WO2025018317A1 - 線材 - Google Patents
線材 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2025018317A1 WO2025018317A1 PCT/JP2024/025376 JP2024025376W WO2025018317A1 WO 2025018317 A1 WO2025018317 A1 WO 2025018317A1 JP 2024025376 W JP2024025376 W JP 2024025376W WO 2025018317 A1 WO2025018317 A1 WO 2025018317A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- wire
- content
- lamellar spacing
- true
- wire rod
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 14
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 abstract description 18
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 61
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 61
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 description 48
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 45
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 45
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 32
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 31
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 26
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 25
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 24
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 22
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 22
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 21
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 20
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 20
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 18
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 13
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 7
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 4
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N picric acid Chemical compound OC1=C([N+]([O-])=O)C=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O OXNIZHLAWKMVMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011011 black crystal Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
Definitions
- This disclosure relates to wire rods, and more specifically, to wire rods suitable for use as materials for steel cords and bead wires in automobile tires, bridge wires, and the like.
- Steel wire such as steel cord made from wire rod is manufactured, for example, by the following manufacturing method.
- the steel wire is brass plated and then final wet wire drawing to make a steel wire with a wire diameter of 0.15 to 0.40 mm.
- multiple steel wires are twisted together to make a twisted steel wire.
- steel cord is manufactured.
- Bead wire, bridge wire, etc. are manufactured by patenting wire rod after hot rolling, and twisting it to make a twisted steel wire after wire drawing.
- Patent Document 1 International Publication No. WO 2018/117157
- Patent Document 2 International Publication No. WO 2016/021556
- the wire material disclosed in Patent Document 1 has chemical components, in mass%, of C: 0.90-1.20%, Si: 0.10-1.00%, Mn: 0.20-0.80%, Cr: 0.10-0.40%, Al: 0-0.002%, Ti: 0-0.002%, N: 0-0.0050%, P: 0-0.020%, S: 0-0.010%, O: 0-0.0040%, Mo: 0-0.20%, B: 0-0.0030%, with the balance being Fe and impurities.
- the average value of %Mn+2 ⁇ %Cr throughout the wire material is 0.50-1.00%.
- the metal structure is 90% or more by area fraction of pearlite, the remainder being one or more of ferrite, cementite, and bainite, and the area fraction of cementite is less than 3%.
- the maximum grain size of TiN is less than 15 ⁇ m.
- %Mn and %Cr represent the contents of Mn and Cr in mass%.
- the wire drawability of this wire is improved by adjusting the chemical composition, the metal structure mainly composed of pearlite, the size of TiN, and the segregation of Mn and Cr.
- the wire rod disclosed in Patent Document 2 has a chemical composition, in mass%, of C: 0.70-1.20%, Si: 0.10-1.2%, Mn: 0.10-1.0%, P: 0.001-0.012%, S: 0.001-0.010%, N: 0.0010-0.0050%, and the balance of Fe and impurities.
- the area ratio of pearlite is 95% to 100%
- the average block grain size of pearlite is 10 ⁇ m to 30 ⁇ m
- the standard deviation of the block grain size is 20 ⁇ m or less.
- C (%), Si (%), and Mn (%) are the contents in mass% of C, Si, and Mn, respectively, and Ceq.
- the drawability is improved by adjusting the pearlite block size.
- Patent Document 3 unlike Patent Documents 1 and 2, the lamellar spacing of pearlite is adjusted to improve wiredrawability.
- the wire rod disclosed in Patent Document 3 contains, by mass%, C: 0.68-0.86%, Si: 0.05-0.5%, Mn: 0.1-0.8%, with the remainder being Fe and unavoidable impurities.
- the microstructure of this wire rod has pearlite of 95 area % or more, the average lamellar spacing L of this pearlite is in the range of 150-300 nm, the area of the lamellae of this pearlite having a spacing of 120 nm or less is 30% or less, and the standard deviation of the lamellar spacing is 50 nm or less.
- the average nodule diameter D of this pearlite is 40 ⁇ m or less, and the average nodule diameter D and the average lamellar spacing L satisfy the relationship D ⁇ -0.1 ⁇ L + 60.
- Patent Documents 1 to 3 can also improve the wiredrawability of wire rods.
- other techniques may also be used to improve the wiredrawability of wire rods.
- the object of the present invention is to provide a wire rod with excellent wire drawing processability.
- the wire material disclosed herein has a chemical composition, in mass%, of C: 0.70-1.20%, Si: 0.10-1.50%, Mn: 0.10-1.00%, P: 0.020% or less, S: 0.020% or less, Al: 0.080% or less, N: 0.0010-0.0100%, O: 0.0050% or less, Cr: 0-0.50%, Co: 0-0.50%, Cu: 0-0.50%, Ni: 0-0.50%, Mo: 0-0.20%, B: 0-0.005%, W: 0-0.20%, Ti: 0-0.10%, Nb: 0-0.10%, Sn: 0-0.10%, As: 0-0.050%, Sb: 0-0.050%, V: 0-0.10%, Ca: 0-0.0050%, Mg: 0-0.0050%, Zr: 0-0.010%, and rare earth elements: 0-0.0050%, with the balance being Fe and impurities.
- LmaxS/LaveS is 1.70 or less.
- FWHMs full width at half maximum of the true lamellar spacing at a depth of 0.5 mm from the surface of the wire
- FWHMc full width at half maximum of the true lamellar spacing at the center of the wire
- the wire rod of the present invention has excellent wire drawing processability.
- FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the apparent pearlite lamellar spacing and the true pearlite lamellar spacing in microstructural observation.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an observation surface when a cross section perpendicular to the axial direction of a wire is used as the observation surface.
- FIG. 3 is a schematic diagram in which the observation field in FIG. 2 is divided into a plurality of minute sections.
- FIG. 4 is a schematic diagram of the micro-compartment in FIG.
- FIG. 5 is a schematic diagram of another microcompartment different from FIG.
- FIG. 6 is a schematic diagram of another microcompartment different from those in FIGS.
- the inventors first investigated the chemical composition of wire rod suitable for use in steel cords, bead wires, bridge wires, etc. As a result, the chemical composition was found to be, by mass, C: 0.70-1.20%, Si: 0.10-1.50%, Mn: 0.10-1.00%, P: 0.020% or less, S: 0.020% or less, Al: 0.080% or less, N: 0.0010-0.0100%, O: 0.0050% or less, Cr: 0-0.50%, Co: 0-0.50%, Cu: 0-0.50%, Ni: 0-0.50%, Mo: 0-0.20%, B: 0-0.005%, W: 0.005%.
- Patent Document 3 seeks the "apparent lamellar spacing" of pearlite observed in microstructural observation of a two-dimensional cross section of the wire rod. Usually, microstructure observation is performed on a two-dimensional observation surface.
- a distance ⁇ a which is a minimum distance between adjacent lamellar cementite 2 in pearlite on the observation surface 10 which is a two-dimensional plane is defined as "apparent lamellar spacing ⁇ a ".
- the distance ⁇ t which is the minimum distance between adjacent lamellar cementite 2 in pearlite in a three-dimensional space is defined as the "true lamellar spacing ⁇ t ".
- the apparent lamellar spacing ⁇ a varies greatly depending on the angle ⁇ between the observation surface 10, which is a two-dimensional plane, and the extending direction of the lamellar ferrite 1 and the lamellar cementite 2. Therefore, in many cases, the apparent lamellar spacing ⁇ a is different from the true lamellar spacing ⁇ t .
- Patent Document 3 a local region with a small lamellar spacing is selected from the apparent lamellar spacing ⁇ a in the observation surface, and the apparent lamellar spacing of the local region is obtained.
- the present inventors have found that the distribution state of the true lamellar spacing ⁇ t in a wire, which has not been investigated so far, can be obtained by using the following method.
- Step 1 Obtaining a scanning electron microscope (SEM) observation image
- Step 2 Measuring the apparent lamellar spacing distribution
- Step 3 Measuring the true lamellar spacing distribution
- the apparent lamellar spacing ⁇ a means the distance between adjacent lamellar cementite observed in the SEM observation image, which is a two-dimensional plane, as described above.
- the true lamellar spacing ⁇ t means the distance between the actual lamellar cementite plates in three-dimensional space.
- the true lamellar spacing ⁇ t does not appear on the observation surface 10, so it cannot be observed in the SEM observation image. Therefore, in this embodiment, a mathematical approach is used to obtain the true lamellar spacing ⁇ t based on the apparent lamellar spacing ⁇ a . Each step will be described below.
- Step 1 Acquiring SEM observation image
- the wire is cut perpendicular to the axial direction (longitudinal direction), and the cross section (cross section perpendicular to the axial direction of the wire) is used as the observation surface.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the observation surface.
- Mirror polishing is performed on the observation surface 10.
- the observation surface 10 is etched using picral for about 7 seconds to reveal the microstructure on the observation surface 10.
- SEM observation is performed at an acceleration voltage of 15 kv and a magnification of 2000 times to obtain SEM images. Specifically, as shown in FIG.
- observation fields SA of 5120 pixels in the circumferential direction and 3840 pixels in the radial direction of the observation surface 10 are selected at 90° pitches around the center point C1 of the observation surface 10, with the center at a depth position of 0.5 mm from the surface.
- the area of the observation field SA is a rectangle with a circumference of 60 ⁇ m (5120 pixels) and a diameter of 45 ⁇ m (3840 pixels).
- the four observation fields SA are referred to as observation fields SA of the surface layer region.
- observation fields CA are selected from the central region 20, which is a circular region with a radius of D/8 (D is the diameter of the wire) centered on the center C1 of the observation surface 10.
- Each observation field CA is a rectangle with 5120 pixels in the circumferential direction and 3840 pixels in the radial direction, and the area of each observation field CA is a rectangle with 60 ⁇ m (5120 pixels) in the circumferential direction and 45 ⁇ m (3840 pixels) in the radial direction.
- the center position of each observation field CA is D/16 in the radial direction from the center point C1.
- the four observation fields CA are referred to as the observation fields CA of the central region.
- the SEM device used is, for example, a JSM-7100F manufactured by JEOL Ltd.
- Step 2 Measurement of the distribution of apparent lamellar spacing ⁇ a ] Using the observation field SA of the surface region and the observation field CA of the central region, the distribution of apparent lamellar spacing ⁇ a obtained from two-dimensional planar SEM images in the surface region and the central region is obtained.
- the SEM image is divided into minute sections 30 of 50 pixels x 50 pixels (0.586 ⁇ m x 0.586 ⁇ m). Since the SEM image is 5120 pixels x 3840 pixels, when the SEM image is divided into minute sections 30, there are regions that do not become 50 pixels x 50 pixels. These regions are not subject to measurement of the apparent lamellar spacing ⁇ a .
- FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the minute partition 30.
- the apparent lamellar spacing ⁇ a is obtained by the following method.
- the length of the line segment is the length between the two most distant intersections P1 and P2 of the intersections between the line segment and the lamellar cementite 2.
- L0 in the determined line segment is set as the apparent lamellar spacing ⁇ a (nm) in the minute partition 30.
- the number of intersections between the line segment SG and the lamellar cementite is "4".
- the micro-compartment 30 is excluded from the measurement target of the apparent lamellar spacing ⁇ a .
- Step 3 Measurement of true lamellar spacing distribution
- the distribution of apparent lamellar spacing ⁇ a obtained from a two-dimensional SEM image is different from the distribution of true lamellar spacing ⁇ t in the wire. Therefore, the distribution of apparent lamellar spacing ⁇ a obtained in step 2 is fitted with formula (a) to obtain the distribution of true lamellar spacing ⁇ t .
- formula (a) is an equation showing the relationship between the distribution of apparent lamellar spacing ⁇ a and the distribution of true lamellar spacing ⁇ t .
- ⁇ a is the apparent lamellar spacing
- ⁇ t is the true lamellar spacing
- ⁇ ( ⁇ a ) is the distribution of the apparent lamellar spacing
- G( ⁇ t ) is the distribution of the true lamellar spacing ⁇ t .
- G( ⁇ t ) is a Gaussian distribution function, as shown in formula (b).
- A, B, and C in formula (b) are fitting parameters.
- the apparent lamellar spacing ⁇ a depends on the lamellar orientation angle ⁇ shown in Fig. 1. Therefore, it is necessary to convert the apparent lamellar spacing ⁇ a to the true lamellar spacing ⁇ t . As shown in Fig. 1, the apparent lamellar spacing ⁇ a and the true lamellar spacing ⁇ t satisfy the formula (1).
- the full width at half maximum FWHMc of the distribution of the true lamellar spacing ⁇ t is obtained.
- the inventors found that when the average lamellar spacing at a depth of 0.5 mm from the surface of the wire in a circular cross section perpendicular to the axial direction of the wire is LaveS (nm) and the maximum lamellar spacing is LmaxS (nm), if LmaxS/LaveS is 1.70 or less, the wiredrawability is improved.
- the inventors investigated the relationship between the distribution of lamellar spacing in the surface region of a circular cross section, the distribution of lamellar spacing in the central region, and wiredrawability. As a result, they found that when the full width at half maximum of the lamellar spacing at a depth of 0.5 mm from the surface of the wire in the circular cross section is FWHMs (nm) and the full width at half maximum of the lamellar spacing at the central position of the wire is FWHMc (nm), excellent wiredrawability can be obtained if FWHMc/FWHMs is 1.10 to 2.00.
- the gist of the wire of the present invention which was completed based on the above findings, is as follows:
- the chemical composition of the wire of the first configuration is, in mass%, C: 0.70-1.20%, Si: 0.10-1.50%, Mn: 0.10-1.00%, P: 0.020% or less, S: 0.020% or less, Al: 0.080% or less, N: 0.0010-0.0100%, O: 0.0050% or less, Cr: 0-0.50%, Co: 0-0.50%, Cu: 0-0.50%, Ni: 0-0.50%, Mo 0-0.20%, B: 0-0.005%, W: 0-0.20%, Ti: 0-0.10%, Nb: 0-0.10%, Sn: 0-0.10%, As: 0-0.050%, Sb: 0-0.050%, V: 0-0.10%, Ca: 0-0.0050%, Mg: 0-0.0050%, Zr: 0-0.010%, and rare earth elements: 0-0.0050%, with the balance being Fe and impurities.
- LmaxS/LaveS is 1.70 or less.
- FWHMs full width at half maximum of the true lamellar spacing at a depth of 0.5 mm from the surface of the wire
- FWHMc full width at half maximum of the true lamellar spacing at the center of the wire
- the wire of the second configuration is the wire of the first configuration, and contains, in mass%, one or more elements selected from the group consisting of Cr: 0.01-0.50%, Co: 0.01-0.50%, Cu: 0.01-0.50%, Ni: 0.01-0.50%, Mo: 0.01-0.20%, B: 0.001-0.005%, W: 0.01-0.20%, Ti: 0.01-0.10%, Nb: 0.01-0.10%, Sn: 0.01-0.10%, As: 0.001-0.050%, Sb: 0.001-0.050%, and V: 0.01-0.10%.
- the chemical composition of the wire of the third configuration is, in mass%, C: 0.70-1.20%, Si: 0.10-1.50%, Mn: 0.10-1.00%, P: 0.020% or less, S: 0.020% or less, Al: 0.080% or less, N: 0.0010-0.0100%, O: 0.0050% or less, Cr: 0-0.50%, Co: 0-0.50%, Cu: 0-0.50%, N i: 0-0.50%, Mo: 0-0.20%, B: 0-0.005%, W: 0-0.20%, Ti: 0-0.10%, Nb: 0-0.10%, Sn: 0-0.10%, V: 0-0.10%, Ca: 0-0.0050%, Mg: 0-0.0050%, Zr: 0-0.010%, and rare earth elements: 0-0.0050%, with the balance being Fe and impurities.
- LmaxS/LaveS is 1.70 or less.
- FWHMs full width at half maximum of the true lamellar spacing at a depth of 0.5 mm from the surface of the wire
- FWHMc full width at half maximum of the true lamellar spacing at the center of the wire
- the wire rod of the fourth configuration is the wire rod of the third configuration, and contains, in mass %, one or more elements selected from the group consisting of Cr: 0.01-0.50%, Co: 0.01-0.50%, Cu: 0.01-0.50%, Ni: 0.01-0.50%, Mo: 0.01-0.20%, B: 0.001-0.005%, W: 0.01-0.20%, Ti: 0.01-0.10%, Nb: 0.01-0.10%, Sn: 0.01-0.10%, and V: 0.01-0.10%.
- the wire of the fifth configuration is a wire of the first to fourth configurations, and contains, in mass %, one or more elements selected from the group consisting of Ca: 0.0001-0.0050%, Mg: 0.0001-0.0050%, Zr: 0.001-0.010%, and rare earth elements: 0.0001-0.0050%.
- the wire of the present embodiment includes the following features 1 to 3.
- the chemical composition, in mass%, is C: 0.70-1.20%, Si: 0.10-1.50%, Mn: 0.10-1.00%, P: 0.020% or less, S: 0.020% or less, Al: 0.080% or less, N: 0.0010-0.0100%, O: 0.0050% or less, Cr: 0-0.50%, Co: 0-0.50%, Cu: 0-0.50%, Ni: 0-0.50%, Mo: 0-0.2 0%, B: 0-0.005%, W: 0-0.20%, Ti: 0-0.10%, Nb: 0-0.10%, Sn: 0-0.10%, As: 0-0.050%, Sb: 0-0.050%, V: 0-0.10%, Ca: 0-0.0050%, Mg: 0-0.0050%, Zr: 0-0.010%, and rare earth elements: 0-0.0050%, with the balance being Fe and impurities.
- C 0.70-1.20% Carbon (C) increases the strength of the wire rod. If the C content is less than 0.70%, the above effect cannot be sufficiently obtained even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. . On the other hand, if the C content exceeds 1.20%, even if the contents of other elements are within the range of this embodiment, pro-eutectoid cementite is excessively generated. In this case, the wire drawability of the wire rod is deteriorated. Decreases. Therefore, the C content is 0.70 to 1.20%.
- the lower limit of the C content is preferably 0.72%, more preferably 0.78%, further preferably 0.80%, and further preferably 0.82%.
- the upper limit of the C content is preferably 1.18%, more preferably 1.12%, further preferably 1.08%, and further preferably 1.05%.
- Si 0.10 ⁇ 1.50%
- Silicon (Si) increases the strength of the wire rod.
- Si deoxidizes the steel during the steelmaking process in the wire rod manufacturing process. If the Si content is less than 0.10%, the other element contents Even within the scope of this embodiment, the above-mentioned effects cannot be obtained sufficiently.
- the Si content exceeds 1.50%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, Si will segregate in the wire material that is the raw material for the steel wire. Bainite forms in the segregated regions, deteriorating the drawability of the wire rod. Therefore, the Si content is 0.10 to 1.50%.
- the lower limit of the Si content is preferably 0.15%, more preferably 0.20%, and further preferably 0.25%.
- the upper limit of the Si content is preferably 1.42%, more preferably 1.35%, still more preferably 1.00%, still more preferably 0.90%, and still more preferably 0.80%. %.
- Mn 0.10-1.00%
- Mn Manganese
- Mn content is less than 0.10% If this is the case, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the above-mentioned effects cannot be sufficiently obtained.
- Mn content exceeds 1.00%, Mn will segregate in the wire rod even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. In this case, bainite will form in the region where Mn is segregated. This reduces the drawability of the wire rod. Therefore, the Mn content is 0.10 to 1.00%.
- the lower limit of the Mn content is preferably 0.12%, more preferably 0.20%, and further preferably 0.25%.
- the upper limit of the Mn content is preferably 0.90%, more preferably 0.85%, further preferably 0.80%, and further preferably 0.70%.
- Phosphorus (P) is an impurity. If the P content exceeds 0.020%, P segregates at grain boundaries even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. As a result, the grain boundaries become embrittled, and the wire drawability of the wire rod decreases. Therefore, the P content is 0.020% or less. It is preferable that the P content is as low as possible. However, excessive reduction in the P content increases the production cost. Therefore, in consideration of normal industrial production, the preferable lower limit of the P content is more than 0%, more preferably 0.001%, more preferably 0.003%, and even more preferably 0.005%. The upper limit of the P content is preferably 0.018%, more preferably 0.016%, and further preferably 0.015%.
- S 0.020% or less Sulfur (S) is an impurity. If the S content exceeds 0.020%, S will segregate at grain boundaries even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Furthermore, coarse MnS will be generated in excess. Therefore, the wire drawability of the wire rod will decrease. Therefore, the S content is 0.020% or less.
- the S content is preferably as low as possible. However, excessive reduction in the S content increases the production cost. Therefore, in consideration of normal industrial production, the preferred lower limit of the S content is more than 0%, more preferably 0.001%, more preferably 0.002%, and even more preferably 0.003%.
- the upper limit of the S content is preferably 0.018%, more preferably 0.016%, still more preferably 0.014%, still more preferably 0.010%, and still more preferably 0.008%.
- Al 0.080% or less
- Aluminum (Al) deoxidizes steel. Even if even a small amount of Al is contained, the above effect can be obtained to some extent. However, if the Al content exceeds 0.080%, even if the contents of other elements are within the range of this embodiment, excessive coarse oxides are generated. In this case, the wire drawability of the wire rod is reduced. Therefore, the Al content is not more than 0.080%.
- the lower limit of the Al content is preferably more than 0%, more preferably 0.001%, further preferably 0.003%, and further preferably 0.0007%.
- the upper limit of the Al content is preferably 0.075%, more preferably 0.070%, further preferably 0.065%, and further preferably 0.0060%.
- N 0.0010-0.0100% Nitrogen (N) fixes dislocations when drawing wire rods, thereby increasing the strength of the steel wire after drawing. If the N content is less than 0.0010%, the content of other elements is Even if it is within the range of this embodiment, the above-mentioned effect cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the N content exceeds 0.0100%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, excessive nitrides are generated in the wire. Sexuality decreases. Therefore, the N content is 0.0010 to 0.0100%.
- the lower limit of the N content is preferably 0.0015%, more preferably 0.0020%, and further preferably 0.0025%.
- the upper limit of the N content is preferably 0.0090%, more preferably 0.0080%, further preferably 0.0070%, and further preferably 0.0060%.
- Oxygen (O) is an impurity. If the O content exceeds 0.0050%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, excessive coarse oxides are generated in the wire rod. In this case, the wire drawability of the wire rod is deteriorated. Therefore, the O content is 0.0050% or less.
- the O content is preferably as low as possible. However, excessive reduction in the O content increases the production cost. Therefore, in consideration of normal industrial production, the preferred lower limit of the O content is more than 0%, more preferably 0.0001%, more preferably 0.0003%, and even more preferably 0.0005%.
- the upper limit of the O content is preferably 0.0045%, more preferably 0.0040%, further preferably 0.0030%, and further preferably 0.0020%.
- the remainder of the chemical composition of the wire rod according to this embodiment is made up of Fe and impurities.
- impurities in the chemical composition refer to substances that are mixed in from the raw materials, such as ore or scrap, or the manufacturing environment, during industrial production of the wire rod, and are unintentionally contained, and are acceptable within the range that does not adversely affect the wire rod according to this embodiment.
- the chemical composition of the wire of this embodiment may further contain, instead of a part of Fe, one or more elements selected from the group consisting of Cr: 0-0.50%, Co: 0-0.50%, Cu: 0-0.50%, Ni: 0-0.50%, Mo: 0-0.20%, B: 0-0.005%, W: 0-0.20%, Ti: 0-0.10%, Nb: 0-0.10%, Sn: 0-0.10%, As: 0-0.050%, Sb: 0-0.050%, V: 0-0.10%, Ca: 0-0.0050%, Mg: 0-0.0050%, Zr: 0-0.010%, and rare earth elements: 0-0.0050%. All of these elements are optional elements. Each optional element will be described below.
- the chemical composition of the wire of this embodiment further includes, in place of a portion of Fe, an element selected from the group consisting of Cr, Co, Cu, Ni, Mo, B, W, Ti, Nb, Sn, As, Sb, and V. These elements are optional, and all of them improve the hardenability of the steel material.
- Chromium (Cr) is an optional element and may not be contained, that is, the Cr content may be 0%. When contained, that is, when the Cr content is more than 0%, Cr improves the hardenability of the steel material and increases the strength of the wire rod. Even if even a small amount of Cr is contained, the above effects can be obtained to a certain extent. However, if the Cr content exceeds 0.50%, Cr will segregate in the wire rod even if the contents of other elements are within the range of this embodiment. In this case, bainite will form in the region where Cr is segregated. This reduces the drawability of the wire rod. Therefore, the Cr content is 0 to 0.50%.
- the lower limit of the Cr content is preferably 0.01%, more preferably 0.05%, and further preferably 0.08%.
- the upper limit of the Cr content is preferably 0.45%, more preferably 0.40%, further preferably 0.35%, and further preferably 0.30%.
- Co 0-0.50%
- Co is an optional element and may not be contained, that is, the Co content may be 0%.
- the Co content When contained, that is, when the Co content exceeds 0%, Co improves the hardenability of the steel material and increases the strength of the wire rod. Even if even a small amount of Co is contained, the above effects can be obtained to a certain degree.
- the Co content exceeds 0.50%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the hardness of the wire becomes excessively high, and the drawability of the wire deteriorates. Therefore, the Co content is 0 to 0.50%.
- the lower limit of the Co content is preferably 0.01%, more preferably 0.05%, and further preferably 0.08%.
- the upper limit of the Co content is preferably 0.45%, more preferably 0.40%, still more preferably 0.35%, still more preferably 0.30%, and still more preferably 0.20%. %.
- Cu 0-0.50% Copper (Cu) is an optional element and may not be contained, that is, the Cu content may be 0%. When contained, that is, when the Cu content is more than 0%, Cu improves the hardenability of the steel material and increases the strength of the wire rod. Even if even a small amount of Cu is contained, the above effects can be obtained to a certain extent. However, if the Cu content exceeds 0.50%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, the hardness of the wire becomes excessively high, and the drawability of the wire deteriorates. Therefore, the Cu content is 0 to 0.50%.
- the lower limit of the Cu content is preferably 0.01%, more preferably 0.05%, further preferably 0.08%, and further preferably 0.15%.
- the upper limit of the Cu content is preferably 0.45%, more preferably 0.40%, still more preferably 0.35%, still more preferably 0.30%, and still more preferably 0.25%. %.
- Nickel (Ni) is an optional element and may not be contained, that is, the Ni content may be 0%. When contained, that is, when the Ni content is more than 0%, Ni enhances the hardenability of the steel material. Ni also acts to form pro-eutectoid cementite and The transformation of grain boundary ferrite is delayed. This allows pearlite lamellae to be formed finely. As a result, the strength of the steel wire produced from the wire rod is increased while the wire drawability is adequately maintained. If even a small amount of Ni is contained, the above effects can be obtained to some extent. However, if the Ni content exceeds 0.50%, the hardenability of the steel material becomes excessively high.
- the Ni content is 0 to 0.50%.
- the lower limit of the Ni content is preferably 0.01%, more preferably 0.05%, and further preferably 0.08%.
- the upper limit of the Ni content is preferably 0.45%, more preferably 0.40%, still more preferably 0.35%, still more preferably 0.30%, and still more preferably 0.25%. %.
- Mo 0-0.20% Molybdenum (Mo) is an optional element and may not be contained, that is, the Mo content may be 0%. When contained, that is, when the Mo content exceeds 0%, Mo improves the hardenability of the wire rod and increases the strength of the wire rod. Even if even a small amount of Mo is contained, the above effects can be obtained to a certain degree. However, if the Mo content exceeds 0.20%, the hot workability of the steel material is reduced in the wire rod manufacturing process even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the Mo content is 0 to 0.20%.
- the lower limit of the Mo content is preferably 0.01%, more preferably 0.03%, and further preferably 0.05%.
- the upper limit of the Mo content is preferably 0.18%, more preferably 0.16%, still more preferably 0.14%, still more preferably 0.12%, and still more preferably 0.10%. %.
- B 0-0.005% Boron (B) is an optional element and may not be contained, that is, the B content may be 0%.
- B is contained, that is, when the B content exceeds 0%, B increases the hardenability of the wire rod and increases the strength of the wire rod. Even if even a small amount of B is contained, the above effects can be obtained to a certain degree. However, if the B content exceeds 0.005%, the hot workability of the steel material is reduced in the wire rod manufacturing process even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the B content is 0 to 0.005%.
- the lower limit of the B content is preferably 0.001%, and more preferably 0.002%.
- the upper limit of the B content is preferably 0.004%, more preferably 0.003%, and further preferably 0.002%.
- W 0 to 0.20%
- Tungsten (W) is an optional element and may not be contained, that is, the W content may be 0%.
- W When W is contained, that is, when the W content exceeds 0%, W increases the hardenability of the wire rod and increases the strength of the wire rod. Even if even a small amount of W is contained, the above effects can be obtained to a certain extent. However, if the W content exceeds 0.20%, the hot workability of the steel material is reduced in the wire rod manufacturing process even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the W content is 0 to 0.20%.
- the lower limit of the W content is preferably 0.01%, more preferably 0.03%, further preferably 0.05%, and further preferably 0.08%.
- the upper limit of the W content is preferably 0.18%, more preferably 0.16%, still more preferably 0.14%, still more preferably 0.12%, and still more preferably 0.10%.
- Titanium (Ti) is an optional element and may not be contained, that is, the Ti content may be 0%. When contained, that is, when the Ti content exceeds 0%, Ti increases the hardenability of the wire rod and increases the strength of the wire rod. Even if even a small amount of Ti is contained, the above effects can be obtained to a certain degree. However, if the Ti content exceeds 0.10%, the hot workability of the steel material is deteriorated in the wire rod manufacturing process even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the Ti content is 0 to 0.10%.
- the lower limit of the Ti content is preferably 0.01%, more preferably 0.02%, and further preferably 0.03%.
- the upper limit of the Ti content is preferably 0.09%, more preferably 0.08%, further preferably 0.07%, and further preferably 0.05%.
- Niobium (Nb) is an optional element and may not be contained, that is, the Nb content may be 0%.
- Nb is contained, that is, when the Nb content is more than 0%, Nb improves the hardenability of the wire rod and increases the strength of the wire rod. Even if even a small amount of Nb is contained, the above effects can be obtained to a certain extent. However, if the Nb content exceeds 0.10%, the hot workability of the steel material is reduced in the wire rod manufacturing process even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the Nb content is 0 to 0.10%.
- the lower limit of the Nb content is preferably 0.01%, more preferably 0.02%, and further preferably 0.03%.
- the upper limit of the Nb content is preferably 0.09%, more preferably 0.08%, further preferably 0.07%, and further preferably 0.05%.
- Tin (Sn) is an optional element and may not be contained, that is, the Sn content may be 0%.
- Sn When Sn is contained, that is, when the Sn content is more than 0%, Sn suppresses ferrite decarburization that occurs during hot working and suppresses a decrease in the strength of the wire rod. , the above effects can be obtained to some extent.
- the Sn content exceeds 0.10%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, Sn segregates at the grain boundaries and red embrittlement occurs. The hot workability of the steel sheet is deteriorated. Therefore, the Sn content is 0 to 0.10%.
- the lower limit of the Sn content is preferably 0.01%, more preferably 0.02%, and further preferably 0.03%.
- the upper limit of the Sn content is preferably 0.09%, more preferably 0.08%, and further preferably 0.07%.
- Arsenic (As) is an optional element and may not be contained, that is, the As content may be 0%.
- As is contained, that is, when the As content exceeds 0%, As increases the strength of the wire rod. Even if even a small amount of As is contained, the above effect can be obtained to some extent. However, if the As content exceeds 0.050%, the hot workability of the wire rod decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the As content is 0 to 0.050%.
- the lower limit of the As content is preferably 0.001%, more preferably 0.005%, and further preferably 0.010%.
- the upper limit of the As content is preferably 0.049%, more preferably 0.040%, and further preferably 0.030%.
- Antimony (Sb) is an optional element and may not be contained, that is, the Sb content may be 0%. When contained, that is, when the Sb content is more than 0%, Sb increases the strength of the wire rod. Even if even a small amount of Sb is contained, the above effect can be obtained to some extent. However, if the Sb content exceeds 0.050%, the hot workability of the wire rod decreases even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment. Therefore, the Sb content is 0 to 0.050%.
- the lower limit of the Sb content is preferably 0.001%, more preferably 0.005%, and further preferably 0.010%.
- the upper limit of the Sb content is preferably 0.049%, more preferably 0.040%, and further preferably 0.030%.
- the chemical composition of the wire of the present embodiment may further contain one or more elements selected from the group consisting of Ca, Mg, Zr and rare earth elements (REM) in place of a portion of Fe. These elements are optional elements, and all of them increase the ductility of the wire.
- Ca 0-0.0050% Calcium (Ca) is an optional element and may not be contained, that is, the Ca content may be 0%. When contained, that is, when the Ca content is more than 0%, Ca reduces hard alumina-based inclusions and increases the ductility of the wire rod. Even if even a small amount of Ca is contained, the above effects can be obtained to a certain extent. can be done. However, if the Ca content exceeds 0.0050%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, excessive coarse oxides are generated. In this case, the wire drawability of the wire rod is deteriorated. decreases. Therefore, the Ca content is 0 to 0.0050%.
- the lower limit of the Mg content is preferably 0.0001%, more preferably 0.0005%, and further preferably 0.0008%.
- the upper limit of the Mg content is preferably 0.0045%, more preferably 0.0040%, still more preferably 0.0035%, still more preferably 0.0030%, and still more preferably 0.0025%. %.
- the rare earth elements are optional elements and may not be contained, i.e., the REM content may be 0%.
- the REM content may be 0%.
- REM When REM is contained, that is, when the REM content is more than 0%, REM forms fine sulfides and renders S harmless. Therefore, the ductility of the wire rod is increased. , the above effects can be obtained to some extent.
- the REM content exceeds 0.0050%, even if the contents of other elements are within the ranges of this embodiment, excessive coarse oxides are generated. In this case, the wire drawability of the wire rod is deteriorated. decreases. Therefore, the REM content is 0 to 0.0050%.
- REM refers to one or more elements selected from the group consisting of scandium (Sc), atomic number 21; yttrium (Y), atomic number 39; and the lanthanides lanthanum (La), atomic number 57, to lutetium (Lu), atomic number 71.
- Sc scandium
- Y yttrium
- La lanthanides lanthanum
- Lu lutetium
- REM content in this specification refers to the total content of these elements.
- the upper limit of LmaxS/LaveS is preferably 1.65, more preferably 1.60, even more preferably 1.55, and even more preferably 1.50.
- the lower limit of LmaxS/LaveS is not particularly limited.
- the lower limit of LmaxS/LaveS is, for example, 1.20, for example, 1.10, for example, 1.00.
- a preferred lower limit for FWHMc/FWHMs is 1.12, more preferably 1.15, more preferably 1.20, and even more preferably 1.25.
- a preferred upper limit of FWHMc/FWHMs is 1.90, more preferably 1.80, even more preferably 1.70, and even more preferably 1.65.
- LaveS, LmaxS, FWHMc, and FWHMs [Method of measuring LaveS, LmaxS, FWHMc, and FWHMs] LaveS, LmaxS, FWHMc, and FWHMs can be obtained by carrying out steps 1 to 3 of the above-mentioned [Method for measuring the distribution of true lamellar spacing ⁇ t ].
- the pearlite area ratio is 95% or more.
- the microstructure of the wire rod of the present embodiment is substantially composed of pearlite.
- the microstructure other than pearlite is, for example, composed of one or more types selected from the group consisting of ferrite, pro-eutectoid cementite, bainite, and martensite.
- the pearlite area ratio in the microstructure of the wire rod of this embodiment is determined by the following method.
- a test piece is taken with the cross section parallel to the central axis of the wire as the observation surface.
- the observation surface of the test piece is mirror-polished. Within 5 minutes of mirror-polishing, the observation surface is etched using picral for about 7 seconds to reveal the microstructure on the observation surface.
- four rectangular observation fields are selected that include the central axis of the wire and are 50 ⁇ m in the radial direction and 40 ⁇ m in the axial direction. The four observation fields are arranged at a pitch of 100 ⁇ m in the axial direction.
- the central axis of the wire is placed at the radial center of the observation fields. Each observation field is observed at a magnification of 2000 times using a Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM), and a photographic image is generated.
- FE-SEM Field Emission Scanning Electron Microscope
- Pearlite structure and other structures are identified based on the contrast and morphology of the photographic images in each observation field.
- a striped structure consisting of low-brightness black ferrite and high-brightness white cementite in the observation field is recognized as pearlite structure. It is not necessary to distinguish structures other than pearlite, but for example, an area of black crystal grains in which no sub-structures are observed within the grains is a ferrite structure.
- the wire rod of the present embodiment can be widely used as a material for steel wires produced by wire drawing, for example, bead wires, steel cords, bridge wires, wire ropes, and the like.
- the cross section perpendicular to the axial direction of the wire rod of this embodiment is, for example, circular.
- the wire diameter of the wire rod of this embodiment is not particularly limited.
- the wire diameter (diameter) of the wire rod is, for example, 3.0 to 8.0 mm.
- the wire diameter (diameter) of a steel wire manufactured using the wire rod of this embodiment as a raw material is, for example, 0.8 to 3.0 mm.
- the above-mentioned "circular shape” includes not only a perfect circle, but also a circular shape that satisfies, for example, the deviation in diameter (0.64 mm or less) specified in Table 3 of 7. b) of JIS G 3506 (2017) "Hard Steel Wire Rod”.
- Step 1 Material preparation step (Step 2) Blooming rolling step (Step 3) Finish rolling step
- Step 2 Material preparation step
- Step 3 Finish rolling step
- a material for the wire rod of the present embodiment is prepared. Specifically, molten steel having a chemical composition that satisfies the characteristic 1 is produced.
- the refining method is not particularly limited, and any well-known method may be used.
- the molten iron produced by the known method is subjected to refining in a converter (primary refining).
- the molten steel tapped from the converter is subjected to secondary refining as is known.
- Molten steel having a chemical composition that satisfies feature 1 is produced.
- the produced molten steel is used to manufacture materials using well-known casting methods.
- the molten steel may be used to manufacture ingots using an ingot casting method.
- the molten steel may also be used to manufacture blooms using a continuous casting method. Materials (ingots or blooms) are manufactured using the above methods.
- Step 2 Blooming rolling step In the blooming process, the material (ingot or bloom) prepared in the material preparation process is subjected to blooming to produce a billet.
- the material is first heated using a heating furnace by a well-known method.
- the heating temperature is not particularly limited. Any well-known heating temperature will suffice.
- the heating temperature is, for example, 1000 to 1200°C.
- the heated material is hot rolled (rough rolled) using a blooming mill, or a blooming mill and a continuous rolling mill, to produce billets. Specifically, the heated material is reverse rolled using a blooming mill to produce billets. If a well-known continuous rolling mill is located downstream of the blooming mill, the billets after blooming may be further tandem rolled using the continuous rolling mill to produce even smaller billets.
- the cooling conditions for the billet after hot rolling are as follows. (Condition 1)
- the cooling rate at 700 to 670° C. is 0.50° C./sec or less.
- Mn segregation center segregation
- This center segregation widens the true lamellar spacing ⁇ t in the central region of the wire rod in the finish rolling process, and the distribution of the lamellar spacing ⁇ t becomes broad.
- FWHMc/FWHMs falls within an appropriate range.
- Step 3 Finish rolling step
- the finish rolling process includes the following steps.
- Step 32) Rolling Step the heating step and rolling step in the finish rolling step will be described.
- Step 31 Heating step
- the billet produced in the blooming process is heated in a heating furnace at a heating temperature of 900 to 1150°C.
- Step 32 Rolling step
- the continuous rolling mill includes a plurality of rolling stands arranged in a line from upstream to downstream.
- Each rolling stand includes a pair of work rolls.
- Each work roll is formed with a caliber, and the calibers of the pair of work rolls form a groove.
- the rolling process further satisfies the following conditions: (Condition 2)
- the finish rolling temperature is set to 910 to 1150°C.
- the finish rolling temperature means the surface temperature (°C) of the steel material (wire material) at the entry side of the rolling stand where the steel material is subjected to the final reduction in the continuous rolling mill.
- the finish rolling temperature can be measured by a temperature gauge installed at the entry side of the rolling stand where the final reduction is applied. If the finish rolling temperature is 910 to 1150° C., the true lamellar spacing ⁇ t in the central region of the finish-rolled billet does not vary significantly due to the finish rolling, and therefore the true lamellar spacing ⁇ t in the central region can be maintained in a widely varying state.
- the wire rod is wound after finish rolling.
- the wound wire rod is further cooled by air blast cooling.
- no heating process such as rapid heating is performed until the wound wire rod is cooled to room temperature.
- the wire of this embodiment is manufactured through the above manufacturing process.
- the manufacturing method of a hard steel wire using the wire rod of this embodiment as a raw material is a well-known manufacturing method.
- the steel wire is, for example, a steel cord.
- the manufacturing method of a steel wire using the wire rod of this embodiment is, for example, as follows. Oxide scale is removed from the wire rod, and a lubrication treatment is performed. The lubricated wire rod is subjected to a dry wire drawing process to manufacture a steel wire. The steel wire after the dry wire drawing process is subjected to a well-known patenting process, and a well-known plating process is performed. Furthermore, a wet wire drawing process is performed. The steel wire is manufactured by the above manufacturing steps.
- the variation in lamellar spacing is suppressed to a certain extent, while the ratio of variation between the surface layer and the central region is increased to a certain extent. As a result, sufficient wiredrawability is obtained in the steel wire after dry wiredrawing.
- the effect of the wire material of this embodiment will be explained more specifically using examples.
- the conditions in the following examples are one example of conditions adopted to confirm the feasibility and effect of the wire material of this embodiment. Therefore, the wire material of this embodiment is not limited to this one example of conditions.
- Wire rods having the chemical compositions shown in Tables 1-1 and 1-2 were manufactured using the following method.
- test numbers 1 to 41 the time t from immediately after final finish rolling to the start of water cooling was within 0.5 seconds (shown as “T (True)” in the “Time t ⁇ 0.5 seconds” column in Table 2).
- test numbers 42 to 45 the time t from immediately after final finish rolling to the start of water cooling exceeded 0.5 seconds (shown as “F (False)” in the "Time t ⁇ 0.5 seconds” column in Table 2).
- water cooling was performed until the temperature of the wire reached 800°C.
- the coiling temperature was 700°C or higher.
- the wire was subjected to air blast cooling and cooled to room temperature without reheating, etc. Using the above manufacturing process, a wire with a wire diameter of 5.5 mm was manufactured.
- the oxide scale was removed from the manufactured wire under the same conditions for each test number, and a lubrication treatment (bonder treatment) was performed. After the lubrication treatment, the wire was subjected to dry wire drawing to manufacture a steel wire with a wire diameter of 1.5 mm. In the wire drawing process, a die with a die angle of 10° (full angle) was used, and the wire drawing speed was 10 m/min.
- the pearlite area ratio (%) of the wire rod of each test number was determined based on the method described in [Method of measuring pearlite area ratio] above. The results are shown in Table 2. The pearlite area ratio was 95% or more in all test numbers. The remainder other than pearlite was one or more types selected from the group consisting of ferrite, pro-eutectoid cementite, bainite, and martensite.
- Test Results The test results are shown in Table 2. Referring to Tables 1-1, 1-2 and 2, the wire rods of Test Nos. 1 to 37 satisfied Features 1 to 3. As a result, the evaluation value was 70,000 or more, and excellent wiredrawability was obtained.
- test numbers 42 to 45 the time t from immediately after final finish rolling to the start of water cooling exceeded 0.5 seconds. As a result, LmaxS/LaveS exceeded 1.70. In addition, FWHMc/FWHMs was less than 1.10. As a result, the evaluation value was less than 70,000, and sufficient wiredrawability was not obtained.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
伸線加工性に優れた線材を提供する。本実施形態の線材では、線材において軸方向に垂直な円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の平均値をLaveS(nm)とし、真のラメラー間隔の最大値をLmaxS(nm)とするとき、LmaxS/LaveSが1.70以下であり、円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMs(nm)とし、線材の中心位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMc(nm)とするとき、FWHMc/FWHMsが1.10~2.00である。
Description
本開示は、線材に関し、さらに詳しくは、自動車用タイヤのスチールコードやビードワイヤ、橋梁用ワイヤ等の素材に適した線材に関する。
線材を素材としたスチールコードのような鋼線は例えば、次の製造方法で製造される。熱間圧延後に調整冷却した、線径(直径)が4~6mm程度の線材を準備する。線材に対して、1次伸線加工を実施して、線径が3~4mmの鋼線とする。1次伸線加工後、中間パテンティング処理を実施し、さらに2次伸線加工を実施して、1~2mmの線径の鋼線とする。この鋼線に対して最終パテンティング処理を実施する。最終パテンティング後の鋼線に対して、ブラスめっきを実施し、さらに最終湿式伸線加工を実施して、0.15~0.40mmの線径の鋼線とする。さらに撚り加工により複数本の鋼線を撚り合わせて、撚り鋼線とする。以上の工程により、スチールコードが製造される。また、ビードワイヤや橋梁用ワイヤ等は、熱間圧延後の線材をパテンティング処理し、伸線加工後、撚り鋼線とすることにより製造される。
線材に対して伸線加工を1回又は複数回実施するとき、伸線加工の加工量が大きければ、断線が発生しやすくなる。このような断線を抑制するために、通常、伸線加工前の線材(又は鋼線)に対して、中間熱処理と言われる熱処理が実施される。しかしながら、製造コストの低減や生産性向上の観点から、中間熱処理の省略が求められている。したがって、線材には、さらなる伸線加工性の向上が求められている。
伸線加工性を高める技術が、国際公開第2018/117157号公報(特許文献1)及び国際公開第2016/021556号公報(特許文献2)に提案されている。
特許文献1に開示された線材は、化学成分が、質量%で、C:0.90~1.20%、Si:0.10~1.00%、Mn:0.20~0.80%、Cr:0.10~0.40%、Al:0~0.002%、Ti:0~0.002%、N:0~0.0050%、P:0~0.020%、S:0~0.010%、O:0~0.0040%、Mo:0~0.20%、B:0~0.0030%、を含有し、残部がFe及び不純物からなる。この線材の全体にわたる%Mn+2×%Crの平均値が0.50~1.00%である。金属組織は、面積分率で90%以上がパーライトであり、残部がフェライト、セメンタイト、及びベイナイトのいずれか1種又は2種以上を含み、セメンタイトの面積分率が3%未満である。TiNの最大粒径は15μm未満である。線材の長さ方向に直角な切断面で測定される、線材の中心軸から線材の直径の1/10までの領域である中心部における、S含有量及びO含有量が1%未満である領域の%Mn+2×%Crの最大値が、線材の全体にわたる%Mn+2×%Crの平均値の2.0倍以下である。線材の長さ方向に直角な切断面で測定される、中心部の外縁から線材の表面の0.1mm深さまでの領域である外周部における、S含有量及びO含有量が1%未満である領域の%Mn+2×%Crの最大値と最小値との比が2.0以下である。ここで、%Mn及び%Crは、Mn及びCrの質量%での含有量を表す。この線材では、化学組成、パーライトを主体とする金属組織、TiNの大きさ、及び、Mn及びCrの偏析を調整することにより、伸線加工性を高めている。
特許文献2に開示された線材は、化学組成が、質量%で、C:0.70~1.20%、Si:0.10~1.2%、Mn:0.10~1.0%、P:0.001~0.012%、S:0.001~0.010%、N:0.0010~0.0050%を含有し、残部がFe及び不純物からなる。この線材では、長手方向に垂直な断面において、パーライトの面積率が95%以上100%以下であり、パーライトの平均ブロック粒径が10μm~30μmであり、ブロック粒径の標準偏差が20μm以下である。さらに、C(%)、Si(%)及びMn(%)をそれぞれ、C、Si、Mnの質量%での含有量として、Ceq.を下記式(1)により求めたとき、引張強さが760×Ceq.+255MPa以上760×Ceq.+325MPa以下であり、かつ、引張試験での絞り値が-65×Ceq.+96(%)以上であり、かつ、絞り値の標準偏差が6%以下である。
Ceq.=C(%)+Si(%)/24+Mn(%)/6 式(1)
この線材では、パーライトブロックサイズを調整することにより、伸線加工性を高めている。
Ceq.=C(%)+Si(%)/24+Mn(%)/6 式(1)
この線材では、パーライトブロックサイズを調整することにより、伸線加工性を高めている。
また、特開2012-126955号公報(特許文献3)では、特許文献1及び特許文献2とは異なり、パーライトのラメラー間隔を調整することにより、伸線加工性を高めている。具体的には、特許文献3に開示された線材は、質量%で、C:0.68~0.86%、Si:0.05~0.5%、Mn:0.1~0.8%を各々含み、残部Fe及び不可避的不純物からなる。この線材のミクロ組織は、95面積%以上のパーライトを有し、このパーライトの平均ラメラー間隔Lが150~300nmの範囲であり、かつ、このパーライトのラメラーのうちで間隔が120nm以下のラメラーの領域が30%以下であり、かつ、ラメラー間隔の標準偏差が50nm以下である。さらに、このパーライトの平均ノジュール径Dが40μm以下であり、かつ、この平均ノジュール径Dと前記平均ラメラー間隔LとがD<-0.1×L+60の関係を満たす。
特許文献1~特許文献3に開示された技術でも、線材の伸線加工性を高めることができる。しかしながら、他の技術により、線材の伸線加工性を高めてもよい。
本発明の目的は、伸線加工性に優れた線材を提供することである。
本開示の線材は、化学組成が、質量%で、C:0.70~1.20%、Si:0.10~1.50%、Mn:0.10~1.00%、P:0.020%以下、S:0.020%以下、Al:0.080%以下、N:0.0010~0.0100%、O:0.0050%以下、Cr:0~0.50%、Co:0~0.50%、Cu:0~0.50%、Ni:0~0.50%、Mo:0~0.20%、B:0~0.005%、W:0~0.20%、Ti:0~0.10%、Nb:0~0.10%、Sn:0~0.10%、As:0~0.050%、Sb:0~0.050%、V:0~0.10%、Ca:0~0.0050%、Mg:0~0.0050%、Zr:0~0.010%、及び、希土類元素:0~0.0050%、を含有し、残部はFe及び不純物からなる。さらに、線材の軸方向に垂直な円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の平均値をLaveS(nm)とし、真のラメラー間隔の最大値をLmaxS(nm)とするとき、LmaxS/LaveSが1.70以下である。円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMs(nm)とし、線材の中心位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMc(nm)とするとき、FWHMc/FWHMsが1.10~2.00である。
本発明の線材は、伸線加工性に優れる。
本発明者らは初めに、スチールコードやビードワイヤ、橋梁用ワイヤ等の素材に適した線材の化学組成を検討した。その結果、化学組成が、質量%で、C:0.70~1.20%、Si:0.10~1.50%、Mn:0.10~1.00%、P:0.020%以下、S:0.020%以下、Al:0.080%以下、N:0.0010~0.0100%、O:0.0050%以下、Cr:0~0.50%、Co:0~0.50%、Cu:0~0.50%、Ni:0~0.50%、Mo:0~0.20%、B:0~0.005%、W:0~0.20%、Ti:0~0.10%、Nb:0~0.10%、Sn:0~0.10%、As:0~0.050%、Sb:0~0.050%、V:0~0.10%、Ca:0~0.0050%、Mg:0~0.0050%、Zr:0~0.010%、及び、希土類元素:0~0.0050%、を含有し、残部がFe及び不純物であれば、スチールコードやビードワイヤ、橋梁用ワイヤ等の素材に適すると考えた。
本発明者らはさらに、上述の化学組成を満たす線材において、伸線加工性を高める手段を検討した。ここで、本発明者らは、特許文献1及び特許文献2で調整されている介在物やパーライトブロックサイズではなく、パーライトのラメラー間隔に注目した。特許文献3では、線材の二次元の断面でのミクロ組織観察で観察されたパーライトの「見かけ上のラメラー間隔」を求めている。
通常、ミクロ組織観察は、二次元の観察面で実施される。図1を参照して、観察面10において、ラメラーフェライト1及びラメラーセメンタイト2を含むパーライトを観察する場合、二次元平面である観察面10でのパーライト中の隣り合うラメラーセメンタイト2の間の最小距離である距離λaは「見かけ上のラメラー間隔λa」と定義される。
一方、三次元空間でのパーライト中の隣り合うラメラーセメンタイト2の間の最小距離である距離λtは、「真のラメラー間隔λt」と定義される。
通常、ミクロ組織観察は、二次元の観察面で実施される。図1を参照して、観察面10において、ラメラーフェライト1及びラメラーセメンタイト2を含むパーライトを観察する場合、二次元平面である観察面10でのパーライト中の隣り合うラメラーセメンタイト2の間の最小距離である距離λaは「見かけ上のラメラー間隔λa」と定義される。
一方、三次元空間でのパーライト中の隣り合うラメラーセメンタイト2の間の最小距離である距離λtは、「真のラメラー間隔λt」と定義される。
図1に示すとおり、見かけ上のラメラー間隔λaは、二次元平面である観察面10と、ラメラーフェライト1及びラメラーセメンタイト2の延在方向とがなす角度Φによって大きく変動する。そのため、多くの場合、見かけ上のラメラー間隔λaは、真のラメラー間隔λtと異なる値となる。特許文献3では、観察面中の見かけ上のラメラー間隔λaのうちラメラー間隔が小さい局所領域を選択して、その局所領域の見かけ上のラメラー間隔を求めている。しかしながら、そのような局所領域のみが伸線加工性に影響するのではなく、より広い範囲のラメラー間隔が伸線加工性に影響すると考えられる。以上の検討結果から、本発明者らは、見かけ上のラメラー間隔λaではなく、広範囲での真のラメラー間隔λtの分布が、伸線加工性に影響を与えると考えた。
そこで、本発明者らは、次の手法を用いれば、今まで検討されてこなかった、線材中の真のラメラー間隔λtの分布状況を、求めることができることを見出した。
[真のラメラー間隔λtの分布の測定方法について]
線材中のラメラー間隔λtの分布測定方法は、次の3つの手順で行う。
(手順1)走査型電子顕微鏡(SEM)観察像の取得
(手順2)見かけ上のラメラー間隔分布の測定
(手順3)真のラメラー間隔分布の測定
ここで、見かけ上のラメラー間隔λaとは、上述のとおり、二次元平面であるSEM観察像で観察される隣り合うラメラーセメンタイトの間の距離を意味する。真のラメラー間隔λtとは、三次元空間での実際のラメラーセメンタイト板間の距離を意味する。真のラメラー間隔λtは観察面10に表れないため、SEM観察像では観察できない。そこで、本実施形態では、数学的アプローチを用いて、見かけ上のラメラー間隔λaに基づいて、真のラメラー間隔λtを求めている。以下、各手順について説明する。
線材中のラメラー間隔λtの分布測定方法は、次の3つの手順で行う。
(手順1)走査型電子顕微鏡(SEM)観察像の取得
(手順2)見かけ上のラメラー間隔分布の測定
(手順3)真のラメラー間隔分布の測定
ここで、見かけ上のラメラー間隔λaとは、上述のとおり、二次元平面であるSEM観察像で観察される隣り合うラメラーセメンタイトの間の距離を意味する。真のラメラー間隔λtとは、三次元空間での実際のラメラーセメンタイト板間の距離を意味する。真のラメラー間隔λtは観察面10に表れないため、SEM観察像では観察できない。そこで、本実施形態では、数学的アプローチを用いて、見かけ上のラメラー間隔λaに基づいて、真のラメラー間隔λtを求めている。以下、各手順について説明する。
[(手順1)SEM観察像の取得]
線材を軸方向(長手方向)に垂直に切断し、その断面(線材の軸方向に垂直な断面)を観察面とする。図2は、観察面の一例を示す模式図である。観察面10に対して鏡面研磨を実施する。鏡面研磨後5分以内にピクラールを用いて観察面10を7秒程度エッチングして、観察面10にミクロ組織を現出させる。エッチング後の観察面10のうち、表層領域の4つの観察視野SA、及び中心領域の4つの観察視野CAで、加速電圧を15kvとし、2000倍の倍率でSEM観察を実施して、SEM画像を得る。具体的には、図2に示すとおり、観察面10のうち、表面から0.5mm深さ位置を中心とし、観察面10の周方向に5120ピクセル、径方向に3840ピクセルの矩形の観察視野SAを、観察面10の中心点C1周りに90°ピッチで4箇所選択する。観察視野SAの面積は周方向に60μm(5120ピクセル)、径方向に45μm(3840ピクセル)の矩形とする。以下、4つの観察視野SAを、表層領域の観察視野SAと称する。
線材を軸方向(長手方向)に垂直に切断し、その断面(線材の軸方向に垂直な断面)を観察面とする。図2は、観察面の一例を示す模式図である。観察面10に対して鏡面研磨を実施する。鏡面研磨後5分以内にピクラールを用いて観察面10を7秒程度エッチングして、観察面10にミクロ組織を現出させる。エッチング後の観察面10のうち、表層領域の4つの観察視野SA、及び中心領域の4つの観察視野CAで、加速電圧を15kvとし、2000倍の倍率でSEM観察を実施して、SEM画像を得る。具体的には、図2に示すとおり、観察面10のうち、表面から0.5mm深さ位置を中心とし、観察面10の周方向に5120ピクセル、径方向に3840ピクセルの矩形の観察視野SAを、観察面10の中心点C1周りに90°ピッチで4箇所選択する。観察視野SAの面積は周方向に60μm(5120ピクセル)、径方向に45μm(3840ピクセル)の矩形とする。以下、4つの観察視野SAを、表層領域の観察視野SAと称する。
さらに、観察面10の中心C1を中心とし、半径がD/8(Dは線材の直径)である円形領域である中心領域20から、任意の4箇所の観察視野CAを選定する。各観察視野CAは周方向に5120ピクセル、径方向に3840ピクセルの矩形とし、各観察視野CAの面積は周方向に60μm(5120ピクセル)、径方向に45μm(3840ピクセル)の矩形とする。なお、各観察視野CAの中心位置は、中心点C1から径方向にD/16の位置とする。以下、4つの観察視野CAを、中心領域の観察視野CAと称する。
なお、SEM装置は例えば、日本電子株式会社製の商品名JSM-7100Fを用いる。
なお、SEM装置は例えば、日本電子株式会社製の商品名JSM-7100Fを用いる。
[(手順2)見かけ上のラメラー間隔λaの分布の測定]
表層領域の観察視野SA及び中心領域の観察視野CAを用いて、表層領域及び中心領域での二次元平面のSEM画像から得られる見かけ上のラメラー間隔λaの分布を求める。
表層領域の観察視野SA及び中心領域の観察視野CAを用いて、表層領域及び中心領域での二次元平面のSEM画像から得られる見かけ上のラメラー間隔λaの分布を求める。
図3に示すとおり、各SEM画像(観察視野SA、観察視野CA)において、SEM画像を50ピクセル×50ピクセル(0.586μm×0.586μm)の微小区画30に分割する。なお、SEM画像は5120ピクセル×3840ピクセルであるため、SEM画像を微小区画30に分割すると、50ピクセル×50ピクセルにならない領域が生じる。これらの領域については、見かけ上のラメラー間隔λaの測定対象外とする。
図4は、微小区画30の一例を示す模式図である。各微小区画において、見かけ上のラメラー間隔λaを次の方法で求める。図4に示すとおり、微小区画の中心P0を通り、かつラメラーセメンタイト2との交点数が最大である線分のうち、L0={線分の長さ/(当該線分とラメラーセメンタイトとの交点数-1)}が最小となる線分SGを決定する。ここで、線分の長さは、当該線分とラメラーセメンタイト2との交点のうち最も離れた二つの交点P1及びP2の間の長さとする。決定された線分でのL0を、当該微小区画30での見かけ上のラメラー間隔λa(nm)とする。図4の例では、線分SGとラメラーセメンタイトとの交点数は「4」である。
なお、図5に示すとおり、微小区画30内の複数のラメラーセメンタイト2のうち、線状のラメラーセメンタイト2の両端点が微小区画30の辺と接していないラメラーセメンタイト2の個数割合NRが50%を超える。より具体的には、図5では、微小区画30内の7つのラメラーセメンタイト2のうち、両端点が微小区画の辺と接していないラメラーセメンタイト2は6つであるため、個数割合NRが86%(=6/7×100)である。このように、微小区画30内の複数のラメラーセメンタイト2のうち、ラメラーセメンタイト2の両端点が微小区画30の辺と接していないラメラーセメンタイト2の個数割合NRが50%を超える場合、その微小区画30は見かけ上のラメラー間隔λaの測定対象外とする。なお、図6では、個数割合NRが43%(=3/7×100)である。そのため、図6の微小区画30は、測定対象とする。
以上の方法により、表層領域での見かけ上のラメラー間隔λaの分布及び中心領域での見かけ上のラメラー間隔λaの分布を求める。
[(手順3)真のラメラー間隔分布の測定]
上述のとおり、二次元平面であるSEM画像から得られる見かけ上のラメラー間隔λaの分布は、線材中の真のラメラー間隔λtの分布とは異なる。そのため、手順2で求めた見かけ上のラメラー間隔λaの分布を、式(a)でフィッティングして、真のラメラー間隔λtの分布を求める。ここで、式(a)は、見かけ上のラメラー間隔λaの分布と真のラメラー間隔λtの分布との関係を示す式である。
上述のとおり、二次元平面であるSEM画像から得られる見かけ上のラメラー間隔λaの分布は、線材中の真のラメラー間隔λtの分布とは異なる。そのため、手順2で求めた見かけ上のラメラー間隔λaの分布を、式(a)でフィッティングして、真のラメラー間隔λtの分布を求める。ここで、式(a)は、見かけ上のラメラー間隔λaの分布と真のラメラー間隔λtの分布との関係を示す式である。
式(a)において、λaは見かけ上のラメラー間隔、λtは真のラメラー間隔、ρ(λa)は見かけ上のラメラー間隔の分布、G(λt)は真のラメラー間隔λtの分布である。G(λt)はガウス分布関数であり、式(b)で示される。式(b)中のA、B及びCは、フィッティングパラメータである。
上述のとおり、見かけ上のラメラー間隔λaは、図1に示すラメラー配向角度Φに依存する。そこで、見かけ上のラメラー間隔λaから真のラメラー間隔λtへの変換が必要となる。図1に示すとおり、見かけ上のラメラー間隔λaと真のラメラー間隔λtとは、式(1)を満たす。
さらに、Φ空間とλa空間の関係は式(2)で示される。
ρ(Φ)dΦ=ρ(λa)dλa (2)
ρ(Φ)dΦ=ρ(λa)dλa (2)
ここで、ρ(Φ)及びρ(λa)は確率密度関数である。見かけ上のラメラー間隔λaは観察面10に対して不規則(ランダム)であるため、ρ(λa)は、式(3)で示される。
ρ(λa)=const. (3)
ρ(λa)=const. (3)
式(1)~式(3)に基づいて、真のラメラー間隔λtが分布を持たない場合、見かけ上のラメラー間隔λaは式(4)で示される。
ここで、式(4)に対して真のラメラー間隔λtの分布G(λt)を考慮すると、見かけ上のラメラー間隔λaの分布は式(a)のとおり示される。ここで、真のラメラー間隔λtの分布G(λt)は正規分布であると仮定する。
表層領域の見かけ上のラメラー間隔λaの分布を式(a)でフィッティングすることにより、真のラメラー間隔λtの平均値LaveS(nm)(=B)、真のラメラー間隔λtの最大値LmaxS(nm)(=B+2.33C)、真のラメラー間隔λtの分布の半値全幅FWHMs(=2.35×C)が求まる。同様に、中心領域の見かけ上のラメラー間隔λaの分布を式(a)でフィッティングすることにより、真のラメラー間隔λtの分布の半値全幅FWHMcが求まる。
以上の手法で得られたラメラー間隔の分布状況と、線材に対して引張試験を実施して得られた絞り値との関係を調査した。その結果、上記方法で得られたラメラー間隔(真のラメラー間隔λt)の分布がシャープであるほど、つまり、ラメラー間隔の分布範囲が狭いほど、絞り値が高くなることを知見した。さらに検討した結果、線材において軸方向に垂直な円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置におけるラメラー間隔の平均値をLaveS(nm)とし、ラメラー間隔の最大値をLmaxS(nm)とするとき、LmaxS/LaveSが1.70以下であれば、伸線加工性が高まることを、本発明者らは見出した。
しかしながら、上記化学組成を満たす線材であって、かつ、LmaxS/LaveSが1.70以下であっても、依然として、優れた伸線加工性が得られない場合があった。そこで、本発明者らはさらに検討を行った。その結果、次の知見を得た。
線材の軸方向に垂直な円形断面のうち、表層では、上述のとおり、ラメラー間隔の分布範囲が狭いほど、伸線加工性が高まる。しかしながら、線材の軸方向に垂直な円形断面のうち、中心部ではむしろ、ラメラー間隔の分布範囲がある程度広い方が、優れた加工硬化性が得られる。この理由は定かではないが、次の理由が考えられる。
線材を伸線加工するとき、線材の表層にひずみが導入される。これにより、表層が加工硬化する。ここで、伸線加工性を高めるには、円形断面において、加工硬化が均一に進行するのが好ましい。加工硬化が不均一に進行すれば、円形断面中で硬さのばらつきが生じる。この場合、円形断面中で硬さの低い領域から局所的にき裂が発生及び進展し、破断に至る。一方、加工硬化が均一に進行すれば、円形断面中で硬さのばらつきが生じにくい。この場合、局所的なき裂の発生が抑制され、その結果、伸線加工性を高めることができる。
円形断面において加工硬化を均一に進行させるには、円形断面の中心領域のラメラー間隔の分布範囲を、表層領域のラメラー間隔の分布範囲よりも広くすることが有効である。つまり、中心領域のラメラー間隔の方が、表層領域のラメラー間隔よりもばらついていることが有効である。この場合、表層の加工硬化が中心領域に進行しやすくなり、円形断面での硬さ分布がより均一になる。その結果、線材において、優れた伸線加工性が得られる。
以上の知見に基づいて、本発明者らは、円形断面の表層領域でのラメラー間隔の分布と、中心領域でのラメラー間隔の分布と、伸線加工性との関係を調査した。その結果、円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置におけるラメラー間隔の半値全幅をFWHMs(nm)とし、線材の中心位置における前記ラメラー間隔の半値全幅をFWHMc(nm)とするとき、FWHMc/FWHMsが1.10~2.00であれば、優れた伸線加工性が得られることを見出した。
なお、手順1~手順3により、図5に示すような、個数割合NRが50%を超える微小区画30を測定対象外としても、図4及び図6に示すような、個数割合NRが50%以下の微小区画30を測定対象とすれば、得られる表層領域での真のラメラー間隔λtの平均値LaveS(nm)、最大値LmaxS(nm)及び半値全幅をFWHMs(nm)と、中心領域での真のラメラー間隔λtの半値全幅をFWHMc(nm)とは、伸線加工性とは良好な相関を示す。
以上の知見に基づいて完成した本発明の線材の要旨は次のとおりである。
第1の構成の線材は、化学組成が、質量%で、C:0.70~1.20%、Si:0.10~1.50%、Mn:0.10~1.00%、P:0.020%以下、S:0.020%以下、Al:0.080%以下、N:0.0010~0.0100%、O:0.0050%以下、Cr:0~0.50%、Co:0~0.50%、Cu:0~0.50%、Ni:0~0.50%、Mo:0~0.20%、B:0~0.005%、W:0~0.20%、Ti:0~0.10%、Nb:0~0.10%、Sn:0~0.10%、As:0~0.050%、Sb:0~0.050%、V:0~0.10%、Ca:0~0.0050%、Mg:0~0.0050%、Zr:0~0.010%、及び、希土類元素:0~0.0050%、を含有し、残部はFe及び不純物からなる。さらに、線材の軸方向に垂直な円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の平均値をLaveS(nm)とし、真のラメラー間隔の最大値をLmaxS(nm)とするとき、LmaxS/LaveSが1.70以下である。円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMs(nm)とし、線材の中心位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMc(nm)とするとき、FWHMc/FWHMsが1.10~2.00である。
第2の構成の線材は、第1の構成の線材であって、化学組成が、質量%で、Cr:0.01~0.50%、Co:0.01~0.50%、Cu:0.01~0.50%、Ni:0.01~0.50%、Mo:0.01~0.20%、B:0.001~0.005%、W:0.01~0.20%、Ti:0.01~0.10%、Nb:0.01~0.10%、Sn:0.01~0.10%、As:0.001~0.050%、Sb:0.001~0.050%、及び、V:0.01~0.10%、からなる群から選択される1種以上を含有する。
第3の構成の線材は、化学組成が、質量%で、C:0.70~1.20%、Si:0.10~1.50%、Mn:0.10~1.00%、P:0.020%以下、S:0.020%以下、Al:0.080%以下、N:0.0010~0.0100%、O:0.0050%以下、Cr:0~0.50%、Co:0~0.50%、Cu:0~0.50%、Ni:0~0.50%、Mo:0~0.20%、B:0~0.005%、W:0~0.20%、Ti:0~0.10%、Nb:0~0.10%、Sn:0~0.10%、V:0~0.10%、Ca:0~0.0050%、Mg:0~0.0050%、Zr:0~0.010%、及び、希土類元素:0~0.0050%、を含有し、残部はFe及び不純物からなる。さらに、線材の軸方向に垂直な円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の平均値をLaveS(nm)とし、真のラメラー間隔の最大値をLmaxS(nm)とするとき、LmaxS/LaveSが1.70以下である。円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMs(nm)とし、線材の中心位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMc(nm)とするとき、FWHMc/FWHMsが1.10~2.00である。
第4の構成の線材は、第3の構成の線材であって、化学組成が、質量%で、Cr:0.01~0.50%、Co:0.01~0.50%、Cu:0.01~0.50%、Ni:0.01~0.50%、Mo:0.01~0.20%、B:0.001~0.005%、W:0.01~0.20%、Ti:0.01~0.10%、Nb:0.01~0.10%、Sn:0.01~0.10%、及び、V:0.01~0.10%、からなる群から選択される1種以上を含有する。
第5の構成の線材は、第1~第4の構成の線材であって、化学組成が、質量%で、Ca:0.0001~0.0050%、Mg:0.0001~0.0050%、Zr:0.001~0.010%、及び、希土類元素:0.0001~0.0050%、からなる群から選択される1種以上を含有する。
以下、本実施形態による線材について詳述する。なお、元素に関する「%」は、特に断りがない限り、質量%を意味する。
[本実施形態の線材の特徴]
本実施形態の線材は、次の特徴1~特徴3を含む。
(特徴1)
化学組成が、質量%で、C:0.70~1.20%、Si:0.10~1.50%、Mn:0.10~1.00%、P:0.020%以下、S:0.020%以下、Al:0.080%以下、N:0.0010~0.0100%、O:0.0050%以下、Cr:0~0.50%、Co:0~0.50%、Cu:0~0.50%、Ni:0~0.50%、Mo:0~0.20%、B:0~0.005%、W:0~0.20%、Ti:0~0.10%、Nb:0~0.10%、Sn:0~0.10%、As:0~0.050%、Sb:0~0.050%、V:0~0.10%、Ca:0~0.0050%、Mg:0~0.0050%、Zr:0~0.010%、及び、希土類元素:0~0.0050%、を含有し、残部はFe及び不純物からなる。
(特徴2)
線材の軸方向に垂直な円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の平均値をLaveS(nm)とし、真のラメラー間隔の最大値をLmaxS(nm)とするとき、LmaxS/LaveSが1.70以下である。
(特徴3)
円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMs(nm)とし、線材の中心位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMc(nm)とするとき、FWHMc/FWHMsが1.10~2.00である。
以下、特徴1~特徴3について説明する。
本実施形態の線材は、次の特徴1~特徴3を含む。
(特徴1)
化学組成が、質量%で、C:0.70~1.20%、Si:0.10~1.50%、Mn:0.10~1.00%、P:0.020%以下、S:0.020%以下、Al:0.080%以下、N:0.0010~0.0100%、O:0.0050%以下、Cr:0~0.50%、Co:0~0.50%、Cu:0~0.50%、Ni:0~0.50%、Mo:0~0.20%、B:0~0.005%、W:0~0.20%、Ti:0~0.10%、Nb:0~0.10%、Sn:0~0.10%、As:0~0.050%、Sb:0~0.050%、V:0~0.10%、Ca:0~0.0050%、Mg:0~0.0050%、Zr:0~0.010%、及び、希土類元素:0~0.0050%、を含有し、残部はFe及び不純物からなる。
(特徴2)
線材の軸方向に垂直な円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の平均値をLaveS(nm)とし、真のラメラー間隔の最大値をLmaxS(nm)とするとき、LmaxS/LaveSが1.70以下である。
(特徴3)
円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMs(nm)とし、線材の中心位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMc(nm)とするとき、FWHMc/FWHMsが1.10~2.00である。
以下、特徴1~特徴3について説明する。
[(特徴1)化学組成について]
本実施形態の線材の化学組成は、次の元素を含有する。
本実施形態の線材の化学組成は、次の元素を含有する。
C:0.70~1.20%
炭素(C)は、線材の強度を高める。C含有量が0.70%未満である場合、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、C含有量が1.20%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、初析セメンタイトが過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、C含有量は0.70~1.20%である。
C含有量の好ましい下限は0.72%であり、さらに好ましくは0.78%であり、さらに好ましくは0.80%であり、さらに好ましくは0.82%である。
C含有量の好ましい上限は1.18%であり、さらに好ましくは1.12%であり、さらに好ましくは1.08%であり、さらに好ましくは1.05%である。
炭素(C)は、線材の強度を高める。C含有量が0.70%未満である場合、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、C含有量が1.20%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、初析セメンタイトが過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、C含有量は0.70~1.20%である。
C含有量の好ましい下限は0.72%であり、さらに好ましくは0.78%であり、さらに好ましくは0.80%であり、さらに好ましくは0.82%である。
C含有量の好ましい上限は1.18%であり、さらに好ましくは1.12%であり、さらに好ましくは1.08%であり、さらに好ましくは1.05%である。
Si:0.10~1.50%
シリコン(Si)は線材の強度を高める。Siはさらに、線材の製造工程中の製鋼工程において、鋼を脱酸する。Si含有量が0.10%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Si含有量が1.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼線の素材となる線材内でSiが偏析する。この場合、Siが偏析した領域にベイナイトが生成し、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Si含有量は0.10~1.50%である。
Si含有量の好ましい下限は0.15%であり、さらに好ましくは0.20%であり、さらに好ましくは0.25%である。
Si含有量の好ましい上限は1.42%であり、さらに好ましくは1.35%であり、さらに好ましくは1.00%であり、さらに好ましくは0.90%であり、さらに好ましくは0.80%である。
シリコン(Si)は線材の強度を高める。Siはさらに、線材の製造工程中の製鋼工程において、鋼を脱酸する。Si含有量が0.10%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Si含有量が1.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、鋼線の素材となる線材内でSiが偏析する。この場合、Siが偏析した領域にベイナイトが生成し、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Si含有量は0.10~1.50%である。
Si含有量の好ましい下限は0.15%であり、さらに好ましくは0.20%であり、さらに好ましくは0.25%である。
Si含有量の好ましい上限は1.42%であり、さらに好ましくは1.35%であり、さらに好ましくは1.00%であり、さらに好ましくは0.90%であり、さらに好ましくは0.80%である。
Mn:0.10~1.00%
マンガン(Mn)は、鋼材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Mnはさらに、鋼材中のSを固定して、線材の熱間加工性を高める。Mn含有量が0.10%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Mn含有量が1.00%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材内でMnが偏析する。この場合、Mnが偏析した領域にベイナイトが生成し、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Mn含有量は0.10~1.00%である。
Mn含有量の好ましい下限は0.12%であり、さらに好ましくは0.20%であり、さらに好ましくは0.25%である。
Mn含有量の好ましい上限は0.90%であり、さらに好ましくは0.85%であり、さらに好ましくは0.80%であり、さらに好ましくは0.70%である。
マンガン(Mn)は、鋼材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Mnはさらに、鋼材中のSを固定して、線材の熱間加工性を高める。Mn含有量が0.10%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、Mn含有量が1.00%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材内でMnが偏析する。この場合、Mnが偏析した領域にベイナイトが生成し、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Mn含有量は0.10~1.00%である。
Mn含有量の好ましい下限は0.12%であり、さらに好ましくは0.20%であり、さらに好ましくは0.25%である。
Mn含有量の好ましい上限は0.90%であり、さらに好ましくは0.85%であり、さらに好ましくは0.80%であり、さらに好ましくは0.70%である。
P:0.020%以下
燐(P)は不純物である。P含有量が0.020%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Pが粒界に偏析する。そのため、粒界が脆化して線材の伸線加工性が低下する。
したがって、P含有量は0.020%以下である。
P含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、P含有量の過剰な低減は、製造コストを高くする。したがって、通常の工業生産を考慮すれば、P含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.003%であり、さらに好ましくは0.005%である。
P含有量の好ましい上限は0.018%であり、さらに好ましくは0.016%であり、さらに好ましくは0.015%である。
燐(P)は不純物である。P含有量が0.020%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Pが粒界に偏析する。そのため、粒界が脆化して線材の伸線加工性が低下する。
したがって、P含有量は0.020%以下である。
P含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、P含有量の過剰な低減は、製造コストを高くする。したがって、通常の工業生産を考慮すれば、P含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.003%であり、さらに好ましくは0.005%である。
P含有量の好ましい上限は0.018%であり、さらに好ましくは0.016%であり、さらに好ましくは0.015%である。
S:0.020%以下
硫黄(S)は不純物である。S含有量が0.020%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Sが粒界に偏析する。さらに、粗大なMnSが過剰に生成する。そのため、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、S含有量は0.020%以下である。
S含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、S含有量の過剰な低減は、製造コストを高くする。したがって、通常の工業生産を考慮すれば、S含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%であり、さらに好ましくは0.003%である。
S含有量の好ましい上限は0.018%であり、さらに好ましくは0.016%であり、さらに好ましくは0.014%であり、さらに好ましくは0.010%であり、さらに好ましくは0.008%である。
硫黄(S)は不純物である。S含有量が0.020%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Sが粒界に偏析する。さらに、粗大なMnSが過剰に生成する。そのため、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、S含有量は0.020%以下である。
S含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、S含有量の過剰な低減は、製造コストを高くする。したがって、通常の工業生産を考慮すれば、S含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.002%であり、さらに好ましくは0.003%である。
S含有量の好ましい上限は0.018%であり、さらに好ましくは0.016%であり、さらに好ましくは0.014%であり、さらに好ましくは0.010%であり、さらに好ましくは0.008%である。
Al:0.080%以下
アルミニウム(Al)は、鋼を脱酸する。Alが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Al含有量が0.080%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Al含有量は0.080%以下である。
Al含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.003%であり、さらに好ましくは0.0007%である。
Al含有量の好ましい上限は0.075%であり、さらに好ましくは0.070%であり、さらに好ましくは0.065%であり、さらに好ましくは0.0060%ある。
アルミニウム(Al)は、鋼を脱酸する。Alが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。しかしながら、Al含有量が0.080%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Al含有量は0.080%以下である。
Al含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.001%であり、さらに好ましくは0.003%であり、さらに好ましくは0.0007%である。
Al含有量の好ましい上限は0.075%であり、さらに好ましくは0.070%であり、さらに好ましくは0.065%であり、さらに好ましくは0.0060%ある。
N:0.0010~0.0100%
窒素(N)は、線材を伸線加工するときに、転位を固着して伸線加工後の鋼線の強度を高める。N含有量が0.0010%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、N含有量が0.0100%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材中に窒化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、N含有量は0.0010~0.0100%である。
N含有量の好ましい下限は0.0015%であり、さらに好ましくは0.0020%であり、さらに好ましくは0.0025%である。
N含有量の好ましい上限は0.0090%であり、さらに好ましくは0.0080%であり、さらに好ましくは0.0070%であり、さらに好ましくは0.0060%ある。
窒素(N)は、線材を伸線加工するときに、転位を固着して伸線加工後の鋼線の強度を高める。N含有量が0.0010%未満であれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、上記効果が十分に得られない。
一方、N含有量が0.0100%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材中に窒化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、N含有量は0.0010~0.0100%である。
N含有量の好ましい下限は0.0015%であり、さらに好ましくは0.0020%であり、さらに好ましくは0.0025%である。
N含有量の好ましい上限は0.0090%であり、さらに好ましくは0.0080%であり、さらに好ましくは0.0070%であり、さらに好ましくは0.0060%ある。
O:0.0050%以下
酸素(O)は不純物である。O含有量が0.0050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材中に粗大な酸化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、O含有量は0.0050%以下である。
O含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、O含有量の過剰な低減は、製造コストを高くする。したがって、通常の工業生産を考慮すれば、O含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.0001%であり、さらに好ましくは0.0003%であり、さらに好ましくは0.0005%である。
O含有量の好ましい上限は0.0045%であり、さらに好ましくは0.0040%であり、さらに好ましくは0.0030%であり、さらに好ましくは0.0020%である。
酸素(O)は不純物である。O含有量が0.0050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材中に粗大な酸化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、O含有量は0.0050%以下である。
O含有量はなるべく低い方が好ましい。しかしながら、O含有量の過剰な低減は、製造コストを高くする。したがって、通常の工業生産を考慮すれば、O含有量の好ましい下限は0%超であり、さらに好ましくは0.0001%であり、さらに好ましくは0.0003%であり、さらに好ましくは0.0005%である。
O含有量の好ましい上限は0.0045%であり、さらに好ましくは0.0040%であり、さらに好ましくは0.0030%であり、さらに好ましくは0.0020%である。
本実施形態による線材の化学組成の残部は、Fe及び不純物からなる。ここで、化学組成における不純物とは、線材を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は製造環境などから混入されるものであって、意図せずに含有されるものであり、本実施形態による線材に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。
[任意元素(Optional Elements)について]
本実施形態の線材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Cr:0~0.50%、Co:0~0.50%、Cu:0~0.50%、Ni:0~0.50%、Mo:0~0.20%、B:0~0.005%、W:0~0.20%、Ti:0~0.10%、Nb:0~0.10%、Sn:0~0.10%、As:0~0.050%、Sb:0~0.050%、V:0~0.10%、Ca:0~0.0050%、Mg:0~0.0050%、Zr:0~0.010%、及び、希土類元素:0~0.0050%、からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素である。以下、各任意元素について説明する。
本実施形態の線材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Cr:0~0.50%、Co:0~0.50%、Cu:0~0.50%、Ni:0~0.50%、Mo:0~0.20%、B:0~0.005%、W:0~0.20%、Ti:0~0.10%、Nb:0~0.10%、Sn:0~0.10%、As:0~0.050%、Sb:0~0.050%、V:0~0.10%、Ca:0~0.0050%、Mg:0~0.0050%、Zr:0~0.010%、及び、希土類元素:0~0.0050%、からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。これらの元素はいずれも任意元素である。以下、各任意元素について説明する。
[第1群:Cr、Co、Cu、Ni、Mo、B、W、Ti、Nb、Sn、As、Sb及びV]
本実施形態の線材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Cr、Co、Cu、Ni、Mo、B、W、Ti、Nb、Sn、As、Sb及びV、からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。これらの元素は任意元素であり、いずれも、鋼材の焼入れ性を高める。
本実施形態の線材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Cr、Co、Cu、Ni、Mo、B、W、Ti、Nb、Sn、As、Sb及びV、からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。これらの元素は任意元素であり、いずれも、鋼材の焼入れ性を高める。
Cr:0~0.50%
クロム(Cr)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Cr含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Cr含有量が0%超である場合、Crは鋼材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Crが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Cr含有量が0.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材内にCrが偏析する。この場合、Crが偏析した領域にベイナイトが生成し、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Cr含有量は0~0.50%であ。
Cr含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.08%である。
Cr含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.35%であり、さらに好ましくは0.30%である。
クロム(Cr)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Cr含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Cr含有量が0%超である場合、Crは鋼材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Crが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Cr含有量が0.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材内にCrが偏析する。この場合、Crが偏析した領域にベイナイトが生成し、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Cr含有量は0~0.50%であ。
Cr含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.08%である。
Cr含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.35%であり、さらに好ましくは0.30%である。
Co:0~0.50%
コバルト(Co)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Co含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Co含有量が0%超である場合、Coは鋼材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Coが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Co含有量が0.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の硬さが過剰に高まり、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Co含有量は0~0.50%である。
Co含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.08%である。
Co含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.35%であり、さらに好ましくは0.30%であり、さらに好ましくは0.20%である。
コバルト(Co)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Co含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Co含有量が0%超である場合、Coは鋼材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Coが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Co含有量が0.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の硬さが過剰に高まり、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Co含有量は0~0.50%である。
Co含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.08%である。
Co含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.35%であり、さらに好ましくは0.30%であり、さらに好ましくは0.20%である。
Cu:0~0.50%
銅(Cu)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Cu含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Cu含有量が0%超である場合、Cuは鋼材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Cuが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Cu含有量が0.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の硬さが過剰に高まり、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Cu含有量は0~0.50%である。
Cu含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは0.15%である。
Cu含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.35%であり、さらに好ましくは0.30%であり、さらに好ましくは0.25%である。
銅(Cu)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Cu含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Cu含有量が0%超である場合、Cuは鋼材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Cuが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Cu含有量が0.50%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の硬さが過剰に高まり、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Cu含有量は0~0.50%である。
Cu含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは0.15%である。
Cu含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.35%であり、さらに好ましくは0.30%であり、さらに好ましくは0.25%である。
Ni:0~0.50%
ニッケル(Ni)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ni含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Ni含有量が0%超である場合、Niは、鋼材の焼入れ性を高める。Niはさらに、線材の製造工程でのオーステナイト温度域からの冷却時に、初析セメンタイト及び粒界フェライトの変態を遅延させる。これにより、パーライトラメラーが微細に形成される。その結果、線材の伸線加工性を十分に維持しつつ、線材を素材として製造される鋼線の強度を高める。Niが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ni含有量が0.50%を超えれば、鋼材の焼入れ性が過剰に高くなる。この場合、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材内にベイナイトが生成し、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Ni含有量は0~0.50%である。
Ni含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.08%である。
Ni含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.35%であり、さらに好ましくは0.30%であり、さらに好ましくは0.25%である。
ニッケル(Ni)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ni含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Ni含有量が0%超である場合、Niは、鋼材の焼入れ性を高める。Niはさらに、線材の製造工程でのオーステナイト温度域からの冷却時に、初析セメンタイト及び粒界フェライトの変態を遅延させる。これにより、パーライトラメラーが微細に形成される。その結果、線材の伸線加工性を十分に維持しつつ、線材を素材として製造される鋼線の強度を高める。Niが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ni含有量が0.50%を超えれば、鋼材の焼入れ性が過剰に高くなる。この場合、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材内にベイナイトが生成し、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Ni含有量は0~0.50%である。
Ni含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.08%である。
Ni含有量の好ましい上限は0.45%であり、さらに好ましくは0.40%であり、さらに好ましくは0.35%であり、さらに好ましくは0.30%であり、さらに好ましくは0.25%である。
Mo:0~0.20%
モリブデン(Mo)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Mo含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Mo含有量が0%超である場合、Moは線材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Moが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Mo含有量が0.20%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の製造工程において、鋼材の熱間加工性が低下する。
したがって、Mo含有量は0~0.20%である。
Mo含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.05%である。
Mo含有量の好ましい上限は0.18%であり、さらに好ましくは0.16%であり、さらに好ましくは0.14%であり、さらに好ましくは0.12%であり、さらに好ましくは0.10%である。
モリブデン(Mo)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Mo含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Mo含有量が0%超である場合、Moは線材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Moが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Mo含有量が0.20%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の製造工程において、鋼材の熱間加工性が低下する。
したがって、Mo含有量は0~0.20%である。
Mo含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.05%である。
Mo含有量の好ましい上限は0.18%であり、さらに好ましくは0.16%であり、さらに好ましくは0.14%であり、さらに好ましくは0.12%であり、さらに好ましくは0.10%である。
B:0~0.005%
ボロン(B)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、B含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、B含有量が0%超である場合、Bは線材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Bが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、B含有量が0.005%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の製造工程において、鋼材の熱間加工性が低下する。
したがって、B含有量は0~0.005%である。
B含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。
B含有量の好ましい上限は0.004%であり、さらに好ましくは0.003%であり、さらに好ましくは0.002%である。
ボロン(B)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、B含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、B含有量が0%超である場合、Bは線材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Bが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、B含有量が0.005%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の製造工程において、鋼材の熱間加工性が低下する。
したがって、B含有量は0~0.005%である。
B含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%である。
B含有量の好ましい上限は0.004%であり、さらに好ましくは0.003%であり、さらに好ましくは0.002%である。
W:0~0.20%
タングステン(W)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、W含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、W含有量が0%超である場合、Wは線材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Wが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、W含有量が0.20%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の製造工程において、鋼材の熱間加工性が低下する。
したがって、W含有量は0~0.20%である。
W含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.08%である。
W含有量の好ましい上限は0.18%であり、さらに好ましくは0.16%であり、さらに好ましくは0.14%であり、さらに好ましくは0.12%であり、さらに好ましくは0.10%である。
タングステン(W)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、W含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、W含有量が0%超である場合、Wは線材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Wが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、W含有量が0.20%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の製造工程において、鋼材の熱間加工性が低下する。
したがって、W含有量は0~0.20%である。
W含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.03%であり、さらに好ましくは0.05%であり、さらに好ましくは0.08%である。
W含有量の好ましい上限は0.18%であり、さらに好ましくは0.16%であり、さらに好ましくは0.14%であり、さらに好ましくは0.12%であり、さらに好ましくは0.10%である。
Ti:0~0.10%
チタン(Ti)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ti含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Ti含有量が0%超である場合、Tiは線材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Tiが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ti含有量が0.10%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の製造工程において、鋼材の熱間加工性が低下する。
したがって、Ti含有量は0~0.10%である。
Ti含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.02%であり、さらに好ましくは0.03%である。
Ti含有量の好ましい上限は0.09%であり、さらに好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは0.07%であり、さらに好ましくは0.05%である。
チタン(Ti)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ti含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Ti含有量が0%超である場合、Tiは線材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Tiが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ti含有量が0.10%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の製造工程において、鋼材の熱間加工性が低下する。
したがって、Ti含有量は0~0.10%である。
Ti含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.02%であり、さらに好ましくは0.03%である。
Ti含有量の好ましい上限は0.09%であり、さらに好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは0.07%であり、さらに好ましくは0.05%である。
Nb:0~0.10%
ニオブ(Nb)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Nb含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Nb含有量が0%超である場合、Nbは線材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Nbが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Nb含有量が0.10%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の製造工程において、鋼材の熱間加工性が低下する。
したがって、Nb含有量は0~0.10%である。
Nb含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.02%であり、さらに好ましくは0.03%である。
Nb含有量の好ましい上限は0.09%であり、さらに好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは0.07%であり、さらに好ましくは0.05%である。
ニオブ(Nb)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Nb含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Nb含有量が0%超である場合、Nbは線材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Nbが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Nb含有量が0.10%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の製造工程において、鋼材の熱間加工性が低下する。
したがって、Nb含有量は0~0.10%である。
Nb含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.02%であり、さらに好ましくは0.03%である。
Nb含有量の好ましい上限は0.09%であり、さらに好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは0.07%であり、さらに好ましくは0.05%である。
Sn:0~0.10%
すず(Sn)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Sn含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Sn含有量が0%超である場合、Snは、熱間加工時に生じるフェライト脱炭を抑制し、線材の強度の低下を抑制する。Snが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Sn含有量が0.10%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Snが粒界に偏析して赤熱脆化が発生する。この場合、線材の熱間加工性が低下する。
したがって、Sn含有量は0~0.10%である。
Sn含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.02%であり、さらに好ましくは0.03%である。
Sn含有量の好ましい上限は0.09%であり、さらに好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは0.07%である。
すず(Sn)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Sn含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Sn含有量が0%超である場合、Snは、熱間加工時に生じるフェライト脱炭を抑制し、線材の強度の低下を抑制する。Snが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Sn含有量が0.10%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、Snが粒界に偏析して赤熱脆化が発生する。この場合、線材の熱間加工性が低下する。
したがって、Sn含有量は0~0.10%である。
Sn含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.02%であり、さらに好ましくは0.03%である。
Sn含有量の好ましい上限は0.09%であり、さらに好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは0.07%である。
As:0~0.050%
ヒ素(As)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、As含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、As含有量が0%超である場合、Asは線材の強度を高める。Asが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、As含有量が0.050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の熱間加工性が低下する。
したがって、As含有量は0~0.050%である。
As含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.005%であり、さらに好ましくは0.010%である。
As含有量の好ましい上限は0.049%であり、さらに好ましくは0.040%であり、さらに好ましくは0.030%である。
ヒ素(As)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、As含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、As含有量が0%超である場合、Asは線材の強度を高める。Asが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、As含有量が0.050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の熱間加工性が低下する。
したがって、As含有量は0~0.050%である。
As含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.005%であり、さらに好ましくは0.010%である。
As含有量の好ましい上限は0.049%であり、さらに好ましくは0.040%であり、さらに好ましくは0.030%である。
Sb:0~0.050%
アンチモン(Sb)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Sb含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Sb含有量が0%超である場合、Sbは線材の強度を高める。Sbが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Sb含有量が0.050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の熱間加工性が低下する。
したがって、Sb含有量は0~0.050%である。
Sb含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.005%であり、さらに好ましくは0.010%である。
Sb含有量の好ましい上限は0.049%であり、さらに好ましくは0.040%であり、さらに好ましくは0.030%である。
アンチモン(Sb)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Sb含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Sb含有量が0%超である場合、Sbは線材の強度を高める。Sbが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Sb含有量が0.050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の熱間加工性が低下する。
したがって、Sb含有量は0~0.050%である。
Sb含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.005%であり、さらに好ましくは0.010%である。
Sb含有量の好ましい上限は0.049%であり、さらに好ましくは0.040%であり、さらに好ましくは0.030%である。
V:0~0.10%
バナジウム(V)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、V含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、V含有量が0%超である場合、Vは線材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Vが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、V含有量が0.10%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、V含有量は0~0.10%である。
V含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.02%であり、さらに好ましくは0.03%である。
V含有量の好ましい上限は0.09%であり、さらに好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは0.07%である。
バナジウム(V)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、V含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、V含有量が0%超である場合、Vは線材の焼入れ性を高め、線材の強度を高める。Vが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、V含有量が0.10%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、V含有量は0~0.10%である。
V含有量の好ましい下限は0.01%であり、さらに好ましくは0.02%であり、さらに好ましくは0.03%である。
V含有量の好ましい上限は0.09%であり、さらに好ましくは0.08%であり、さらに好ましくは0.07%である。
[第2群:Ca、Mg、Zr及び希土類元素(REM)]
本実施形態の線材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Ca、Mg、Zr及び希土類元素(REM)、からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。これらの元素は任意元素であり、いずれも、線材の延性を高める。
本実施形態の線材の化学組成はさらに、Feの一部に代えて、Ca、Mg、Zr及び希土類元素(REM)、からなる群から選択される1種以上を含有してもよい。これらの元素は任意元素であり、いずれも、線材の延性を高める。
Ca:0~0.0050%
カルシウム(Ca)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ca含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Ca含有量が0%超である場合、Caは硬質なアルミナ系介在物を低減し、線材の延性を高める。Caが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ca含有量が0.0050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Ca含有量は0~0.0050%である。
Ca含有量の好ましい下限は0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%であり、さらに好ましくは0.0008%である。
Ca含有量の好ましい上限は0.0045%であり、さらに好ましくは0.0040%であり、さらに好ましくは0.0035%であり、さらに好ましくは0.0030%であり、さらに好ましくは0.0025%であり、さらに好ましくは0.0020%である。
カルシウム(Ca)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Ca含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Ca含有量が0%超である場合、Caは硬質なアルミナ系介在物を低減し、線材の延性を高める。Caが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Ca含有量が0.0050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Ca含有量は0~0.0050%である。
Ca含有量の好ましい下限は0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%であり、さらに好ましくは0.0008%である。
Ca含有量の好ましい上限は0.0045%であり、さらに好ましくは0.0040%であり、さらに好ましくは0.0035%であり、さらに好ましくは0.0030%であり、さらに好ましくは0.0025%であり、さらに好ましくは0.0020%である。
Mg:0~0.0050%
マグネシウム(Mg)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Mg含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Mg含有量が0%超である場合、Mgは微細な酸化物を形成する。微細な酸化物は、線材の組織を微細化し、線材の延性を高める。Mgが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Mg含有量が0.0050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Mg含有量は0~0.0050%である。
Mg含有量の好ましい下限は0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%であり、さらに好ましくは0.0008%である。
Mg含有量の好ましい上限は0.0045%であり、さらに好ましくは0.0040%であり、さらに好ましくは0.0035%であり、さらに好ましくは0.0030%であり、さらに好ましくは0.0025%である。
マグネシウム(Mg)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Mg含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Mg含有量が0%超である場合、Mgは微細な酸化物を形成する。微細な酸化物は、線材の組織を微細化し、線材の延性を高める。Mgが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Mg含有量が0.0050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Mg含有量は0~0.0050%である。
Mg含有量の好ましい下限は0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%であり、さらに好ましくは0.0008%である。
Mg含有量の好ましい上限は0.0045%であり、さらに好ましくは0.0040%であり、さらに好ましくは0.0035%であり、さらに好ましくは0.0030%であり、さらに好ましくは0.0025%である。
Zr:0~0.010%
ジルコニウム(Zr)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Zr含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Zr含有量が0%超である場合、Zrは微細な酸化物を形成する。微細な酸化物は、線材の組織を微細化し、線材の延性を高める。Zrが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Zr含有量が0.010%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Zr含有量は0~0.010%である。
Zr含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%であり、さらに好ましくは0.003%である。
Zr含有量の好ましい上限は0.009%であり、さらに好ましくは0.008%であり、さらに好ましくは0.007%である。
ジルコニウム(Zr)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、Zr含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、Zr含有量が0%超である場合、Zrは微細な酸化物を形成する。微細な酸化物は、線材の組織を微細化し、線材の延性を高める。Zrが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、Zr含有量が0.010%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、Zr含有量は0~0.010%である。
Zr含有量の好ましい下限は0.001%であり、さらに好ましくは0.002%であり、さらに好ましくは0.003%である。
Zr含有量の好ましい上限は0.009%であり、さらに好ましくは0.008%であり、さらに好ましくは0.007%である。
希土類元素:0~0.0050%
希土類元素(REM)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、REM含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、REM含有量が0%超である場合、REMは微細な硫化物を形成してSを無害化する。そのため、線材の延性が高まる。REMが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、REM含有量が0.0050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、REM含有量は0~0.0050%である。
REM含有量の好ましい下限は0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%であり、さらに好ましくは0.0008%であり、さらに好ましくは0.0013%であり、さらに好ましくは0.0018%である。
REM含有量の好ましい上限は0.0045%であり、さらに好ましくは0.0040%であり、さらに好ましくは0.0035%であり、さらに好ましくは0.0030%である。
希土類元素(REM)は任意元素であり、含有されなくてもよい。つまり、REM含有量は0%であってもよい。
含有される場合、つまり、REM含有量が0%超である場合、REMは微細な硫化物を形成してSを無害化する。そのため、線材の延性が高まる。REMが少しでも含有されれば、上記効果がある程度得られる。
しかしながら、REM含有量が0.0050%を超えれば、他の元素含有量が本実施形態の範囲内であっても、粗大な酸化物が過剰に生成する。この場合、線材の伸線加工性が低下する。
したがって、REM含有量は0~0.0050%である。
REM含有量の好ましい下限は0.0001%であり、さらに好ましくは0.0005%であり、さらに好ましくは0.0008%であり、さらに好ましくは0.0013%であり、さらに好ましくは0.0018%である。
REM含有量の好ましい上限は0.0045%であり、さらに好ましくは0.0040%であり、さらに好ましくは0.0035%であり、さらに好ましくは0.0030%である。
本明細書におけるREMとは、原子番号21番のスカンジウム(Sc)、原子番号39番のイットリウム(Y)、及び、ランタノイドである原子番号57番のランタン(La)~原子番号71番のルテチウム(Lu)からなる群から選択される1種以上の元素を意味する。また、本明細書におけるREM含有量とは、これら元素の合計含有量を意味する。
[(特徴2)LmaxS/LaveSについて]
本実施形態の線材ではさらに、線材において軸方向に垂直な円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の平均値をLaveS(nm)とし、真のラメラー間隔の最大値をLmaxS(nm)とするとき、LmaxS/LaveSが1.70以下である。線材の表層において、LmaxS/LaveSが1.70以下であれば、線材の伸線加工性が高まる。
本実施形態の線材ではさらに、線材において軸方向に垂直な円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の平均値をLaveS(nm)とし、真のラメラー間隔の最大値をLmaxS(nm)とするとき、LmaxS/LaveSが1.70以下である。線材の表層において、LmaxS/LaveSが1.70以下であれば、線材の伸線加工性が高まる。
LmaxS/LaveSの好ましい上限は1.65であり、さらに好ましくは1.60であり、さらに好ましくは1.55であり、さらに好ましくは1.50である。
LmaxS/LaveSの下限は特に限定されない。LmaxS/LaveSの下限は例えば1.20であり、例えば1.10であり、例えば1.00である。
LmaxS/LaveSの下限は特に限定されない。LmaxS/LaveSの下限は例えば1.20であり、例えば1.10であり、例えば1.00である。
[(特徴3)FWHMc/FWHMsについて]
本実施形態の線材ではさらに、円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMs(nm)とし、線材の中心位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMc(nm)とするとき、FWHMc/FWHMsが1.10~2.00である。
本実施形態の線材ではさらに、円形断面のうち、線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMs(nm)とし、線材の中心位置における真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMc(nm)とするとき、FWHMc/FWHMsが1.10~2.00である。
FWHMc/FWHMsが1.10~2.00であれば、線材の円形断面の中心領域のラメラー間隔の分布範囲が、表層のラメラー間隔の分布範囲よりも十分に広い。そのため、表層の加工硬化が中心部に進行しやすくなり、円形断面での硬さ分布がより均一になる。その結果、線材の伸線加工性が高まる。
FWHMc/FWHMsの好ましい下限は1.12であり、さらに好ましくは1.15であり、さらに好ましくは1.20であり、さらに好ましくは1.25である。
FWHMc/FWHMsの好ましい上限は1.90であり、さらに好ましくは1.80であり、さらに好ましくは1.70であり、さらに好ましくは1.65である。
FWHMc/FWHMsの好ましい上限は1.90であり、さらに好ましくは1.80であり、さらに好ましくは1.70であり、さらに好ましくは1.65である。
[LaveS、LmaxS、FWHMc、及び、FWHMsの測定方法]
LaveS、LmaxS、FWHMc、及び、FWHMsは、上述の[真のラメラー間隔λtの分布の測定方法について]の手順1~手順3を実施することにより、求めることができる。
LaveS、LmaxS、FWHMc、及び、FWHMsは、上述の[真のラメラー間隔λtの分布の測定方法について]の手順1~手順3を実施することにより、求めることができる。
[本実施形態の線材の効果]
本実施形態の線材は、特徴1~特徴3を満たす。そのため、本実施形態の線材では、ラメラー間隔の分布状況を規定することにより優れた伸線加工性を得られる。
本実施形態の線材は、特徴1~特徴3を満たす。そのため、本実施形態の線材では、ラメラー間隔の分布状況を規定することにより優れた伸線加工性を得られる。
[本実施形態の線材のミクロ組織]
本実施形態の線材のミクロ組織において、パーライト面積率は95%以上である。つまり、本実施形態の線材のミクロ組織は実質的にパーライトからなる。ミクロ組織のうち、パーライト以外のミクロ組織は例えば、フェライト、初析セメンタイト、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択される1種以上からなる。
本実施形態の線材のミクロ組織において、パーライト面積率は95%以上である。つまり、本実施形態の線材のミクロ組織は実質的にパーライトからなる。ミクロ組織のうち、パーライト以外のミクロ組織は例えば、フェライト、初析セメンタイト、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択される1種以上からなる。
[パーライト面積率の測定方法]
本実施形態の線材のミクロ組織におけるパーライト面積率は次の方法で求める。
本実施形態の線材のミクロ組織におけるパーライト面積率は次の方法で求める。
線材の中心軸に平行な断面を観察面とする試験片を採取する。試験片の観察面を鏡面研磨する。鏡面研磨後5分以内にピクラールを用いて観察面を7秒程度エッチングして、観察面にミクロ組織を現出させる。エッチング後の観察面のうち、線材の中心軸を含み、径方向に50μm、軸方向に40μmの矩形の観察視野を4つ選択する。4つの観察視野は軸方向に100μmピッチで配列している。なお、観察視野の径方向の中心に、線材の中心軸が配置される。
各観察視野に対して、電解放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM:Field Emission Scanning Electron Microscope)を用いて、2000倍の倍率で観察し、写真画像を生成する。
各観察視野に対して、電解放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM:Field Emission Scanning Electron Microscope)を用いて、2000倍の倍率で観察し、写真画像を生成する。
各観察視野の写真画像のコントラスト及び形態に基づいて、パーライト組織と、それ以外の組織(フェライト、初析セメンタイト、ベイナイト及びマルテンサイト)とを特定する。観察視野において明度が低い黒色のフェライトと明度の高い白色のセメンタイトとからなる縞模様の組織を、パーライト組織と認定する。パーライト以外の組織の区別は不要であるが、例えば黒色の結晶粒であって、粒内にサブ組織が観察されない領域はフェライト組織である。
4つの観察視野で認定されたパーライトの総面積と、4つの観察視野の総面積とに基づいて、パーライト面積率(%)を求める。パーライトの面積率(%)は、得られた値の小数第一位を四捨五入した整数とする。
[本実施形態の線材を適用可能な用途]
本実施形態の線材は例えば、伸線加工して製造される鋼線の素材として広く適用可能である。鋼線は例えば、ビードワイヤ、スチールコード、橋梁用ワイヤ及びワイヤロープ等に適用可能である。
本実施形態の線材は例えば、伸線加工して製造される鋼線の素材として広く適用可能である。鋼線は例えば、ビードワイヤ、スチールコード、橋梁用ワイヤ及びワイヤロープ等に適用可能である。
[本実施形態の線材の軸方向に垂直な断面形状]
本実施形態の線材の軸方向に垂直な断面は例えば、円形状である。本実施形態の線材の線径は特に限定されない。線材の線径(直径)は例えば3.0~8.0mmである。なお、本実施形態の線材を素材として製造される鋼線の線径(直径)は例えば0.8~3.0mmである。なお、上述の「円形状」とは、真円だけでなく、例えば、JIS G 3506(2017)「硬鋼線材」の7.b)の表3に規定された偏径差(0.64mm以下)を満たす円形状も含む。
本実施形態の線材の軸方向に垂直な断面は例えば、円形状である。本実施形態の線材の線径は特に限定されない。線材の線径(直径)は例えば3.0~8.0mmである。なお、本実施形態の線材を素材として製造される鋼線の線径(直径)は例えば0.8~3.0mmである。なお、上述の「円形状」とは、真円だけでなく、例えば、JIS G 3506(2017)「硬鋼線材」の7.b)の表3に規定された偏径差(0.64mm以下)を満たす円形状も含む。
[本実施形態の線材の製造方法の一例]
本実施形態の線材の製造方法の一例を説明する。以降に説明する線材の製造方法は、本実施形態の線材を製造するための一例である。したがって、上述の構成を有する線材は、以降に説明する製造方法以外の他の製造方法により製造されてもよい。しかしながら、以降に説明する製造方法は、本実施形態の線材の製造方法の好ましい一例である。
本実施形態の線材の製造方法の一例を説明する。以降に説明する線材の製造方法は、本実施形態の線材を製造するための一例である。したがって、上述の構成を有する線材は、以降に説明する製造方法以外の他の製造方法により製造されてもよい。しかしながら、以降に説明する製造方法は、本実施形態の線材の製造方法の好ましい一例である。
本実施形態の線材の製造方法の一例は、次の工程を含む。
(工程1)素材準備工程
(工程2)分塊圧延工程
(工程3)仕上げ圧延工程
以下、各工程について説明する。
(工程1)素材準備工程
(工程2)分塊圧延工程
(工程3)仕上げ圧延工程
以下、各工程について説明する。
[(工程1)素材準備工程]
素材準備工程では、本実施形態の線材の素材を準備する。具体的には、化学組成が特徴1を満たす溶鋼を製造する。精錬方法は特に限定されず、周知の方法を用いればよい。例えば、周知の方法で製造された溶銑に対して転炉での精錬(一次精錬)を実施する。転炉から出鋼した溶鋼に対して、周知の二次精錬を実施する。以上の工程により、特徴1を満たす化学組成の溶鋼を製造する。
素材準備工程では、本実施形態の線材の素材を準備する。具体的には、化学組成が特徴1を満たす溶鋼を製造する。精錬方法は特に限定されず、周知の方法を用いればよい。例えば、周知の方法で製造された溶銑に対して転炉での精錬(一次精錬)を実施する。転炉から出鋼した溶鋼に対して、周知の二次精錬を実施する。以上の工程により、特徴1を満たす化学組成の溶鋼を製造する。
製造された溶鋼を用いて、周知の鋳造法により素材を製造する。例えば、溶鋼を用いて造塊法によりインゴットを製造してもよい。また、溶鋼を用いて連続鋳造法によりブルームを製造してもよい。以上の方法により、素材(インゴット又はブルーム)を製造する。
[(工程2)分塊圧延工程]
分塊圧延工程では、素材準備工程で準備された素材(インゴット又はブルーム)に対して分塊圧延を実施して、ビレットを製造する。
分塊圧延工程では、素材準備工程で準備された素材(インゴット又はブルーム)に対して分塊圧延を実施して、ビレットを製造する。
分塊圧延工程では、初めに、周知の方法で加熱炉を用いて素材を加熱する。加熱温度は特に限定されない。加熱温度は周知の温度で足りる。加熱温度は例えば、1000~1200℃である。
加熱後の素材を、分塊圧延機、又は、分塊圧延機及び連続圧延機を用いて熱間圧延(粗圧延)して、ビレットを製造する。具体的には、加熱された素材を、分塊圧延機を用いてリバース圧延して、ビレットを製造する。分塊圧延機の下流に周知の連続圧延機が配置されている場合、分塊圧延後のビレットに対してさらに、連続圧延機を用いてタンデム圧延を実施して、さらにサイズの小さいビレットを製造してもよい。
分塊圧延工程において、熱間圧延後のビレットの冷却条件は次のとおりである。
(条件1)700~670℃での冷却速度を0.50℃/秒以下とする。
(条件1)700~670℃での冷却速度を0.50℃/秒以下とする。
分塊圧延工程において、熱間圧延後の700~670℃の温度域でビレット中にパーライトが生成する。700~670℃での冷却速度が0.50℃/秒を超えれば、冷却速度が速すぎる。この場合、製造された線材の中心領域のパーライトのラメラー間隔と、表層のパーライトのラメラー間隔との差がそれほど大きくならない。その結果、FWHMc/FWHMsが1.10未満となる。
分塊圧延工程での700~670℃での冷却速度を0.50℃/秒以下の徐冷とすれば、ビレットの中心部において、Mn偏析(中心偏析)が適度に形成される。この中心偏析により、仕上げ圧延工程の線材の中心領域において、真のラメラー間隔λtが広くなり、ラメラー間隔λtの分布がブロードになる。その結果、FWHMc/FWHMsが適切な範囲となる。
[(工程3)仕上げ圧延工程]
仕上げ圧延工程では、分塊圧延工程で製造されたビレットに対して仕上げ圧延を実施して、線材を製造する。仕上げ圧延工程は、次の工程を含む。
(工程31)加熱工程
(工程32)圧延工程
以下、仕上げ圧延工程での加熱工程及び圧延工程について説明する。
仕上げ圧延工程では、分塊圧延工程で製造されたビレットに対して仕上げ圧延を実施して、線材を製造する。仕上げ圧延工程は、次の工程を含む。
(工程31)加熱工程
(工程32)圧延工程
以下、仕上げ圧延工程での加熱工程及び圧延工程について説明する。
[(工程31)加熱工程]
加熱工程では、分塊圧延工程で製造されたビレットを、加熱炉を用いて加熱する。加熱温度は900~1150℃とする。
加熱工程では、分塊圧延工程で製造されたビレットを、加熱炉を用いて加熱する。加熱温度は900~1150℃とする。
[(工程32)圧延工程]
圧延工程では、加熱工程で加熱されたビレットに対して、連続圧延機を用いた仕上げ圧延(連続圧延)を実施して、線材を製造する。連続圧延機は、上流から下流に一列に配列された複数の圧延スタンドを含む。各圧延スタンドは一対のワークロールを含む。各ワークロールにはカリバーが形成されており、一対のワークロールのカリバーで孔型を形成する。
圧延工程では、加熱工程で加熱されたビレットに対して、連続圧延機を用いた仕上げ圧延(連続圧延)を実施して、線材を製造する。連続圧延機は、上流から下流に一列に配列された複数の圧延スタンドを含む。各圧延スタンドは一対のワークロールを含む。各ワークロールにはカリバーが形成されており、一対のワークロールのカリバーで孔型を形成する。
圧延工程ではさらに、次の条件を満たす。
(条件2)仕上げ圧延温度を910~1150℃にする。
(条件3)最終仕上げ圧延直後から0.5秒以内に水冷を開始する。
以下、条件2及び条件3について説明する。
(条件2)仕上げ圧延温度を910~1150℃にする。
(条件3)最終仕上げ圧延直後から0.5秒以内に水冷を開始する。
以下、条件2及び条件3について説明する。
[(条件2)仕上げ圧延温度について]
仕上げ圧延温度とは、上述のとおり、連続圧延機で鋼材に対して最終の圧下を付与した圧延スタンドの入側での鋼材(線材)の表面温度(℃)を意味する。仕上げ圧延温度は、最終の圧下を付与した圧延スタンドの入側に設置された測温計で測定可能である。
仕上げ圧延温度が910~1150℃であれば、仕上げ圧延されているビレットの中心領域の真のラメラー間隔λtが仕上げ圧延により大きく変動しない。そのため、中心領域の真のラメラー間隔λtが広くばらついた状態を維持することができる。
仕上げ圧延温度とは、上述のとおり、連続圧延機で鋼材に対して最終の圧下を付与した圧延スタンドの入側での鋼材(線材)の表面温度(℃)を意味する。仕上げ圧延温度は、最終の圧下を付与した圧延スタンドの入側に設置された測温計で測定可能である。
仕上げ圧延温度が910~1150℃であれば、仕上げ圧延されているビレットの中心領域の真のラメラー間隔λtが仕上げ圧延により大きく変動しない。そのため、中心領域の真のラメラー間隔λtが広くばらついた状態を維持することができる。
[(条件3)最終仕上げ圧延直後の水冷について]
最終仕上げ圧延直後の線材において、ひずみ量が大きい表層でよりオーステナイト粒が微細化している。しかしながら、その後、高温状態が継続されれば、表層のオーステナイト粒が成長して、線材の軸方向の断面でのオーステナイト粒が均一化される。この場合、表層のラメラー間隔と中心領域のラメラー間隔との差が十分に大きくならない。さらに、圧延直後の放冷時間が過剰に長ければ、表層でのラメラー間隔のばらつきが大きくなる。
最終仕上げ圧延直後の線材において、ひずみ量が大きい表層でよりオーステナイト粒が微細化している。しかしながら、その後、高温状態が継続されれば、表層のオーステナイト粒が成長して、線材の軸方向の断面でのオーステナイト粒が均一化される。この場合、表層のラメラー間隔と中心領域のラメラー間隔との差が十分に大きくならない。さらに、圧延直後の放冷時間が過剰に長ければ、表層でのラメラー間隔のばらつきが大きくなる。
最終仕上げ圧延直後から0.5秒以内に水冷を開始すれば、表層のオーステナイト粒を微細なまま維持しやすくなる。その結果、表層のラメラー間隔と中心領域のラメラー間隔との差が十分に大きくなり、FWHMc/FWHMsが1.10以上となる。さらに、最終仕上げ圧延直後に表層が水冷されるため、表層のオーステナイト粒が微細化してパーライト変態が高速で進行する。そのため、表層でのラメラー間隔のばらつきを全体的に抑制できる。その結果、LmaxS/LaveSが1.70以下となる。なお、線材の巻取温度は700℃以上である。
なお、仕上げ圧延後の線材は巻き取られる。巻取後の線材に対して、衝風冷却を実施してさらに冷却する。本実施形態では、巻取後の線材が常温に至るまでの間に、急速加熱等の加熱工程は実施しない。
以上の製造工程により、本実施形態の線材が製造される。
[鋼線の製造方法]
本実施形態の線材を素材とした硬鋼線の製造方法は、周知の製造方法である。鋼線は例えば、スチールコード等である。本実施形態の線材を用いた鋼線の製造方法は、例えば、次のとおりである。線材の酸化スケールを除去し、潤滑処理を実施する。潤滑処理された線材に対して乾式伸線加工を実施して、鋼線を製造する。乾式伸線加工後の鋼線に対して周知のパテンティング処理を実施し、周知のめっき処理を実施する。さらに、湿式伸線加工を実施する。以上の製造工程により、鋼線が製造される。
本実施形態の線材を素材とした硬鋼線の製造方法は、周知の製造方法である。鋼線は例えば、スチールコード等である。本実施形態の線材を用いた鋼線の製造方法は、例えば、次のとおりである。線材の酸化スケールを除去し、潤滑処理を実施する。潤滑処理された線材に対して乾式伸線加工を実施して、鋼線を製造する。乾式伸線加工後の鋼線に対して周知のパテンティング処理を実施し、周知のめっき処理を実施する。さらに、湿式伸線加工を実施する。以上の製造工程により、鋼線が製造される。
本実施形態の線材では、ラメラー間隔のばらつきはある程度抑えつつも、表層と中心領域のばらつきの比はある程度大きくなる。その結果、乾式伸線加工後の鋼線において十分な伸線加工性が得られる。
実施例により本実施形態の線材の効果をさらに具体的に説明する。以下の実施例での条件は、本実施形態の線材の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例である。したがって、本実施形態の線材はこの一条件例に限定されない。
表1-1及び表1-2に示す化学組成を有する線材を、次の方法で製造した。
[素材準備工程]
表1-1及び表1-2に示す化学組成を有する素材(ブルーム)を製造した。
表1-1及び表1-2に示す化学組成を有する素材(ブルーム)を製造した。
[分塊圧延工程]
製造したブルームに対して分塊圧延工程を実施して、ビレットを製造した。具体的には、加熱炉を用いてブルームを1100℃に加熱した。加熱後のブルームを、分塊圧延機及び連続圧延機を用いて熱間圧延(粗圧延)して、ビレットを製造した。熱間圧延後、700~670℃での冷却速度CR(℃/秒)は表2に示すとおりであった。
製造したブルームに対して分塊圧延工程を実施して、ビレットを製造した。具体的には、加熱炉を用いてブルームを1100℃に加熱した。加熱後のブルームを、分塊圧延機及び連続圧延機を用いて熱間圧延(粗圧延)して、ビレットを製造した。熱間圧延後、700~670℃での冷却速度CR(℃/秒)は表2に示すとおりであった。
[仕上げ圧延工程]
製造されたビレットに対して、仕上げ圧延工程を実施した。具体的には、加熱炉を用いて、各試験番号のビレットを950~1150℃に加熱した。
加熱されたビレットに対して、連続圧延機を用いて、仕上げ圧延(連続圧延)を実施して、線材を製造した。仕上げ圧延での仕上げ圧延温度(℃)は表2に示すとおりであった。
製造されたビレットに対して、仕上げ圧延工程を実施した。具体的には、加熱炉を用いて、各試験番号のビレットを950~1150℃に加熱した。
加熱されたビレットに対して、連続圧延機を用いて、仕上げ圧延(連続圧延)を実施して、線材を製造した。仕上げ圧延での仕上げ圧延温度(℃)は表2に示すとおりであった。
試験番号1~41では、最終仕上げ圧延直後から水冷を開始するまでの時間tが0.5秒以内であった(表2中の「時間t≦0.5秒」欄で「T(True)」で表示)。一方、試験番号42~45では、最終仕上げ圧延直後から水冷を開始するまでの時間tが0.5秒を超えた(表2中の「時間t≦0.5秒」欄で「F(False)」で表示)。その後、線材の温度が800℃になるまで水冷を実施した。なお、巻取温度は700℃以上であった。巻取以降の線材に対して衝風冷却を実施し、再加熱等を実施せずに常温まで冷却した。以上の製造工程により、線径が5.5mmの線材を製造した。
製造された線材に対して、各試験番号ともに同じ条件で線材の酸化スケールを除去し、潤滑処理(ボンデ処理)を実施した。潤滑処理後の線材に対して、乾式伸線加工を実施して、線径が1.5mmの鋼線を製造した。伸線加工では、ダイス角10°(全角)のダイスを用いて、通線速度10m/分とした。
[評価試験について]
製造された各試験番号の線材及び鋼線に対して、次の線材(試験1及び2)及び鋼線の評価試験(試験3)を実施した。
(試験1)パーライト面積率測定試験
(試験2)LaveS、LmaxS、FWHMc及びFWHMsの測定試験
(試験3)捻回試験
以下、各試験について説明する。
製造された各試験番号の線材及び鋼線に対して、次の線材(試験1及び2)及び鋼線の評価試験(試験3)を実施した。
(試験1)パーライト面積率測定試験
(試験2)LaveS、LmaxS、FWHMc及びFWHMsの測定試験
(試験3)捻回試験
以下、各試験について説明する。
[(試験1)パーライト面積率測定試験]
上述の[パーライト面積率の測定方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号の線材のパーライト面積率(%)を求めた。得られた結果を表2に示す。いずれの試験番号においても、パーライト面積率は95%以上であった。なお、パーライト以外の残部は、フェライト、初析セメンタイト、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択される1種以上であった。
上述の[パーライト面積率の測定方法]に記載の方法に基づいて、各試験番号の線材のパーライト面積率(%)を求めた。得られた結果を表2に示す。いずれの試験番号においても、パーライト面積率は95%以上であった。なお、パーライト以外の残部は、フェライト、初析セメンタイト、ベイナイト及びマルテンサイトからなる群から選択される1種以上であった。
[(試験2)LaveS、LmaxS、FWHMc及びFWHMsの測定試験]
各試験番号の線材に対して、上述の[LaveS、LmaxS、FWHMc、及び、FWHMsの測定方法]に記載の方法に基づいて、[真のラメラー間隔λtの分布の測定方法について]の手順1~手順3を実施することにより、LaveS(nm)、LmaxS(nm)、FWHMc及びFWHMsを求めた。得られた結果を表2に示す。
各試験番号の線材に対して、上述の[LaveS、LmaxS、FWHMc、及び、FWHMsの測定方法]に記載の方法に基づいて、[真のラメラー間隔λtの分布の測定方法について]の手順1~手順3を実施することにより、LaveS(nm)、LmaxS(nm)、FWHMc及びFWHMsを求めた。得られた結果を表2に示す。
[(試験3)捻回試験]
各試験番号の鋼線に対して、捻回試験を次のとおり実施した。
初めに、各試験番号の鋼線の引張強さを、次の方法で求めた。鋼線を長さ340mmに切断した後、矯正して直線(Straight Wire)とした。直線の上下70mmをチャッキングし、200mmをチャック間距離として、常温、大気中で引張試験を実施し、引張強さTS(MPa)を求めた。
さらに、各試験番号の鋼線から、捻回試験用の試験片を採取した。試験片のうち、チャック間距離を線径d×100mmとした。そして、試験片の端部の50mmを掴んだ。試験片に0.1×TSの荷重を付与して、捻回試験を実施した。捻り速度は20rpmとした。各試験番号において3本の試験片に対して捻回試験を実施した。最終破断に至るまでの捻回数を求め、得られた3本の捻回数の算術平均値を求めた。得られた捻回数の算術平均値TCと、引張強さTSとに基づいて、次の評価値を求めた。
評価値=TC×TS
評価値が70000以上であれば、優れた伸線加工性が得られたと判断した(表2中の「TC×TS≧70000」欄で「E(Excellent)」で表記)。一方、評価値が70000未満であれば、十分な伸線加工性が得られなかったと判断した(表2中の「TC×TS≧70000」欄で「B(Bad)」で表記)。
各試験番号の鋼線に対して、捻回試験を次のとおり実施した。
初めに、各試験番号の鋼線の引張強さを、次の方法で求めた。鋼線を長さ340mmに切断した後、矯正して直線(Straight Wire)とした。直線の上下70mmをチャッキングし、200mmをチャック間距離として、常温、大気中で引張試験を実施し、引張強さTS(MPa)を求めた。
さらに、各試験番号の鋼線から、捻回試験用の試験片を採取した。試験片のうち、チャック間距離を線径d×100mmとした。そして、試験片の端部の50mmを掴んだ。試験片に0.1×TSの荷重を付与して、捻回試験を実施した。捻り速度は20rpmとした。各試験番号において3本の試験片に対して捻回試験を実施した。最終破断に至るまでの捻回数を求め、得られた3本の捻回数の算術平均値を求めた。得られた捻回数の算術平均値TCと、引張強さTSとに基づいて、次の評価値を求めた。
評価値=TC×TS
評価値が70000以上であれば、優れた伸線加工性が得られたと判断した(表2中の「TC×TS≧70000」欄で「E(Excellent)」で表記)。一方、評価値が70000未満であれば、十分な伸線加工性が得られなかったと判断した(表2中の「TC×TS≧70000」欄で「B(Bad)」で表記)。
[試験結果]
表2に試験結果を示す。表1-1、表1-2及び表2を参照して、試験番号1~37の線材は、特徴1~特徴3を満たした。その結果、評価値が70000以上であり、優れた伸線加工性が得られた。
表2に試験結果を示す。表1-1、表1-2及び表2を参照して、試験番号1~37の線材は、特徴1~特徴3を満たした。その結果、評価値が70000以上であり、優れた伸線加工性が得られた。
一方、試験番号38~41では、条件1の冷却速度が速すぎた。そのため、FWHMc/FWHMsが1.10未満となった。その結果、評価値が70000未満となり、十分な伸線加工性が得られなかった。
試験番号42~45では、最終仕上げ圧延直後から水冷を開始するまでの時間tが0.5秒を超えた。そのため、LmaxS/LaveSが1.70を超えた。またFWHMc/FWHMsが1.10未満となった。その結果、評価値が70000未満となり、十分な伸線加工性が得られなかった。
以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
Claims (3)
- 線材であって、
化学組成が、質量%で、
C:0.70~1.20%、
Si:0.10~1.50%、
Mn:0.10~1.00%、
P:0.020%以下、
S:0.020%以下、
Al:0.080%以下、
N:0.0010~0.0100%、
O:0.0050%以下、
Cr:0~0.50%、
Co:0~0.50%、
Cu:0~0.50%、
Ni:0~0.50%、
Mo:0~0.20%、
B:0~0.005%、
W:0~0.20%、
Ti:0~0.10%、
Nb:0~0.10%、
Sn:0~0.10%、
As:0~0.050%、
Sb:0~0.050%、
V:0~0.10%、
Ca:0~0.0050%、
Mg:0~0.0050%、
Zr:0~0.010%、及び、
希土類元素:0~0.0050%、
を含有し、残部はFe及び不純物からなり、
前記線材において軸方向に垂直な円形断面のうち、前記線材の表面から0.5mm深さ位置における真のラメラー間隔の平均値をLaveS(nm)とし、前記真のラメラー間隔の最大値をLmaxS(nm)とするとき、LmaxS/LaveSが1.70以下であり、
前記円形断面のうち、前記線材の表面から0.5mm深さ位置における前記真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMs(nm)とし、前記線材の中心位置における前記真のラメラー間隔の半値全幅をFWHMc(nm)とするとき、FWHMc/FWHMsが1.10~2.00である、
線材。 - 請求項1に記載の線材であって、
前記化学組成が、質量%で、
Cr:0.01~0.50%、
Co:0.01~0.50%、
Cu:0.01~0.50%、
Ni:0.01~0.50%、
Mo:0.01~0.20%、
B:0.001~0.005%、
W:0.01~0.20%、
Ti:0.01~0.10%、
Nb:0.01~0.10%、
Sn:0.01~0.10%、
As:0.001~0.050%、
Sb:0.001~0.050%、及び、
V:0.01~0.10%、からなる群から選択される1種以上を含有する、
線材。 - 請求項1又は請求項2に記載の線材であって、
前記化学組成が、質量%で、
Ca:0.0001~0.0050%、
Mg:0.0001~0.0050%、
Zr:0.001~0.010%、及び、
希土類元素:0.0001~0.0050%、からなる群から選択される1種以上を含有する、
線材。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023-116344 | 2023-07-14 | ||
JP2023116344 | 2023-07-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2025018317A1 true WO2025018317A1 (ja) | 2025-01-23 |
Family
ID=94281515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2024/025376 WO2025018317A1 (ja) | 2023-07-14 | 2024-07-12 | 線材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2025018317A1 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007262496A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Nippon Steel Corp | 延性に優れた高強度極細鋼線 |
WO2011126073A1 (ja) * | 2010-04-08 | 2011-10-13 | 新日本製鐵株式会社 | ソーワイヤ用素線及びその製造方法 |
JP2013204133A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Kobe Steel Ltd | 線材及びこれを用いた鋼線 |
JP2019112703A (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | 日本製鉄株式会社 | 熱間圧延線材 |
-
2024
- 2024-07-12 WO PCT/JP2024/025376 patent/WO2025018317A1/ja unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007262496A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Nippon Steel Corp | 延性に優れた高強度極細鋼線 |
WO2011126073A1 (ja) * | 2010-04-08 | 2011-10-13 | 新日本製鐵株式会社 | ソーワイヤ用素線及びその製造方法 |
JP2013204133A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Kobe Steel Ltd | 線材及びこれを用いた鋼線 |
JP2019112703A (ja) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | 日本製鉄株式会社 | 熱間圧延線材 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5939359B2 (ja) | 高炭素鋼線材及びその製造方法 | |
JP5162875B2 (ja) | 伸線特性に優れた高強度線材およびその製造方法 | |
KR101018054B1 (ko) | 고연성의 고탄소강 선재 | |
JP5224009B2 (ja) | 鋼線材及びその製造方法 | |
JP3997867B2 (ja) | 鋼線材とその製造法及び当該鋼線材を用いる鋼線の製造法 | |
JP6528920B2 (ja) | 線材、及び鋼線の製造方法 | |
KR101572775B1 (ko) | 압연 선재 및 그 제조 방법 | |
JP6264461B2 (ja) | 伸線加工性に優れた高炭素鋼線材 | |
JP7518338B2 (ja) | 鋼線材 | |
WO2016063867A1 (ja) | 伸線加工性および伸線加工後のコイル成形性に優れた軸受用鋼線材 | |
JP4016894B2 (ja) | 鋼線材及び鋼線の製造方法 | |
JP7063394B2 (ja) | 熱間圧延線材 | |
WO2025018317A1 (ja) | 線材 | |
JP7226083B2 (ja) | 線材及び鋼線 | |
WO2017170515A1 (ja) | 鋼線 | |
JP7401841B1 (ja) | 鋼材 | |
JP2024032551A (ja) | 線材 | |
JP2003183778A (ja) | 鋼線材、鋼線及びその製造方法 | |
JP6801721B2 (ja) | 軟磁性部品用鋼材、軟磁性部品、及び、軟磁性部品の製造方法 | |
JP6536382B2 (ja) | 伸線加工用熱間圧延線材 | |
JP2024080891A (ja) | 鋼線、めっき鋼線、撚り鋼線及びゴム成形体 | |
JP2024080894A (ja) | 鋼線、めっき鋼線、撚り鋼線及びゴム成形体 | |
JP2024069037A (ja) | 鋼材 | |
JP2021195566A (ja) | 高炭素鋼線材 | |
JP6648516B2 (ja) | 伸線加工用熱間圧延線材 |