JP4374357B2 - High-strength wire rod excellent in wire drawing characteristics, manufacturing method thereof, and high-strength steel wire excellent in wire drawing properties - Google Patents
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Description
本発明は、PC鋼線、亜鉛めっき鋼撚線、ばね用鋼線、吊り橋用ケーブルなどに伸線加工して使用される伸線特性に優れた高強度線材及びその製造方法、並びに伸線特性に優れた高強度鋼線に関する。 The present invention relates to a high-strength wire having excellent wire drawing characteristics used for drawing to a PC steel wire, galvanized steel stranded wire, spring steel wire, suspension bridge cable, etc., a method for producing the same, and wire drawing properties It relates to high-strength steel wires with excellent resistance.
従来の高炭素硬鋼線は、例えば橋梁用ワイヤでも一般的に強度が1600MPaが限界であった。しかしながら、最近の橋梁の大型化に伴いワイヤの高強度化が要求されてきている。そして、PC鋼線などの他の鋼線についても、やはり高強度化が求められている。 Conventional high carbon hard steel wires, for example, have a limit of 1600 MPa in strength, even for bridge wires. However, with the recent increase in size of bridges, higher strength of wires has been required. Further, other steel wires such as PC steel wires are also required to have high strength.
高炭素硬鋼線を製造するに当たっては、通常熱延線材に必要によりパテンティング処理を行い、その後伸線加工して所定の線径の鋼線とするが、こうした処理により1600MPa以上の強度を確保すると共に、破断絞り値などによって評価される靭延性についても十分な性能を確保することが求められている。 When producing high carbon hard steel wire, it is usually necessary to perform a patenting treatment on the hot-rolled wire, and then draw it into a steel wire with a predetermined wire diameter. Such treatment ensures a strength of 1600 MPa or more. At the same time, it is required to ensure sufficient performance with respect to toughness evaluated by the fracture drawing value.
上述のような要求に対して、偏析やミクロ組織を制御したり、特定の元素を含有させることで高炭素線材の伸線加工性を高める試みがなされている。
パテンティング線材の絞り値はオーステナイト粒径に依存し、オーステナイト粒径を微細化することによって絞り値が向上することから、Nb、Ti、B等の炭化物や窒化物をピニング粒子として用いることによってオーステナイト粒径を微細化する試みもなされている。
In response to the above-described requirements, attempts have been made to improve the drawing workability of high carbon wire by controlling segregation and microstructure or by containing specific elements.
The drawing value of the patenting wire depends on the austenite particle size, and the drawing value is improved by making the austenite particle size finer. Therefore, by using carbides and nitrides such as Nb, Ti, and B as pinning particles, austenite is obtained. Attempts have also been made to reduce the particle size.
高炭素線材に、成分元素として、質量%でNb:0.01〜0.1重量%、Zr:0.05〜0.1重量%、Mo:0.02〜0.5重量%よりなる群から1種以上を含有させた線材が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 The group consisting of Nb: 0.01 to 0.1% by weight, Zr: 0.05 to 0.1% by weight, Mo: 0.02 to 0.5% by weight as component elements in the high carbon wire Has proposed a wire rod containing at least one kind (see, for example, Patent Document 1).
また、高炭素線材にNbCを含有させることによりオーステナイト粒径を微細化した線材が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。
特許文献1に記載の線材では、上記の成分元素を含有させることにより、鋼線の延靭性を高めた成分組成としている。しかしながら、特許文献1に記載の線材では、添加される成分元素が何れも高価であるため、製造コストが上昇する虞がある。
The wire described in
特許文献2に記載の線材では、ピニング粒子としてNbCを用いることにより、伸線加工性を向上させている。しかしながら、特許文献2に記載の線材では、含有される成分元素が何れも高価であるため、製造コストが上昇する虞がある。また、Nbが粗大な炭化物や窒化物を形成し、Tiが粗大な酸化物を形成するため、これらが破壊の起点となり、伸線性を低下させる虞がある。 In the wire described in Patent Document 2, the wire drawing workability is improved by using NbC as pinning particles. However, in the wire described in Patent Document 2, since the contained component elements are all expensive, the manufacturing cost may increase. In addition, Nb forms coarse carbides and nitrides, and Ti forms coarse oxides, so that these become starting points for destruction, and there is a possibility that the wire drawing property is lowered.
ところで、高炭素鋼線の高強度化には鋼材成分中のC量及びSi量を増大するのが最も経済的で且つ有効な手段であることが確認されている。しかしながら、Siの増加に伴いフェライト析出が促進されると共にセメンタイトの析出が抑制されるため、C量が0.8%を超えるような過共析組成であっても、パテンティング処理を行う際に、オーステナイト域から冷却する時にオーステナイト粒界に沿って初析フェライトが板状に析出する傾向がある。このため、パテンティング処理後の線材の破断絞り値が低下し、延靭性が劣化するとともに、伸線加工中の断線頻度が高くなり、生産性や歩留の低下を招くという問題があった。 By the way, it has been confirmed that increasing the amount of C and the amount of Si in the steel material component is the most economical and effective means for increasing the strength of the high carbon steel wire. However, since the precipitation of ferrite is promoted with the increase of Si and the precipitation of cementite is suppressed, even when the hypereutectoid composition is such that the C content exceeds 0.8%, the patenting process is performed. When cooling from the austenite region, proeutectoid ferrite tends to precipitate in a plate shape along the austenite grain boundary. For this reason, there has been a problem that the fracture drawing value of the wire after the patenting treatment is reduced, the ductility is deteriorated, the frequency of disconnection during the wire drawing process is increased, and productivity and yield are reduced.
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、安価な構成で、歩留まりが高く、絞り値の高い、伸線特性に優れた高強度線材及びその製造方法、並びに伸線特性に優れた高強度鋼線を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and has a low-cost configuration, a high yield, a high aperture value, a high-strength wire excellent in wire drawing characteristics, a manufacturing method thereof, and wire drawing characteristics. The object is to provide an excellent high-strength steel wire.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、C量及びSi量に応じた量の固溶Bを、パテンティング処理前のオーステナイトに存在させることにより、セメンタイト析出とフェライト析出の駆動力をバランスさせ、初析フェライト量の少ない高炭素パーライト線材が得られ、優れた伸線特性による加工性と高強度を両立し得ることを知見し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have made solid solution B in an amount corresponding to the amount of C and Si present in the austenite before the patenting treatment, thereby allowing cementite precipitation and ferrite. Balanced the driving force of precipitation, a high carbon pearlite wire with a small amount of pro-eutectoid ferrite was obtained, and it was found that it was possible to achieve both workability and high strength due to excellent wire drawing characteristics, and the present invention was completed. .
すなわち、本発明の要旨とするところは以下の通りである。
[1]質量%で、
C:0.7〜1.2%、
Si:0.6〜1.5%、
Mn:0.1〜1.0%、
N:0.001〜0.006%、
Al:0.005〜0.1%を含有し、
更に、Bを0.0009〜0.0060%で与えられる範囲で含有し、且つ固溶B量が0.0002%以上であり、残部はFe及び不可避不純物からなり、
引張強さTS[MPa]が次式(1)で表され、
TS>(1000×C[%]−10×線径[mm]+320)・・・(1)
初析フェライトの面積率が3%以下であり、且つ、パーライト組織の面積率が90%以上であることを特徴とする伸線特性に優れた高強度線材。
[2]更に、質量%で、Cr:0.5%以下(0%を含まない)、Ni:0.5%以下(0%を含まない)、Co:0.5%以下(0%を含まない)、V:0.5%以下(0%を含まない)、Cu:0.2%以下(0%を含まない)、Mo:0.2%以下(0%を含まない)、W:0.2%以下(0%を含まない)、Nb:0.1%以下(0%を含まない)よりなる群から選択される少なくとも1種以上を含有することを特徴とする[1]に記載の伸線特性に優れた高強度線材。
[3]質量%で、
C:0.7〜1.2%、
Si:0.6〜1.5%、
Mn:0.1〜1.0%、
N:0.001〜0.006%、
Ti:0.005〜0.1%、
Al:0.1%以下を含有し、
更に、Cr:0.5%以下(0%を含まない)、Ni:0.5%以下(0%を含まない)、Co:0.5%以下(0%を含まない)、V:0.5%以下(0%を含まない)、Cu:0.2%以下(0%を含まない)、Mo:0.2%以下(0%を含まない)、W:0.2%以下(0%を含まない)、Nb:0.1%以下(0%を含まない)よりなる群から選択される少なくとも1種以上を含有し、
更に、Bを0.0009〜0.0060%で与えられる範囲で含有し、且つ固溶B量が0.0002%以上であり、残部はFe及び不可避的不純物からなり、
引張強さTS[MPa]が次式(1)で表され、
TS>(1000×C[%]−10×線径[mm]+320)・・・(1)
初析フェライトの面積率が3%以下であり、且つ、パーライト組織の面積率が90%以上であることを特徴とする伸線特性に優れた高強度線材。
[4][1]乃至[3]の何れか一項に記載の化学組成を有する鋼片を、熱間圧延後、Tr=800〜950℃の温度で巻き取りした後、次いで、熱間圧延後の冷却・巻取り工程後に次式(2)で示される時間t1以内に冷却を開始し、冷却開始温度から700℃までの温度における冷却速度を5℃/sec以上として冷却し、パテンティング処理することを特徴とする伸線特性に優れた高強度線材の製造方法。
t1=0.0008×(Tr−815)2+4×(B−0.0003)/((N−Ti/3.41)×0.71−B+0.0003)・・・(2)
但し、4×(B−0.0003)/((N−Ti/3.41)×0.71−B+0.0003)が0以下である、もしくはt1が40sより大きい場合は、t1=40sとする。
[5][1]乃至[3]の何れか一項に記載の伸線特性に優れた高強度線材の成分組成を有し、引張強さTSが1600MPa以上であり、初析フェライトの面積率が3%以下であり、且つ、パーライト組織の面積率が90%以上であることを特徴とする高強度鋼線。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] By mass%
C: 0.7 to 1.2%
Si: 0.6 to 1.5%
Mn: 0.1 to 1.0%,
N: 0.001 to 0.006%,
Al: 0.005 to 0.1% is contained,
Further, B is contained in a range given by 0.0009 to 0.0060%, and the amount of solid solution B is 0.0002% or more, and the balance consists of Fe and inevitable impurities,
The tensile strength TS [MPa] is represented by the following formula (1):
TS> (1000 × C [%] − 10 × wire diameter [mm] +320) (1)
A high-strength wire excellent in wire drawing characteristics, wherein the area ratio of pro-eutectoid ferrite is 3% or less and the area ratio of pearlite structure is 90% or more.
[2] Further, in mass%, Cr: 0.5% or less (excluding 0%), Ni: 0.5% or less (excluding 0%), Co: 0.5% or less (0% V: 0.5% or less (not including 0%), Cu: 0.2% or less (not including 0%), Mo: 0.2% or less (not including 0%), W : 0.2% or less (not including 0%), Nb: containing at least one selected from the group consisting of 0.1% or less (not including 0%) [ 1 ] High-strength wire with excellent wire drawing characteristics as described in 1.
[3] By mass%,
C: 0.7 to 1.2%
Si: 0.6 to 1.5%
Mn: 0.1 to 1.0%,
N: 0.001 to 0.006%,
Ti: 0.005 to 0.1%,
Al: containing 0.1% or less,
Further, Cr: 0.5% or less (not including 0%), Ni: 0.5% or less (not including 0%), Co: 0.5% or less (not including 0%), V: 0 0.5% or less (not including 0%), Cu: 0.2% or less (not including 0%), Mo: 0.2% or less (not including 0%), W: 0.2% or less ( 0% not included), Nb: containing at least one selected from the group consisting of 0.1% or less (not including 0%),
Furthermore, B is contained in a range given by 0.0009 to 0.0060%, and the amount of solid solution B is 0.0002% or more, and the balance consists of Fe and inevitable impurities,
The tensile strength TS [MPa] is represented by the following formula (1):
TS> (1000 × C [%] − 10 × wire diameter [mm] +320) (1)
A high-strength wire excellent in wire drawing characteristics, wherein the area ratio of pro-eutectoid ferrite is 3% or less and the area ratio of pearlite structure is 90% or more.
[4] A steel slab having the chemical composition according to any one of [1] to [3] is hot-rolled, wound at a temperature of Tr = 800 to 950 ° C., and then hot-rolled. After the subsequent cooling and winding process, cooling is started within the time t1 shown by the following formula (2), the cooling rate at the temperature from the cooling start temperature to 700 ° C. is set to 5 ° C./sec or more, and the patenting process A method for producing a high-strength wire rod having excellent wire drawing characteristics.
t1 = 0.0008 × (Tr−815) 2 + 4 × (B−0.0003) / ((N−Ti / 3.41) × 0.71−B + 0.0003) (2)
However, when 4 × (B−0.0003) / ((N−Ti / 3.41) × 0.71−B + 0.0003) is 0 or less, or when t1 is larger than 40 s, t1 = 40 s To do.
[5] The composition of the high-strength wire excellent in wire drawing characteristics according to any one of [1] to [3], having a tensile strength TS of 1600 MPa or more, and an area ratio of pro-eutectoid ferrite Is a high-strength steel wire characterized by having an area ratio of pearlite structure of 90% or more.
本発明の伸線性に優れた高強度線材によれば、質量%で、C:0.7〜1.2%、Si:0.6〜1.5%、Mn:0.1〜1.0%、N:0.001〜0.006%、Al:0.005〜0.1%を含有し、更に、Bを0.0009〜0.0060%で与えられる範囲で含有し、且つ固溶B量が0.0002%以上であり、残部はFe及び不可避不純物からなり、引張強さTS[MPa]が式{TS>(1000×C[%]−10×線径[mm]+320)}で表され、初析フェライトの面積率3%以下であり、且つ、パーライト組織の面積率が90%以上とされた構成としている。
各成分組成の関係を上記として、C量及びSi量に応じた量の固溶Bを、パテンティング処理前のオーステナイトに存在させることにより、セメンタイト析出とフェライト析出の駆動力をバランスさせ、初析フェライトを抑制することにより、延靭性が向上するとともに、伸線加工における断線を防止でき、生産性や歩留まりが向上する。
また、パーライトを主体とする組織を有し、且つ初析フェライト面積率の平均値が3%以下となる硬鋼線を得ることができ、PC鋼線、亜鉛めっき鋼線、ばね用鋼線、吊り橋用ケーブルとしての性能を改善し得る。
According to the high-strength wire rod excellent in drawability of the present invention, C: 0.7-1.2%, Si: 0.6-1.5%, Mn: 0.1-1.0 in mass%. %, N: 0.001 to 0.006%, Al: 0.005 to 0.1%, and B in a range given by 0.0009 to 0.0060%, and solid solution The amount of B is 0.0002% or more, the balance is made of Fe and inevitable impurities, and the tensile strength TS [MPa] is expressed by the formula {TS> (1000 × C [%] − 10 × wire diameter [mm] +320)} The area ratio of pro-eutectoid ferrite is 3% or less, and the area ratio of the pearlite structure is 90% or more.
With the relationship of each component composition as described above, the solid solution B in an amount corresponding to the amount of C and Si is present in the austenite before the patenting treatment, thereby balancing the driving force of cementite precipitation and ferrite precipitation, By suppressing ferrite, ductility can be improved and disconnection in wire drawing can be prevented, and productivity and yield can be improved.
Moreover, a hard steel wire having a structure mainly composed of pearlite and having an average value of proeutectoid ferrite area ratio of 3% or less can be obtained. PC steel wire, galvanized steel wire, spring steel wire, The performance as a cable for a suspension bridge can be improved.
以下、本発明に係る伸線特性に優れた高強度線材及びその製造方法、並びに伸線特性に優れた高強度鋼線の実施の形態について、図面を参照して説明する。
なお、この実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために詳細に説明するものであるから、特に指定の無い限り、本発明を限定するものではない。
Hereinafter, embodiments of a high-strength wire rod excellent in wire drawing characteristics and a manufacturing method thereof and a high-strength steel wire excellent in wire drawing properties according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that this embodiment is described in detail for better understanding of the gist of the invention, and thus does not limit the present invention unless otherwise specified.
[高強度線材]
本実施形態の伸線特性に優れた高強度鋼線は、質量%で、C:0.7〜1.2%、Si:0.6〜1.5%、Mn:0.1〜1.0%、N:0.001〜0.006%、Al:0.005〜0.1%を含有し、更に、Bを0.0009〜0.0060%で与えられる範囲で含有し、且つ固溶B量が0.0002%以上であり、残部はFe及び不可避不純物からなり、
引張強さTS[MPa]が次式(1)で表され、
TS>(1000×C[%]−10×線径[mm]+320)・・・(1)
初析フェライトの面積率が3%以下であり、且つ、パーライト組織の面積率が90%以上として構成されている。
[High-strength wire]
The high-strength steel wire having excellent wire drawing characteristics according to the present embodiment is mass%, C: 0.7 to 1.2%, Si: 0.6 to 1.5%, Mn: 0.1 to 1. 0%, N: 0.001 to 0.006%, Al: 0.005 to 0.1%, further containing B in a range given by 0.0009 to 0.0060%, and The amount of dissolved B is 0.0002% or more, and the balance consists of Fe and inevitable impurities,
The tensile strength TS [MPa] is represented by the following formula (1):
TS> (1000 × C [%] − 10 × wire diameter [mm] +320) (1)
The area ratio of pro-eutectoid ferrite is 3% or less, and the area ratio of the pearlite structure is 90% or more.
また、本実施形態の伸線特性に優れた高強度線材では、上記した成分のAl代えて、質量%でTiを0.005〜0.1%の範囲内で含有した場合に、Bを0.0009〜0.0060%で与えられる範囲で含有し、且つ固溶B量が0.0002%以上であるような成分、更にAlを0.1%以下で含有してなる成分組成とすることができる。 Further, in the high-strength wire rod having excellent wire drawing characteristics according to the present embodiment, B is 0 when Ti is contained in the range of 0.005 to 0.1% by mass instead of Al of the above-described components. A component composition that is contained within a range given by .0009 to 0.0060% and that the amount of solid solution B is 0.0002% or more, and further contains Al in an amount of 0.1% or less. Can do.
更に、本実施形態の伸線特性に優れた高強度線材では、上述の成分に加え、質量%で、Cr:0.5%以下(0%を含まない)、Ni:0.5%以下(0%を含まない)、Co:0.5%以下(0%を含まない)、V:0.5%以下(0%を含まない)、Cu:0.2%以下(0%を含まない)、Mo:0.2%以下(0%を含まない)、W:0.2%以下(0%を含まない)、Nb:0.1%以下(0%を含まない)よりなる群から選択される少なくとも1種以上を含有する構成とすることができる。 Furthermore, in the high-strength wire rod having excellent wire drawing characteristics according to the present embodiment, in addition to the above-described components, Cr: 0.5% or less (not including 0%), Ni: 0.5% or less (inclusive) ( Co: 0.5% or less (not including 0%), V: 0.5% or less (not including 0%), Cu: 0.2% or less (not including 0%) ), Mo: 0.2% or less (not including 0%), W: 0.2% or less (not including 0%), Nb: 0.1% or less (not including 0%) It can be set as the structure containing at least 1 or more types selected.
本実施形態では、後述する理由によって線材の成分組成を限定するとともに、圧延時の巻き取り温度、巻き取りからパテンティングまでの時間、及びパテンティング処理時の冷却速度を限定することによって、パーライト変態時の初析フェライト析出を抑制し、強度特性及び伸線加工特性に優れた線材としている。 In this embodiment, the component composition of the wire is limited for reasons described later, and the pearlite transformation is performed by limiting the winding temperature during rolling, the time from winding to patenting, and the cooling rate during the patenting process. It suppresses precipitation of pro-eutectoid ferrite at the time, and has excellent strength characteristics and wire drawing characteristics.
(成分組成)
以下に、本実施形態の伸線特性に優れた高強度線材の各成分組成の限定理由について説明する。
(C:0.7〜1.2%)
Cは、線材の強度を高めるのに有効な元素である。Cの含有量が0.7%未満の場合には上記式(1)に規定する高い強度を安定して最終製品に付与させることが困難であると同時に、オーステナイト粒界に初析フェライトの析出が促進され、均一なパーライト組織を得ることが困難となる。一方、Cの含有量が多すぎるとオーステナイト粒界にネット状の初析セメンタイトが生成して伸線加工時に断線が発生しやすくなるだけでなく、最終伸線後における極細線材の靱性・延性を著しく劣化させる。したがって、Cの含有量を、質量%で0.7〜1.2%の範囲内とした。
(Component composition)
Below, the reason for limitation of each component composition of the high intensity | strength wire rod excellent in the wire drawing characteristic of this embodiment is demonstrated.
(C: 0.7-1.2%)
C is an element effective for increasing the strength of the wire. When the C content is less than 0.7%, it is difficult to stably give the final product the high strength specified in the above formula (1), and at the same time, precipitation of pro-eutectoid ferrite at the austenite grain boundaries. Is promoted, and it becomes difficult to obtain a uniform pearlite structure. On the other hand, if the content of C is too large, not only is the net-form pro-eutectoid cementite generated at the austenite grain boundaries and breakage is likely to occur during wire drawing, but the toughness and ductility of the ultrafine wire after the final wire drawing is increased. Deteriorate significantly. Therefore, the C content is within a range of 0.7 to 1.2% by mass.
(Si:0.6〜1.5%)
Siは、強度を高めるのに有効な元素である。更に脱酸剤として有用な元素であり、Alを含有しない鋼線材を対象とする際にも必要な元素である。一方、Si量が多すぎると、共析鋼においても初析フェライトの析出を促進するとともに、伸線加工での限界加工度が低下する。更にメカニカルデスケーリング(以下、MDと略記する。)による伸線工程が困難になる。したがって、Siの含有量を、質量%で0.6〜1.5%の範囲内とした。
(Si: 0.6-1.5%)
Si is an element effective for increasing the strength. Furthermore, it is an element useful as a deoxidizer, and is also an element necessary when targeting a steel wire containing no Al. On the other hand, when the amount of Si is too large, precipitation of pro-eutectoid ferrite is promoted even in eutectoid steel, and the limit working degree in wire drawing decreases. Furthermore, the wire drawing process by mechanical descaling (hereinafter abbreviated as MD) becomes difficult. Therefore, the content of Si is set in the range of 0.6 to 1.5% by mass.
(Mn:0.1〜1.0%)
Mnは、Siと同様、脱酸剤として有用な元素である。また、焼き入れ性を向上させ、線材の強度を高めるのにも有効である。更に、Mnは、鋼中のSをMnSとして固定して熱間脆性を防止する作用を有する。その含有量が0.1質量%未満では前記の効果が得難い。一方、Mnは偏析しやすい元素であり、1.0質量%を超えると特に線材の中心部に偏析し、その偏析部にはマルテンサイトやベイナイトが生成するので、伸線加工性が低下する。したがって、Mnの含有量を、質量%で0.1〜1.0%の範囲内とした。
(Mn: 0.1 to 1.0%)
Mn is an element useful as a deoxidizer like Si. It is also effective in improving the hardenability and increasing the strength of the wire. Furthermore, Mn has the effect | action which fixes S in steel as MnS and prevents hot brittleness. If the content is less than 0.1% by mass, it is difficult to obtain the above effect. On the other hand, Mn is an element that easily segregates, and when it exceeds 1.0 mass%, segregation occurs particularly in the center of the wire, and martensite and bainite are generated in the segregated portion, so that the wire drawing workability decreases. Therefore, the content of Mn is set within a range of 0.1 to 1.0% by mass.
(Al:0.005〜0.1%)
Alは、脱酸材として有効である。また、Nを固定して時効を抑制するとともに固溶Bを増加させる効果を有する。Alの含有量は、0.005〜0.1%の範囲内であることが好ましい。Alの含有量が0.005%未満だと、Nを固定する作用が得られにくくなる。Alの含有量が0.1%を超えると、多量の硬質非変形のアルミナ系非金属介在物が生成し、鋼線の延性、及び伸線性は低下する。なお、後述のTiを添加した場合には、該TiがNを固定することにより、Alを添加しなくとも上記効果が得られるため、Alの下限を規定する必要は無く、Alの含有量が0であってもよい。
(Al: 0.005 to 0.1%)
Al is effective as a deoxidizing material. Moreover, it has the effect of fixing N and suppressing aging and increasing the solid solution B. The Al content is preferably in the range of 0.005 to 0.1%. If the Al content is less than 0.005%, it is difficult to obtain an effect of fixing N. If the Al content exceeds 0.1%, a large amount of hard non-deformation alumina-based non-metallic inclusions are generated, and the ductility and drawability of the steel wire are lowered. In addition, when Ti described later is added, the above effect can be obtained without adding Al by fixing Ti to Ti, so there is no need to define the lower limit of Al, and the content of Al is 0 may be sufficient.
(Ti:0.005〜0.1%)
Tiは、脱酸剤として有効である。また、TiNとして析出し、オーステナイト粒度の粗大化防止に寄与するとともに、Nを固定することによりオーステナイト中の固溶B量を確保するためにも有効な必要な元素である。Tiの含有量が0.005%未満だと、上述の効果が得られにくくなる。Tiの含有量が0.1%を超えると、オーステナイト中で粗大な炭化物を生じ、伸線性が低下する虞がある。したがって、Tiの含有量を、質量%で0.005〜0.1%の範囲内とした。
(Ti: 0.005 to 0.1%)
Ti is effective as a deoxidizer. Moreover, it precipitates as TiN, contributes to preventing the coarsening of the austenite grain size, and is an effective element effective for securing the amount of dissolved B in the austenite by fixing N. When the Ti content is less than 0.005%, the above-described effects are hardly obtained. If the Ti content exceeds 0.1%, coarse carbides are formed in austenite, and the drawability may be reduced. Therefore, the Ti content is within the range of 0.005 to 0.1% by mass.
(N:0.001〜0.006% )
Nは、鋼中でAl、BあるいはTiと窒化物を生成し、加熱時におけるオーステナイト粒度の粗大化を防止する作用があり、その効果は0.001%以上含有させることによって有効に発揮される。しかしながら、含有量が多くなり過ぎると、窒化物量が増大し過ぎて、オーステナイト中の固溶B量を低下させる。さらに固溶Nが伸線中の時効を促進する虞がある。したがって、Nの含有量を、質量%で0.001〜0.006%の範囲内とした。
(N: 0.001 to 0.006%)
N produces Al, B or Ti and nitride in steel and has the effect of preventing coarsening of the austenite grain size during heating, and the effect is effectively exhibited by containing 0.001% or more. . However, if the content becomes too large, the amount of nitride increases too much, and the amount of dissolved B in austenite is reduced. Further, solute N may promote aging during wire drawing. Therefore, the N content is set in a range of 0.001 to 0.006% by mass%.
(B:0.0009〜0.0060%)
Bは、固溶状態でオーステナイト中に存在する場合、粒界に濃化して初析フェライトの析出を抑制するとともに初析セメンタイトの析出を促進する効果がある。したがって、C及びSi量のバランスに応じて適量を添加することにより、初析フェライトの生成を抑制することが可能となる。Bは窒化物を形成するため、その添加量は、固溶状態のB量を確保するため、C,Siに加えN量とのバランスを考慮することが必要である。一方、Bを添加しすぎると初析セメンタイトの析出を促進するのみならず、オーステナイト中において粗大なFe3(CB)6炭化物を生成し、伸線性を低下させる虞がある。これらの関係について、本発明者らが実験を重ね、Bの含有量の最適な範囲として0.0009〜0.0060%とした。なお、Bはパテンティング処理前に固溶状態で存在する必要があり、圧延後の線材における固溶B量として0.0002%以上である必要がある。
(B: 0.0009 to 0.0060%)
When B is present in austenite in a solid solution state, B has an effect of concentrating at the grain boundary to suppress precipitation of pro-eutectoid ferrite and promote precipitation of pro-eutectoid cementite. Therefore, it is possible to suppress the formation of pro-eutectoid ferrite by adding an appropriate amount according to the balance between the amounts of C and Si. Since B forms a nitride, it is necessary to consider the balance with the N amount in addition to C and Si in order to secure the B amount in a solid solution state. On the other hand, when B is added too much, not only the precipitation of pro-eutectoid cementite is promoted, but also coarse Fe3 (CB) 6 carbides are formed in austenite, and the drawability may be reduced. About these relationships, the present inventors repeated experiments, and set it as 0.0009 to 0.0060% as the optimal range of B content. In addition, B needs to exist in a solid solution state before a patenting process, and needs to be 0.0002% or more as a solid solution B amount in the wire after rolling.
なお、不純物であるPとSは特に規定しないが、従来の極細鋼線と同様に延性を確保する観点から、各々0.02%以下とすることが望ましい。 The impurities P and S are not particularly defined, but are each preferably 0.02% or less from the viewpoint of ensuring ductility as in the case of conventional ultra fine steel wires.
本実施形態で説明する高強度の鋼線材は、上述の成分を基本組成とするものであるが、更に強度、靭性、延性等の機械的特性の向上を目的として、以下に説明する選択的許容添加元素を1種又は2種以上、積極的に含有した成分組成としてもよい。
The high-strength steel wire rod described in the present embodiment has the above-mentioned components as a basic composition, but for the purpose of further improving mechanical properties such as strength, toughness, ductility, etc., the selective tolerance described below It is good also as a component composition which contained the
(Cr:0.5%以下)
Crは、パーライトのラメラ間隔を微細化し、線材の強度や伸線加工性等を向上させるのに有効な元素である。このような作用を有効に発揮させるには0.1%以上の添加が好ましい。一方、Cr量が多過ぎると変態終了時間が長くなり、熱間圧延線材中にマルテンサイトやベイナイトなどの過冷組織が生じる恐れがあるほか、メカニカルデスケーリング性も悪くなるので、その上限を0.5%とした。
(Cr: 0.5% or less)
Cr is an element effective for reducing the lamella spacing of pearlite and improving the strength of the wire and the wire drawing workability. Addition of 0.1% or more is preferable for effectively exhibiting such an action. On the other hand, if the amount of Cr is too large, the transformation end time becomes long, and there is a possibility that a supercooled structure such as martensite and bainite is formed in the hot-rolled wire, and the mechanical descaling property is also deteriorated. 0.5%.
(Ni:0.5%以下)
Niは、線材の強度上昇にはあまり寄与しないが、伸線材の靭性を高める元素である。このような作用を有効に発揮させるには0.1%以上の添加が好ましい。一方、Niを過剰に添加すると変態終了時間が長くなるので、上限値を0.5%とした。
(Ni: 0.5% or less)
Ni is an element that does not contribute much to increasing the strength of the wire, but increases the toughness of the wire. Addition of 0.1% or more is preferable for effectively exhibiting such an action. On the other hand, if Ni is added excessively, the transformation end time becomes longer, so the upper limit was made 0.5%.
(Co:0.5%以下)
Coは、圧延材における初析セメンタイトの析出を抑制するのに有効な元素である。このような作用を有効に発揮させるには0.1%以上の添加が好ましい。一方、Coを過剰に添加してもその効果は飽和して過剰含有分が無駄となり、製造コストが上昇する虞があるため、その上限値を0.5%とした。
(Co: 0.5% or less)
Co is an element effective for suppressing precipitation of pro-eutectoid cementite in the rolled material. Addition of 0.1% or more is preferable for effectively exhibiting such an action. On the other hand, even if Co is added excessively, the effect is saturated and the excess content is wasted, and the manufacturing cost may increase, so the upper limit was set to 0.5%.
(V:0.5%以下)
Vは、フェライト中に微細な炭窒化物を形成することにより、加熱時のオーステナイト粒の粗大化を防止するとともに、圧延後の強度上昇にも寄与する。このような作用を有効に発揮させるには0.05%以上の添加が好ましい。しかしながら、過剰に添加し過ぎると、炭窒化物の形成量が多くなり過ぎると共に、炭窒化物の粒子径も大きくなるため上限を0.5%とした。
(V: 0.5% or less)
V forms fine carbonitrides in the ferrite, thereby preventing austenite grains from coarsening during heating and contributing to an increase in strength after rolling. Addition of 0.05% or more is preferable for effectively exhibiting such an action. However, if the amount is excessively added, the amount of carbonitride formed becomes too large and the particle size of the carbonitride increases, so the upper limit was made 0.5%.
(Cu:0.2%以下)
Cuは、極細鋼線の耐食性を高める効果がある。このような作用を有効に発揮させるには0.1%以上の添加が好ましい。しかしながら、過剰に添加すると、Sと反応して粒界中にCuSを偏析するため、線材製造過程で鋼塊や線材などに疵を発生させる。このような悪影響を防止するために、その上限を0.2%とした。
(Cu: 0.2% or less)
Cu has the effect of increasing the corrosion resistance of the ultrafine steel wire. Addition of 0.1% or more is preferable for effectively exhibiting such an action. However, if added excessively, it reacts with S and segregates CuS in the grain boundaries, so that flaws are generated in the steel ingot, wire, etc. during the wire manufacturing process. In order to prevent such adverse effects, the upper limit was made 0.2%.
(Mo:0.2%以下)
Moは、極細鋼線の耐食性を高める効果がある。このような作用を有効に発揮させるには0.1%以上の添加が好ましい。一方、Moを過剰に添加すると変態終了時間が長くなるので、上限値を0.2%とした。
(Mo: 0.2% or less)
Mo has the effect of increasing the corrosion resistance of the ultrafine steel wire. Addition of 0.1% or more is preferable for effectively exhibiting such an action. On the other hand, if Mo is added excessively, the transformation end time becomes long, so the upper limit was made 0.2%.
(W:0.2%以下)
Wは、極細鋼線の耐食性を高める効果がある。このような作用を有効に発揮させるには0.1%以上の添加が好ましい。一方、Wを過剰に添加すると変態終了時間が長くなるので、上限値を0.2%とした。
(W: 0.2% or less)
W has the effect of increasing the corrosion resistance of the ultrafine steel wire. Addition of 0.1% or more is preferable for effectively exhibiting such an action. On the other hand, if W is added excessively, the transformation end time becomes longer, so the upper limit was made 0.2%.
(Nb:0.1%以下)
Nbは、極細鋼線の耐食性を高める効果がある。このような作用を有効に発揮させるには0.05%以上の添加が好ましい。一方、Nbを過剰に添加すると変態終了時間が長くなるので、上限値を0.1%とした。
(Nb: 0.1% or less)
Nb has the effect of increasing the corrosion resistance of the ultrafine steel wire. Addition of 0.05% or more is preferable for effectively exhibiting such an action. On the other hand, if Nb is added excessively, the transformation end time becomes longer, so the upper limit was made 0.1%.
(線材の組織)
本発明者らが種々研究を行ったところによると、Si量が0.6%以上であるような線材の伸線加工性に特に影響を及ぼすのは、該線材の旧オーステナイト粒界に析出した初析フェライトであることは明らかである。したがって、本実施形態の線材のように、断面内における初析フェライトの面積率を3%以下とすることにより、デラミネーションの発生を抑えられることが確認された。
(Structure of wire rod)
According to various studies conducted by the present inventors, it was precipitated at the prior austenite grain boundaries of the wire that particularly affects the wire drawing workability of the wire having an Si content of 0.6% or more. It is clear that it is proeutectoid ferrite. Therefore, it was confirmed that the occurrence of delamination can be suppressed by setting the area ratio of pro-eutectoid ferrite in the cross section to 3% or less as in the wire of the present embodiment.
本実施形態では、上記成分組成の要件を満たす線材用鋼を使用し、これを熱間圧延した後直接パテンティング処理することにより、主たる組織がパーライトよりなり、且つ初析フェライト面積率が3%以下の線材又は鋼線を得ることができる。また、パーライト組織は、ラメラ構造であるために強度が高く、且つ、伸線特性に最も優れる組織である。しかしながら、パーライト組織の面積率が90%未満だと、線材の強度及び伸線時の延性が低下する。したがって、パーライト組織の面積率は、90%以上であることが好ましい。 In the present embodiment, a wire steel satisfying the requirements of the above component composition is used, and this is hot-rolled and then directly patented, whereby the main structure is made of pearlite and the pro-eutectoid ferrite area ratio is 3%. The following wire or steel wire can be obtained. Further, the pearlite structure is a structure having a high strength due to a lamellar structure and the most excellent wire drawing characteristics. However, when the area ratio of the pearlite structure is less than 90%, the strength of the wire and the ductility at the time of wire drawing decrease. Therefore, the area ratio of the pearlite structure is preferably 90% or more.
[高強度線材の製造方法]
本実施形態で規定した成分組成の鋼を用いて、本実施形態本で規定する組織及び引張強さを有する線材を得るためには、圧延後の巻き取りからパテンティング処理までの搬送中にB炭化物あるいは窒化物を形成しないこと、且つパテンティング処理時にある値以上の速度で冷却することが必要である。本発明者らの検討によれば、1050℃に加熱後、1sec以内に750〜950℃の温度に急冷し、引き続きこの温度で一定時間保持した後に衝風冷却した線材の組織及び固溶B量を測定した結果、固溶Bを0.0002%以上含有する限界の保持時間は、図1に示すようにB量とN量の組み合わせで決まるC曲線となり、その時間t1は次式で表すことができることを明らかにした。
t1=0.0008×(Tr−815)2+4×(B−0.0003)/((N−Ti/3.41)×0.71−B+0.0003)・・・(2)
[Method for producing high-strength wire]
In order to obtain a wire having the structure and tensile strength defined in the present embodiment by using the steel having the component composition defined in the present embodiment, during the conveyance from winding after rolling to patenting treatment, B It is necessary not to form carbides or nitrides and to cool at a rate higher than a certain value during the patenting process. According to the study by the present inventors, the structure of the wire material and the amount of solute B that were heated to 1050 ° C., rapidly cooled to a temperature of 750 to 950 ° C. within 1 sec, subsequently kept at this temperature for a certain time, and then blast-cooled. As a result of measurement, the limit holding time containing 0.0002% or more of solute B becomes a C curve determined by the combination of B amount and N amount as shown in FIG. 1, and the time t1 is expressed by the following equation: Made it clear that
t1 = 0.0008 × (Tr−815) 2 + 4 × (B−0.0003) / ( ( N-Ti / 3.41 ) × 0.71− B + 0.0003) (2)
なお、式(2)において、Trは巻き取り温度であり、((N−Ti/3.41)×0.71−B+0.0003)が0(ゼロ)より大きい成分範囲で有効であり、0(ゼロ)以下である場合は、保持時間に制限は無い。実際の圧延においては巻き取り後、パテンティング処理開始までに40秒以上かかることはほとんど無く、40秒を上限としている。 In the formula (2), Tr is a winding temperature, and ( ( N−Ti / 3.41 ) × 0.71− B + 0.0003) is effective in a component range larger than 0 (zero). If it is (zero) or less, there is no limit on the holding time. In actual rolling, it hardly takes 40 seconds or more after winding up to start the patenting process, and the upper limit is 40 seconds.
以上を基にして、1050℃以上で圧延された線材を水冷し、800℃以上好ましくは850℃以上、950℃以下の温度にて巻き取り、且つ巻き取りからパテンティング処理開始までの時間を上記式(2)以内にすることが必要になる。巻き取り時の温度が800℃未満だと、Bが炭化物として析出し、固溶Bとして非パーライト組織を抑制する効果が不十分となる。巻き取り時の温度が950℃を超えると、γ粒径が粗大化してしまい、絞り値が低下する。 Based on the above, the wire rolled at 1050 ° C. or higher is water-cooled, wound at a temperature of 800 ° C. or higher, preferably 850 ° C. or higher and 950 ° C. or lower, and the time from winding to the start of patenting treatment is It is necessary to make it within the formula (2). When the temperature at the time of winding is less than 800 ° C., B precipitates as a carbide and the effect of suppressing the non-pearlite structure as solid solution B becomes insufficient. When the temperature at the time of winding exceeds 950 ° C., the γ particle size becomes coarse and the aperture value decreases.
線材を巻き取った後、次いで、パテンティング処理を行う。線材のパテンティング処理は、衝風冷却、又はその他の冷却方法等により、少なくとも冷却開始温度から700℃までの温度域における冷却速度を5℃/sec以上として行うことが必要である。冷却速度が5℃/sec未満だと、所定の強度が得られなくなる。 After winding the wire, a patenting process is then performed. The patenting process for the wire material needs to be performed at a cooling rate of 5 ° C./sec or more at least in the temperature range from the cooling start temperature to 700 ° C. by blast cooling or other cooling methods. When the cooling rate is less than 5 ° C./sec, a predetermined strength cannot be obtained.
上述のパテンティング処理により、初析フェライトの面積率を3%以下に抑え、且つ、上記式(1)で表される以上の引張強さTSを確保することが可能となる。
なお、本実施形態では、線材の径を5.5〜18mmの範囲とすることにより、優れた伸線特性と高強度を安定して得ることができる。
By the above-described patenting treatment, the area ratio of pro-eutectoid ferrite can be suppressed to 3% or less, and a tensile strength TS greater than that represented by the above formula (1) can be secured.
In addition, in this embodiment, the outstanding wire drawing characteristic and high intensity | strength can be stably obtained by making the diameter of a wire into the range of 5.5-18 mm.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and is implemented with appropriate modifications within a scope that can meet the gist of the present invention. These are all included in the technical scope of the present invention.
<サンプル作製方法>
表1及び表3に示す各成分の供試鋼を連続鋳造設備により断面サイズ300×500mmの鋳片とし、さらに分塊圧延により122mm角断面の鋼片を製造した。その後、表2及び表4に示す条件で、所定の直径の線材に圧延し、所定の温度で巻き取り後、所定の時間内に衝風パテンティング(DP:Direct Pateting)を行い、表1,2中のNo.1〜15及びNo.31〜44に示す各サンプルと、表3,4中のNo.16〜30及びNo.45〜55に示す各サンプルを得た。そして、これら各サンプルNo.1〜55について、下記の評価試験を行った。
<Sample preparation method>
The test steel of each component shown in Table 1 and Table 3 was made into a slab having a cross-sectional size of 300 × 500 mm by a continuous casting facility, and a steel slab having a 122 mm square cross section was produced by split rolling. Thereafter, the wire is rolled into a wire having a predetermined diameter under the conditions shown in Tables 2 and 4, wound at a predetermined temperature, and subjected to blast patenting (DP: Direct Pateting) within a predetermined time. No. 2 1-15 and no. Nos. 31 to 44 and Nos. 16-30 and no. Each sample shown in 45-55 was obtained. These sample Nos. The following evaluation tests were conducted for 1 to 55.
<評価試験方法>
固溶Bについては、パテンティング線材の電解抽出残渣中に化合物として存在するB量をクルクミン吸光光度法にて測定し、トータルB量との差を求めることによって得た。
初析フェライト組織分率については、パテンティング線材及び伸線材を埋め込み研磨し、ピクリン酸を用いた化学腐食を実施した後、SEM観察によって、線材の長さ方向と平行な断面(L断面)における初析フェライト面積率を決定した。
圧延線材の初析フェライト面積率は、線材の中心から半径の±5%の部位にて切断及び研磨によりL断面を出現させ、線径(半径方向)×線径の2倍(長さ方向)の面積における初析フェライト面積を画像解析にて測定し、初析フェライト面積率とした。
パーライト面積率については、線材のL断面の表層、1/4D、1/2Dの部分において、SEM観察により2000倍の倍率で100μm×100μmの領域の組織写真を5視野ずつ撮影し、画像解析によりその面積率の平均値を測定した。その際に、セメンタイトが点列状に分散した擬似パーライト又はベイナイトは除外した。
伸線材の初析フェライト面積率については、線材の中心から半径の±5%の部位にて切断及び研磨によりL断面を出現させ、SEM観察により4000倍の倍率で深さ40μm×幅40μmの領域の組織写真を5視野ずつ撮影し、画像解析によりその面積率の平均値を測定した。
この測定により、伸線前の初析フェライト面積率と伸線後の初析フェライト面積率はほぼ一致することを確認した。
なお、表層に脱炭層が存在する場合、JIS G 0558の4で規定される全脱炭部は測定部位から除外した。
引張強さTSについては、ゲージ長さを200mmとし、10mm/minの速度で引っ張り試験を行い、n=3の平均値を測定した。
<Evaluation test method>
The solid solution B was obtained by measuring the amount of B present as a compound in the electrolytic extraction residue of the patenting wire by the curcumin spectrophotometry and determining the difference from the total amount of B.
As for the pro-eutectoid ferrite structure fraction, in the cross section (L cross section) parallel to the length direction of the wire by SEM observation after embedding and polishing the patenting wire and the drawn wire and conducting chemical corrosion using picric acid. The pro-eutectoid ferrite area ratio was determined.
The pro-eutectoid ferrite area ratio of the rolled wire rod is cut and polished at a location ± 5% of the radius from the center of the wire rod, and the L cross section appears, and the wire diameter (radial direction) × double the wire diameter (length direction) The area of pro-eutectoid ferrite was measured by image analysis to obtain the pro-eutectoid ferrite area ratio.
As for the pearlite area ratio, in the surface layer, 1 / 4D, and 1 / 2D portions of the L cross section of the wire rod, 5 micrographs of the structure photograph of the region of 100 μm × 100 μm were taken at a magnification of 2000 by SEM observation, and image analysis was performed. The average value of the area ratio was measured. At that time, pseudo pearlite or bainite in which cementite was dispersed in a point sequence was excluded.
As for the pro-eutectoid ferrite area ratio of the wire drawing material, an L cross-section appears by cutting and polishing at a location ± 5% of the radius from the center of the wire, and an area of 40 μm depth × 40 μm width at a magnification of 4000 by SEM observation The tissue photographs were taken for 5 fields of view, and the average value of the area ratio was measured by image analysis.
By this measurement, it was confirmed that the pro-eutectoid ferrite area ratio before wire drawing and the pro-eutectoid ferrite area ratio after wire drawing almost coincided.
In addition, when the decarburization layer existed in the surface layer, all the decarburization parts prescribed | regulated by 4 of JISG0558 were excluded from the measurement site | part.
Regarding the tensile strength TS, the gauge length was 200 mm, a tensile test was performed at a speed of 10 mm / min, and an average value of n = 3 was measured.
以下、表1中のNo.1〜15及びNo.31〜43に示す各サンプルにおける評価試験の条件及び結果の一覧を表2に示す。 Hereinafter, No. in Table 1 1-15 and no. Table 2 shows a list of evaluation test conditions and results for each sample shown in 31-43.
表1及び表2において、No.1〜15に示す各サンプルは、本発明に係る伸線特性に優れた高強度線材(本発明鋼)であり、No.31〜44に示す各サンプルは、従来の線材(比較鋼)である。 In Tables 1 and 2, no. Each sample shown in 1 to 15 is a high-strength wire (invented steel) having excellent wire drawing characteristics according to the present invention. Each sample shown to 31-44 is the conventional wire (comparison steel).
表2に示すように、No.1〜15に示すサンプル(本発明鋼)の線材は、何れもBの含有量が0.0009〜0.0060%で与えられる範囲を満たし、且つ巻き取り後パテンティング開始までの時間がt1=0.0008×(Tr−815)2+4×(B−0.0003)/((N−Ti/3.41)×0.71−B+0.0003)以下を満足している。このため、何れも固溶B量が0.0002%以上となり、線材表層から中心部までの断面内における初析フェライト面積率が3%以下となった。また、何れのパテンティング材強度も、TS=(1000×C[%]−10×線径[mm]+320)で示される強度(TSしきい値)を上回っている。 As shown in Table 2, no. The wire rods of the samples (invention steels) shown in 1 to 15 all satisfy the range in which the B content is given by 0.0009 to 0.0060%, and the time until the start of patenting after winding is t1 = 0.0008 × (Tr−815) 2 + 4 × (B−0.0003) / ( ( N−Ti / 3.41 ) × 0.71− B + 0.0003) or less. For this reason, in all cases, the amount of solute B was 0.0002% or more, and the pro-eutectoid ferrite area ratio in the cross section from the surface of the wire to the center was 3% or less. In addition, the strength of any patenting material exceeds the strength (TS threshold value) represented by TS = (1000 × C [%] − 10 × wire diameter [mm] +320).
これに対して、No.31に示すサンプル(比較鋼)の線材では、巻き取り温度が750℃と低いため、パテンティング処理前にBの炭化物が析出し、初析フェライトを抑制できなかった。
また、No.37,38,43に示すサンプル(比較鋼)の線材では、巻き取り後、パテンティング開始までの時間がt1=0.0008×(Tr−815)2+4×(B−0.0003)/((N−Ti/3.41)×0.71−B+0.0003)より長かったため、固溶Bを確保できず、初析フェライトを抑制できなかった。
また、No.33,42に示すサンプル(比較鋼)の線材では、Bの含有量が所定の量より過剰であり、B炭化物及び初析セメンタイトが析出してしまった。
また、No.34に示すサンプル(比較鋼)では、Siの含有量が1.6%と過剰なため、初析フェライトの生成を抑制できなかった。
また、No.35に示すサンプル(比較鋼)の線材では、Cの含有量が1.3%と過剰なため、初析セメンタイト析出を抑制できなかった。
また、No.36に示すサンプル(比較鋼)の線材では、Mnの含有量が1.5%と過剰なため、ミクロマルテンサイトの生成を抑制できなかった。
また、No.39,40に示すサンプル(比較鋼)の線材では、パテンティング処理時の冷速が規定の冷速より小さくしたため、所定のLP材での引張強さ及び伸線後の引張強さを満足できなかった。
また、No.32,41,44に示すサンプル(比較鋼)の線材では、Bの含有量が規定の量に満たなかったため、初析フェライトの生成を抑制できず、3%以上となっている。
In contrast, no. In the wire rod of the sample (comparative steel) shown in No. 31, since the coiling temperature was as low as 750 ° C., B carbide precipitated before the patenting treatment, and the pro-eutectoid ferrite could not be suppressed.
No. In the sample (comparative steel) wires shown in 37, 38 and 43, the time from winding to the start of patenting is t1 = 0.0008 × (Tr−815) 2 + 4 × (B−0.0003) / ( Since it was longer than ( N—Ti / 3.41 ) × 0.71− B + 0.0003), solid solution B could not be secured and pro-eutectoid ferrite could not be suppressed.
No. In the wires of the samples (comparative steel) shown in Nos. 33 and 42, the B content was more than the predetermined amount, and B carbide and proeutectoid cementite were precipitated.
No. In the sample (comparative steel) shown in No. 34, since the Si content was excessive at 1.6%, the generation of pro-eutectoid ferrite could not be suppressed.
No. In the wire of the sample (comparative steel) shown in 35, since the C content was excessive as 1.3%, it was not possible to suppress the precipitation of proeutectoid cementite.
No. In the wire of the sample (comparative steel) shown in 36, since the Mn content is excessive at 1.5%, the generation of micromartensite could not be suppressed.
No. In the wire samples of 39 and 40 (comparative steel), the cooling speed during the patenting process was smaller than the specified cooling speed, so that the tensile strength with the specified LP material and the tensile strength after wire drawing can be satisfied. There wasn't.
No. In the wires of the samples (comparative steels) shown in 32, 41, and 44, since the B content did not reach the specified amount, the formation of pro-eutectoid ferrite could not be suppressed, and it was 3% or more.
次に、表3中のNo.16〜30及びNo.45〜55に示す各サンプルにおける評価試験の条件及び結果の一覧を表4に示す。 Next, No. in Table 3 16-30 and no. Table 4 shows a list of evaluation test conditions and results for each sample shown in 45-55.
表3及び表4において、No.16〜30に示す各サンプルは、本発明に係る伸線特性に優れた高強度線材(本発明鋼)であり、No.45〜55に示す各サンプルは、従来の線材(比較鋼)である。 In Tables 3 and 4, no. Each sample shown to 16-30 is the high intensity | strength wire rod (this invention steel) excellent in the wire drawing characteristic which concerns on this invention, and No.1. Each sample shown to 45-55 is a conventional wire (comparison steel).
表4に示すように、No.16〜30に示すサンプル(本発明鋼)の線材は、何れもBの含有量が0.0009〜0.0060%で与えられる範囲を満たし、且つ巻き取り後パテンティング開始までの時間がt1=0.0008×(Tr−815)2+4×(B−0.0003)/((N−Ti/3.41)×0.71−B+0.0003)以下を満足している。このため、何れも固溶B量が0.0002%以上となり、線材表層から中心部までの断面内における初析フェライト面積率が3%以下となった。また、何れのパテンティング材強度も、TS=(1000×C[%]−10×線径[mm]+320)で示される強度(TSしきい値)を上回っている。 As shown in Table 4, no. The wires of the samples (invention steels) shown in 16 to 30 satisfy the range in which the B content is given by 0.0009 to 0.0060%, and the time from winding to the start of patenting is t1 = 0.0008 × (Tr−815) 2 + 4 × (B−0.0003) / ( ( N−Ti / 3.41 ) × 0.71− B + 0.0003) or less. For this reason, in all cases, the amount of solute B was 0.0002% or more, and the pro-eutectoid ferrite area ratio in the cross section from the surface of the wire to the center was 3% or less. In addition, the strength of any patenting material exceeds the strength (TS threshold value) represented by TS = (1000 × C [%] − 10 × wire diameter [mm] +320).
これに対して、No.45に示すサンプル(比較鋼)の線材では、巻き取り温度が750℃と低いため、パテンティング処理前にBの炭化物が析出し、初析フェライトの生成を抑制できなかった。
また、No.50,52,53,54に示すサンプル(比較鋼)の線材では、巻き取り後、パテンティング開始までの時間がt1=0.0008×(Tr−815)2+4×(B−0.0003)/((N−Ti/3.41)×0.71−B+0.0003)より長かったため、固溶Bを確保できず、初析フェライトの生成を抑制できなかった。
また、No.46に示すサンプル(比較鋼)の線材では、Bの含有量が所定の量より過剰であり、B炭化物及び初析セメンタイトが析出してしまった。
また、No.47に示すサンプル(比較鋼)の線材では、Siの含有量が1.6%と過剰なため、初析フェライトの生成を抑制できなかった。
また、No.48に示すサンプル(比較鋼)の線材では、Mnの含有量が1.5%と過剰なため、ミクロマルテンサイトの生成を抑制できなかった。
また、No.49,51,55に示すサンプル(比較鋼)の線材では、Bの含有量が、規定の量に満たなかったため、初析フェライトの生成を抑制できず、3%以上となっている。
In contrast, no. In the wire rod of the sample (comparative steel) shown in 45, since the coiling temperature was as low as 750 ° C., B carbide precipitated before the patenting treatment, and generation of proeutectoid ferrite could not be suppressed.
No. In the sample (comparative steel) wires shown in 50, 52, 53, and 54, the time from winding to the start of patenting is t1 = 0.0008 × (Tr−815) 2 + 4 × (B−0.0003) / ((N-Ti / 3.41 ) × 0.71 -B + 0.0003) for longer than can not be ensured solid solution B, it was not able to suppress the formation of pro-eutectoid ferrite.
No. In the wire rod of the sample (comparative steel) shown in 46, the B content was more than the predetermined amount, and B carbide and pro-eutectoid cementite were precipitated.
No. In the wire of the sample (comparative steel) shown in 47, since the Si content was excessive at 1.6%, generation of proeutectoid ferrite could not be suppressed.
No. In the wire of the sample (comparative steel) shown in FIG. 48, the Mn content was excessive at 1.5%, and therefore generation of micromartensite could not be suppressed.
No. In the wire materials of the samples (comparative steels) shown in 49, 51, and 55, the B content was less than the prescribed amount, so the formation of proeutectoid ferrite could not be suppressed and the content was 3% or more.
なお、No.19,21,26(本発明鋼)の線材を用いて、φ5.2mmのPWS用の鋼線を試作したところ、引張強さTSが各々1932MPa,1930MPa,1910MPaでデラミネーションの発生しない鋼線を作製することができた。一方、No.54(比較鋼)の線材を用いて同様の試作を実施したところ、引張強さTSが2010MPaでデラミネーションが発生した。 In addition, No. A steel wire for PWS with a diameter of φ5.2 mm was made using 19, 21, 26 (steel of the present invention), and a steel wire that had a tensile strength TS of 1932 MPa, 1930 MPa, and 1910 MPa and did not cause delamination was obtained. We were able to make it. On the other hand, no. When a similar trial production was carried out using a 54 (comparative steel) wire, delamination occurred with a tensile strength TS of 2010 MPa.
また、図2は、パテンティング処理後の線材における線径と、線材表面から中心部の断面内における初析フェライトの面積率との関係を示したグラフである。なお、図2中において、◆は、No.1〜15の各サンプル(本発明鋼)を示し、◇は、No.31〜44の各サンプル(比較鋼)を示す。また、●は、No.16〜30の各サンプル(本発明鋼)を示し、○は、No.45〜55の各サンプル(比較鋼)を示す。
図2に示すグラフからは、本発明に係る高強度線材(◆,●)では、線径に関わらず安定して初析フェライトが3%以下であるの対し、比較例の従来の線材(◇,○)では、初析フェライトの面積率が何れも3%を超えた数値となっている。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the wire diameter of the wire after the patenting treatment and the area ratio of pro-eutectoid ferrite in the cross section from the surface of the wire to the center. Note that in FIG.
From the graph shown in FIG. 2, in the high-strength wire rod (◆, ●) according to the present invention, the pro-eutectoid ferrite is stably 3% or less regardless of the wire diameter, whereas the conventional wire rod of the comparative example (◇ , ○), the area ratio of proeutectoid ferrite is a value exceeding 3%.
また、図3は、パテンティング処理後の線材における引張強さTSと絞り値との関係を示したグラフである。なお、図3中において、◆は、No.1〜15の各サンプル(本発明鋼)を示し、◇は、No.31〜44の各サンプル(比較鋼)を示す。また、●は、No.16〜30の各サンプル(本発明鋼)を示し、○は、No.45〜55の各サンプル(比較鋼)を示す。
図3に示すグラフからは、引張強さTSが同じである場合、本発明に係る高強度線材(◆,●)の絞り値は、比較例の従来線材(◇,○)に比べて優れていることは明らかである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the tensile strength TS and the drawing value of the wire after the patenting process. Note that in FIG.
From the graph shown in FIG. 3, when the tensile strength TS is the same, the aperture value of the high-strength wire (◆, ●) according to the present invention is superior to the conventional wire (◇, ○) of the comparative example. Obviously.
Claims (5)
C:0.7〜1.2%、
Si:0.6〜1.5%、
Mn:0.1〜1.0%、
N:0.001〜0.006%、
Al:0.005〜0.1%を含有し、
更に、Bを0.0009〜0.0060%で与えられる範囲で含有し、且つ固溶B量が0.0002%以上であり、残部はFe及び不可避不純物からなり、
引張強さTS[MPa]が次式(1)で表され、
TS>(1000×C[%]−10×線径[mm]+320)・・・(1)
初析フェライトの面積率が3%以下であり、且つ、パーライト組織の面積率が90%以上であることを特徴とする伸線特性に優れた高強度線材。 % By mass
C: 0.7 to 1.2%
Si: 0.6 to 1.5%
Mn: 0.1 to 1.0%,
N: 0.001 to 0.006%,
Al: 0.005 to 0.1% is contained,
Further, B is contained in a range given by 0.0009 to 0.0060%, and the amount of solid solution B is 0.0002% or more, and the balance consists of Fe and inevitable impurities,
The tensile strength TS [MPa] is represented by the following formula (1):
TS> (1000 × C [%] − 10 × wire diameter [mm] +320) (1)
A high-strength wire excellent in wire drawing characteristics, wherein the area ratio of pro-eutectoid ferrite is 3% or less and the area ratio of pearlite structure is 90% or more.
C:0.7〜1.2%、
Si:0.6〜1.5%、
Mn:0.1〜1.0%、
N:0.001〜0.006%、
Ti:0.005〜0.1%、
Al:0.1%以下を含有し、
更に、Cr:0.5%以下(0%を含まない)、Ni:0.5%以下(0%を含まない)、Co:0.5%以下(0%を含まない)、V:0.5%以下(0%を含まない)、Cu:0.2%以下(0%を含まない)、Mo:0.2%以下(0%を含まない)、W:0.2%以下(0%を含まない)、Nb:0.1%以下(0%を含まない)よりなる群から選択される少なくとも1種以上を含有し、
更に、Bを0.0009〜0.0060%で与えられる範囲で含有し、且つ固溶B量が0.0002%以上であり、残部はFe及び不可避的不純物からなり、
引張強さTS[MPa]が次式(1)で表され、
TS>(1000×C[%]−10×線径[mm]+320)・・・(1)
初析フェライトの面積率が3%以下であり、且つ、パーライト組織の面積率が90%以上であることを特徴とする伸線特性に優れた高強度線材。 % By mass
C: 0.7 to 1.2%
Si: 0.6 to 1.5%
Mn: 0.1 to 1.0%,
N: 0.001 to 0.006%,
Ti: 0.005 to 0.1%,
Al: containing 0.1% or less,
Further, Cr: 0.5% or less (not including 0%), Ni: 0.5% or less (not including 0%), Co: 0.5% or less (not including 0%), V: 0 0.5% or less (not including 0%), Cu: 0.2% or less (not including 0%), Mo: 0.2% or less (not including 0%), W: 0.2% or less ( 0% not included), Nb: containing at least one selected from the group consisting of 0.1% or less (not including 0%),
Furthermore, B is contained in a range given by 0.0009 to 0.0060%, and the amount of solid solution B is 0.0002% or more, and the balance consists of Fe and inevitable impurities,
The tensile strength TS [MPa] is represented by the following formula (1):
TS> (1000 × C [%] − 10 × wire diameter [mm] +320) (1)
A high-strength wire excellent in wire drawing characteristics, wherein the area ratio of pro-eutectoid ferrite is 3% or less and the area ratio of pearlite structure is 90% or more.
t1=0.0008×(Tr−815)2+4×(B−0.0003)/((N−Ti/3.41)×0.71−B+0.0003)・・・(2)
但し、4×(B−0.0003)/((N−Ti/3.41)×0.71−B+0.0003)が0以下である、もしくはt1が40sより大きい場合は、t1=40sとする。 The steel slab having the chemical composition according to any one of claims 1 to 3 is rolled up at a temperature of Tr = 800 to 950 ° C after hot rolling, and then cooled and wound after hot rolling. The cooling is started within the time t1 represented by the following formula (2) after the taking step, the cooling rate at the temperature from the cooling start temperature to 700 ° C. is set to 5 ° C./sec or more, and patenting is performed. A method for producing a high-strength wire rod having excellent wire drawing characteristics.
t1 = 0.0008 × (Tr−815) 2 + 4 × (B−0.0003) / ((N−Ti / 3.41) × 0.71−B + 0.0003) (2)
However, when 4 × (B−0.0003) / ((N−Ti / 3.41) × 0.71−B + 0.0003) is 0 or less, or when t1 is larger than 40 s, t1 = 40 s To do.
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