸送機之運送速度而將荷載密度變更於〇·13〜0.25 之範圍內之例，這些均與上述Ν 〇 . 8〜Ν 〇 . 1 4之情形比較， 而且因爲將冷卻速度非常地減緩到2°C /s，所以TSAV及 RAav變爲很低，在這種情形是縱使如No. 15〜No· 18將 d/L調整於本發明之範圍內，而即使將TS σ小値地控制之 下，仍然無法減小R Α σ，其拉線加工性會降低。（參照 第3圖及第4圖） 另一方面，Νο·1〜Νο·8係均採用冷卻方法Α，且調節 輥軋速度及輸送機之運送速度而將荷載密度d/L變更於 0.13〜0.25之範圍內之例。 其中Ν ο · 1〜Ν 〇 . 4係因爲讓製造條件適當地控制，所 以d/L係滿足了本發明之範圍的本發明例，讓TSAV、TS σ、RAav、RAa均調整於本發明之範圍內，拉線加工性非 常優良，特別地No·4係即使拉線到0.90mm也完全沒有 斷線。 相對於此，Νο·5及Νο·6係由於讓冷卻速度適當地控 -26- 1228542 (22) 制’所以雖然TSAV及RAav係可以滿足本發明之範圍， 但是因爲d / L係超過本發明之範圍，所以τ S σ及R Α σ係超 過本發明之範圍而變大（偏差量大），而拉線加工性不佳 (參照第5圖及第6圖）。 至於Νο·7係因爲讓d/L脫離本發明之範圍，所以RA σ亦局，而拉線加工性降低。 由上述之結果明瞭3，藉由將TSAV、RAav、TS σ及 R Α σ的特性全部控制於本發明之範圍內而開始，才可以提 供比先前材而拉線加工性非常優良的熱軋線材。 實施例2 (化學成份之檢討） 本實施例是以製造條件爲一定，針對使鋼中之成份予 以各種改變的情形，調查了對於機械性特性受到影響。 具體的做法係，將由表3所記載之成份組成所構成之 鋼片，以與實施例1同樣條件加以熱軋而獲得直徑5 .Omm 之線材之後，將該線材置於斯帝莫亞冷卻設備上，藉由上 述冷卻方法 A來調節在輸送機上之平均冷卻速度，同時 調節輥軋速度及輸送機的運送速度，並控制以使荷載密度 爲〇. 13之範圍的方式，獲得了線材線圈。以與實施例1 同樣之方法測定了所獲得之線材線圈之機械性特性及拉線 加工性。將這些結果記載於表3。而且，在本實施例2製 造之線材線圈之組織皆是波來鐵面積率爲90%以上（未顯 示於表中）。 1228542 (23)

CSI漱 化學成份（質量％) 其他 1 V = 0.05，Ti = 0.02 Nb 二0.02，Ζι.二0.02 Mg 二 0.008 1 I 寸 ο ο II 1 τ— 4 ο ο II Η 1 ι»η Ο ο II 0J1 S ! f PQ 1 0.0015 0.002 1 1 0.0020 1 1 1 1 1 1 0.0026 0.005 5 < 0.003 0.020 0.003 0.040 Ο ο 0.005 1 1 0.007 0.025 0.003 0.004 0.060 0.004 0.003 0.005 0.007 0.005 0.005 0.004 0.008 0.009 0.005 0.005 0.025 0.02 1 CO Ο Ο 0.002 - CO ο Ο ρ· i Ο Ο ο ο ο m Ο υη r ·Η Ο ο ο 1 ( Ο Ο ο ο ι—< Ο Ο r—Ή Ο Ο τ—Η Ο Ο -_ i Ο Ο 1 .....Η Ο Ο ·— οο Η Ο Ο ο ο ο r—Η Ο Ο Ο ο r—Η Ο Ο ο ο ο r—Η Ο Ο UO ΓΠ ο ι"·· i Ο ο ι < Ο Ο > 1 Η Ο Ο OT3 0.007 0.009 0.002 ι i Ο Ο 0.001 0.007 0.005 0.005 0.021 0.070 0.006 0.009 0.008 Oh 0.005 0.007 0.005 WO 'F—( Ο ο 0.005 0.005 0.009 0.015 ι 1 0.022 ο ψ Ή Ο Ο 0.009 0.005 0.007 Mil ο 寸 ο 卜 Ο CS1 寸 ο οο 卜 ο ο 寸 ο ι>> Ό Ο 寸 寸 ο 寸 Ο _ < υη Ο 〇· ο 寸 寸 Ο Γ Ο Ο wn Ο Cvl Ο ΟΟ F· ο ΟΟ ο ο ο ο CS ο 寸 Ο 1.60 υο Ο 1—Η Ο ΐ"·Ή Ο r- ο υη ι—Η ο α\ τ—Η Ο ο ΟΝ ο ΟΟ Ο 卜 [>· ο CNI ο ΟΝ Ο Ο cm 1—i ο ΟΝ ο ο CN ΟΟ ο CNI ο ο un οο Ο »〇 ο 卜 卜 Ο 鋼種 No. Η CSI cn 寸 νο οο ΟΝ ο 二 CNI cn 28 1228542 (24) ε漱 拉線加工性 0.90mm** 1- 拉線中止 拉線中止 拉線中止 拉線中止 o O on 1.2mm* ο ο ο o ο ΙΓ\ Ο uo o o O 機械性特性 D < (%) CN CO CO οο cn cn C<J cvl 寸 寸 οο cn un 寸 F-· ^ 寸 4.8 OO cn oo CO > < < σ% CO ΟΝ cn CNI ο - i m CN cn OO cn CO i—H ο 〇0 Η (M p a ) CO Οί CN cn CN οο ON oo oo οι CN ON CN oo 04 TSAv(Mpa ) 計算値 1082±30 1 084±30 1 080±30 1 03 6±30 1 098±30 1247±30 1 193±30 f 1 103±30 1 05 7 ±30 1 1 1 2±30 1 05 9±30 1004+30 1038±30 實測値 1089 1092 1 0 5 5 | 1052 〇 r * "Ή i—H Ο cn 1' 4 1252 1235 〇 CSJ f1 "H i 1 4 1245 1075 989 1025 鋼種 ο 一 rsi cn 寸 un 卜 OO Os o 二 CM cn

-29- 1228542 (25) 由表3可以考量到以下之方式。 首先’ No.l〜No.5係皆使用滿足在本發明 份組成的鋼之例’由於TS AV、TS σ、RAav、及 整於在本發明特定之範圍內，因此拉線加工到； 完全不發生斷線，又即使拉線加工到〇.9mm爲 率仍然抑制在5個以內，而且拉線加工性非常優」 相對於此，Νο·6係含C量過多之例，No.7 過多之例，N 〇 . 8係含Μ η量過多之例。N 〇 . 9係1 量過多之例，皆拉線到1.2mm時斷線頻率是非 1 0〜1 5次，而且拉線加工到0.9 m m時也無法拉 中止。 又，No.10係由於讓含C、Si、Μη、P及S 地控制，所以雖然拉線到 1 · 2mm之斷線發生頻 個以下而呈顯良好狀態，但是由於含Cr及Ni之 因此拉線加工到〇. 9mm時斷線頻率上昇到1 5個。

No.11係含Mg及A1之量過多之例，因爲多 化物系介在物，所以拉線加工到0 · 9 0 m m時斷線 到10個。

No . 1 2係含N量過多之例，由於延性會劣化 線加工到〇.9mm時斷線頻率上昇到個。

No . 1 3係含B量過多之例’由於延性會劣化 線加工到〇.9mm時斷線頻率上昇到15個。 實施例3 (波來鐵組織中之平均球狀粒（N〇dule 規定之成 RACT也調 L . 2 m m 也 止斷線頻 良。 5含S i量 爹P及S 常地高到 線，只好 之量適當 率係在5 量過多， 會發生氧 頻率上昇 ，因此拉 ，因此拉 徑之檢 -30- (26) 1228542 討） 以 115 °c 加熱’由 〇·82 % C — 0.18 % Si — 0.5 % Μη 之組 成而構成鋼片，以表4所記載之條件熱軋·捲取，而獲得 直徑5 .5mm或5.0mm之線材。將捲取之線材放置於斯帝 莫亞冷卻設備，在於斯帝莫亞輸送機上實施表4所記載之 冷卻條件及荷載密度的調整，而且獲得2公噸之線材線圈 (coil)。

以與實施例1同樣的方法測定所獲得如此之線材線圈 的機械性特性及組織，同時以上述之方法也測定波來鐵組 織中之平均球狀粒徑。又，拉線加工性是將進行拉線到 1_ 2mm之拉線實驗時之斷線發生頻率（每一公噸），以拉 線速度 300m/分以及500m/sec之二種的條件來實施，其 他係與實施例1在同樣之條件下來測定。 适些結果顯不於表5。

-31 · 1228542 (27)

寸漱 H-l f—H 〇 〇〇 1 < 〇 寸 ο 1 < 〇 r—< 〇 υη O ο υη ο ο Γ—Η Ο ψ ·Η Ο Ο CNJ Ο ο to ο ο ο wn ο οο r1 Η Ο m • ^ 您匕 Η Μ 寸 寸 寸 寸 寸 寸 寸 寸 寸 οο οο ν〇 ΟΟ 從捲取 25秒後 之溫度°C 670 to Ό Ό 660 670 660 670 650 660 670 660 650 660 640 630 LO un 590 660 從捲取 10秒 後之溫度°C \〇 600 csj 610 600 630 600 620 625 ο ，—Η ν〇 615 υη 620 650 640 580 ο VO 750 捲取 溫度 800 750 Γ 850 I 1 770 i 1 7 50 1 1 7 50 1 1 750 1 1 750 1 1 750 1 1 7 60 1 825 οο 800 900 800 820 800 850 最後製品加 工輥軋溫度 800 750 850 880 830 820 820 800 800 820 825 825 9 10 ο ι 4 ΟΝ 860 830 825 920 鋼種 No. cs m 寸 un r- CO ON ο γ i 1 峭 丨丨Η CN) ΓΟ r-Ή 寸 严· Η 产·丨― ν〇 ΟΟ 32 1228542 ς漱

iH Η S SI 5 0 0 m / 分 ο o o O O O o o O o 〇 〇 拉線中止 寸 拉線中止 拉線中止 m un 3 0 0 m / 分 ο o o o o o o o o o o o ί〇 C<1 o m 寸 CO O 機械性特性 RA〇 (% ) Γ όη CO cn un cr^ 卜 cn cn oo CO m \o CO [>- cn cn C<I 寸 ON cn r—4 寸 cn υη C<I VO CO R A a v (% ) CS 寸 〇 寸 o 寸 f· i 寸 寸 CSJ 寸 〇 寸 CM 寸 OO cn σ\ cn o 寸 寸 寸 CO CO tn CO ViO m m csi 寸 TSa (Mpa ) un CnJ OJ ΚΓί CNJ oo csj 寸 οι oo 03 CO MD csi csi oo CM ON csl On CN r<j T < C<l cs 04 TSAv(Mpa ) 計算値 1052130 1052±30 1052±30 1052±30 1052±30 1052130 1052+30 1052±30 1052±30 1052±30 1052±30 1052±30 1052±30 1052±30 1052±3〇 1 05 2±30 1 05 2±30 1 05 2±30 實測値 1037 1037 1050 1036 1038 1025 1025 1033 1048 1045 1 11 1 1 < CO o 1040 1045 1049 1033 1068 1086 1059 平均球 狀粒徑 (μ m ) CO ON oo 〇\ ON ON CO ON 〇 a\ CN ON 1 < ON \〇 CTn r- OO o ON OO oo cn i CM f· < OO o r—H y < 寸 C<I r " Ή f—H 波來鐵 面積率 (% ) ID ON CO ON a\ cn 〇\ υη ON to ON On as uo CTs VO C7S 〇\ σ\ O On on σ\ ON v〇 〇\ ON r- ON 鋼種 No. 一 寸 υη VO r- oo ON 〇 r— H >1 < * · 4 c<i CO 寸 ί1 4 CO \〇 <—H r- OO 。(曁<4丨蝉)褂黩胡餾lisqr鑛EEC\JH_纏:錕

-33 (29) 1228542 由表5可以考量到以下的方式。 首先’ N〇 ·1〜N〇 . 1 2係適當地控制輥軋條件、捲取條 ί牛Μ及捲取後之冷卻條件，而將波來鐵組織中之球狀粒徑 微細化到10 μ m以下之例，這些是即使以比實施例1及2 更嚴可之條件實施拉線加工。（拉線加工到1 · 2mm時之 拉線速度從30〇m/分鐘提高到500m/分鐘）時，也確認完 全沒有斷線’可知具有非常優良的拉線加工性。 相對於此’ No· 13〜No. 18係因爲讓輥軋條件、捲取 #之^冷卻條件之任一皆沒有適當地控制，所以平均球狀粒 徑超過了 10 μιη之例。詳述之，No. 13係最後製品加工輥 軋溫度昇高’從捲取25秒後之昇溫溫度降低之例；No. 1 4 係最後製品加工輥軋溫度、及從捲取1〇秒後之冷卻溫度 昇高’並且從捲取25秒後之昇溫溫度降低之例；No. 15 係從捲取1 0秒後之冷卻溫度昇高，從捲取25秒後之昇溫 溫度降低之例；No. 16係從捲取10秒後之冷卻溫度、及 從捲取25秒後之昇溫溫度皆降低之例；No. 17係從捲取 25秒後之昇溫溫度降低之例；no . 1 8係最後製品加工輥軋 溫度 '及從捲取10秒後之冷卻溫度均高之例，在於拉線 速度300m/分鐘之斷線頻率是雖然在4個/以下爲佳，但 是在於拉線速度500m/分鐘之拉線加工性是與讓平均球狀 粒徑控制在ΙΟμπι以下之上述No. 1〜No. 12比較，而有顯 著之降低，確認有斷線頻率爲4.5〜5.5個（Νο·14及 Νο·18)、或不得不中止拉線（Νο13、Νο·15〜Νο.17)。 -34- 1228542 (30) 產業上之利用可能性 根據本發明的話，可以提供一種即使省略了韌化處理 等之熱處理僅以熱軋，就可以獲得優良的拉線加工性，與 先前材比較，而可獲得顯著地減少斷線次數之熱軋線材。 【圖式簡單說明】 第1圖係關於採用冷卻方法B之No. 8〜No. 14，將d/L與 RAa之關係曲線圖化。 第2圖係關於採用冷卻方法B之Νο ·8〜No. 14，將d/L與 拉線加工性（拉線線徑1.2mm爲止之斷線頻率）之關係曲 線圖化。 第3圖係關於採用冷卻方法C之No.15〜No.2l，將d/L 與RAa之關係曲線圖化。

第4圖係關於採用冷卻方法C之Νο·15〜Ν〇·21 ’將d/L 與拉線加工性（拉線線徑1.2mm爲止之斷線頻率）之關係 曲線圖化。 第5圖係關於採用冷卻方法A之No·1〜No.6’將…匕與 RAa之關係曲線圖化。 第ό圖係關於採用冷卻方法A之Ν〇·1〜6，將d/L與拉線 加工性之關係曲線圖化。 -35 -

Claims (1)

1. (1) 1228542 拾、申請專利範圍 1 · 一種可省略拉線前熱處理之拉線加工性優良的 熱軋線材，其特徵爲： 含有：C : 0.6〜1 · 0 % (質量％的意思，以下相同）、 S i ·· 0 · 1 〜1 · 5 %、 Μη: 0.3 〜1·〇%， 抑制：Ρ : 0 · 0 2以下、 S : 0.0 2 % 以下， 90面積％以上係在波來鐵組織之線徑5.0mm以上之 熱軋線材中， 4m長之線材的機械性特性係可滿足下述（1 )〜 (4 )之熱軋線材， (1) TS* — 30$抗拉強度之平均値（TSAV: MPa) ^ TS* +30 此處，TS* =400 X {〔 c〕+ ( 〔 Mn〕+ 〔 Si〕）/5} + 670， 式中，〔〕係各元素之含有量（％)， (2) 抗拉強度之標準偏差（TSa) $30MPa (3 )斷面收縮率之平均値（RAav ) > 35% (4)斷面收縮率標準偏差（RA,) $4%。 2.如申請專利範圍第1項所記載之可省略拉線前熱處 理之拉線加工性優良的熱軋線材，其中，上述波來鐵組織 中之平均球狀粒徑係1〇 μπι以下。 3·如申請專利範圍第1項所記載之可省略拉線前熱處 -36- 1228542 (2) 理之拉線加工性優良的熱軋線材，其中，另外含有： 0:0.3%以下（不包含0%)，及/或 N i : 0 · 3 %以下（不包含〇 % )。 4 ·如申請專利範圍第1項所記載之可省略拉線前熱處 理之拉線加工性優良的熱軋線材，其中，另外含有： 將由Nb、V、Ti、Hf、及Zr所構成之群中所選擇之至 少其中一種之元素共計0.1 %以下（不包含〇%)。 5 ·如申請專利範圍第i項所記載之可省略拉線前熱處 理之拉線加工性優良的熱軋線材，其中，另外抑制成： N ·· 0 · 0 1 % 以下。 6 ·如串請專利範圍第1項所記載之可省略拉線前熱處 理之拉線加工性優良的熱軋線材，其中，另外抑制成·· A1 : 0 · 0 5 % 以下， M g : 0 · 0 1 % 以下。 1 · $ 1靑專利範圍第1項所記載之可省略拉線前熱處 理之拉線加工性優良的熱軋線材，其中，另外含有： Β ·· 0.001 〜〇 〇〇5%。 -37-