JPH09202942A - 耐疲労性・耐食性に優れた高強度ステンレスワイヤロープおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、耐疲労性、耐食性にすぐれた高強
度ステンレス鋼ワイヤロープを提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．１２％以下、Ｓｉ：
０．１％〜１．５％、Ｍｎ：０．１％〜１．５％、Ｐ：
０．０３％以下、Ｓ：０．０１％以下、Ｎｉ：３．５％
〜８．０％、Ｃｒ：２０．０％〜２８．０％、Ｍｏ：
０．１％〜３．０％、Ｎ：０．１０％〜０．３０％を含
有し、Ｇ１の値が−１〜２（％）で残部が実質的にＦｅ
および不可避的不純物からなる合金組成で、横断面方向
の平均結晶粒径が５μｍ以下であり、引張強さが１５０
０Ｎ／mm² 以上であることを特徴とする耐疲労・耐食性
に優れた高強度ステンレスワイヤロープ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐疲労性、耐食性を
必要とする用途に使用される高強度ステンレス鋼ワイヤ
ロープに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、メンテナンスフリーの観点から水
門用やエレベータ用等の高強度ワイヤロープの高耐食性
化の要求が高まってきた。すなわち、過酷な環境でも錆
びにくいようにＳＵＳ３０４並以上の耐食性が要求され
るようになってきた。また、この種の高強度ワイヤロー
プは長期間使用しても破損しないために高炭素鋼ロープ
と同等の耐疲労性が要求される。

【０００３】従来、高強度のワイヤロープに高炭素鋼の
パーライト鋼が使用されてきた。しかし、耐食性が悪い
ばかりか、耐食性・耐疲労性のため表面に油を塗布して
おり、環境汚染も引き起こしてきた。そのため、高耐食
性の観点からＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等の伸線加工
されたオーステナイト系ステンレス鋼ワイヤロープの使
用が検討されてきた。しかし、オーステナト系ステンレ
ス鋼ワイヤロープは長期間使用すると、繰り返し疲労に
よる早期破断が発生する問題があり、用途が制限されて
いる。

【０００４】一方、近年、２相ステンレス鋼の疲労強度
について、２相組織による結晶粒の微細化、２相組織の
硬質相の増加、２相の耐力比の増大により耐疲労性を向
上することが提案されている（友田陽ら：鉄と鋼，第６
３号（１９７７），第６号，Ｐ６４）。また、一般に鋼
の高強度化により耐疲労性が向上されることが知られて
いる（例えば、岡栄一ら：製鉄研究，第３２０号（１９
８６年），Ｐ２８）。さらに、伸線加工により高強度化
された２相ステンレス鋼線の耐疲労性が伸線加工により
高強度化されたオーステナイト系ステンレス鋼線より優
れていることが確認されている（児玉勝ら：ばね論文
集，第３７号（１９９２年），Ｐ１）。

【０００５】そこで、最近、この２相ステンレス鋼の耐
疲労性に注目して、２相ステンレス鋼線の伸線材のワイ
ヤロープへの適用を提案している（特開平６−２８７７
１４号公報）。しかし、この２相ステンレス鋼ロープは
高炭素鋼ワイヤロープに対し、引張強さが低いという欠
点があり、耐疲労性を落とすこと無く、高強度化させる
ことが要求されている。すなわち、従来の２相ステンレ
ス鋼のレベルである１５００Ｎ／mm² 以上、好ましくは
高炭素鋼並以上の１７００Ｎ／mm² 以上が要求されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題を解
決するものであり、耐疲労性、耐食性を必要とする用途
に使用される高強度ステンレス鋼ワイヤロープおよびそ
の製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、２相ステンレ
ス鋼ワイヤロープの成分およびその製造方法を種々検討
した結果、以下の知見を得たことによる。すなわち、重
量％で、 (1) Ｃ ：０．１２％以下、 Ｓｉ：０．１％〜１．５％、 Ｍｎ：０．１％〜１．５％、 Ｐ ：０．０３％以下、 Ｓ ：０．０１％以下、 Ｎｉ：３．５％〜８．０％、 Ｃｒ：２０．０％〜２８．０％、 Ｍｏ：０．１％〜３．０％、 Ｎ ：０．１０％〜０．３０％ を含有し、下記式（１）で表されるＧ１の値が−１〜２
（％）で残部が実質的にＦｅおよび不可避的不純物から
なる合金組成で、横断面方向の平均結晶粒径が５μｍ以
下であり、引張強さが１５００Ｎ／mm² 以上にすると耐
疲労・耐食性に優れた高強度ステンレスワイヤロープが
得られることを見いだした。 Ｇ１＝０．６７Ｎｉ＋２０Ｃ＋２０Ｎ＋０．３４Ｍｎ−０．４Ｃｒ −０．４Ｍｏ−０．６Ｓｉ＋３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）

【０００８】(2) 上記(1) 記載の成分に、さらに重量％
で、 Ｎｂ：０．０５％〜０．５０％、 Ｔｉ：０．０５％〜０．５０％ のうち１種または２種を含有し、下記式（２）で表され
るＧ２の値が−１〜２（％）で、鋼線の横断面方向の平
均結晶粒径が３μｍ未満であるとさらに、耐疲労、強度
が向上することを見いだした。 Ｇ２＝０．６７Ｎｉ＋２０Ｃ＋２０Ｎ＋０．３４Ｍｎ−０．４Ｃｒ −０．４Ｍｏ−０．６Ｓｉ−０．９Ｔｉ−０．１Ｎｂ＋３・・・・（２）

【０００９】(3) 上記(1) 或いは(2) 記載の成分に、さ
らに重量％で、 Ａｌ：０．０１％以下、 Ｃａ：０．００１％〜０．００４％ を含有し、鋼線の横断面方向の介在物の大きさを２０μ
ｍ以下に抑制するとさらに、耐疲労性が向上することを
見いだした。

【００１０】(4) また、上記(1) ，(2) 或いは(3) 記載
の成分を有する熱間線材圧延のまま或いは熱処理後の線
材を、トータル減面率で５０％以上の伸線加工を施し、
その後、１０００℃〜１１５０℃の温度で熱処理後、引
き続き、減面率で８０％〜９５％の伸線加工を施し、そ
の後、ストランディングおよびクロージングの撚り線加
工を施すと耐疲労・耐食性に優れた高強度ステンレスワ
イヤロープが得られ、さらに、必要に応じて２００〜４
００℃の時効処理を施すと耐疲労性と強度がさらに向上
することを見いだした。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、ワイヤロープの耐疲労
性、耐食性と高強度化の３特性を同時に満たすことを目
的とし、２相ステンレス鋼線の成分、伸線加工および熱
処理の最適化を行っている。すなわち、加工硬化、最適
な相分率、結晶粒微細化、各相の耐力比の増大を図って
いる。また、第３の硬質相を導入し、結晶粒微細化を促
進させ、高耐疲労性、高強度化を図り、さらに、介在物
の形態を抑制することで、耐疲労性の向上を図ってい
る。よって以下の条件に限定した。

【００１２】最初に、本発明の製造方法の限定理由を以
下に述べる。本発明は、請求項１〜３記載の成分の線材
に１回目の冷間伸線加工と熱処理を施し、その後、２回
目の冷間伸線加工を行い、鋼線の横断面方向の結晶粒を
微細化させるが、１回目の伸線加工で減面率が５０％未
満であると熱処理時の再結晶粒が粗大になり、最終製品
のワイヤロープの横断面方向の結晶粒が５μｍ超にな
る。この最終製品のワイヤロープの横断面方向の結晶粒
径と耐疲労性の関係を図１に示す。このワイヤロープは
０．０３Ｃ−０．４Ｓｉ−１．０Ｍｎ−５．７Ｎｉ−２
０．５Ｃｒ−１．２Ｍｏ−０．１４Ｎを基本成分とした
ステンレス鋼線材を１０〜８５％のトータル減面率で伸
線加工を施し、続いて焼鈍炉にて１０５０℃の温度で５
分間の連続焼鈍を施し、その後、８５％の減面率で伸線
加工を施し、続いて、ストランディングおよびクロージ
ングの撚り線加工を施した。ワイヤロープ中の横断面方
向の結晶粒径が５μｍ超になると、耐疲労性であるＳ曲
げ（Ｄ／ｄ＝２０，ＳＦ＝６）での寿命までの回数が３
００００回未満となる。そのため、１回目の伸線加工で
の減面率を５０％以上に限定した。

【００１３】また、その後の熱処理で熱処理温度が１０
００℃未満であるとσ相が析出し、靭性を低下させ、伸
線性を悪くさせるばかりか、耐疲労性を低下させる。逆
に熱処理温度が１１５０℃超になると最終製品のワイヤ
ロープの横断面方向の結晶粒が粗大化し、５μｍ超にな
り、耐疲労性が劣化する。そのため、熱処理温度を１０
００℃以上、１１５０℃以下に限定した。

【００１４】熱処理後、高強度化および高耐疲労性のた
め２回目の伸線加工を行う。この伸線加工での減面率と
ワイヤロープの強度の関係を図２に示す。このワイヤロ
ープは０．０３Ｃ−０．４Ｓｉ−１．０Ｍｎ−５．７Ｎ
ｉ−２０．５Ｃｒ−１．２Ｍｏ−０．１４Ｎを基本成分
としたステンレス鋼線材を６０％の減面率で伸線加工を
施し、続いて焼鈍炉にて１０５０℃の温度で５分間の連
続焼鈍を施した。その後、０〜９０％のトータル減面率
で伸線加工を施し、続いて、ストランディングおよびク
ロージングの撚り線加工を施した。伸線加工の減面率が
８０％未満ではワイヤロープの引張強さが１５００Ｎ／
mm² 未満となる。そのため２回目の伸線加工での減面率
を８０％以上に限定した。

【００１５】しかし、伸線加工の減面率が９５％超にな
ると、図３に示すように伸線後の鋼線の引張破断絞りが
急激に低下し、靭性が劣化する。そのため、図４に示す
ようにワイヤロープの耐疲労性であるＳ曲げ（Ｄ／ｄ＝
２０，ＳＦ＝６）での寿命までの回数が３００００回未
満と劣化する。この図３，４の鋼線およびワイヤロープ
は０．０３Ｃ−０．４Ｓｉ−１．０Ｍｎ−５．７Ｎｉ−
２０．５Ｃｒ−１．２Ｍｏ−０．１４Ｎを基本成分とし
たステンレス鋼線材を６０％の減面率で伸線加工を施
し、続いて焼鈍炉にて１０５０℃の温度で５分間の連続
焼鈍を施した。その後、８０〜９９％の減面率で伸線加
工を施し、図４のワイヤロープは続いて、ストランディ
ングおよびクロージングの撚り線加工を施した。従っ
て、２回目の伸線加工率の上限を９５％に限定した。

【００１６】さらに、その後、必要に応じて本発明の成
分系で時効処理を行う。本発明成分でのオーステナイト
相にはＮが多く含有されているため、この時効処理でワ
イヤロープ中のオーステナイト相の高強度化によりオー
ステナイト相とフェライト相の耐力比の増大が起こり、
耐疲労性は急激に向上する。しかし、２００℃未満およ
び４００℃超ではこの時効処理の効果が少ないため時効
温度の範囲を２００〜４００℃に限定した。

【００１７】次に、本発明の成分の限定理由を述べる。
Ｇ１，Ｇ２は本発明方法により各成分の２相ステンレス
鋼線材を６０％の減面率で伸線加工を施し、続いて焼鈍
炉にて１０５０℃の温度で５分間の連続焼鈍を施し、そ
の後、８５％の減面率で伸線加工を施し、続いて、スト
ランディングおよびクロージングの撚り線加工したワイ
ヤロープのオーステナイト相の量、引張強さおよび横断
面方向の平均結晶粒の関係に対する各種元素の影響を調
査した結果得られたものである。Ｃ，Ｎ，Ｎｉ，Ｍｎ，
Ｃｒ，Ｓｉ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔｉが影響を与える。Ｇ１，
Ｇ２の値が−１（％）未満であると、図５に示すように
ワイヤロープのオーステナイト相の量が４０％未満にな
り、図６に示すようにワイヤロープの製品の引張強度が
１５００Ｎ／mm² 未満になる。また、Ｇ１，Ｇ２の値が
２（％）超であると、図５に示すように、ワイヤロープ
中のオーステナイト相の量が７０％以上になり、単相組
織に近づくため結晶粒の粗大化がおこり、伸線加工後の
横断面方向の平均結晶粒を５μｍ以下にすることができ
ず、耐疲労性が低下する。そのため、Ｇ１，Ｇ２の値を
−１〜２（％）に限定した。

【００１８】Ｃはワイヤロープの引張強さを確保、また
はオーステナイト相を得るため添加するが、０．１２％
を超えて添加すると粗大な粒界炭化物を生成し、耐食性
を劣化させるばかりか、耐疲労性も低下する。そのた
め、上限を０．１２％に限定した。Ｓｉは脱酸のために
必要な元素であるため、０．１％以上添加する。しか
し、１．５％を超えて添加してもその効果は飽和するば
かりか反対に靭性および耐疲労性を低下させるため、上
限を１．０％に限定した。

【００１９】Ｍｎは脱酸、鋼中のＳを固定するため０．
１％以上添加する。しかし、１．５％を超えて添加する
とその効果は飽和するため、上限を１．５％に限定し
た。Ｐは粒界偏析元素であり、ワイヤロープの特性およ
び製造性を悪くすることから０．０３％以下に限定し
た。

【００２０】Ｓは粒界偏析元素であり、ワイヤロープの
特性および製造性を悪くすることから０．０１％以下に
限定した。Ｎｉはオーステナイト相を４０％以上得る有
効な元素であるため３．５％以上添加する。しかし、
８．０％を超えて添加するとＧ１，Ｇ２の値が大きくな
り、オーステナイト相が７０％超となり、耐疲労性が低
下する。そのため、上限を７．０％に限定した。

【００２１】Ｃｒは耐銹性を向上し、フェライト相を得
る有効な元素であるため、２０．０％以上添加する。し
かし、２８．０％を超えて添加するとＧ１，Ｇ２の値が
小さくなり、オーステナイト相が４０％未満になり、耐
疲労性が低下する。そのため、上限を２８．０％にし
た。Ｍｏは耐食性を高め、また、強度を高めるのに有効
な元素であるため０．１％以上添加する。しかし、３．
０％を超えて添加してもその効果は飽和するし、Ｇ１，
Ｇ２の値が小さくなり、オーステナイト相が４０％未満
になる。そのため、上限を３．０％にした。

【００２２】Ｎは伸線加工時の延性低下を抑えて、高強
度化を図るのと、オーステナイト相とフェライト相の耐
力比を増大させ、耐疲労性を向上させるのに最も有効な
元素であるため、０．１０％以上を添加する。しかし、
０．３０％を超えて添加すると鋳造時にブローホールが
発生するばかりか、粒界の窒化物が発生し、耐疲労性を
低下させることから、上限を０．３０％に限定した。Ｎ
ｂ，Ｔｉは第３の硬質相である炭窒化物の析出効果によ
り強度および耐疲労性を高めるのに有効な元素であるた
め、必要によっては０．０５％以上添加する。しかし、
添加し過ぎるとその効果は飽和するし、靭性を損ない、
耐疲労性を低下させる。そのため、上限をそれぞれ、
０．５％に限定した。

【００２３】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。表
１に試験した材料の成分を示す。また、表２、表３、表
４に実施例の製造条件および評価結果を示す。これらの
実施例は、通常のステンレス鋼線材の製造工程で、溶
製、熱間線材圧延した。その後、表２の実施例Ｎｏ．１
〜Ｎｏ．２７は、供試鋼Ａ〜Ｚ，ＡＡの各線材を６０％
の減面率で伸線加工を施し、続いてストランド焼鈍炉に
て１０５０℃の温度で５分間の連続焼鈍を施した。その
後、８５％の減面率で伸線加工を施し、続いて、ストラ
ンディンングおよびクロージングの撚り線加工を施し
た。その後、ワイヤロープの特性として、横断面方向の
平均結晶粒径、オーステナイト相の比率、引張強さ、耐
疲労性、耐食性を評価し、成分の影響を調査した。

【００２４】また、表３、表４の実施例Ｎｏ．２８〜Ｎ
ｏ．４３は、供試鋼Ａの線材圧延材を３０〜８０％の減
面率で伸線加工を施し、続いて焼鈍炉にて９００℃〜１
２００℃の温度範囲で５分間の連続焼鈍を施した。その
後、減面率で６０％〜９８％の伸線加工を施し、ストラ
ンディングおよびクロージングの撚り線加工を行い、そ
の後、必要に応じて５００℃以下で時効処理を行った。
その後、ワイヤロープの特性として、横断面方向の平均
結晶粒径、オーステナイト相の比率、引張強さ、耐疲労
性を評価し、各工程の製造条件の影響を調査した。

【００２５】横断面方向の結晶粒径およびオーステナイ
ト相の比率の測定は、最初にＪＩＳＧ０５７１によりエ
ッチを行い、続いて３０ｇのフェシリアン化カリウム、
３０ｇの水酸化カリウムと１００ｍｌの水の加熱した混
合液で浸漬エッチを行い、フェライト相に着色し、その
後、倍率が１０００倍で２０視野の平均粒径およびオー
ステナイト相の面積比率を画像解析により求めた。本発
明のワイヤロープの横断面方向の平均結晶粒径は５μｍ
以下であり、オーステナイト相の比率は４０〜７０％で
あった。

【００２６】引張試験はＪＩＳ Ｚ２２４１により製品
のワイヤロープの引張強さを測定した。本発明例のワイ
ヤロープの引張強さは１５００Ｎ／mm² 以上であった。
高炭素鋼ワイヤロープの引張強さは１７００Ｎ／mm² で
あった。

【００２７】耐疲労性試験はＳ字曲げ疲労試験機を用
い、１ロープピッチ当たりの最外層素線の断線数が、側
ストランド構成総素線数の１０％に達したところで試験
を終了し、この時の繰り返し曲げ回数を耐疲労性の指標
とした。本発明例のワイヤロープの耐疲労性は高炭素鋼
並であった。

【００２８】耐食性は濃度が３％のＮａＣｌ溶液を３０
℃でワイヤロープに噴霧し、赤錆が発生するまでの時間
を測定した。但し、１０００ｈ試験しても赤錆が発生し
ないものについては１０００時間で試験を止めた。本発
明例のワイヤロープは８００時間以上でも錆びず、５２
０ｈ以上で赤錆が発生したＳＵＳ３０４以上であった。

【００２９】最初に、ワイヤロープの特性として、横断
面方向の平均結晶粒径、オーステナイト相の比率、引張
強さ、耐疲労性、耐食性に及ぼす成分の影響を述べる。
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３は供試鋼Ａ〜Ｃの０．５Ｓｉ−１．
０Ｍｎ−５．８Ｎｉ−２３．８Ｃｒ−１．２Ｍｏ−０．
１４Ｎを基本成分としてオーステナイト生成元素である
Ｃ量（％）を変化させて、各元素の横断面方向の平均結
晶粒径、オーステナイト相の比率、引張強さ、耐疲労
性、耐食性への影響を調査し、本発明効果を確認したも
のである。供試鋼Ａ，Ｂにおいて本発明の効果が確認で
きる。比較例Ｎｏ．３はＣ量が高いため、耐疲労性に劣
る。

【００３０】Ｎｏ．１，Ｎｏ．４，Ｎｏ．５は供試鋼
Ａ，Ｄ，Ｅの０．０２Ｃ−Ｓｉ−１．０Ｍｎ−５．８Ｎ
ｉ−２３．８Ｃｒ−１．２Ｍｏ−０．１４Ｎを基本成分
として脱酸元素であるＳｉ量（％）を変化させて、各元
素の横断面方向の平均結晶粒径、オーステナイト相の比
率、引張強さ、耐疲労性、耐食性への影響を調査し、本
発明効果を確認したものである。供試鋼Ａ，Ｄにおいて
本発明の効果が確認できる。比較例Ｎｏ．５はＳｉ量が
高く、耐疲労性に劣る。

【００３１】Ｎｏ．１，Ｎｏ．６〜Ｎｏ．８は供試鋼
Ａ，Ｆ〜Ｈの０．０２Ｃ−０．５Ｓｉ−１．０Ｍｎ−２
３．８Ｃｒ−１．２Ｍｏ−０．１４Ｎを基本成分として
オーステナイト生成元素であるＮｉ量（％）を変化させ
て、各元素の横断面方向の平均結晶粒径、オーステナイ
ト相の比率、引張強さ、耐疲労性、耐食性への影響を調
査し、本発明効果を確認したものである。供試鋼Ａ，Ｆ
において本発明の効果が確認できる。比較例Ｎｏ．７は
Ｎｉ量が高く、Ｇ１の値が低いため、オーステナイト相
の比率が低く、引張強度に劣る。比較例Ｎｏ．８はＮｉ
量が高く、Ｇ１の値が高いため、オーステナイト相の比
率が高く、横断面方向の平均結晶粒径が大きく、耐疲労
性に劣る。

【００３２】Ｎｏ．１，Ｎｏ．９〜Ｎｏ．１２は供試鋼
Ａ，Ｇ〜Ｊの０．０２Ｃ−０．５Ｓｉ−１．０Ｍｎ−
５．８Ｎｉ−１．２Ｍｏ−０．１４Ｎを基本成分として
フェライト生成元素であるＣｒ量（％）を変化させて、
各元素の横断面方向の平均結晶粒径、オーステナイト相
の比率、引張強さ、耐疲労性、耐食性への影響を調査
し、本発明効果を確認したものである。供試鋼Ａ，Ｉ，
Ｊにおいて本発明の効果が確認できる。比較例Ｎｏ．１
１はＣｒ量が低く、Ｇ１の値が高いため、オーステナイ
ト相の比率が高く、横断面方向の平均結晶粒径が大き
く、耐疲労性に劣る。比較例Ｎｏ．１２はＣｒ量が高
く、Ｇ１の値が低いため、オーステナイト相の比率が低
く、引張強さに劣る。

【００３３】Ｎｏ．１６〜Ｎｏ．２０は供試鋼Ａ，Ｍ〜
Ｏの０．０２Ｃ−０．５Ｓｉ−１．０Ｍｎ−２３Ｃｒを
基本成分としてオーステナイト生成元素であるＮ量
（％）を変化させて、各元素の横断面方向の平均結晶粒
径、オーステナイト相の比率、引張強さ、耐疲労性、耐
食性への影響を調査し、本発明効果を確認したものであ
る。供試鋼Ｒ，Ｓにおいて本発明の効果が確認できる。
比較例Ｎｏ．１６，１７は従来の２相のステンレスワイ
ヤロープの成分であり、Ｎ量が低く、添加されてないた
め、引張強さに劣る。比較例Ｎｏ．２０はＮ量が高いた
め、窒化物およびブローホール生成のため、耐疲労性に
劣る。

【００３４】Ｎｏ．１，Ｎｏ．２１〜Ｎｏ．２５は供試
鋼Ａ，Ｓ〜Ｗの０．０２Ｃ−０．５Ｓｉ−１．０Ｍｎ−
５．８Ｎｉ−２３Ｃｒ−０．１４Ｎを基本成分として結
晶粒微細化を促進させるＴｉ量（％）およびＮｂ量
（％）を変化させて、各元素の横断面方向の平均結晶粒
径、オーステナイト相の比率、引張強さ、耐疲労性、耐
食性への影響を調査し、本発明効果を確認したものであ
る。供試鋼Ｕ，Ｖ，Ｗにおいて本発明の効果が確認でき
る。特にＴｉ量（％）を０．０５〜０．５％添加した供
試鋼Ｕ，Ｖと、Ｎｂ量（％）を０．０５〜０．５（％）
添加した供試鋼Ｕ，Ｗにおいては無添加の供試鋼Ａより
高強度・高耐疲労性を示し、本発明の効果が著しい。比
較例Ｎｏ．２４，２５はＴｉ量、Ｎｂ量が高過ぎるた
め、耐疲労性に劣る。

【００３５】Ｎｏ．１，Ｎｏ．２６，Ｎｏ．２７は供試
鋼Ａ，Ｗ，Ｚ，ＡＡの０．０２Ｃ−０．５Ｓｉ−１．０
Ｍｎ−５．８Ｎｉ−２３Ｃｒ−０．１４Ｎまたは０．０
２Ｃ−０．５Ｓｉ−１．０Ｍｎ−５．８Ｎｉ−２３Ｃｒ
−０．１４Ｎ−０．３Ｎｂを基本成分として介在物のサ
イズに影響を及ぼすＡｌ量（％）およびＣａ量（％）を
添加して、横断面方向の平均結晶粒径、オーステナイト
相の比率、引張強さ、耐疲労性、耐食性への影響を調査
し、本発明効果を確認したものである。Ａｌ量（％）を
０．０１％以下に抑えて、Ｃａ量（％）を０．００２％
添加した供試鋼Ｚ，ＡＡにおいては無添加の供試鋼Ａ，
Ｗより高耐疲労性を示し、本発明の効果が著しい。

【００３６】Ｎｏ．２８は供試鋼ＡＢのＳＵＳ３０４、
Ｎｏ．２９は供試鋼ＡＣの高炭素鋼のワイヤロープの特
性を評価したものである。ＳＵＳ３０４の比較例Ｎｏ．
２８は耐疲労性に劣り、高炭素鋼のワイヤロープの比較
例Ｎｏ．２９は耐食性に劣る。

【００３７】次に、供試鋼Ａのワイヤロープの特性とし
て、横断面方向の平均結晶粒径、オーステナイト相の比
率、引張強さ、耐疲労性、耐食性に及ぼす各工程の製造
条件の影響を述べる。Ｎｏ．３０〜３２は１回目の伸線
加工率を３０％〜８０％まで変化させて、横断面方向の
平均結晶粒径、オーステナイト相とフェライト相の比
率、引張強さ、耐疲労性、耐食性への影響を調査し、本
発明効果を確認したものである。本発明例３０，３２に
おいて本発明の効果が確認できる。比較例Ｎｏ．３０は
１回目の伸線加工率が低いため、その後の熱処理で結晶
粒径が十分に微細にならず、耐疲労性に劣る。

【００３８】Ｎｏ．３３〜Ｎｏ．３６は熱処理温度を９
００℃〜１２００℃まで変化させて、横断面方向の平均
結晶粒径、オーステナイト相の比率、引張強さ、耐疲労
性、耐食性への影響を調査し、本発明効果を確認したも
のである。本発明例３２，３３において本発明の効果が
確認できる。比較例Ｎｏ．３３は熱処理温度が低いた
め、σ相が析出し、耐疲労性に劣る。比較例Ｎｏ．３６
は１回目の熱処理温度が高いため、オーステナイト粒径
が粗大化し、耐疲労性に劣る。

【００３９】Ｎｏ．３７〜Ｎｏ．４１は２回目の伸線加
工率を６０％〜９８％まで変化させて、横断面方向の平
均結晶粒径、オーステナイト相の比率、引張強さ、耐疲
労性、耐食性への影響を調査し、本発明効果を確認した
ものである。本発明例Ｎｏ．３９，Ｎｏ．４０において
本発明の効果が確認できる。比較例Ｎｏ．３８は２回目
の伸線加工率が低いため、引張強さに劣る。比較例Ｎ
ｏ．４１は２回目の伸線加工率が高いため、靭性の低下
により、耐疲労性に劣る。

【００４０】Ｎｏ．４２〜Ｎｏ．４５は２回目の伸線加
工後の時効処理温度を５００℃以下で変化させて、横断
面方向の平均結晶粒径、オーステナイト相の比率、引張
強さ、耐疲労性、耐食性への影響を調査し、本発明効果
を確認したものである。本発明例Ｎｏ．４３，４４，４
５において本発明の効果が著しく、引張強度が１７００
Ｎ／mm² を超えており、高炭素鋼並の強度と耐疲労性を
示す。本発明例Ｎｏ．４２は時効処理温度が低過ぎるた
め、強度および耐疲労性の向上が期待できない。本発明
例Ｎｏ．４６は時効処理温度が高過ぎるため、耐疲労性
の向上が期待できない。以上の実施例から分かるように
本発明例の優位性が明らかである。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】

【表３】

【００４４】

【表４】

【００４５】

【表５】

【００４６】

【発明の効果】本発明により耐疲労・耐食性に優れた高
強度ステンレスワイヤロープを提供することが可能で、
産業上有効な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワイヤロープの横断面方向の平均結晶粒径と耐
疲労性の関係を示す図である。

【図２】伸線加工の減面率とワイヤロープの強度の関係
を示す図である。

【図３】伸線加工の減面率と鋼線の引張破断絞りの関係
を示す図である。

【図４】伸線加工の減面率とワイヤロープの耐疲労性の
関係を示す図である。

【図５】ワイヤロープのオーステナイト相の量とＧ１，
Ｇ２の関係を示す図である。

【図６】Ｇ１，Ｇ２とワイヤロープの引張強さの関係を
示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 亘 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 神田 康治 茨城県新治郡出島村大字宍倉5707 東京製 綱株式会社研究所内 (72)発明者 村上 卓也 東京都中央区日本橋室町２丁目３番14号 東京製綱株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．１２％以下、 Ｓｉ：０．１％〜１．５％、 Ｍｎ：０．１％〜１．５％、 Ｐ ：０．０３％以下、 Ｓ ：０．０１％以下、 Ｎｉ：３．５％〜８．０％、 Ｃｒ：２０．０％〜２８．０％、 Ｍｏ：０．１％〜３．０％、 Ｎ ：０．１０％〜０．３０％ を含有し、下記式（１）で表されるＧ１の値が−１〜２
   （％）で残部が実質的にＦｅおよび不可避的不純物から
   なる合金組成で、横断面方向の平均結晶粒径が５μｍ以
   下であり、引張強さが１５００Ｎ／mm² 以上であること
   を特徴とする耐疲労・耐食性に優れた高強度ステンレス
   ワイヤロープ。 Ｇ１＝０．６７Ｎｉ＋２０Ｃ＋２０Ｎ＋０．３４Ｍｎ−０．４Ｃｒ −０．４Ｍｏ−０．６Ｓｉ＋３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
2. 【請求項２】 請求項１記載の成分に、さらに重量％
   で、 Ｎｂ：０．０５％〜０．５０％、 Ｔｉ：０．０５％〜０．５０％のうち１種または２種を
   含有し、下記式（２）で表されるＧ２の値が−１〜２
   （％）で、鋼線の横断面方向の平均結晶粒径が３μｍ未
   満であることを特徴とする請求項１記載の耐疲労・耐食
   性に優れた高強度ステンレスワイヤロープ。 Ｇ２＝０．６７Ｎｉ＋２０Ｃ＋２０Ｎ＋０．３４Ｍｎ−０．４Ｃｒ −０．４Ｍｏ−０．６Ｓｉ−０．９Ｔｉ−０．１Ｎｂ＋３・・・・（２）
3. 【請求項３】 請求項１或いは２記載の成分に、さらに
   重量％で、 Ａｌ：０．０１％以下、 Ｃａ：０．００１％〜０．００４％ を含有し、鋼線の横断面方向の介在物の大きさが２０μ
   ｍ以下であることを特徴とする請求項１或いは２記載の
   耐疲労・耐食性に優れた高強度ステンレス鋼ワイヤロー
   プ。
4. 【請求項４】 請求項１，２または３の何れかに記載の
   成分を有する熱間圧延のまま或いは熱処理後の線材を、
   減面率で５０％以上の伸線加工を施し、その後、１００
   ０℃〜１１５０℃の温度で熱処理後、引き続き、減面率
   で８０％〜９５％の伸線加工を施し、その後ストランデ
   ィングおよびクロージングの撚り線加工を施すことを特
   徴とする耐疲労性・耐食性に優れた高強度ステンレスワ
   イヤロープの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載のワイヤロープに、さらに
   ２００〜４００℃の時効処理を施すことを特徴とする耐
   疲労性・耐食性に優れた高強度ステンレスワイヤロープ
   の製造方法。