WO2000077271A1

WO2000077271A1 - Tige de fil d'acier a teneur elevee en carbone presentant une excellente capacite d'etirage et de resistance a la fatigue apres etirage du fil

Info

Publication number: WO2000077271A1
Application number: PCT/JP2000/003977
Authority: WO
Inventors: Wataru Yamada; Seiki Nishida; Satoshi Sugimaru; Naoshi Hikita; Hiromi Takahashi
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2000-12-21
Also published as: KR20010072377A; CN1313913A; KR100408490B1; EP1114879A1; CA2340680A1; DE60030083D1; JP3294245B2; CN1104508C; DE60030083T2; CA2340680C; BR0006819B1; EP1114879B1; EP1114879A4; BR0006819A; US6447622B1

Description

明細書伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材技術分野

本発明は、伸線を行う線材において伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材に関するものである。

これらの線材は、伸線後たとえば橋梁用ロープ、航空機用各種ヮィャ、長尺ゴムベルト、スチールタイヤ用コード等に使用される。背景技術 .

一般に伸線用に供される高炭素鋼線材は、高速伸線が可能であり、かつ伸線後の耐疲労性に優れている必要がある。これらの特性に悪影響を及ぼす因子のひとつとして硬質の酸化物系非金属介在物があげられる。

一般的には酸化物系介在物の中でも A 1 ₂0₃ , S i 0₂， CaO, T i O , , Mg 0 等の単組成の介在物は硬度も高く非粘性である。従って伸線性に優れた高炭素鋼線材製造のためには溶鋼の清浄度を高めると共に酸化物系介在物を軟質化する必要があることは公知の事実である。

このように鋼の清浄度を上げ非粘性介在物の軟質化を図る方法として、特公昭 57 - 22969号公報に示される伸線性の良好な高炭素鋼用鋼の製造方法及び特開昭 55 - 24961号公報に示される極細線の製造方法が開示されている力これらの技術の基本思想は A 1 ₂0₃ — S i 0₂— MnO の 3元系の酸化物系非金属介在物の組成制御に限定されているものであった。

一方、特開昭 50- 71507号公報では、非金属介在物を A l ₂0 :,， S i 0₂ , MnOの 3元系状態図におけるスぺ一サタイト領域にすることによつて製品の伸線性を改善することが提案され、また特開昭 50 -81907号公報では溶鋼中に添加する A 1量を規制することによって有害な介在物を減少せしめて伸線性を改善する方法を開示している。

また、特公昭 57 - 35243号公報においては、非粘性介在物指数 20以下のスチールコード製造に関し、 A 1完全規制の下で取鍋溶鋼内にキャリャ一ガス（不活性ガス）とともに CaO 含有フラックスを吹込んで予備脱酸した後、 Ca， g, REM の 1 種又は 2種以上を含む合金を吹込み介在物を軟質化することが提案されている。

上記の方法のうち、 3元系非金属介在物を改質する場合には安定した組成制御が困難であり、一方多元系非金属介在物の制御の場合は介在物の大きさと個数低減及び延性の確保が達成され難く、伸線性及び伸線後の耐疲労性の向上は期待しえない。そこで、特公平 4 一 8499号公報においては、全酸素範囲を一定範囲に規定して非粘性介在物の量及び組成を制御し、非粘性介在物の大きさと個数低減及び延性の確保をして非粘性介在物の量及び大きさの分布を好ましい状態とし、介在物組成を S i 0₂， MnO に加え、 A 1 ₂0₃， MgO, CaO, T i O ₂ を選択的に含有する多元系の酸化物系介在物に改質して介在物を軟質化し、伸線性及び伸線後の耐疲労性に著しく優れた高炭素鋼線材を実現している。

上記特公平 4 — 8499号公報記載の発明においては、介在物を S i 0₂ ， MnO に加えて A 1 ₂0₃， MgO, CaO, T i 0₂ を選択的に含有する多元系の酸化物系介在物に改質するため、 Mg, Ca, Ba， T i， V， Z r， Naの 2種以上及び A lを加えた第 2 次脱酸材を溶鋼中に添加している。これら脱酸用の合金は高価であり、これら高価な合金の使用量を低減できれば製造コス卜が削減されるため好適である。発明の開示本発明は、これら高価な合金の使用量を削減して伸線性及び伸線後の耐疲労性に著しく優れた高炭素鋼線材を安価に提供することを目的とする。

即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。

( 1 ) 全酸素量が 15〜50ppm であり、含有する非金属介在物中の非粘性介在物の個数が顕微鏡視野において平均 1.5個 Zi i² 以下であり、非粘性介在物の組成が下記組成 Aに属するものが個数比で 20 %超、下記 A又は Bに属するものが個数比で合計 80%以上であり、下記組成 Aに属する非粘性介在物の厚みが 40 m以下であることを特徴とする伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。組成 A ： Si0₂ ： 70%超

組成 B ： Si0₂ ： 25〜70%， MnO ： 8 〜30%， MgO ： 40%以下、 A1 ₂0₃ ： 35%以下、 CaO ： 25%以下、 Τί0₂ ： 6 %以下で、 Α 1₂0₃ と Mg 0 の何れか又は両方を 5 %以上含み、さらに CaO と Ti0₂の何れか又は両方を 2 %以上含む。

( 2 ) 前記組成 Bの介在物は、その他の酸化物（V, Ba， Zr， Na の酸化物及び不可避的に混入する微量の酸化物のうちの 1 種又は 2 種以上、以下その他の酸化物という）の含有量が 5 %以下であることを特徴とする上記（ 1 ) に記載の伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。

( 3 ) 組成が Aに属する非粘性介在物個数が観察 1 視野において 1 個 Zmm² 以下であることを特徴とする上記（ 1 ) 又は（ 2 ) に記載の伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。

( 4 ) 質量％で、 C :0.4〜1.2 %, Si :0.1-1.5 %, Mn:0.1〜l. 5 %を含むことを特徴とする上記（ 1 ) 乃至（ 3 ) のいずれかに記載の伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。

( 5 ) 質量％で、 C:0.4〜1.2 %, Si :0.1〜1.5 %, Mn:0.1~ 1. 5 %に加えて、 P:0.02%以下、 S:0.02%以下に規制し、 Cr:0.05〜 1.0 %, Ni ： 0.05~ 1.0 %, Cu ： 0.05- 1.0 %, B： 0.001〜 0.01 % , Ti :0.001〜0.2 %, V:0.001〜0.2 %, Nb:0.001〜0.2 %, Mo ： 0.05〜 1.0 %, Co： 0. 1〜 2 %の 1 種又は 2種以上を含むことを特徴とする上記（ 1 ) 乃至（ 3 ) のいずれかに記載の伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。

ここにおいて、非粘性介在物とは、線材において中心線を通る縦断面を光学顕微鏡で観察し、長さ又は厚みが 5 m以上で、その個々の介在物の長さ（ 1 ) と厚み（d) が l Zdで 5以下である介在物をいう。

一般に、介在物組成において単組成又は特定の酸化物の含有量が高い場合にはその介在物は硬質であり、可塑性が劣ることが知られている。本発明においては、 Si0₂の含有量が高い介在物の場合、他の A 1₂0₃ や MgO の含有量が高い介在物に比較して軟質であり、該 Si 0₂の含有量が高い介在物が 20%を超えて存在しても、該介在物の厚さ（ d ) を 40 m以下の大きさに抑えさえすれば線材の伸線性及び伸線後の耐疲労性に悪影響を及ぼさないことを見出した点に最大の特徴がある。発明を実施するための最良の形態

全酸素量 15〜50ppm の規定について

全酸素量が高い場合は溶鋼の凝固時にブローホールが発生して表面疵の原因となり、 50ppm を超える酸素量の線材では非粘性介在物の量も多くなるので上限を 50ppm とした。一方、 A1や Mg等の強力な脱酸材を多量に使用する場合に 15ppm 以下の全酸素量とすることは容易であるが、本発明の線材における非粘性介在物の組成制御を行うためには 15ρρπι 以上が必要である。全酸素量のより好ましい範囲は 17〜40ppm である。更に、全酸素量が 15ppm 未満、あるいは 50pp m 超となると、ダイス寿命が極端に悪くなるため、この観点からも全酸素量を 15〜50ppm とする。

非粘性介在物個数の規定について

線材における酸化物系非金属介在物中の非粘性介在物の量は伸線性及び伸線後の耐疲労性に影響を及ぼす。かかる観点から本発明鋼においても、非粘性介在物の量はできるだけ低い値に抑える必要がある。非粘性介在物の量が及ぼす影響は、 1.5個/ ² 以下にすることによって、他の構成要件とも相まって優れた伸線性及び伸線後の耐疲労性を獲得することができる。非粘性介在物個数が 1.5個 mm² を超えると断線率が著しく高くなると同時にダイス寿命が低下する。非金属介在物個数は、 1.0個 Zmm² 以下とすることがより好ましい。

非粘性介在物の組成について

前記の従来技術においては、介在物組成を複合化することによつて非粘性介在物を軟質化した。ここにおいて、介在物中の Si0₂組成は 70%以下としている。 Si0₂がこの濃度を超えると、硬質の Si0₂系介在物が発生するとの認識による。

本発明者らの検討の結果、たとえ非粘性介在物の組成が高 Si 0₂であっても、この介在物の大きさが小さければその後の伸線加工においても悪影響を及ぼさないことを見出した。 Si0₂系介在物は硬質とはいっても MgO 系、 A 1₂0₃ 系の介在物に比較すると軟質であり、その大きさを d ≤ 40 mに抑えさえすれば伸線性及び伸線後の疲労特性は十分良好に保たれるのである。高 Si0₂組成の非粘性介在物の大きさは、 d ≤ 20// mとすることがより好ましい。

本発明においては、十分に軟質で伸線加工により砕かれ微細に分散され無害化される介在物の組成範囲を B とし、組成 Bの介在物よりも Si0₂濃度が高い介在物の組成範囲を Aとした。そして、組成 A に属する非粘性介在物が個数比で 20 %以上、組成 A又は Bに属する非粘性介在物が合計で 80%以上とする。

組成 A又は Bに属するものが合計で 80%以上としたのは、 Aにも Bにも属さない組成の介在物は、例えば Mg0， A1₂0₃系の介在物であつて硬質であり、これら硬質介在物の比率が 20%を超えると伸線性及び伸線後の疲労特性を損なうからである。

また、組成 Aに属するものが 20%以上としたのは、溶鋼において添加する Ca， Aし Mg, Ti合金添加量を低減していくと組成 Aに属する介在物が増大するが、組成 Aに属するものが 20 %以上となる程度にまで Ca, Al, Mg, Ti合金を削減すれば本発明の目的であるコスト削減効果が発揮できるからである。

本発明において、組成 Bの組成範囲は以下のとおりである。

① Si0₂ ： 25〜70%, nO ： 8 〜30%， gO : 40%以下、 A1₂0₃

： 35%以下、 CaO ： 25%以下、 Ti0₂ ： 6 %以下で、 A 1₂0₃ と MgO の何れか又は両方を 5 %以上含み、さらに CaO と Ti0₂の何れか又は両方を 2 %以上含む。

② その他の酸化物（V, Ba, Zr， Naの酸化物及び不可避的に混入する微量の酸化物のうちの 1 種又は 2種以上、以下その他の酸化物という）の含有量が 5 %以下である。

組成 Bの組成範囲の限定理由について述べる。

本発明の目的とする非粘性介在物個数の低減と軟質化のためには、上記のとおりの多元系での酸化物組成の組み合わせが必要である。まず第 1 に Si0₂と MnO を必ず含み、それに A 1₂0₃ 又は MgO のいずれか又は両方を含み、それに CaO 又は Ti0₂のいずれか又は両方を含む 4元系以上の酸化物が一つの組み合わせであり、さらにこれらの酸化物のほかにその他の酸化物の 5 %以下を含む 5 元系以上の酸化物の組み合わせとした。ここで、その他の酸化物の 5 %以下を含有せしめたときは、非粘性介在物のより一層の軟質化に寄与する。非粘性介在物組成 Bの組成が本発明によるいずれの組み合わせであつても、本発明鋼は伸線加工性及び伸線後の耐疲労性に優れた線材である。

Si0₂が 25%未満では多元系酸化物介在物としてその他の酸化物との良好な組み合わせが得られない。 S i 0₂が 70 %を超えると組成 Aの領域であり、従来硬質な酸化物になるとして忌避されていた領域である。

MnO は Al， Mg脱酸のために置換又は複合されて MnO 30%以上は生成されない。一方、 MnO が 8 %未満では非粘性介在物が硬質となるのでその範囲を 8 ~30%と規定した。

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

A1_Z0₃ は 35%を超えると多元系酸化物の組み合わせが悪くなりバランスがくずれ、介在物中の他の酸化物元素が低値化して硬質な介在物となる。この限界が 35%である。好ましくは 25%以下である。

A1₂0₃ と MgO の組み合わせについては、溶鋼中に懸濁した Si0₂系の酸化物を第 2 次脱酸工程において Ca， Mg, A1等と複合化せしめるようにする本発明線材の製造に当たり、生成された線材の非粘性介在物の特に A 1₂0₃ と MgO のいずれか一方または両方の合計が 5 %以上の場合に非粘性介在物が軟質となり、無害化できる。従って、その下限を 5 %と規定した。

CaO については、 CaO の含有量が高いと一般的には球状の非粘性介在物となるが、本発明のようにその含有量が 25%以下でかつ多元系の場合は、 CaO も酸化物系介在物の硬度の低値化、非粘性介在物個数の低減に寄与するものである。従って CaO の含有量の上限を 25 %と規定する。好ましい CaO の含有量は 1 〜20%である。

Tiは一般的にはオーステナイト結晶粒調整等に用いられる元素であるが、本発明の如く多元系の酸化物系非金属介在物の低値化、即ち軟質化に効果がある。特にこの多元系組成の非粘性介在物において Ti0₂の含有量が 6 %以下の場合に軟質化に効果がある。従って、 Ti0₂の含有量を 6 %以下に限定した。好ましくは 4 %以下である。

更に CaO と Ti0₂の組み合わせについては、 CaO と Ti0₂のいずれか一方または両方で 2 %以上含む場合、非粘性介在物のより軟質化が図られる。

最後に、その他の酸化物 5 %以下の規定について述べる。

本発明による多元系の非粘性介在物を得るためには前述で示す組成が必要であるが、その他に第 2 次脱酸元素に追加して V， Ba， Zr ， Na等の添加利用がある。それらも含めて不可避的に混入する微量の Cr， K等の酸化物を称しその他の酸化物とする。その他の酸化物の含有量が 5 %以内であれば非粘性介在物の軟質化に寄与する。従つて、それらの単独または 2種以上の組み合わせの含有量上限を 5 %に規定した。

次に、以上に述べた酸化物組成の組み合わせについて説明する。まず、 S i 0₂と MnO がいずれの場合でも必須であることを示す。本発明に従った多元系の酸化物からなる非粘性介在物は、実施例にも示されているごとく、第 1 次脱酸において Si0₂ + MnO なる脱酸生成物を生成せしめた後に第 2 次脱酸において Si0₂系なる脱酸生成物の複合化をすることにより得ることができる。従って、当然のことながらベースとなる S i 0₂， MnO は非粘性介在物中に必ず存在しなければならないものである。

次に A 1₂0₃ または MgO について説明する。

本発明に従った多元系の酸化物系非金属介在物を生成させる脱酸技術のひとつとして Al及び Mgの強力な脱酸効果と溶鋼中における該介在物の凝集浮上効果の活用技術が重要であるが、溶鋼精鍊後に溶鋼中に残存した該介在物は同一溶製材において、 A 1₂0₃ と MgO の間では本発明に従った非粘性介在物の組成範囲において、 A 1₂0₃ の含有量が高いと MgO の含有量が低くなる傾向があり、逆に MgO の含有量が高いと A 1₂0₃ の含有量が低くなる傾向がある。従って、 A1₂0₃ または MgO のいずれかまたは両方を含有するものと規定する。

次に CaO と Ti0₂のいずれかまたは両方が含まれると規定した点について述べる。

本発明の如き多元系酸化物系非金属介在物においては、脱酸条件により種々の組成変化を示すものである力 <、特に多元系介在物の非粘性介在物個数の低減、軟質化のためには CaO 又は Ti0₂のいずれか又は両方が非粘性介在物中に存在しなければならない。

本発明においては、組成が Aに属する非粘性介在物の大きさを d ≤ 40 // mに抑えることが重要なボイントである。組成が Aに属する介在物は組成が Bに属する介在物に比較してやや硬質であるにもかかわらず、 d ≤ 40〃 mとすることにより、介在物軟質化の効果を損なうことがない。

dが 40/z mを超える大きな介在物は、脱酸後の取鍋内溶鋼中に形成される取鍋内脱酸生成物が主体である。本発明のように、非粘性介在物の組成が組成 Bを主体とするように Ca， Al, Mg， Tiを含めた複合脱酸を行う場合、上記取鍋内脱酸生成物は結果として軟質化され、 d 〉 40 mとなる大きな介在物はほぼすベて 1 / dが 5 を超える展延された介在物となる。この場合、組成 Aに属するような Si0₂ リッチの介在物は、鋼凝固中に生成するものが主体となるため、大きなサイズに成長することはなく、 d ≤ 40〃 mに抑えられる。このようにして組成が A及び Bに属する非粘性介在物の大きさを d ≤ 40 μ mに抑えることができた。

本発明においては前述のように非粘性介在物個数を 1.5個/ mm² 以下に抑えることが必要であるが、非粘性介在物の組成が組成 Aと組成 Bの合計が 80%以上となるように複合脱酸を行う本発明において、結果として非粘性介在物個数を 1.5個 /mm² 以下に安定して維持することが可能になる。より好ましくは、非粘性介在物個数を 1 .0個/ mm² 以下とすることにより、伸線性及び伸線後の疲労特性が安定する。

本発明は、以上のように介在物の組成と大きさ及び量を制御することによって優れた伸線性及び伸線後の疲労特性を確保することができた。本発明においては更に、組成が Aに属する非粘性介在物個数を平均 1 個/匪² 以下、より好ましくは 0.5個/ mm² 以下とすることにより、伸線加工時におけるダイス寿命を向上することができ ο

本発明は、以上のように従来と同様の厳しい伸線性及び伸線後の疲労特性を要求される用途において良好な成績を収める。さらに、最近はタイヤコ一ドにおいて用途によっては太径のコ一ドが用いられ、伸線性についても従来に比較して緩和されるものがある。また、伸線ダイスの寿命については、潤滑の改善などにより鋼材の介在物レベルが若干低下しても影響を受けないで製造を行うことが可能になってきている。このような用途において、本発明の高清浄度鋼は特に効果を発揮する。

本発明の鋼成分の規定について述べる。高炭素鋼線材用鋼として広く JIS G3502, G3506のピアノ線材、硬鋼線材なるキルド鋼が使用されており、この JIS 規格に製造の容易さと実用面を考慮して、本発明では次のとおり成分範囲を規定した。即ち、質量％で、 C： 0.4

〜1.2 %, Si :0.1〜1.5 %, Mn:0. 1〜1.5 %を含み、必要に応じてじ r: U, UiD〜丄， U ¾， Ι 1 : υ· υί〜丄， U 7o，し 11 : υ· υΰ〜丄， U )¾， Β： U. U

01〜0.01%， Ti :0.001〜0.2 %, V:0.001〜0.2 %, Nb:0.001〜0. 2 %, Mo ： 0.05〜1.0 %, 。0:0.1~ 2 %の 1 種又は 2種以上を含むものである。

Cは鋼を強化するのに経済的かつ有効な強化元素であり、硬鋼線として必要な強度を得るためには 0.4%以上が必要である。しかし、 1.2%を超えると鋼の延性が低下し脆化し、二次加工が困難となるため 1.2%以下とした。

一方、 Siと Mnは脱酸と介在物組成コントロールのために必要であり、 0.1%未満では効果がない。また鋼の強化元素としても有効である力 Siが 1.5%、 Mnが 1.5%を超えると鋼が脆化する。

Cr :0.05 〜1.0 %としたのは、 Crはパ一ライトラメラを微細にし、鋼の強度を上げる効果があるため、この効果を得るために必要な量が 0.05%であり、それ以上の添加が望ましい。しかし、 1.0%を超えて添加した場合、延性を阻害するため上限を 1.0%とした。

Niも Crと同様の効果によって鋼を強化するため、その効果を発揮する 0.05%以上の添加が望ましく、延性の低下を招かない 1.0%以下とする。

Cuはワイヤのスケール特性及び腐蝕疲労特性を向上させる効果があるため、効果を発揮する 0.05%以上の添加が望ましいが、上限は延性の低下を招かない 1.0%以下とする。

Bは鋼の焼き入れ性を向上させる元素である。本発明の場合、その添加により鋼の強度を高めることができる力過度の添加は Bの析出物を増加させ、鋼の靱性を損なうためその上限を 0.01%とする。また添加量が少なすぎると効果がないため、添加量の下限を 0.0 01%とする。

Ti， Nb, Vは析出強化により線材の強度を高める効果がある。いずれも 0.001%未満では効果がなく、 0.2%を超えると析出脆化を引き起こすため、その含有量を 0.2%以下とする。また、これらの元素はパテンティングの際のァ粒サイズを小さくする効果にも添加することが有効である。

Moは鋼の焼き入れ性を向上させる元素である。本発明の場合、その添加により鋼の強度を高めることができるが、過度の量の添加は鋼を過剰に硬化させ、加工を困難とするため、 Mo添加範囲は 0.05〜 1.0 %とした。 Coは過共析鋼の初析セメンタイ卜の生成を抑制する効果により延性を向上する。

さらに、高炭素鋼においては、 P， Sは伸線加工性を劣化させるのみならず伸線加工後の延性を劣化させるため、 P と Sの含有量は 0.02%以下が望ましい。

なお、本発明は、線材のみならず、熱間圧延を施した鋼材すベてに適用できる。実施例

本実施例の溶製は LD転炉により行った。 LD転炉より取鍋に出鋼するに際しスラダストッパーボールを使用し微量（ 50mm厚み以下）の LDスラグ流出にとどめた。

また出鋼時に C， Mn, Siの成分調整のための加炭材、 Fe— Mn， Fe -Si, Si— Mn等の脱酸合金鉄を添加した。また出鋼後に取鍋底よりアルゴン吹込みを行った。

受鋼後の取鍋内溶鋼は Si， Mn等により脱酸されたいわゆるキルド鋼である。この取鍋を溶鋼精鍊を行う位置に設置後、スラグ調整を行った後に、 Mg， Ca, Ba, Ti， V， Zr, Na， REM の 2種以上及び Al を加えた第 2 次脱酸材を合金鉄として溶鋼中に添加した。合金添加は、アルゴン底吹きによる裸溶鋼面への散布によって行った。合金鉄添加の際、各種合金鉄及び脱酸用合金鉄よりの A 1を含めた総ィンプッ卜 A 1量を溶鋼トン当たり 5. 0〜9. 5 g に調整した。従来鋼では Mg， Ca合金鉄を適宜各種水準にて添加した。

合金鉄添加後、更に成分微調整を行い、取鍋溶鋼精鍊を終了した。溶鋼は取鍋よりタンディッシュを経由して連続铸造され、加熱炉経由分塊、鋼片圧延、鋼片精整を施された後、加熱炉などを経由して線材圧延により 5. 5mm ø線材に製造されたものである。

本実施例において、非粘性介在物の個数及び組成の調査は、 5. 5 mm 0の線材の 1 コイルから 0. 5 mの長さのサンプルを切り出し、長さ方向の任意の 1 0力所から長さ 1 1 mmの小サンプルを切り出し、それぞれ、長さ方向の中心線を通る縦断面を全面調査することによって行った。実施例において、非粘性介在物の個数は全サンプルの平均値で代表した。

その後 5. 5mm 0線材を 0. 175mm ø以下に伸線し、伸線特性及びダィス寿命の調査を行った。伸線特性は一定伸線量に対する断線頻度を断線指数として評価した。断線指数 5以下が良好である。ダイス寿命は現行工程材の許容できる最低寿命を 1 00 とし、寿命が長くなるほど大きくなる指数として評価した。ダイス寿命指数 1 00 以上が良好である。

表 1 、表 2 に本発明例を、表 3 、表 4 に比較例の結果を示す。表 2 、表 4 は、それぞれ表 1 、表 3 の実施例で評価した非金属介在物の平均組成、及び組成 Aと組成 B とに分類して評価した結果である表 1

化学成分（wt%) PPm 全介組成 A 介在物比最大断線在物介在物率（％) d 率寿命

No.

Si n S Cr Ni Cu Ti V Nb Mo Co 全酸個数個数 ♦3 (urn) 指数指数素量 ♦1 ♦2 A U

0.72 0.18 0.51 0.018 0.022 24 0.13 0.05 35 100 16 150

0.82 0.18 0.51 0.010 0.021 22 0.07 0.02 28 98 17 190

0.92 0.20 0.30 0.012 0.019 0.50 23 0.19 0.08 41 100 19 200

0.96 1.20 0.30 0.011 0.015 0.20 21 0.05 0.02 39 95 18 180

0.81 0.19 0.31 0.015 0.021 0.24 15 0.07 0.02 31 100 18 240

0.42 0.25 0.31 0.021 0.015 48 0.83 0.71 85 98 28 110 本 0.72 0.10 0.11 0.024 0.018 35 0.50 0.48 95 100 18 130

1.18 0.20 0.70 0.012 0.025 16 0.07 0.01 21 82 25 160

0.75 1.50 0.75 0.013 0.023 26 0.60 0.37 62 95 29 170 明 10 0.82 0.25 1.49 0.018 0.019 22 0.07 0.03 38 100 14 270

11 0.62 0.18 0.49 0.022 0.024 38 ,48 0.96 65 100 35 100 例

12 0.77 0.18 0.53 0.010 0.018 0.5 29 0.80 0.44 55 97 38 150

13 0.82 0.18 0.53 0.015 0.022 0.006 22 0.27 0.12 45 98 16 140

14 0.73 0.22 0.70 0.016 0.021 0.18 0.24 28 0.20 0.08 38 92 19 180

15 0.83 0.19 0.50 0.022 0.018 0.24 0.009 0.008 32 0.40 0.31 77 85 19 180

16 0.71 0.30 0.49 0.010 0.025 0.003 0.007 25 0.13 0.05 34 94 16 230

17 0.81 0.22 0.51 0.009 0.023 0.92 0.22 0.002 29 0.10 0.04 40 88 18 150

18 0.95 0.18 0.50 0.016 0.018 0.009 0.08 21 0.10 0.03 32 93 20 190

*1 非粘性介在物の個数密度であり、全観察視野内での平均値（個 Z翻² )

*2 非粘性介在物のうち組成 Aに属する介在物の個数密度であり、全観察視野内での平均値（個/關² )

*3 非粘性介在物のうち組成が組成 Aに属するもの及び組成 A又は Bに属するものの比率

*4 組成 Aに属する非粘性介在物の最大 d

表 2

*5 観察視野内の全非粘性介在物の平均組成

*6 観察視野内の非粘性介在物のうち組成 Aに属する介在物の平均組成 *7 観察視野内の非粘性介在物のうち組成 Bに属する介在物の平均組成

表 3

比

絞

例

* 1 非粘性介在物の個数密度であり、全観察視野内での平均値（個 Zmm² )

t2 非粘性介在物のうち組成 Aに属する介在物の個数密度であり、全観察視野内での平均値（個/ *3 非粘性介在物のうち組成が組成 Aに属するもの及び組成 A又は Bに属するものの比率

U 組成 Aに属する非粘性介在物の最大 d

表 4

観察視野内の全非粘性介在物の平均組成

表 1 、表 2 に示す本発明例 No. 1 〜No. 18においては、いずれも良好な結果を得ることができた。

表 3 、表 4 の比較例の結果について説明する。 No. 19は酸素が本発明の範囲より低い値となった場合を示しており、強脱酸となり、 Α 1 ₂0₃ や MgO 濃度の高い硬質の介在物組成となった結果、断線指数が大きくなつた。 No. 20は酸素が本発明の範囲より高くなつた場合であり、介在物個数が多くダイス寿命が悪化した。 No. 21， No. 22 はそれぞれ S i , Mnが本発明の範囲より低い値となり、いずれも A 1 ₂0 濃度の高い介在物（組成 Aあるいは Bに属しないもの）の割合が 20 %を超えてしまい、断線指数が高くなつた。 No. 23は S iが本発明の範囲より高い値となり、脱酸過程で S i 0₂単独のものができ、大サィズの介在物が出現した結果断線指数が高くなつた。 No. 24は Mnが本発明の範囲よりも高い値となり、 S i— Mn共同脱酸の効果が強すぎ、 S 10₂ - Mn0 の 2 元系介在物の割合が多くなつて断線指数が高くなつた。 No. 25は、精鍊処理での介在物除去が不十分で介在物個数が多すぎたため、ダイス寿命が劣化するのに加えて断線指数も若干高くなつた。 No. 26は組成 Aの非粘性介在物の最大径が本発明の範囲より大きくなつた場合であり、断線指数が高くなつた。

本発明例と比較例の疲労特性の評価を行なった。表 1 〜 4 における本発明例 No. 2 と比較例 No. 19からなる直径 5. 5mm 0の熱間圧延線材を、伸線加工により 1. 6mmのワイヤとし 950°Cでァ化処理をした後、 560°Cの鉛浴に漬け最終パテンティングを行ないパーライト組織のワイヤとした。このワイヤを連続伸線で直径 0. 3mniとしハン夕一疲労試験により疲労特性を比較した。表 5 に直径 0. 3mmのワイャの引張試験結果及びハンター疲労試験結果を示す。

表 5 に示すように、引張強さは本発明例 No. 2 と比較例 No. 19とで差はない。一方、ハンター疲労試験結果に基づく疲労限応力は、同じ表 5 に示すように、本発明例 No. 2 は比較例 No. 19に比べ高い疲労限応力を示した。

表 5

産業上の利用可能性

本発明の高炭素鋼線材は、従来と同様の優れた伸線性及び伸線後の耐疲労性を維持しつつ、高価な合金の使用量を低減でき製造コストを削減することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 全酸素量が 15〜50ppm であり、含有する非金属介在物中の非粘性介在物の個数が顕微鏡視野において平均 1.5個/ mm² 以下であり、非粘性介在物の組成が下記組成 Aに属するものが個数比で 20% 超、下記 A又は Bに属するものが個数比で合計 80%以上であり、下記組成 Aに属する非粘性介在物の厚みが 40 / m以下であることを特徴とする伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。

組成 A ： Si0₂ ： 70%超

組成 B ： Si0₂ ： 25〜70%， MnO ： 8 〜30%， MgO ： 40%以下、 A1 ₂0₃ ： 35%以下、 CaO ： 25%以下、 Ti0₂ : 6 %以下で、 A 1₂0₃ と Mg 0 の何れか又は両方を 5 %以上含み、さらに CaO と Ti0₂の何れか又は両方を 2 %以上含む。

ただし、非粘性介在物とは、線材において中心線を通る縦断面を光学顕微鏡で観察し、長さ又は厚みが 5 m以上で、その個々の介在物の長さ（ 1 ) と厚み（ d ) が 1 / dで 5以下である介在物をい

2 . 前記組成 Bの介在物は、その他の酸化物（V， Ba, Zr， Naの酸化物及び不可避的に混入する微量の酸化物のうちの 1 種又は 2種以上、以下その他の酸化物という）の含有量が 5 %以下であることを特徴とする請求項 1 に記載の伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。

3. 組成が Aに属する非粘性介在物個数が観察 1 視野において 1 個ノ態² 以下であることを特徴とする請求項 1 又は 2 に記載の伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。

4 . 質量％で、 C :0.4~1.2 %, S 0. 1〜1· 5 %, Μη:0. 1〜1· 5

%を含むことを特徴とする請求項 1 乃至 3 のいずれかに記載の伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。

5. 質量％で、 C:0.4〜1.2 %, Si :0. 1-1.5 %, Mn:0. 1~ 1.5 %に加えて、 P:0.02%以下、 S:0.02%以下に規制し、 Cr:0.05〜l. 0 %, Ni ： 0.05〜1· 0 %, Cu： 0.05-1.0 %, B:0.001-0.01%, Ti :0.001— 0.2 %, V:0.001〜0.2 %, Nb:0.001〜0.2 %, Mo ： 0. 05〜1.0 %, Co:0.1〜 2 %の 1 種又は 2種以上を含むことを特徴とする請求項 1 乃至 3 のいずれかに記載の伸線性及び伸線後の耐疲労性に優れた高炭素鋼線材。