JP7352069B2 - wire rod and steel wire - Google Patents
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Description
本開示は、線材及び鋼線に関する。 The present disclosure relates to wire rods and steel wires.
鋼からなる線材は、自動車等のタイヤの補強材であるワイヤー、アルミ送電線などの補強用ワイヤー、PC(プレストレストコンクリート)鋼線、橋梁等に用いられるロープ用ワイヤーなどに使用される高強度鋼線の素材として幅広く用いられている。
通常、線材は熱間圧延によって製造され、所定の線径にまで伸線加工を行う途中で中間パテンティング処理を1~2回程度施し、細い鋼線(最終製品の素線)にまで伸線加工される。例えば、自動車用タイヤの補強材に使用される線径0.5mm以下の補強材では、線径1.5mm程度で中間パテンティングを施した後、最終線径まで伸線加工される。
Wire rods made of steel are high-strength steel used for reinforcing wires in automobile tires, reinforcing wires for aluminum power transmission lines, PC (prestressed concrete) steel wires, rope wires used in bridges, etc. It is widely used as a wire material.
Usually, wire rods are manufactured by hot rolling, and during the wire drawing process to a predetermined wire diameter, intermediate patenting treatment is applied once or twice, and the wire is drawn to a thin steel wire (the final product wire). Processed. For example, for reinforcing materials with a wire diameter of 0.5 mm or less used for reinforcing materials for automobile tires, intermediate patenting is applied to a wire diameter of about 1.5 mm, and then wire drawing is performed to the final wire diameter.
伸線加工性を考慮した線材として、例えば、特許文献1では、重量%で、C:0.4-0.65%、Si:0.1-1.0%、Mn:0.1-1.0%,Cr:0.3%以下またはB:100ppm以下、残りFe及び不可避不純物の組成であって、そこにTi,Nb,Vの元素グループの中から選択した少なくとも1種以上が0.02%以下の範囲で含有されて、その組織が初析フェライトの分率が10%以下で、残りは6-10%のセメンタイト(cementite)が不連続的に形成されたパーライト(pearlite)組織を包含して構成されることを特徴とする伸線加工性が優れた高強度鋼線用線材が開示されている。
また、特許文献2では、質量%で、C:0.2~0.55%、Si:0.1~1.0%、Mn:0.1~1.1%、Al:0.01%以下(0%を含む)を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなり、フェライト面積率が20%以上50%未満で残部の90%以上がパーライトであることを特徴とする線径4~7mmの高強度鋼線用線材が開示されている。
For example, in Patent Document 1, as wire rods that take wire drawability into consideration, C: 0.4-0.65%, Si: 0.1-1.0%, Mn: 0.1-1 0%, Cr: 0.3% or less or B: 100ppm or less, remaining Fe and unavoidable impurities, in which at least one selected from the element group of Ti, Nb, and V is present. 02% or less, the structure is a pearlite structure in which the fraction of pro-eutectoid ferrite is 10% or less, and the rest is 6-10% cementite formed discontinuously. A wire rod for high-strength steel wire with excellent wire drawability is disclosed.
Furthermore, in Patent Document 2, in mass %, C: 0.2 to 0.55%, Si: 0.1 to 1.0%, Mn: 0.1 to 1.1%, Al: 0.01% A wire with a diameter of 4 to 7 mm, characterized by containing the following (including 0%), with the remainder consisting of Fe and unavoidable impurities, with a ferrite area ratio of 20% or more and less than 50%, and 90% or more of the remainder being pearlite. A wire rod for high-strength steel wire is disclosed.
線材に対して中間パテンティングを施すと、線材の微細組織は中間パテンティング時に崩されることになり、熱間圧延時及び熱間圧延後の線材の作りこみが最終製品に与える影響は小さくなってしまう。例えば、線材段階で微細組織として延性に富んでいても、中間パテンティング後には線材の特性差を保てない。 When intermediate patenting is applied to a wire rod, the microstructure of the wire rod is destroyed during the intermediate patenting, and the effect of the shaping of the wire rod during and after hot rolling on the final product is reduced. Put it away. For example, even if the wire rod has a fine structure with high ductility, the difference in wire characteristics cannot be maintained after intermediate patenting.
上記課題に鑑み、本開示は、中間パテンティング後においても強度と延性(絞り)のバランスに優れた線材を提供することを目的とする。
また、本開示は、強度と延性(絞り及び捻回特性)のバランスに優れた鋼線を提供することを目的とする。
In view of the above problems, an object of the present disclosure is to provide a wire rod with an excellent balance of strength and ductility (drawing area) even after intermediate patenting.
Another object of the present disclosure is to provide a steel wire with an excellent balance of strength and ductility (drawing and twisting properties).
上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。 Means for solving the above problems include the following aspects.
<1> 質量%で
C:0.40%以上0.80%以下、
Si:0.10%以上2.0%以下、
Mn:0.10%以上1.0%以下、
P:0.030%以下、
S:0.030%以下、
N:0.0015%%以上0.0060%以下、及び
Ti:0.005%以上0.030%以下、
を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼成分を有し、かつ、Nの含有量に対するTiの含有量の比が3.3以上6.5以下を満たし、
線材の直径をDとしたときに、中心軸からD/50以内の領域において円相当径が10nm以上のTi炭窒化物のうち10nm以上40nm以下のTi炭窒化物の個数が10%以上であり、前記中心軸からD/9以内の領域において円相当径が0.5μm以上のTi炭窒化物のうち3μm以上のTi炭窒化物の個数が40%以下である線材。
<2> 前記鋼成分が、質量%で
Al:0.050%以下、
Cr:1.0%以下、
Nb:0.050%以下、
V:0.15%以下、
Ca:0.0040%以下、
Mg:0.0040%以下、及び
B:0.0030%以下、
からなる群から選ばれる1種または2種以上を満たす<1>に記載の線材。
<3> パーライト組織を有し、前記中心軸からD/9以内の領域において、フェライト結晶方位が15°以上の角度差で囲まれる領域を結晶粒と定義した際の結晶粒径の平均値が、16μm以下である<1>又は<2>に記載の線材。
<4> パーライト組織を有し、前記中心軸からD/9以内の領域におけるパーライト組織の面積率が、90%以上である<1>~<3>のいずれか1つに記載の線材。
<5> パーライト組織を有し、前記中心軸からD/9以内の領域における前記パーライト組織のラメラ間隔の平均値が、70nm以下である<1>~<3>のいずれか1つに記載の線材。
<1> C in mass%: 0.40% or more and 0.80% or less,
Si: 0.10% or more and 2.0% or less,
Mn: 0.10% or more and 1.0% or less,
P: 0.030% or less,
S: 0.030% or less,
N: 0.0015% or more and 0.0060% or less, and Ti: 0.005% or more and 0.030% or less,
and has a steel component with the remainder consisting of Fe and impurities, and the ratio of Ti content to N content satisfies 3.3 or more and 6.5 or less,
When the diameter of the wire is D, the number of Ti carbonitrides with a diameter of 10 nm or more and 40 nm or less is 10% or more among Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 10 nm or more in a region within D/50 from the central axis. , a wire in which the number of Ti carbonitrides with a circular equivalent diameter of 0.5 μm or more in a region within D/9 from the central axis is 40% or less; the number of Ti carbonitrides with a diameter of 3 μm or more is 40% or less;
<2> The steel component is Al: 0.050% or less in mass %,
Cr: 1.0% or less,
Nb: 0.050% or less,
V: 0.15% or less,
Ca: 0.0040% or less,
Mg: 0.0040% or less, and B: 0.0030% or less,
The wire rod according to <1>, which satisfies one or more types selected from the group consisting of:
<3> The average value of the crystal grain size is defined as a crystal grain, which has a pearlite structure and is defined as a region in which the ferrite crystal orientation is surrounded by an angular difference of 15° or more in a region within D/9 from the central axis. , 16 μm or less, the wire according to <1> or <2>.
<4> The wire according to any one of <1> to <3>, which has a pearlite structure and has an area ratio of the pearlite structure in a region within D/9 from the central axis of 90% or more.
<5> The pearlite structure according to any one of <1> to <3>, which has a pearlite structure and has an average lamella spacing of the pearlite structure in a region within D/9 from the central axis of 70 nm or less. wire.
<6> 前記鋼成分が、質量%で
Al:0.005%以上0.050%以下
を満たす<1>~<5>のいずれか1つに記載の線材。
<7> 前記鋼成分が、質量%で
Cr:0.05%以上1.0%以下
を満たす<1>~<6>のいずれか1つに記載の線材。
<8> 前記鋼成分が、質量%で
Nb:0.003%以上0.050%以下及び
V:0.005%以上0.15%以下
の少なくとも一方を満たす<1>~<7>のいずれか1つに記載の線材。
<9> 前記鋼成分が、質量%で
Ca:0.0002%以上0.0040%以下及び
Mg:0.0002%以上0.0040%以下
の少なくとも一方を満たす<1>~<8>のいずれか1つに記載の線材。
<10> 前記鋼成分が、質量%で
B:0.0001%以上0.0030%以下
を満たす<1>~<9>のいずれか1つに記載の線材。
<11> 前記線材の直径が、1.5mm以上9.0mm以下である<1>~<10>のいずれか1つに記載の線材。
<6> The wire rod according to any one of <1> to <5>, wherein the steel component satisfies Al: 0.005% or more and 0.050% or less in mass %.
<7> The wire rod according to any one of <1> to <6>, wherein the steel component satisfies Cr: 0.05% or more and 1.0% or less in mass %.
<8> Any of <1> to <7>, wherein the steel component satisfies at least one of Nb: 0.003% to 0.050% and V: 0.005% to 0.15% in mass%. The wire rod described in item 1.
<9> Any of <1> to <8>, wherein the steel component satisfies at least one of Ca: 0.0002% or more and 0.0040% or less and Mg: 0.0002% or more and 0.0040% or less. The wire rod described in item 1.
<10> The wire rod according to any one of <1> to <9>, wherein the steel component satisfies B: 0.0001% or more and 0.0030% or less in mass %.
<11> The wire according to any one of <1> to <10>, wherein the wire has a diameter of 1.5 mm or more and 9.0 mm or less.
<12> <1>、<2>、及び<6>~<10>のいずれか1つに記載の鋼成分を有し、かつ、Nの含有量に対するTiの含有量の比が3.3以上6.5以下を満たし、
鋼線を平均昇温速度10℃/秒以上30℃/秒以下で900℃まで加熱して1分間保持した場合、鋼線の直径をdとしたときに、中心軸からd/20以内の領域において円相当径が10nm以上のTi炭窒化物のうち10nm以上40nm以下のTi炭窒化物の個数が10%以上であり、前記中心軸からd/9以内の領域において円相当径が0.5μm以上のTi炭窒化物のうち3μm以上のTi炭窒化物の個数が40%以下であり、前記中心軸からd/9以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる<110>方位の集積度が2.0以上である鋼線。
<13> 前記鋼線の直径が、0.5mm以上3.0mm以下である<12>に記載の鋼線。
<12> It has the steel composition described in any one of <1>, <2>, and <6> to <10>, and the ratio of the Ti content to the N content is 3.3. Satisfy the above 6.5 or less,
When a steel wire is heated to 900°C at an average heating rate of 10°C/sec to 30°C/sec and held for 1 minute, the area within d/20 from the central axis, where d is the diameter of the steel wire. The number of Ti carbonitrides with a circle equivalent diameter of 10 nm or more is 10% or more and 40 nm or less is 10% or more, and the circle equivalent diameter is 0.5 μm in a region within d/9 from the central axis. Among the above Ti carbonitrides, the number of Ti carbonitrides of 3 μm or more is 40% or less, and the <110> orientation is parallel to the longitudinal direction of the steel wire in a region within d/9 from the central axis. A steel wire having a degree of accumulation of 2.0 or more.
<13> The steel wire according to <12>, wherein the steel wire has a diameter of 0.5 mm or more and 3.0 mm or less.
本開示によれば、中間パテンティング後においても強度と延性(絞り)のバランスに優れた線材が提供される。
また、本開示によれば、強度と延性(絞り及び捻回特性)のバランスに優れた鋼線が提供される。
According to the present disclosure, a wire rod with an excellent balance of strength and ductility (drawing area) even after intermediate patenting is provided.
Further, according to the present disclosure, a steel wire with an excellent balance of strength and ductility (drawing and twisting characteristics) is provided.
本明細書中、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書中、成分(元素)の含有量を示す「%」は、「質量%」を意味する。
本明細書中、C(炭素)の含有量を「C含有量」又は「C量」と表記することがある。他の元素の含有量についても同様に表記することがある。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階的な数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書中、成分(元素)の含有量として、「X%以下」(Xは数値)として上限のみを記載している場合は、その成分(元素)をX%以下の範囲で含有することを意味する。
In this specification, a numerical range expressed using "~" means a range that includes the numerical values written before and after "~" as lower and upper limits.
In this specification, "%" indicating the content of a component (element) means "mass%".
In this specification, the content of C (carbon) may be referred to as "C content" or "C amount". The contents of other elements may also be expressed in the same manner.
In the numerical ranges described stepwise in this specification, the upper limit or lower limit of one stepwise numerical range may be replaced with the upper limit or lower limit of another stepwise numerical range. , may also be replaced with the values shown in the examples.
In this specification, when only the upper limit is stated as "X% or less" (X is a numerical value) as the content of a component (element), it means that the content of that component (element) is within the range of X% or less. means.
本発明者らは、熱間圧延時及び熱間圧延後の線材の作りこみで中間パテンティングを経た最終製品の特性をも制御することを検討した。
熱処理によって、フェライト、セメンタイトなどの組織形態は変化するが、介在物や析出物など熱的安定性の高い因子を制御すべきである。そこで本発明者らは、ピン止め粒子として活用できる微細な炭窒化物を制御することを考え、鋭意研究を重ねた結果、Ti炭窒化物を制御することで中間パテンティング後も微細構造を維持することができ、Ti炭窒化物は特に中心部に析出し易く、中心部の特定の領域において微細なTi炭窒化物と粗大なTi炭窒化物のそれぞれの個数密度(個数%)を制御することで、例えば鉛パテンティング(LP)後においても強度と延性のバランスに優れた線材及び鋼線を提供できることを見出し、本開示に係る線材及び鋼線を完成するに至った。
The present inventors have considered controlling the characteristics of the final product that has undergone intermediate patenting during hot rolling and in the fabrication of the wire rod after hot rolling.
Heat treatment changes the structure of ferrite, cementite, etc., but factors with high thermal stability such as inclusions and precipitates should be controlled. Therefore, the present inventors thought of controlling fine carbonitrides that can be used as pinning particles, and as a result of extensive research, they maintained the fine structure even after intermediate patenting by controlling Ti carbonitrides. Ti carbonitrides are particularly easy to precipitate in the center, and the number density (number %) of fine Ti carbonitrides and coarse Ti carbonitrides can be controlled in a specific region of the center. As a result, the inventors have discovered that it is possible to provide wire rods and steel wires with an excellent balance of strength and ductility even after lead patenting (LP), and have completed the wire rods and steel wires according to the present disclosure.
以下、本開示の実施形態に係る線材及び鋼線について具体的に説明する。
なお、本明細書において、「線材」は、熱間圧延後の鋼材のほか、1次伸線加工後に中間パテンティングとしてLPを行った鋼材も含まれる。また、「鋼線」とは、線材に伸線加工等を施して最終線径まで伸線加工(最終伸線加工)された鋼材を意味する。
Hereinafter, wire rods and steel wires according to embodiments of the present disclosure will be specifically described.
In addition, in this specification, "wire rod" includes not only steel material after hot rolling but also steel material subjected to LP as intermediate patenting after primary wire drawing. Furthermore, the term "steel wire" refers to a steel material that has been subjected to a wire drawing process to a final wire diameter (final wire drawing process).
[線材]
本実施形態に係る線材は、
質量%で
C:0.40%以上0.80%以下、
Si:0.10%以上2.0%以下、
Mn:0.10%以上1.0%以下、
P:0.030%以下、
S:0.030%以下、
N:0.0015%%以上0.0060%以下、及び
Ti:0.005%以上0.030%以下、
を含有し、残部がFe及び不純物である鋼成分を有し、かつ、Nの含有量に対するTiの含有量の比が3.3以上6.5以下を満たし、
線材の直径をDとしたときに、中心軸からD/50以内の領域において円相当径が10nm以上のTi炭窒化物のうち10nm以上40nm以下のTi炭窒化物の個数が10%以上であり、前記中心軸からD/9以内の領域において円相当径が0.5μm以上のTi炭窒化物のうち3μm以上のTi炭窒化物の個数が40%以下である。
本実施形態に係る線材は、Feに代えて、
Al:0.050%以下、
Cr:1.0%以下、
Nb:0.050%以下、
V:0.15%以下、
Ca:0.0040%以下、
Mg:0.0040%以下、及び
B:0.0030%以下、
からなる群から選ばれる1種または2種以上を含んでもよい。
[wire]
The wire according to this embodiment is
C in mass%: 0.40% or more and 0.80% or less,
Si: 0.10% or more and 2.0% or less,
Mn: 0.10% or more and 1.0% or less,
P: 0.030% or less,
S: 0.030% or less,
N: 0.0015% or more and 0.0060% or less, and Ti: 0.005% or more and 0.030% or less,
, the balance being Fe and impurities, and the ratio of Ti content to N content satisfies 3.3 or more and 6.5 or less,
When the diameter of the wire is D, the number of Ti carbonitrides with a diameter of 10 nm or more and 40 nm or less is 10% or more among Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 10 nm or more in a region within D/50 from the central axis. , the number of Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 3 μm or more is 40% or less among the Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 0.5 μm or more in a region within D/9 from the central axis.
In the wire rod according to this embodiment, instead of Fe,
Al: 0.050% or less,
Cr: 1.0% or less,
Nb: 0.050% or less,
V: 0.15% or less,
Ca: 0.0040% or less,
Mg: 0.0040% or less, and B: 0.0030% or less,
It may contain one or more selected from the group consisting of:
<線材の鋼成分>
・C:0.40~0.80%
Cは、鋼を強化する元素である。この効果を得るため、Cを0.40%以上含有させる。
一方、Cの含有量が0.80%超になると、セメンタイト分率が大きくなり、線材の絞りが低下する。したがって、適切なC含有量は0.40~0.80%である。
さらに、亀裂形成抑制の観点からC含有量を0.45%以上とすることが好ましく、さらには0.50%以上であることが好ましい。
一方、線材の絞り向上の観点からC含有量を0.67%未満又は0.65%以下とすることが好ましい。
<Steel composition of wire rod>
・C: 0.40-0.80%
C is an element that strengthens steel. In order to obtain this effect, 0.40% or more of C is contained.
On the other hand, when the C content exceeds 0.80%, the cementite fraction increases and the drawing of the wire decreases. Therefore, a suitable C content is 0.40-0.80%.
Furthermore, from the viewpoint of suppressing crack formation, the C content is preferably 0.45% or more, and more preferably 0.50% or more.
On the other hand, from the viewpoint of improving the drawing area of the wire, the C content is preferably less than 0.67% or 0.65% or less.
・Si:0.10~2.0%
Siは、鋼を強化する元素である。この効果を得るため、0.10%以上のSiを含有させる。しかし、2.0%を超えてSiを含有させると線材の絞りが低下する。よって、適切なSi含有量は0.10%~2.0%である。
線材の強度をより高めたい場合には、Siは0.15%以上含有させることが好ましく、0.20%以上がより好ましく、0.30%以上含有させれば一層好ましい。
一方、線材の絞り向上の観点からSi含有量を1.90%未満とすることが好ましく、1.85%以下とすることがより好ましく、1.80%以下とすることがさらに好ましい。
・Si:0.10~2.0%
Si is an element that strengthens steel. In order to obtain this effect, 0.10% or more of Si is contained. However, when Si is contained in an amount exceeding 2.0%, the drawing area of the wire decreases. Therefore, a suitable Si content is 0.10% to 2.0%.
When it is desired to further increase the strength of the wire, Si is preferably contained in an amount of 0.15% or more, more preferably 0.20% or more, and even more preferably 0.30% or more.
On the other hand, from the viewpoint of improving the drawing of the wire, the Si content is preferably less than 1.90%, more preferably 1.85% or less, and even more preferably 1.80% or less.
・Mn:0.10~1.0%
Mnは、鋼の強度を高める作用に加えて、鋼中のSをMnSとして固定して鋼線の熱間脆性を防止する作用を有する元素である。しかしながら、Mn含有量が0.10%未満では上記作用が十分でない。このため、Mn含有量の下限値は0.10%以上とする。
一方、Mnは偏析しやすい元素である。1.0%を超えてMnを含有させると、特に中心部にMnが濃化し、中心部にマルテンサイトやベイナイトが生成されて、線材の絞りが低下してしまう。よって、適切なMn含有量は0.10~1.0%である。
さらに、伸線加工後の鋼線の強度確保及び熱間脆性の防止をより高いレベルで実現するためには、Mn含有量を0.35%以上とすることが好ましく、0.40%以上とすることがより好ましい。Mn含有量を0.50%以上、又は0.55%以上としてもよい。
一方、粗大なMnSが形成されることも線材の絞りの低下の一因となる。線材の絞り向上の観点から、Mn含有量は0.90%以下とすることが好ましく、0.80%以下であればより一層好ましい。Mn含有量を0.75%以下、又は0.70%以下としてもよい。
・Mn: 0.10-1.0%
Mn is an element that has the effect of increasing the strength of steel and also has the effect of fixing S in steel as MnS to prevent hot embrittlement of the steel wire. However, if the Mn content is less than 0.10%, the above effects are not sufficient. Therefore, the lower limit of the Mn content is set to 0.10% or more.
On the other hand, Mn is an element that tends to segregate. If Mn is contained in an amount exceeding 1.0%, Mn will be concentrated particularly in the center, martensite or bainite will be generated in the center, and the drawing of the wire will be reduced. Therefore, a suitable Mn content is 0.10 to 1.0%.
Furthermore, in order to ensure the strength of the steel wire after wire drawing and prevent hot embrittlement at a higher level, the Mn content is preferably 0.35% or more, and 0.40% or more. It is more preferable to do so. The Mn content may be 0.50% or more, or 0.55% or more.
On the other hand, the formation of coarse MnS also causes a decrease in the drawing area of the wire. From the viewpoint of improving the drawing area of the wire, the Mn content is preferably 0.90% or less, and even more preferably 0.80% or less. The Mn content may be 0.75% or less, or 0.70% or less.
・P:0.030%以下
Pは、線材の粒界に偏析して鋼のねじり特性を低下させてしまう元素である。線材のP含有量が0.030%を超えると、ねじり特性の低下が著しくなる。そこで、線材のP含有量は0.030%以下に制限する。P含有量の上限は0.025%以下であることが好ましい。P含有量は低いほど好ましいが、製造コスト(脱燐コスト)の低減の観点から、P含有量は、0%超であってもよく、0.0005%以上であってもよく、0.0010%以上であってもい。
- P: 0.030% or less P is an element that segregates at the grain boundaries of the wire rod and deteriorates the torsional properties of the steel. When the P content of the wire rod exceeds 0.030%, the torsional properties deteriorate significantly. Therefore, the P content of the wire is limited to 0.030% or less. The upper limit of the P content is preferably 0.025% or less. The lower the P content, the more preferable it is, but from the viewpoint of reducing manufacturing costs (dephosphorization costs), the P content may be more than 0%, may be 0.0005% or more, and may be 0.0010%. % or more.
・S:0.030%以下
Sは、MnSを形成して、線材の絞りを低下させてしまう元素である。線材のS含有量が0.030%を超えると、線材の絞りの低下が著しくなる。このことから、線材のS含有量は0.030%以下に制限する。S含有量の好ましい上限は0.015%以下である。S含有量は低いほど好ましいが、製造コスト(脱硫コスト)の低減の観点から、S含有量は、0%超であってもよく、0.002%以上であってもよく、0.005%以上であってもよい。
-S: 0.030% or less S is an element that forms MnS and reduces the drawing area of the wire. When the S content of the wire rod exceeds 0.030%, the reduction in the drawing area of the wire rod becomes significant. From this, the S content of the wire is limited to 0.030% or less. A preferable upper limit of the S content is 0.015% or less. The lower the S content, the more preferable it is, but from the viewpoint of reducing manufacturing costs (desulfurization costs), the S content may be more than 0%, may be 0.002% or more, and may be 0.005%. It may be more than that.
・N:0.0015~0.0060%
Nは、Ti炭窒化物となった際に熱的安定性を向上させる元素である。熱的安定性の高い効果を得るためにはN含有量は0.0015%以上とする。
一方、Nは、冷間での伸線加工中に転位に固着することにより線材の強度を上昇させる反面、ねじり特性を低下させてしまう元素である。線材のN含有量が0.0060%を超えると、ねじり特性の低下が著しくなる。そこで、線材のN含有量は0.0060%以下に制限する。よって、適切なN含有量は0.0015~0.0060%である。
Ti炭窒化物の熱的安定性を向上させる観点から、N含有量は0.0020%以上とすることが好ましく、0.0025%以上とすることがより好ましい。
一方、鋼のねじり特性の低下を抑制する観点から、N含有量の好ましい上限は0.0050%以下、又は0.0040%以下である。
・N: 0.0015-0.0060%
N is an element that improves thermal stability when Ti carbonitride is formed. In order to obtain the effect of high thermal stability, the N content should be 0.0015% or more.
On the other hand, N is an element that increases the strength of the wire by fixing to dislocations during cold wire drawing, but at the same time reduces the torsional properties. When the N content of the wire rod exceeds 0.0060%, the torsional properties deteriorate significantly. Therefore, the N content of the wire is limited to 0.0060% or less. Therefore, an appropriate N content is 0.0015 to 0.0060%.
From the viewpoint of improving the thermal stability of Ti carbonitride, the N content is preferably 0.0020% or more, more preferably 0.0025% or more.
On the other hand, from the viewpoint of suppressing deterioration of the torsional properties of steel, the preferable upper limit of the N content is 0.0050% or less, or 0.0040% or less.
・Ti:0.005~0.030%
Tiは、N及び/又はCと結合して炭窒化物を形成し、それらのピンニング効果によって熱間圧延時にオーステナイト粒を微細化し、鋼のねじり特性を改善する効果がある。この効果を得るために、Tiは0.005%以上含有させることが好ましい。
一方、Ti含有量が0.030%を超えると、その効果が飽和するだけでなく、鋼塊又は鋳片を鋼片に分塊圧延する工程で鋼片に割れが生じるなど鋼の製造性に悪影響を及ぼす。よって、Ti含有量は0.030%以下とする。よって、適切なTi含有量は0.005~0.030%である。
鋼のねじり特性を改善する観点から、Ti含有量を0.007%以上とするのが好ましく、0.010%以上のTiを含有させることが一層好ましい。
一方、分塊圧延工程における鋼片の割れを抑制する観点から、Ti含有量は0.025%以下であることが一層好ましい。
・Ti: 0.005-0.030%
Ti combines with N and/or C to form carbonitrides, and their pinning effect refines austenite grains during hot rolling, thereby improving the torsional properties of steel. In order to obtain this effect, it is preferable to contain Ti in an amount of 0.005% or more.
On the other hand, if the Ti content exceeds 0.030%, not only the effect will be saturated, but also the steel manufacturability will be affected, such as cracking of the steel slab during the process of blooming the steel ingot or slab into steel slabs. Adversely affect. Therefore, the Ti content is set to 0.030% or less. Therefore, a suitable Ti content is 0.005 to 0.030%.
From the viewpoint of improving the torsional properties of steel, the Ti content is preferably 0.007% or more, and more preferably 0.010% or more.
On the other hand, from the viewpoint of suppressing cracking of the steel slab during the blooming process, the Ti content is more preferably 0.025% or less.
・Al:0.050%以下
Alは、任意の元素である。即ち、Al含有量は、0%であってもよいし、0%超であってもよい。
Alは、脱酸作用を有する元素であり、線材中の酸素量低減のためにAlを添加してもよい。また、Alは、線材中に窒化物を形成して、オーステナイト粒径を微細化することでパーライトブロック粒径(PBS)を小さくする元素である。これらの作用効果を得たい場合は、Al含有量は0.005%以上が好ましい。
一方、Al含有量が0.050%を超えると、線材の電気抵抗率が過度に大きくなる場合がある。この理由は、Al含有量が0.050%を超えると、粗大な酸化物系介在物が著しく形成されやすくなり、ねじり特性の低下が顕著になる。したがって、Al含有量の上限は0.050%とする。Al含有量の好ましい上限は0.040%以下であり、より好ましい上限は0.035%以下であり、さらに好ましい上限は0.030%以下である。
- Al: 0.050% or less Al is an arbitrary element. That is, the Al content may be 0% or more than 0%.
Al is an element that has a deoxidizing effect, and may be added to reduce the amount of oxygen in the wire. Furthermore, Al is an element that forms nitrides in the wire and makes the austenite grain size finer, thereby reducing the pearlite block grain size (PBS). In order to obtain these effects, the Al content is preferably 0.005% or more.
On the other hand, if the Al content exceeds 0.050%, the electrical resistivity of the wire may become excessively high. The reason for this is that when the Al content exceeds 0.050%, coarse oxide-based inclusions are significantly likely to be formed, and the torsional properties are significantly deteriorated. Therefore, the upper limit of the Al content is 0.050%. A preferable upper limit of the Al content is 0.040% or less, a more preferable upper limit is 0.035% or less, and an even more preferable upper limit is 0.030% or less.
・Cr:1.0%以下
Crは任意元素であり、Cr含有量は、0%であってもよいし、0%超であってもよい。Crは、Mnと同様に、鋼の焼入れ性を高めて、鋼を高強度化する元素である。この効果を確実に得るためには、0.05%以上のCrを含有させることが好ましい。
一方、Cr含有量が1.0%を超えると、ねじり特性が劣化する。そのため、Cr含有量は1.0%以下である。
なお、鋼の焼入れ性を上げる場合、Crは0.10%以上含有させるのが好ましく、0.30%以上含有させれば一層好ましい。Cr含有量の上限は、0.90%以下とすることが好ましく、0.80%以下であればより一層好ましい。
- Cr: 1.0% or less Cr is an optional element, and the Cr content may be 0% or more than 0%. Like Mn, Cr is an element that improves the hardenability of steel and increases its strength. In order to reliably obtain this effect, it is preferable to contain 0.05% or more of Cr.
On the other hand, when the Cr content exceeds 1.0%, the torsional properties deteriorate. Therefore, the Cr content is 1.0% or less.
In addition, when increasing the hardenability of steel, it is preferable to contain Cr in an amount of 0.10% or more, and it is more preferable to contain Cr in an amount of 0.30% or more. The upper limit of the Cr content is preferably 0.90% or less, and even more preferably 0.80% or less.
・Nb:0.050%以下
Nbは任意元素であり、Nb含有量は、0%であってもよいし、0%超であってもよい。Nbは、N又は/及びCと結合して、窒化物、炭化物又は炭窒化物を形成し、それらのピンニング効果によって熱間圧延時にオーステナイト粒を微細化し、鋼のねじり特性を改善する効果がある。このような効果を確実に得るためには、Nbは0.003%以上含有させることが好ましい。ねじり特性を改善する観点から、Nb含有量を0.004%以上とするのがより好ましく、0.005%以上のNbを含有させることが一層好ましい。
一方、Nb含有量が0.050%を超えると、その効果が飽和するだけでなく、鋼塊又は鋳片を鋼片に分塊圧延する工程で鋼片に割れが生じるなど鋼の製造性に悪影響を及ぼすので、Nb含有量は0.050%以下とする。Nb含有量は0.030%以下であることが一層好ましい。
- Nb: 0.050% or less Nb is an optional element, and the Nb content may be 0% or more than 0%. Nb combines with N and/or C to form nitrides, carbides, or carbonitrides, and their pinning effect refines austenite grains during hot rolling, which has the effect of improving the torsional properties of steel. . In order to reliably obtain such effects, it is preferable to contain Nb in an amount of 0.003% or more. From the viewpoint of improving torsion properties, the Nb content is more preferably 0.004% or more, and even more preferably 0.005% or more.
On the other hand, if the Nb content exceeds 0.050%, not only will the effect be saturated, but also the steel manufacturability will be affected, such as cracks occurring in the steel slab during the process of blooming the steel ingot or slab into steel slabs. Since it has an adverse effect, the Nb content is set to 0.050% or less. More preferably, the Nb content is 0.030% or less.
・V:0.15%以下
Vは任意元素であり、V含有量は、0%であってもよいし、0%超であってもよい。Vは、N又は/及びCと結合して、窒化物、炭化物又は炭窒化物を形成し、それらのピンニング効果によって熱間圧延時にオーステナイト粒を微細化し、鋼のねじり特性を改善する効果がある。この効果を確実に得るためには0.005%以上のVを含有させることが好ましい。ねじり特性を改善する観点からは、V含有量を0.02%以上とするのが好ましく、0.03%以上含有させることが一層好ましい。
一方、V含有量が0.15%を超えると、その効果が飽和するだけでなく、鋼塊又は鋳片を鋼片に分塊圧延する工程で鋼片に割れが生じるなど鋼の製造性に悪影響を及ぼすので、V含有量は0.15%以下とする。V含有量は0.10%以下であることが好ましく、さらには0.07%以下であることが一層好ましい。
-V: 0.15% or less V is an optional element, and the V content may be 0% or more than 0%. V combines with N and/or C to form nitrides, carbides, or carbonitrides, and their pinning effect has the effect of refining austenite grains during hot rolling and improving the torsional properties of steel. . In order to reliably obtain this effect, it is preferable to contain 0.005% or more of V. From the viewpoint of improving torsional properties, the V content is preferably 0.02% or more, and more preferably 0.03% or more.
On the other hand, if the V content exceeds 0.15%, not only will the effect be saturated, but also the steel manufacturability will be affected, such as cracking of the steel billet during the process of blooming the steel ingot or slab. Since V has an adverse effect, the V content is set to 0.15% or less. The V content is preferably 0.10% or less, and even more preferably 0.07% or less.
鋼のねじり特性の向上及び鋼片の割れの抑制の観点から、本実施形態の線材における鋼成分は、質量%で、Nb:0.003%以上0.050%以下及びV:0.005%以上0.15%以下の少なくとも一方を満たすことが好ましい。 From the viewpoint of improving the torsional properties of steel and suppressing cracking of steel slabs, the steel components in the wire rod of this embodiment are Nb: 0.003% or more and 0.050% or less and V: 0.005% in mass%. It is preferable that at least one of the above and 0.15% is satisfied.
・Ca:0.0040%以下
Caは任意元素であり、Ca含有量は、0%であってもよいし、0%超であってもよい。Caは、MnS中に固溶し、MnSを微細に分散する効果がある。MnSを微細に分散させることで、MnSに起因にした伸線加工中の断線を抑制できる。Caによる効果を確実に得るためには、Caは0.0002%以上含有させることが好ましい。より高い効果を得たい場合には、0.0005%以上のCaを含有させればよい。
しかし、Ca含有量が0.0040%を超えると、その効果は飽和する。さらに、Ca含有量が0.0040%を超えると、鋼中の酸素と反応して生成する酸化物が粗大となり、かえって線材の絞りの低下を招く。そのため、Caを含有させる場合の適正なCa含有量は、0.0040%以下である。Ca含有量は0.0030%以下であることが好ましく、0.0025%以下であれば一層好ましい。
-Ca: 0.0040% or less Ca is an optional element, and the Ca content may be 0% or more than 0%. Ca forms a solid solution in MnS and has the effect of finely dispersing MnS. By finely dispersing MnS, wire breakage during wire drawing caused by MnS can be suppressed. In order to reliably obtain the effect of Ca, it is preferable to contain Ca in an amount of 0.0002% or more. If a higher effect is desired, 0.0005% or more of Ca may be contained.
However, when the Ca content exceeds 0.0040%, the effect is saturated. Furthermore, when the Ca content exceeds 0.0040%, the oxides produced by reacting with oxygen in the steel become coarse, which actually causes a decrease in the drawing area of the wire. Therefore, when Ca is included, the appropriate Ca content is 0.0040% or less. The Ca content is preferably 0.0030% or less, more preferably 0.0025% or less.
・Mg:0.0040%以下
Mgは任意元素であり、Mg含有量は、0%であってもよいし、0%超であってもよい。Mgは脱酸元素であり、酸化物を生成するが、硫化物も生成することでMnSとの相互関係を有する元素であり、MnSを微細に分散させる効果がある。この効果によりMnSに起因した伸線加工中の断線を抑制できる。Mgによる効果を確実に得るためには、Mgは0.0002%以上含有させることが好ましい。より高い効果を得たい場合には、0.0005%以上のMgを含有させればよい。
しかし、Mg含有量が0.0040%を超えると、その効果は飽和するし、MgSを大量に生成し、かえって線材の絞りの低下を招く。したがって、Mgを含有させる場合の適正なMg含有量は、0.0040%以下である。Mg含有量は0.0035%以下であることが好ましく、0.0030%以下であれば一層好ましい。
- Mg: 0.0040% or less Mg is an optional element, and the Mg content may be 0% or more than 0%. Mg is a deoxidizing element and generates oxides, but it also generates sulfides, so it is an element that has a mutual relationship with MnS, and has the effect of finely dispersing MnS. This effect can suppress wire breakage during wire drawing due to MnS. In order to reliably obtain the effect of Mg, it is preferable to contain Mg in an amount of 0.0002% or more. If a higher effect is desired, 0.0005% or more of Mg may be contained.
However, when the Mg content exceeds 0.0040%, the effect is saturated, and a large amount of MgS is generated, which results in a decrease in the drawing capacity of the wire. Therefore, when Mg is included, the appropriate Mg content is 0.0040% or less. The Mg content is preferably 0.0035% or less, more preferably 0.0030% or less.
伸線加工中の断線を抑制し、かつ、線材の絞りの低下を抑制する観点から、本実施形態の線材における鋼成分は、質量%で、Ca:0.0002%以上0.0040%以下及びMg:0.0002%以上0.0040%以下の少なくとも一方を満たすことが好ましい。 From the viewpoint of suppressing wire breakage during wire drawing and suppressing a reduction in the area of area of the wire rod, the steel components in the wire rod of this embodiment include Ca: 0.0002% or more and 0.0040% or less, and Ca: 0.0002% or more and 0.0040% or less Mg: It is preferable that at least one of 0.0002% and 0.0040% is satisfied.
・B:0.0030%以下
Bは任意元素であり、B含有量は、0%であってもよいし、0%超であってもよい。Bは、微量含有されることで鋼のフェライト組織を低減する効果がある。この効果を確実に得たい場合には0.0001%以上のBを含有させることが好ましい。パーライト組織の面積率を増やしたい場合には、B含有量を0.0004%以上とすることが好ましく、0.0007%以上であればより一層好ましい。
一方、0.0030%超のBを含有させても、効果が飽和するだけでなく、粗大な窒化物が生成するので、ねじり特性が低下する。したがって、Bを含有させる場合のB含有量は0.0030%以下とする。なお、ねじり特性を向上させるためのB含有量は0.0025%以下とすることが好ましく、0.0020%以下であればより一層好ましい。
- B: 0.0030% or less B is an optional element, and the B content may be 0% or more than 0%. When B is contained in a small amount, it has the effect of reducing the ferrite structure of steel. If this effect is to be achieved reliably, it is preferable to contain 0.0001% or more of B. When it is desired to increase the area ratio of the pearlite structure, the B content is preferably 0.0004% or more, and even more preferably 0.0007% or more.
On the other hand, even if B is contained in an amount exceeding 0.0030%, not only the effect is saturated, but also coarse nitrides are formed, resulting in a decrease in torsional properties. Therefore, when B is included, the B content is set to 0.0030% or less. Note that the B content for improving torsional properties is preferably 0.0025% or less, and even more preferably 0.0020% or less.
・Nの含有量に対するTiの含有量の比
Nの含有量に対するTiの含有量の比(以下、[Ti/N]と略記する場合がある)が3.3未満の場合、Tiによる固溶Nの固着が不十分になり、伸線加工後の鋼線のねじり特性が低下する。一方、[Ti/N]が6.5を超える場合、微細なTi炭窒化物が粗大化しやすく、効果的なピン止め効果が得られない。よって、本実施形態の線材は、鋼成分の[Ti/N]が、3.3以上6.5以下を満たすようにTiとNを含有させる。
[Ti/N]の下限は、好ましくは3.8以上であり、より好ましくは4.0以上である。
[Ti/N]の上限は、好ましくは6.0以下であり、より好ましくは5.5以下である。
・Ratio of Ti content to N content If the ratio of Ti content to N content (hereinafter sometimes abbreviated as [Ti/N]) is less than 3.3, solid solution due to Ti The fixation of N becomes insufficient, and the torsional properties of the steel wire after wire drawing deteriorate. On the other hand, when [Ti/N] exceeds 6.5, fine Ti carbonitrides tend to become coarse and an effective pinning effect cannot be obtained. Therefore, the wire rod of this embodiment contains Ti and N so that [Ti/N] of the steel component satisfies 3.3 or more and 6.5 or less.
The lower limit of [Ti/N] is preferably 3.8 or more, more preferably 4.0 or more.
The upper limit of [Ti/N] is preferably 6.0 or less, more preferably 5.5 or less.
<線材の金属組織>
・中心軸からD/50以内の領域における微細なTi炭窒化物の個数密度
本実施形態の線材は、線材の直径をDとしたときに、中心軸からD/50以内の領域において円相当径が10nm以上のTi炭窒化物のうち10nm以上40nm以下のTi炭窒化物(本明細書では「円相当径が10nm以上40nm以下のTi炭窒化物」を「微細なTi炭窒化物」と称する場合がある。)の個数が10%以上である。
円相当径が10nm以上40nm以下の微細なTi炭窒化物はピニング粒子として働き、旧オーステナイトの微細化を促進する。中心軸からD/50以内の領域における微細なTi炭窒化物の個数%が10%以上であれば、線材組織が十分に微細化され、線材の絞り、並びに、鋼線の絞り及び捻回特性が良好になる。中心軸からD/50以内の領域における微細なTi炭窒化物の個数%は、好ましくは11%以上であり、より好ましくは12%以上であり、多ければ多いほど好ましく、100%でもよい。
<Metal structure of wire>
・Number density of fine Ti carbonitrides in the area within D/50 from the central axis When the diameter of the wire is D, the wire of this embodiment has a circular equivalent diameter in the area within D/50 from the central axis. Among Ti carbonitrides with a diameter of 10 nm or more, Ti carbonitrides with a diameter of 10 nm or more and 40 nm or less (herein, "Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 10 nm or more and 40 nm or less" are referred to as "fine Ti carbonitrides") ) is 10% or more.
Fine Ti carbonitrides having an equivalent circle diameter of 10 nm or more and 40 nm or less act as pinning particles and promote refinement of prior austenite. If the number percent of fine Ti carbonitrides in the area within D/50 from the central axis is 10% or more, the wire structure is sufficiently refined, and the wire drawing and steel wire drawing and twisting characteristics are improved. becomes good. The number percent of fine Ti carbonitrides in the region within D/50 from the central axis is preferably 11% or more, more preferably 12% or more, and the larger the number, the better, and may be 100%.
中心軸からD/50以内の領域における微細なTi炭窒化物の個数%は、以下のように測定して求める。
線材の長手方向に垂直な断面(すなわち線材の横断面)を切断した後、図1に示すように、線材10の直径をDとしたときの線材10の外周面から径方向のD/2の位置を中心軸Cとして中心軸CからD/50以内の領域(中心軸Cから半径D/50以内の領域)から、FIB(FOCUSED ION BEAM)装置を用いて切断面と垂直に(すなわち縦断面方向に)100μm2のサンプルを採取し、透過電子顕微鏡(TEM)を用いて倍率40000倍で縦断面の観察を行う。観察位置はサンプル内であれば任意の位置とし、10箇所の観察を行う。1視野あたりの面積は3.15×10-1μm2(縦0.45μm、横0.70μm)とする。
次いで、それぞれの写真での析出物に対してエネルギー分散型X線分析器(EDS)を用いて特性X線スペクトルを得ることで元素分析を行う。このときTiと、CもしくはNの少なくとも一方が検出される場合、Ti炭窒化物と判断する。また、同時にO又はSが検出された場合には酸化物又は硫化物の可能性があるが、これらもサイズが細かい場合にはピニング効果があるため、Ti炭窒化物とみなす。
ただし、Ti以外の炭窒化物や酸化物、硫化物とTi炭窒化物が接触して(複合して)析出している場合、ピン止め粒子として作用しにくいため、単独で析出しているTi炭窒化物を数えることとする。
次いで、Ti炭窒化物と判断した粒子の数を数えるとともにサイズを円相当径として直径を評価する。撮影した10箇所の画像における円相当径が10nm以上のTi炭窒化物の総数に対する10nm以上40nm以下のTi炭窒化物(微細なTi炭窒化物)の総数の比を取り、微細なTi炭窒化物の個数密度(個数%)を算出する。なお、円相当径が10nm未満の粒子はTEMによって見えない場合もあり、10nm未満の粒子は数えない。
The number percent of fine Ti carbonitrides in a region within D/50 from the central axis is determined by measuring as follows.
After cutting a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire (i.e., a cross section of the wire), as shown in FIG. From an area within D/50 from the central axis C (area within a radius D/50 from the central axis C), perpendicular to the cutting plane (i.e. vertical section) using a FIB (FOCUSED ION BEAM) device, A sample of 100 μm 2 (in the direction) is taken, and its longitudinal section is observed using a transmission electron microscope (TEM) at a magnification of 40,000 times. The observation position is any position within the sample, and observation is performed at 10 locations. The area per field of view is 3.15×10 −1 μm 2 (vertical 0.45 μm, horizontal 0.70 μm).
Next, elemental analysis is performed on the precipitates in each photograph by obtaining a characteristic X-ray spectrum using an energy dispersive X-ray analyzer (EDS). At this time, if Ti and at least one of C or N is detected, it is determined that it is Ti carbonitride. Further, if O or S is detected at the same time, there is a possibility that it is an oxide or sulfide, but since these also have a pinning effect if they are small in size, they are considered to be Ti carbonitrides.
However, if carbonitrides, oxides, or sulfides other than Ti and Ti carbonitrides are precipitated in contact with each other (compounded), it is difficult to act as a pinning particle. Carbonitrides will be counted.
Next, the number of particles determined to be Ti carbonitride is counted, and the diameter is evaluated using the size as a circular equivalent diameter. The ratio of the total number of Ti carbonitrides with a diameter of 10 nm or more and 40 nm or less (fine Ti carbonitrides) to the total number of Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 10 nm or more in the images taken at 10 locations is calculated, and the ratio is calculated to determine the fine Ti carbonitrides. Calculate the number density (number %) of objects. Note that particles with an equivalent circular diameter of less than 10 nm may not be visible by TEM, and particles with an equivalent circle diameter of less than 10 nm are not counted.
・中心軸からD/9以内の領域における粗大なTi炭窒化物の個数密度
また、本実施形態の線材は、線材の中心軸からD/9以内の領域において円相当径が0.5μm以上のTi炭窒化物のうち3μm以上のTi炭窒化物(本明細書では「円相当径が3μm以上のTi炭窒化物」を「粗大なTi炭窒化物」と称する場合がある。)の個数が40%以下である。
円相当径が3μm以上の粗大なTi炭窒化物は、伸線加工後の鋼線に対するねじり試験時に亀裂の形成を早める。中心軸からD/9以内の領域における粗大なTi炭窒化物の個数%が40%超になると、伸線加工後の鋼線の捻回特性を著しく低下させるため、40%以下とする。中心軸からD/9以内の領域における粗大なTi炭窒化物の個数%は、好ましくは38%以下であり、より好ましくは36%以下であり、少なければ少ないほど好ましく、0%でもよい。
・Number density of coarse Ti carbonitrides in a region within D/9 from the central axis In addition, the wire of this embodiment has an equivalent circle diameter of 0.5 μm or more in a region within D/9 from the central axis of the wire. Among the Ti carbonitrides, the number of Ti carbonitrides with a diameter of 3 μm or more (in this specification, “Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 3 μm or more” may be referred to as “coarse Ti carbonitrides”) is It is 40% or less.
Coarse Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 3 μm or more accelerate the formation of cracks during a torsion test on a steel wire after wire drawing. If the number percent of coarse Ti carbonitrides in the region within D/9 from the central axis exceeds 40%, the twisting characteristics of the steel wire after wire drawing will be significantly deteriorated, so it is set to 40% or less. The number percent of coarse Ti carbonitrides in the region within D/9 from the central axis is preferably 38% or less, more preferably 36% or less, the smaller the number, the better, and it may be 0%.
中心軸からD/9以内の領域における粗大なTi炭窒化物の個数%は、以下のように測定して求める。
線材の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面(すなわち線材の縦断面)を鏡面研磨した後、図2に示すように線材10の直径をDとしたときの線材10の外周面から径方向のD/2の位置を中心軸Cとして中心軸CからD/9以内の領域(中心軸Cから半径D/9以内の領域)の任意の位置におけるそれぞれ5箇所について、電界放射型走査型電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて倍率1000倍で観察し、写真撮影する。
次いで、それぞれの写真での析出物に対してエネルギー分散型X線分析器(EDS)を用いて特性X線スペクトルを得ることで元素分析を行う。このときTiと、CもしくはNの少なくとも一方が検出される場合、Ti炭窒化物と判断する。また、同時にO又はSが検出された場合には酸化物又は硫化物の可能性があるが、これらもサイズが大きい場合には捻回特性を低下させうるのでTi炭窒化物とみなす。
次いで、Ti炭窒化物と判断した粒子の数を数えるとともにサイズを円相当径として直径を評価する。撮影した5箇所の写真における円相当径が0.5μm以上のTi炭窒化物の総数に対する3nm以上のTi炭窒化物(粗大なTi炭窒化物)の総数の比を取り、個数密度(個数%)を測定する。なお、円相当径が0.5μm以下の粒子はSEMによって見えない場合もあり、0.5μm以下の粒子は数えない。
The number percent of coarse Ti carbonitrides in the region within D/9 from the central axis is determined by measuring as follows.
After mirror-polishing the cross section parallel to the longitudinal direction of the wire and including the central axis (i.e., the longitudinal section of the wire), as shown in FIG. Field emission scanning is performed for each of five arbitrary positions in the area within D/9 from the center axis C (area within the radius D/9 from the center axis C) with the center axis C at the position D/2 in the radial direction. Observe at 1000x magnification using an electron microscope (FE-SEM) and take a photograph.
Next, elemental analysis is performed on the precipitates in each photograph by obtaining a characteristic X-ray spectrum using an energy dispersive X-ray analyzer (EDS). At this time, if Ti and at least one of C or N is detected, it is determined that it is Ti carbonitride. Further, if O or S is detected at the same time, there is a possibility that it is an oxide or sulfide, but if these are large in size, they can reduce the twisting properties, so they are considered to be Ti carbonitrides.
Next, the number of particles determined to be Ti carbonitride is counted, and the diameter is evaluated using the size as a circular equivalent diameter. The ratio of the total number of Ti carbonitrides with a diameter of 3 nm or more (coarse Ti carbonitrides) to the total number of Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 0.5 μm or more in the photographs taken at five locations was calculated, and the number density (number %) was calculated. ) to measure. Note that particles with an equivalent circle diameter of 0.5 μm or less may not be visible by SEM, and particles with a circle equivalent diameter of 0.5 μm or less are not counted.
・中心軸からD/9以内の領域において、フェライト結晶方位が15°以上の角度差で囲まれる面積の平均値
本実施形態の線材は、中心軸からD/9以内の領域において、フェライト結晶方位が15°以上の角度差で囲まれる面積の平均値が、16μm以下であることが好ましい。かかる面積の平均値が16μm以下であれば、パーライトブロック粒(PBS)が微細化されていることになり、亀裂形成時の伝播抵抗となるため延性が向上する。
- Average value of the area where the ferrite crystal orientation is surrounded by an angle difference of 15° or more in the area within D/9 from the central axis The wire of this embodiment has the ferrite crystal orientation in the area within D/9 from the central axis It is preferable that the average value of the area surrounded by an angular difference of 15 degrees or more is 16 μm or less. If the average value of this area is 16 μm or less, it means that the pearlite block grains (PBS) are refined, which acts as propagation resistance during crack formation and improves ductility.
フェライト結晶方位が15°以上の角度差で囲まれる結晶粒径の平均値は、以下のように測定して求める。
線材の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面(すなわち線材の縦断面)を鏡面研磨した後、コロイダルシリカで研磨し、中心軸からD/9以内の領域の任意の位置において電界放射型走査型電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて倍率400倍で各4視野を観察し、電子線後方散乱回折法による測定(EBSD測定)を行う。1視野あたりの面積は、0.0324mm2(縦0.18mm、横0.18mm)とし、測定時のステップは0.3μmとする。
次いで、結晶粒界を15°と定義して結晶粒径の加重平均を算出し、測定した4視野の平均値を15°以上の角度差で囲まれる領域の結晶粒径とする。例えば、OIM analysis(株式会社TSLソリューションズのEBSD解析ソフト、OIM:Orientation Imaging Microscopy)を用いることで結晶粒径を得ることができる。OIM analysisを用いる場合、CI値が0.1以下のピクセルおよび9個以下のピクセルの塊はデータの信頼性が低いためノイズとみなし、除外する。
The average value of the crystal grain size in which the ferrite crystal orientation is surrounded by an angle difference of 15 degrees or more is determined by measuring as follows.
After mirror-polishing the cross-section parallel to the longitudinal direction of the wire and including the central axis (i.e., the longitudinal cross-section of the wire), polishing with colloidal silica produces electric field radiation at any position within D/9 from the central axis. Each of the four fields of view was observed at a magnification of 400 times using a type scanning electron microscope (FE-SEM), and measurement by electron beam backscatter diffraction method (EBSD measurement) was performed. The area per field of view is 0.0324 mm 2 (vertical 0.18 mm, horizontal 0.18 mm), and the step during measurement is 0.3 μm.
Next, the grain boundary is defined as 15°, a weighted average of the crystal grain sizes is calculated, and the average value of the four measured fields of view is taken as the crystal grain size of the region surrounded by an angular difference of 15° or more. For example, the crystal grain size can be obtained by using OIM analysis (EBSD analysis software, OIM: Orientation Imaging Microscopy, manufactured by TSL Solutions Co., Ltd.). When using OIM analysis, pixels with a CI value of 0.1 or less and clusters of 9 or fewer pixels are considered to be noise and excluded because the reliability of the data is low.
・中心軸からD/9以内の領域におけるパーライト組織の面積率
本実施形態の線材は、パーライト組織を有することが好ましく、中心軸からD/9以内の領域におけるパーライト組織の面積率が90%以上であることが好ましい。中心軸からD/9以内の領域におけるパーライト組織の面積率が90%以上であれば、高強度及び延性のバランスが特に優れた線材とすることができる。かかる観点から、中心軸からD/9以内の領域におけるパーライト組織の面積率は、92%以上がより好ましく、95%以上がさらに好ましい。
なお、中心軸からD/9以内の領域におけるパーライト組織の面積率の上限値は特に限定されず、100%でもよいが、ばらつきの観点から99%以下であってもよい。なお、本実施形態の線材におけるパーライト組織以外の金属組織(非パーライト組織)としては、フェライト、ベイナイト、マルテンサイトが挙げられる。
- Area ratio of pearlite structure in the area within D/9 from the central axis The wire of this embodiment preferably has a pearlite structure, and the area ratio of the pearlite structure in the area within D/9 from the central axis is 90% or more It is preferable that If the area ratio of the pearlite structure in the region within D/9 from the central axis is 90% or more, the wire rod can have a particularly excellent balance between high strength and ductility. From this viewpoint, the area ratio of the pearlite structure in the region within D/9 from the central axis is more preferably 92% or more, and even more preferably 95% or more.
Note that the upper limit of the area ratio of the pearlite structure in the region within D/9 from the central axis is not particularly limited, and may be 100%, but may be 99% or less from the viewpoint of variation. Note that metal structures other than the pearlite structure (non-pearlite structure) in the wire of this embodiment include ferrite, bainite, and martensite.
中心軸からD/9以内の領域におけるパーライト組織の面積率は、以下のように測定して求める。
線材の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面(すなわち線材の縦断面)を鏡面研磨した後、ピクラールで腐食し、電界放射型走査型電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて倍率2000倍で、線材の外周面からD/2の位置を中心軸として中心軸からD/9以内の領域の任意の位置におけるそれぞれ5箇所を観察し、写真撮影する。1視野あたりの面積は、2.7×10-3mm2(縦0.045mm、横0.060mm)とする。
次いで、得られた各写真に透明シート(例えばOHP(Over Head Projector)シート)を重ねる。この状態で、各透明シートにおける「非パーライト組織」に色を塗る。
次いで、各透明シートにおける「色を塗った領域」の面積率を画像解析ソフト(image-J ver.1.51)により求め、その平均値を非パーライト組織の面積率の平均値として算出する。得られた非パーライト組織の面積率を100%から差し引くことでパーライト組織の面積率を算出し、5視野の平均値をパーライト組織の面積率とする。
The area ratio of the pearlite structure in the region within D/9 from the central axis is determined by measuring as follows.
After mirror-polishing the cross section parallel to the longitudinal direction of the wire and including the central axis (i.e., the longitudinal cross-section of the wire), it was corroded with Picral and examined using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) at a magnification of 2000. Observe and photograph five arbitrary positions in an area within D/9 from the central axis with the center axis at a position D/2 from the outer circumferential surface of the wire at double magnification. The area per field of view is 2.7×10 −3 mm 2 (vertical 0.045 mm, horizontal 0.060 mm).
Next, a transparent sheet (for example, an OHP (Over Head Projector) sheet) is placed over each of the obtained photographs. In this state, color is applied to the "non-pearlite structure" on each transparent sheet.
Next, the area ratio of the "colored area" in each transparent sheet is determined using image analysis software (image-J ver. 1.51), and the average value is calculated as the average value of the area ratio of the non-pearlite structure. The area ratio of the pearlite structure is calculated by subtracting the obtained area ratio of the non-pearlite structure from 100%, and the average value of the five fields of view is taken as the area ratio of the pearlite structure.
・中心軸からD/9以内の領域におけるラメラ間隔の平均値
本実施形態の線材は、パーライト組織を有することが好ましく、中心軸からD/9以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔の平均値が70nm以下である好ましい。中心軸からD/9以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔の平均値が70nm以下であれば、より確実に高強度の線材とすることできる。かかる観点から、中心軸からD/9以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔の平均値は67nm以下がより好ましく、65nm以下がさらに好ましい。
なお、中心軸からD/9以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔の平均値の下限値は特に限定されないが、高強度化による延性低下の観点から、40nm以上であってもよい。
- Average value of lamella spacing in the area within D/9 from the central axis The wire of this embodiment preferably has a pearlite structure, and the average value of the lamella spacing of the pearlite structure in the area within D/9 from the central axis is The thickness is preferably 70 nm or less. If the average value of the lamella spacing of the pearlite structure in the region within D/9 from the central axis is 70 nm or less, a high-strength wire can be more reliably obtained. From this viewpoint, the average value of the lamella spacing of the pearlite structure in the region within D/9 from the central axis is more preferably 67 nm or less, and even more preferably 65 nm or less.
Note that the lower limit of the average value of the lamella spacing of the pearlite structure in the region within D/9 from the central axis is not particularly limited, but may be 40 nm or more from the viewpoint of reducing ductility due to increased strength.
中心軸からD/9以内の領域におけるパーライト組織のラメラ間隔は、以下のように測定して求める。
線材の長手方向に平行であり、かつ中心軸を含む断面(すなわち線材の縦断面)を鏡面研磨した後、ピクラールで腐食し、電界放射型走査型電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて倍率10000倍で、図2に示すように線材10の外周面からD/2の位置を中心軸Cとして中心軸CからD/9以内の領域の任意の位置におけるそれぞれ5箇所を観察し、写真撮影する。具体的には、各視野の写真を用いて視野内でパーライトラメラの向きが揃っている範囲において、ラメラ5間隔分が測定可能で、かつ最もラメラ間隔が小さい場所、及び2番目にラメラ間隔が小さい場所について、それぞれラメラに垂直に直線を引いて、ラメラ5間隔分の長さを求めて、それを5で割ることで各箇所(各視野につき2箇所)のパーライトラメラ間隔を求めることができる。このように求めた10箇所のラメラ間隔の平均値をその試料の「ラメラ間隔の平均値」とすることができる。
The lamella spacing of the pearlite structure in the region within D/9 from the central axis is determined by measuring as follows.
After mirror-polishing the cross section parallel to the longitudinal direction of the wire and including the central axis (i.e. the longitudinal cross-section of the wire), it was corroded with Picral and examined using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) at a magnification of 10,000. As shown in FIG. 2, with the central axis C set at a position D/2 from the outer circumferential surface of the wire 10, observe and photograph five arbitrary positions in the area within D/9 from the central axis C. . Specifically, using photographs of each field of view, in the range where pearlite lamellae are aligned in the same direction within the field of view, five lamella intervals can be measured, and the lamella interval is the smallest, and the second lamella interval is measured. For small locations, draw a straight line perpendicular to each lamella, find the length of 5 lamella intervals, and divide it by 5 to find the pearlite lamella spacing at each location (2 locations for each field of view). . The average value of the lamella spacings at the 10 locations thus determined can be used as the "average lamella spacing" of the sample.
<線材の直径>
本実施形態の線材の直径(D)は特に限定されないが、断面内で均一な組織を形成させる観点から、1.5mm以上9.0mm以下であることが好ましく、2.0mm以上8.0mm以下であることがより好ましい。
<Wire diameter>
The diameter (D) of the wire of this embodiment is not particularly limited, but from the viewpoint of forming a uniform structure within the cross section, it is preferably 1.5 mm or more and 9.0 mm or less, and 2.0 mm or more and 8.0 mm or less. It is more preferable that
[鋼線]
次に、本実施形態の鋼線について説明する。
本実施形態の鋼線は、質量%で
C:0.40%以上0.80%以下、
Si:0.10%以上2.0%以下、
Mn:0.10%以上1.0%以下、
P:0.030%以下、
S:0.030%以下、
N:0.0015%%以上0.0060%以下、及び
Ti:0.005%以上0.030%以下を含有し、残部がFe及び不純物である鋼成分を有し、かつ、Nの含有量に対するTiの含有量の比が3.3以上6.5以下を満たし、
鋼線を平均昇温速度10℃/秒以上30℃/秒以下で900℃まで加熱して1分間保持した場合、鋼線の直径をdとしたときに、中心軸からd/20以内の領域において円相当径が10nm以上のTi炭窒化物のうち10nm以上40nm以下のTi炭窒化物の個数が10%以上であり、前記中心軸からd/9以内の領域において円相当径が0.5μm以上のTi炭窒化物のうち3μm以上のTi炭窒化物の個数が40%以下であり、前記中心軸からd/9以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる<110>方位の集積度が2.0以上である。
本実施形態の鋼線の鋼成分は、Feに代えて、
Al:0.050%以下、
Cr:1.0%以下、
Nb:0.050%以下、
V:0.15%以下、
Ca:0.0040%以下、
Mg:0.0040%以下、及び
B:0.0030%以下、
からなる群から選ばれる1種または2種以上を含んでもよい。
[Steel wire]
Next, the steel wire of this embodiment will be explained.
The steel wire of this embodiment has C: 0.40% or more and 0.80% or less in mass %,
Si: 0.10% or more and 2.0% or less,
Mn: 0.10% or more and 1.0% or less,
P: 0.030% or less,
S: 0.030% or less,
N: 0.0015% to 0.0060%, Ti: 0.005% to 0.030%, the balance being Fe and impurities, and the content of N The ratio of Ti content to 3.3 or more and 6.5 or less,
When a steel wire is heated to 900°C at an average heating rate of 10°C/sec to 30°C/sec and held for 1 minute, the area within d/20 from the central axis, where d is the diameter of the steel wire. The number of Ti carbonitrides with a circle equivalent diameter of 10 nm or more is 10% or more and 40 nm or less is 10% or more, and the circle equivalent diameter is 0.5 μm in a region within d/9 from the central axis. Among the above Ti carbonitrides, the number of Ti carbonitrides of 3 μm or more is 40% or less, and the <110> orientation is parallel to the longitudinal direction of the steel wire in a region within d/9 from the central axis. The degree of integration is 2.0 or more.
The steel composition of the steel wire of this embodiment is replaced with Fe,
Al: 0.050% or less,
Cr: 1.0% or less,
Nb: 0.050% or less,
V: 0.15% or less,
Ca: 0.0040% or less,
Mg: 0.0040% or less, and B: 0.0030% or less,
It may contain one or more selected from the group consisting of:
<鋼線の鋼成分>
本実施形態の鋼線は、前述した本実施形態の線材を伸線加工して得られるものであり、鋼成分は線材と同様であるため、ここでの説明は省略する。
<Steel composition of steel wire>
The steel wire of this embodiment is obtained by drawing the wire rod of this embodiment described above, and the steel composition is the same as that of the wire rod, so a description thereof will be omitted here.
<鋼線の金属組織>
Ti炭窒化物の大きさ及び個数は、伸線加工前後で大きく変化することはないが、線材を伸線加工して得られる鋼線は、その断面をSEM又はTEMで観察した場合、SEMではセメンタイト組織が微細になっておりフェライト素地が観察しにくく、TEMでは転位組織やセメンタイト組織が複雑に絡み合っているため、Ti炭窒化物を特定することが困難である。そこで、本実施形態の鋼線は、鋼線を平均昇温速度10℃/秒以上30℃/秒以下で900℃まで加熱して1分間保持する焼き入れをしてTi炭窒化物を観察し易くした上で、微細なTi炭窒化物と粗大なTi炭窒化物のそれぞれの個数%を特定する。
<Metal structure of steel wire>
The size and number of Ti carbonitrides do not change significantly before and after wire drawing, but when the cross section of a steel wire obtained by wire drawing is observed with an SEM or TEM, The cementite structure is so fine that it is difficult to observe the ferrite matrix, and in TEM it is difficult to identify Ti carbonitrides because the dislocation structure and cementite structure are intricately intertwined. Therefore, the steel wire of this embodiment was quenched by heating the steel wire to 900°C at an average heating rate of 10°C/sec to 30°C/sec and holding it for 1 minute to observe Ti carbonitrides. For simplicity, the respective number percentages of fine Ti carbonitrides and coarse Ti carbonitrides are specified.
・中心軸からd/20以内の領域における微細なTi炭窒化物の個数密度
本実施形態の鋼線は、鋼線を平均昇温速度10℃/秒以上30℃/秒以下で900℃まで加熱して1分間保持(焼き入れ)した場合、鋼線の直径をdとしたときに、中心軸からd/20以内の領域において円相当径が10nm以上のTi炭窒化物のうち10nm以上40nm以下のTi炭窒化物の個数が10%以上である。
円相当径が10nm以上40nm以下の微細なTi炭窒化物はピニング粒子として働き、旧オーステナイトの微細化を促進する。鋼線の中心軸からd/20以内の領域における微細なTi炭窒化物の個数%が10%以上であれば、鋼線の組織が十分に微細化され、鋼線の絞り及び捻回特性が良好になる。中心軸からd/20以内の領域における微細なTi炭窒化物の個数%は、好ましくは11%以上であり、より好ましくは12%以上であり、多ければ多いほど好ましく、100%でもよい。
・Number density of fine Ti carbonitrides in the area within d/20 from the central axis The steel wire of this embodiment is heated to 900°C at an average heating rate of 10°C/sec to 30°C/sec. When held (quenched) for 1 minute, when the diameter of the steel wire is d, Ti carbonitrides with a circular equivalent diameter of 10 nm or more in the area within d/20 from the central axis are 10 nm or more and 40 nm or less The number of Ti carbonitrides is 10% or more.
Fine Ti carbonitrides having an equivalent circle diameter of 10 nm or more and 40 nm or less act as pinning particles and promote refinement of prior austenite. If the number percent of fine Ti carbonitrides in the region within d/20 from the central axis of the steel wire is 10% or more, the structure of the steel wire is sufficiently refined, and the drawing and twisting characteristics of the steel wire are improved. Become good. The number percent of fine Ti carbonitrides in the region within d/20 from the central axis is preferably 11% or more, more preferably 12% or more, and the larger the number, the better, and may be 100%.
本実施形態の鋼線において微細なTi炭窒化物の個数%を求める方法は、鋼線を平均昇温速度10℃/秒以上30℃/秒以下で900℃まで加熱して1分間保持して焼き入れを行った後、中心軸からd/20以内の領域を測定対象とすること以外は、前述した線材において微細なTi炭窒化物の個数%を求める方法と同様であり、ここでの説明は省略する。 The method for determining the number % of fine Ti carbonitrides in the steel wire of this embodiment is to heat the steel wire to 900°C at an average heating rate of 10°C/sec to 30°C/sec and hold it for 1 minute. After quenching, the method is the same as the method for determining the number % of fine Ti carbonitrides in the wire described above, except that the area within d/20 from the central axis is the measurement target, and will be explained here. is omitted.
・中心軸からd/9以内の領域における粗大なTi炭窒化物の個数密度
本実施形態の鋼線は、鋼線を平均昇温速度10℃/秒以上30℃/秒以下で900℃まで加熱して1分間保持した場合、前記中心軸からd/9以内の領域において円相当径が0.5μm以上のTi炭窒化物のうち3μm以上のTi炭窒化物の個数が40%以下である。
円相当径が3μm以上の粗大なTi炭窒化物は、ねじり試験時に亀裂の形成を早める。鋼線の中心軸からd/9以内の領域における粗大なTi炭窒化物の個数%が40%超になると鋼線の捻回特性を著しく低下させるため、40%以下とする。中心軸からd/9以内の領域における粗大なTi炭窒化物の個数%は、好ましくは38%以下であり、より好ましくは36%以下であり、少なければ少ないほど好ましく、0%でもよい。
・Number density of coarse Ti carbonitrides in the area within d/9 from the central axis The steel wire of this embodiment is heated to 900°C at an average heating rate of 10°C/sec to 30°C/sec. When held for 1 minute, the number of Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 3 μm or more is 40% or less of the Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 0.5 μm or more in a region within d/9 from the central axis.
Coarse Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 3 μm or more accelerate the formation of cracks during the torsion test. If the number percent of coarse Ti carbonitrides in the region within d/9 from the central axis of the steel wire exceeds 40%, the twisting characteristics of the steel wire will be significantly degraded, so it is set to 40% or less. The number percent of coarse Ti carbonitrides in the region within d/9 from the central axis is preferably 38% or less, more preferably 36% or less, the smaller the number, the better, and it may be 0%.
鋼線の中心軸からd/9以内の領域における粗大なTi炭窒化物の個数%を求める方法は、前述した線材の中心軸からD/9以内の領域における粗大なTi炭窒化物の個数%を求める方法と同様であり、ここでの説明は省略する。 The method of determining the number % of coarse Ti carbonitrides in the area within d/9 from the central axis of the steel wire is to calculate the number % of coarse Ti carbonitrides in the area within D/9 from the central axis of the wire as described above. The method is the same as the method for finding , so the explanation here will be omitted.
・中心軸からd/9以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる<110>方位の集積度
また、本実施形態の鋼線は、中心軸からd/9以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる<110>方位の集積度(以下、単に「<110>の集積度」と記す場合がある。)が2.0以上である。ここで、<110>の集積度とは、方位<110>を有する結晶粒の存在頻度が、完全にランダムな方位分布を持つ組織(この場合、集積度は1)に対して何倍であるかを示す指標である。
本実施形態の鋼線は、中心軸からd/9以内の領域における<110>の集積度が2.0以上であることで、断面内の組織ばらつきを低減できるため捻回特性を向上させることができる。かかる観点から、本実施形態の鋼線は、中心軸からd/9以内の領域における<110>の集積度が2.1以上であることが好ましく、2.2以上であることがより好ましい。
なお、中心軸からd/9以内の領域における<110>の集積度の上限は特に限定されないが、伸線加工時の断線抑制の観点から、4.0以下であることが好ましく、3.8以下であることがより好ましい。
・Agglomeration degree of <110> direction parallel to the longitudinal direction of the steel wire in the area within d/9 from the central axis In addition, the steel wire of this embodiment The degree of integration in the <110> direction parallel to the longitudinal direction of the line (hereinafter sometimes simply referred to as "the degree of integration in <110>") is 2.0 or more. Here, the degree of integration of <110> is how many times the frequency of crystal grains with orientation <110> is present compared to a structure with a completely random orientation distribution (in this case, the degree of integration is 1). This is an indicator that shows whether
In the steel wire of this embodiment, the degree of integration of <110> in the region within d/9 from the central axis is 2.0 or more, so that the structure variation in the cross section can be reduced and the twisting characteristics can be improved. I can do it. From this point of view, the steel wire of the present embodiment preferably has a <110> integration degree of 2.1 or more, more preferably 2.2 or more in a region within d/9 from the central axis.
Note that the upper limit of the integration degree of <110> in the area within d/9 from the central axis is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing wire breakage during wire drawing, it is preferably 4.0 or less, and 3.8 It is more preferable that it is below.
中心軸からd/9以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる<110>方位の集積度は、以下のように測定して求める。
鋼線の長手方向に垂直な断面(すなわち鋼線の横断面)を鏡面研磨した後、コロイダルシリカで研磨し、電界放射型走査型電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて倍率400倍で中心軸から半径d/9以内の領域の任意の位置において各3視野を観察し、EBSD測定(電子線後方散乱回折法による測定)を行う。1視野あたりの面積は、0.0324mm2(縦0.18mm、横0.18mm)とし、測定時のステップは0.1μmとする。
次いで、鋼線の長手方向から見た<110>の集積度を算出する。例えば、前述したOIM analysisを用いることで集積度の算出が可能である。OIM analysisを用いる場合、CI値が0.1以下のピクセルおよび9個以下のピクセルの塊はノイズとみなし、除外する。
The degree of accumulation of <110> directions parallel to the longitudinal direction of the steel wire in a region within d/9 from the central axis is determined by measuring as follows.
A cross section perpendicular to the longitudinal direction of the steel wire (i.e., a cross section of the steel wire) was polished to a mirror surface, then polished with colloidal silica, and the central axis was examined using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) at a magnification of 400x. Three fields of view are each observed at any position within a radius of d/9 from , and EBSD measurement (measurement by electron beam backscatter diffraction method) is performed. The area per field of view is 0.0324 mm 2 (vertical 0.18 mm, horizontal 0.18 mm), and the step during measurement is 0.1 μm.
Next, the degree of accumulation of <110> as seen from the longitudinal direction of the steel wire is calculated. For example, the degree of integration can be calculated using the OIM analysis described above. When using OIM analysis, pixels with a CI value of 0.1 or less and clusters of 9 or fewer pixels are considered to be noise and are excluded.
<鋼線の直径>
本実施形態の鋼線の直径(d)は特に限定されないが、安定した捻回特性を得るためには、0.5mm以上3.0mm以下であることが好ましく、0.7mm以上2.5mm以下であることがより好ましい。
<Diameter of steel wire>
The diameter (d) of the steel wire of this embodiment is not particularly limited, but in order to obtain stable twisting characteristics, it is preferably 0.5 mm or more and 3.0 mm or less, and 0.7 mm or more and 2.5 mm or less. It is more preferable that
[線材の製造方法]
本実施形態の線材の製造方法は特に限定されないが、以下、一例として、本実施形態の線材の好ましい製造方法について説明する。
[Wire manufacturing method]
Although the method for manufacturing the wire rod of this embodiment is not particularly limited, a preferred method for manufacturing the wire rod of this embodiment will be described below as an example.
<鋳片加熱>
前述した鋼成分を有する鋳片を1200℃以上に加熱する。これにより(凝固時に形成する)円相当径が3μm以上となるような粗大なTi炭窒化物を溶解させることができ、割合を低減させることができる。Ti炭窒化物の溶解によって固溶Tiが増大し、分塊圧延中に微細にTi炭窒化物が分散する。鋳片の最大加熱温度は1350℃以下とすることが好ましい。鋳片を1350℃を超える温度に上げると脱炭が激しくなるためである。
<Heating slab>
A slab having the above-mentioned steel components is heated to 1200° C. or higher. As a result, coarse Ti carbonitrides having an equivalent circle diameter of 3 μm or more (formed during solidification) can be dissolved, and the proportion can be reduced. The solid solution Ti increases by dissolving the Ti carbonitride, and the Ti carbonitride is finely dispersed during blooming. The maximum heating temperature of the slab is preferably 1350°C or less. This is because if the temperature of the slab is raised to over 1350°C, decarburization becomes severe.
<鋳片加熱時間>
1200℃以上の加熱時間を30分以上とすることで円相当径が3μm以上となるような粗大なTi炭窒化物を溶解させることができ、割合を低減させることができる。Ti炭窒化物の溶解によって固溶Tiが増大し、分塊圧延中に微細にTi炭窒化物が分散する。1200℃以上の加熱時間は300分以下とすることが好ましい。300分を超える加熱は大きな効果を示さないためである。
<Slab heating time>
By heating at 1200°C or more for 30 minutes or more, coarse Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 3 μm or more can be dissolved, and the proportion can be reduced. The solid solution Ti increases by dissolving the Ti carbonitride, and the Ti carbonitride is finely dispersed during blooming. The heating time at 1200° C. or higher is preferably 300 minutes or less. This is because heating for more than 300 minutes does not show a significant effect.
<線材加熱温度>
線材の加熱温度は1000℃以上とする。1000℃未満の加熱では線材圧延の反力が大きくなるためである。線材加熱時の最大温度T(℃)は、線材におけるTiの含有量を[Ti]、Cの含有量を[C]とした場合、以下の式(I)によって算出される値とすることが好ましい。
T=-9575/(log([Ti]×[C])-4.4)-360 ・・・(I)
上記式(I)で算出されるT(℃)を超える温度に線材を加熱すると分塊圧延中に析出した微細なTi炭窒化物が再度溶解し、線材圧延中には溶存したTi炭窒化物を核に析出するためピン止め効果が小さくなる。ピン止め効果を活用するためには分塊圧延中に析出した微細なTi炭窒化物を残存させることが有効である。
<Wire heating temperature>
The heating temperature of the wire is 1000°C or higher. This is because heating at less than 1000° C. causes a large reaction force during wire rolling. The maximum temperature T (°C) when heating the wire can be a value calculated by the following formula (I), where the Ti content in the wire is [Ti] and the C content is [C]. preferable.
T=-9575/(log([Ti]×[C])-4.4)-360...(I)
When the wire rod is heated to a temperature exceeding T (℃) calculated by the above formula (I), the fine Ti carbonitrides precipitated during blooming will be dissolved again, and the dissolved Ti carbonitrides will be dissolved during the wire rod rolling. precipitates in the nucleus, which reduces the pinning effect. In order to utilize the pinning effect, it is effective to leave the fine Ti carbonitrides precipitated during blooming.
<線材加熱時間>
1000℃以上の加熱時間を35分以上とすることで線材圧延中の反力を十分に低減できる。一方、1000℃以上T℃以下の加熱時間が80分未満であれば、微細なTi炭窒化物を十分に残存させることができる。
<Wire heating time>
By setting the heating time at 1000° C. or higher to 35 minutes or longer, the reaction force during wire rod rolling can be sufficiently reduced. On the other hand, if the heating time at 1000° C. or more and T° C. or less is less than 80 minutes, fine Ti carbonitrides can be sufficiently left.
上記の条件で鋳片の段階及び線材の段階でそれぞれ加熱することでTi炭窒化物が微細な粒径を有する線材を得ることができる。
上記の線材を用いて伸線加工を施すことで捻回特性に優れる鋼線を得ることができる。
また、上記の線材圧延を行って得られた線材を再度LPしても組織の微細化を再現することができる。
By heating the slab and the wire rod under the above conditions, it is possible to obtain a wire rod in which Ti carbonitride has a fine grain size.
By subjecting the above-mentioned wire rod to wire drawing, a steel wire with excellent twisting properties can be obtained.
Moreover, even if the wire rod obtained by performing the above-mentioned wire rod rolling is re-LPed, the refinement of the structure can be reproduced.
<LP加熱温度>
LPでの加熱温度は900℃以上とすることが好ましい。900℃未満ではフェライト/オーステナイトの二相組織となり、均一な組織が得られない可能性があるためである。LPでの加熱温度の上限となる最大温度Tは、前記式(I)で算出される値とすることが好ましい。上記式(I)で算出されるT(℃)を超える温度ではTi炭窒化物が溶解し、ピン止め効果が得られない。LP加熱温度は、より好ましくは1000℃以下である。
<LP heating temperature>
The heating temperature in LP is preferably 900°C or higher. This is because if the temperature is lower than 900°C, a two-phase structure of ferrite/austenite is formed, and a uniform structure may not be obtained. The maximum temperature T, which is the upper limit of the heating temperature in the LP, is preferably a value calculated by the above formula (I). At a temperature exceeding T (° C.) calculated by the above formula (I), Ti carbonitride is dissolved and no pinning effect is obtained. The LP heating temperature is more preferably 1000°C or less.
<LP加熱時間>
30秒以上のLP加熱を行うことで完全にオーステナイト化できるため、30秒以上とすることが好ましい。一方、300秒超のLP加熱はオーステナイト粒が粗大化することがあるため、300秒以下とすることが好ましい。
<LP heating time>
Since complete austenitization can be achieved by performing LP heating for 30 seconds or more, the heating time is preferably 30 seconds or more. On the other hand, since LP heating for more than 300 seconds may cause austenite grains to become coarse, the heating time is preferably 300 seconds or less.
<鉛浴温度>
LPの際、鉛浴温度は500℃以上とすることが好ましい。500℃未満ではベイナイト変態域となり変態が完了しない可能性があるためである。鉛浴の最大温度は630℃以下とすることが好ましい。630℃超では線材の強度が低下するだけでなく、変態が完了しない可能性があるためである。
<Lead bath temperature>
During LP, the lead bath temperature is preferably 500°C or higher. This is because if the temperature is lower than 500°C, the temperature becomes a bainite transformation region, and the transformation may not be completed. The maximum temperature of the lead bath is preferably 630°C or less. This is because if the temperature exceeds 630°C, not only the strength of the wire will decrease, but also the transformation may not be completed.
<鉛浴浸漬時間>
鉛浴浸漬時間は10秒以上とすることが好ましい。10秒未満ではパーライト変態が完了しない可能性があるためである。一方、鉛浴浸漬時間の上限は60秒とすることが好ましい。60秒超浸漬することで引張強度が低下する可能性があるためである。
<Lead bath immersion time>
The immersion time in the lead bath is preferably 10 seconds or more. This is because pearlite transformation may not be completed in less than 10 seconds. On the other hand, the upper limit of the lead bath immersion time is preferably 60 seconds. This is because tensile strength may decrease if immersed for more than 60 seconds.
[鋼線の製造方法]
本実施形態の鋼線の製造方法も特に限定されないが、好ましい製造方法の一例として、上記方法によって線材を製造した後、伸線加工することによって本実施形態の鋼線を製造する方法が挙げられる。
なお、上記方法によって製造した線材を用いて伸線加工を行っても、歪量が不十分であると鋼線の長手方向にそろった<110>の集積度が2.0未満となってしまう可能性があり、歪量が大き過ぎる伸線時に断線してしまう可能性がある。そこで、伸線加工前の線材の直径をD、鋼線の直径をdとしたとき、ε=2×ln(D/d)で表される真歪みεが、1.4以上4.0以下となるように伸線加工を行って鋼線を製造することが好ましい。
[Manufacturing method of steel wire]
Although the method for manufacturing the steel wire of this embodiment is not particularly limited, an example of a preferable manufacturing method is a method of manufacturing the steel wire of this embodiment by manufacturing a wire rod by the above method and then drawing it. .
In addition, even if wire drawing is performed using the wire produced by the above method, if the amount of strain is insufficient, the degree of integration of <110> aligned in the longitudinal direction of the steel wire will be less than 2.0. There is a possibility that the wire may break during wire drawing when the amount of strain is too large. Therefore, when the diameter of the wire before wire drawing is D and the diameter of the steel wire is d, the true strain ε expressed as ε = 2 × ln (D/d) is 1.4 or more and 4.0 or less. It is preferable to manufacture the steel wire by drawing the wire so that the following is achieved.
本実施形態の線材及び鋼線の用途は特に限定されないが、例えば、自動車等のタイヤの補強材であるワイヤー、アルミ送電線などの補強用ワイヤー、PC(プレストレストコンクリート)鋼線、橋梁等に用いられるロープ用ワイヤーなどに使用される高強度鋼線の素材として幅広く用いることができる。 The use of the wire rod and steel wire of this embodiment is not particularly limited, but for example, it can be used as a reinforcing material for automobile tires, a reinforcing wire for aluminum power transmission lines, a PC (prestressed concrete) steel wire, a bridge, etc. It can be widely used as a material for high-strength steel wire used in rope wires.
以下、実施例によって本開示に係る線材及び鋼線の例を具体的に説明するが、本開示に係る線材及び鋼線は以下の実施例により制限されるものではない。 Hereinafter, examples of the wire rod and steel wire according to the present disclosure will be specifically explained using Examples, but the wire rod and steel wire according to the present disclosure are not limited to the following Examples.
下記表1に示す化学組成(鋼成分)を有する鋼A及びB、並びに表2に示す化学組成を有する鋼1~32をそれぞれ溶製し、後述する方法で線材を作製した。
なお、表1及び表2中の「-」の表記は、当該元素の含有量が不純物レベルであり、実質的に含有されていないと判断できることを示す。表1及び表2に示された鋼の化学組成(質量%)の残部は鉄(Fe)及び不純物である。また、表2中の下線が付された値は、本開示に係る線材及び鋼線の鋼成分を満たさない値である。
Steels A and B having the chemical compositions (steel components) shown in Table 1 below and steels 1 to 32 having the chemical compositions shown in Table 2 were melted, respectively, and wire rods were produced by the method described below.
Note that the notation "-" in Tables 1 and 2 indicates that the content of the element is at an impurity level, and it can be determined that it is not substantially contained. The remainder of the chemical composition (mass %) of the steel shown in Tables 1 and 2 is iron (Fe) and impurities. Further, the underlined values in Table 2 are values that do not satisfy the steel composition of the wire rod and steel wire according to the present disclosure.
それぞれ表1及び表2に示す化学組成の鋼を溶製し、以下の方法で線材を作製した。
まず、表1に示す化学組成の鋼A及びBをそれぞれ溶製した後、約1200℃~1300℃まで加熱し、分塊圧延によって、122mm角のビレット(鋼片)を得、線材圧延を行った。分塊圧延及び線材圧延での加熱並び仕上げ圧延後の調整冷却は、それぞれ表3に示された線材番号(R1)~(R30)に示す条件で行った。すなわち、鋼片が約1000~1120℃になるように加熱した後、線材圧延を施し、810℃~920℃で巻取り、平均冷却速度4℃/秒~33℃/秒で約30秒冷却し、φ5.5~φ8.5mmに熱間圧延した。
Steels having the chemical compositions shown in Tables 1 and 2, respectively, were melted and wire rods were produced by the following method.
First, steels A and B having the chemical compositions shown in Table 1 were respectively melted, heated to approximately 1200°C to 1300°C, and subjected to blooming rolling to obtain a 122mm square billet (steel billet), which was then wire rolled. Ta. Heating during blooming and wire rod rolling and adjustment cooling after finish rolling were performed under the conditions shown in wire rod numbers (R1) to (R30) shown in Table 3, respectively. That is, after heating the steel piece to about 1000 to 1120 °C, it is subjected to wire rolling, coiled at 810 to 920 °C, and cooled for about 30 seconds at an average cooling rate of 4 °C / sec to 33 °C / sec. , hot rolled to a diameter of 5.5 to 8.5 mm.
線材番号(R21)~(R30)に関しては、上記の製造条件とは異なる条件で線材圧延を行い、線材を得た。 Regarding wire rod numbers (R21) to (R30), wire rods were obtained by rolling the wire rods under conditions different from the above manufacturing conditions.
[金属組織]
得られた線材の金属組織は、前述した方法により測定した。
表3においてPBS(パーライトブロック粒径)は、フェライト結晶方位が15°以上の角度差で囲まれた領域の粒径(円相当径)であり、パーライトブロックは、パーライトを構成するフェライト結晶方位が概ね同一である結晶粒である。
なお、非パーライト組織としては、フェライトが観察された。
[Metal structure]
The metal structure of the obtained wire was measured by the method described above.
In Table 3, PBS (pearlite block grain size) is the grain size (circle equivalent diameter) of the area where the ferrite crystal orientation is surrounded by an angle difference of 15° or more, and the pearlite block is the grain size of the area where the ferrite crystal orientation is surrounded by an angle difference of 15° or more. The crystal grains are approximately the same.
Note that ferrite was observed as the non-pearlite structure.
[線材の引張強度及び断面減少率(絞り値)]
線材を340mmの長さに切断し、両端それぞれ70mmをくさびチャックで固定し、引張試験を行った。得られた最大荷重を断面積で除することで引張強さを算出した。
その後、線材の引張試験後の最も細くなった箇所の線径を測定し、引張試験前後の断面積の変化量を引張試験前の断面積で除し、100%をかけることで絞り値を算出した。
引張強さが900MPa以上であることが好ましいため、引張強さ900MPa以上を合格品と評価した。
絞り値は59%以上が好ましいため、絞り値59%以上を合格品と評価した。
[Tensile strength and area reduction rate (aperture value) of wire rod]
The wire rod was cut into a length of 340 mm, and both ends of 70 mm each were fixed with wedge chucks, and a tensile test was performed. The tensile strength was calculated by dividing the obtained maximum load by the cross-sectional area.
Then, measure the wire diameter at the thinnest point after the tensile test of the wire, divide the change in cross-sectional area before and after the tensile test by the cross-sectional area before the tensile test, and multiply by 100% to calculate the aperture value. did.
Since it is preferable that the tensile strength is 900 MPa or more, a product having a tensile strength of 900 MPa or more was evaluated as an acceptable product.
Since the aperture value is preferably 59% or more, an aperture value of 59% or more was evaluated as an acceptable product.
表3に、線材番号(R1)~(R30)の製造条件、鋼成分[Ti/N]、線材組織、線材の特性を示す。
なお、線材加熱温度の好ましい上限値として前述の式(I)によって算出される値T(℃)は、鋼種Aについては1129℃であり、鋼種Bについては1067℃である。
表3中の下線が付された値は、本開示に係る線材の製造条件における不適切な値である。また、表3において線材組織について下線が付された値は、本開示に係る線材の組織を満たさない値である。線材の特性について下線が付された値は、不合格品と評価した値である。表4~表7において下線が付された値も同様である。
また、表3~表7において「微小Ti炭窒化物個数%」は、円相当径が10nm以上のTi炭窒化物のうち10nm以上40nm以下のTi炭窒化物の個数%を意味し、「粗大Ti炭窒化物個数%」は、円相当径が0.5μm以上のTi炭窒化物のうち3μm以上のTi炭窒化物の個数%を意味する。
Table 3 shows the manufacturing conditions, steel composition [Ti/N], wire structure, and wire properties of wire rod numbers (R1) to (R30).
Note that the value T (°C) calculated by the above-mentioned formula (I) as a preferable upper limit of the wire heating temperature is 1129°C for steel type A and 1067°C for steel type B.
The underlined values in Table 3 are inappropriate values under the manufacturing conditions of the wire according to the present disclosure. Furthermore, the underlined values for the wire structure in Table 3 are values that do not satisfy the structure of the wire according to the present disclosure. The underlined values for the characteristics of the wire are the values evaluated as rejected. The same applies to the underlined values in Tables 4 to 7.
In addition, in Tables 3 to 7, "number % of fine Ti carbonitrides" means the number % of Ti carbonitrides with a size of 10 nm or more and 40 nm or less among Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 10 nm or more, and "coarse Ti carbonitrides""Number % of Ti carbonitrides" means the number % of Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 3 μm or more among Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 0.5 μm or more.
表3に示されるように、線材番号(R21)~(R23)及び(R27)は、分塊圧延での加熱温度が低い、もしくは加熱時間が短いために、粗大なTi炭窒化物が高い比率で残存するとともに、微細なTi炭窒化物の析出量が減った。そのため、線材の絞り値が59%を下回った。
線材番号(R24)~(R26)及び(R28)~(R30)は、線材圧延での温度が高い、もしくは加熱時間が長いため、分塊圧延で析出した微細なTi炭窒化物が溶解したため、線材の絞り値が低くなった。
As shown in Table 3, wire rod numbers (R21) to (R23) and (R27) have a high proportion of coarse Ti carbonitrides due to the low heating temperature or short heating time during blooming rolling. The amount of fine Ti carbonitrides precipitated decreased. Therefore, the aperture value of the wire rod was less than 59%.
For wire rod numbers (R24) to (R26) and (R28) to (R30), the temperature during wire rod rolling was high or the heating time was long, so fine Ti carbonitrides precipitated during blooming were dissolved. The aperture value of the wire rod has become lower.
圧延後の線材に対してリン酸亜鉛の皮膜処理を行い、φ1.8mmまで伸線加工を施した。
次いで、番号(R1)及び(R21)の線材に対して950℃~1150℃まで加熱し、550℃の鉛浴に浸漬させ、パーライト変態させた。
得られた線材について、前述した方法により金属組織(線材組織)及び特性を測定した。表4に、LP条件、鋼成分[Ti/N]、線材組織、特性を示す。
After rolling, the wire rod was treated with zinc phosphate film and drawn to a diameter of 1.8 mm.
Next, the wire rods numbered (R1) and (R21) were heated to 950°C to 1150°C and immersed in a lead bath at 550°C to undergo pearlite transformation.
The metal structure (wire structure) and properties of the obtained wire were measured by the method described above. Table 4 shows the LP conditions, steel composition [Ti/N], wire structure, and properties.
表4に示されるように、適正な加熱条件でLP処理を施したLP番号(L1)~(L4)では、LP後においても良好な絞りを有することができている。
一方、LP番号(L5)では微細なTi炭窒化物が溶解してしまい、絞り値が低下した。
LP番号(L6)~(L10)は線材の段階で微細なTi炭窒化物が少なく、LP後も絞り値が低かった。
As shown in Table 4, LP numbers (L1) to (L4) that were subjected to LP treatment under appropriate heating conditions were able to have good apertures even after LP.
On the other hand, in the case of LP number (L5), fine Ti carbonitrides were dissolved and the aperture value decreased.
LP numbers (L6) to (L10) had few fine Ti carbonitrides in the wire stage, and the aperture value was low even after LP.
圧延後の線材(R1)~(R30)に対してリン酸亜鉛の皮膜処理を行い、表5に示す線径dまで伸線加工を施し、鋼線を作製した。
得られた鋼線について、前述した方法により金属組織(線材組織)及び特性を測定した。表5に、伸線加工前の線材直径D、伸線加工後の鋼線直径d、鋼成分[Ti/N]、鋼線組織、鋼線の特性を示す。
The wire rods (R1) to (R30) after rolling were treated with zinc phosphate film and drawn to a wire diameter d shown in Table 5 to produce steel wires.
The metal structure (wire structure) and properties of the obtained steel wire were measured by the method described above. Table 5 shows the wire rod diameter D before wire drawing, the steel wire diameter d after wire drawing, the steel composition [Ti/N], the steel wire structure, and the characteristics of the steel wire.
[鋼線の引張強度及び断面減少率(絞り値)]
鋼線を340mmの長さに切断し、両端それぞれ70mmをくさびチャックで固定し引張試験を行った。得られた最大荷重を断面積で除することで引張強さを算出した。
その後、鋼線の引張試験後の最も細くなった箇所の線径を測定し、引張試験前後の断面積の変化量を引張試験前の断面積で除し、100%をかけることで絞り値を算出した。
引張強さが1500MPa以上であることが好ましいため、引張強さ1500MPa以上を合格品と評価した。
絞り値は59%以上が好ましいため、絞り値59%以上を合格品と評価した。
[Tensile strength and area reduction rate (aperture value) of steel wire]
A steel wire was cut into a length of 340 mm, and both ends of 70 mm were fixed with wedge chucks and a tensile test was conducted. The tensile strength was calculated by dividing the obtained maximum load by the cross-sectional area.
Then, measure the wire diameter at the thinnest point of the steel wire after the tensile test, divide the change in cross-sectional area before and after the tensile test by the cross-sectional area before the tensile test, and multiply by 100% to calculate the aperture value. Calculated.
Since it is preferable that the tensile strength is 1500 MPa or more, a product with a tensile strength of 1500 MPa or more was evaluated as an acceptable product.
Since the aperture value is preferably 59% or more, an aperture value of 59% or more was evaluated as an acceptable product.
[伸線加工後の鋼線のねじり特性]
ねじり試験は、線径(直径)の100倍の長さの鋼線を15rpmで断線するまでねじり、ねじり回数を測定した。ねじり試験は、各鋼線について10本ずつ行い、10本の鋼線のねじり回数の平均値が38回以上の場合、ねじり特性が良好であると評価した。
[Torsional properties of steel wire after wire drawing]
In the torsion test, a steel wire with a length 100 times the wire diameter was twisted at 15 rpm until it broke, and the number of twists was measured. The torsion test was conducted on 10 steel wires, and when the average number of twists of the 10 steel wires was 38 times or more, the torsion properties were evaluated as being good.
伸線加工後の鋼線に関しても、微細なTi炭窒化物と粗大なTi炭窒化物を制御した 線材番号(R1)~(R19)では鋼線の絞り値、捻回数ともに高い次元で両立できている。
一方、線材番号(R20)では伸線加工ひずみが少なく<110>集合組織が不十分であるため、捻回数が低下した。
線材番号(R21)~(R23)及び(R27)は粗大なTi炭窒化物が高い比率で残存しており、微細なTi炭窒化物も少ないため、絞り値及び捻回数が低かった。
線材番号(R24)~(R26)及び(R28)~(R30)では微細なTi炭窒化物が少なく、絞り値及び捻回数が低かった。
Regarding the steel wire after wire drawing, the wire rod numbers (R1) to (R19), which control fine Ti carbonitrides and coarse Ti carbonitrides, can achieve both a high reduction of area and a high number of twists. ing.
On the other hand, in the wire rod number (R20), the number of twists decreased because the wire drawing strain was small and the <110> texture was insufficient.
Wire rod numbers (R21) to (R23) and (R27) had a high proportion of coarse Ti carbonitrides remaining and few fine Ti carbonitrides, so the aperture value and number of twists were low.
Wire rod numbers (R24) to (R26) and (R28) to (R30) had fewer fine Ti carbonitrides, and the aperture value and number of twists were low.
表2に示す化学組成の鋼種番号1~32をそれぞれ溶製した後、表3の線材番号(R1)と同様の製造方法で線材(r1)~(r32)を製造した。
得られた線材について、前述した方法により金属組織(線材組織)及び特性を測定した。表6に、線材直径D、鋼成分[Ti/N]、線材組織、線材の特性を示す。
After melting steel grades 1 to 32 with chemical compositions shown in Table 2, wire rods (r1) to (r32) were manufactured using the same manufacturing method as wire rod number (R1) in Table 3.
The metal structure (wire structure) and properties of the obtained wire were measured by the method described above. Table 6 shows the wire rod diameter D, steel composition [Ti/N], wire rod structure, and wire rod characteristics.
さらに、圧延後の線材に対してリン酸亜鉛の皮膜処理を行い、φ1.8mmまで伸線加工を施した。
得られた鋼線について、前述した方法により金属組織(鋼線組織)及び特性を測定した。表7に、鋼線直径d、鋼成分[Ti/N]、鋼線組織、鋼線の特性を示す。
Furthermore, the wire rod after rolling was treated with zinc phosphate coating, and then wire-drawn to a diameter of 1.8 mm.
The metal structure (steel wire structure) and properties of the obtained steel wire were measured by the method described above. Table 7 shows the steel wire diameter d, steel composition [Ti/N], steel wire structure, and properties of the steel wire.
線材番号(r1)~(r22)及び鋼線番号(w1)~(w22)に関しては成分、製造方法ともに適切であり、強度と延性を高く両立した線材、鋼線となっていた。
線材番号(r23)、鋼線番号(w23)はC量が低く、引張強度が低かった。
線材番号(r24)、鋼線番号(w24)はC量が高いため強度が高く、線材の絞り、鋼線の絞りが低かった。
線材番号(r25)、鋼線番号(w25)はMn量が低く固溶Sが残存し、線材の絞り、鋼線の絞りが低かった。
線材番号(r26)、鋼線番号(w26)はMn量が高く、中心部にMnが偏析してしまい、線材の絞り、鋼線の絞りが低かった。
線材番号(r27)、鋼線番号(w27)はSi量が低く、引張強度が低かった。
線材番号(r28)、鋼線番号(w28)はSi量が高く、線材段階で変態が完了しなかったため線材の絞り、鋼線の絞りが低かった。
線材番号(r29)、鋼線番号(w29)はTi量が高く、粗大なTi炭窒化物が高い比率で残存してしまい、線材の絞り、鋼線の絞り、捻回数が低かった。
線材番号(r30)、(r31)及び鋼線番号(w30)、(w31)はTi/Nが低く、固溶Nが残存してしまったため、線材の絞り、鋼線の絞り、捻回数が低かった。
線材番号(r32)、鋼線番号(w32)はTi/Nが高く、粗大なTi炭窒化物が多く、微細なTi炭窒化物がすくないために線材の絞り、鋼線の絞り、捻回数が低かった。
Regarding wire rod numbers (r1) to (r22) and steel wire numbers (w1) to (w22), both the composition and manufacturing method were appropriate, and the wire rods and steel wires had both high strength and ductility.
The wire rod number (r23) and steel wire number (w23) had a low C content and low tensile strength.
The wire rod number (r24) and the steel wire number (w24) had a high C content, so the strength was high, and the drawing of the wire rod and the drawing of the steel wire were low.
The wire rod number (r25) and the steel wire number (w25) had a low Mn content, solute S remained, and the wire rod drawing and steel wire drawing were low.
Wire rod number (r26) and steel wire number (w26) had a high Mn content, and Mn was segregated in the center, resulting in low drawing of the wire and low drawing of the steel wire.
Wire rod number (r27) and steel wire number (w27) had a low Si content and low tensile strength.
The wire rod number (r28) and the steel wire number (w28) had a high Si content and the transformation was not completed at the wire rod stage, so the drawing of the wire rod and the drawing of the steel wire were low.
Wire rod number (r29) and steel wire number (w29) had a high Ti content, a high proportion of coarse Ti carbonitrides remained, and the number of wire rod drawings, steel wire drawings, and twists was low.
Wire rod numbers (r30), (r31) and steel wire numbers (w30), (w31) had low Ti/N and solid solution N remained, so the number of wire rod drawings, steel wire drawings, and twists was low. Ta.
Wire rod number (r32) and steel wire number (w32) have high Ti/N, many coarse Ti carbonitrides, and few fine Ti carbonitrides, so the wire rod drawing, steel wire drawing, and number of twists are difficult. It was low.
10 線材
C 中心軸
D 線材の直径
10 Wire rod C Central axis D Wire rod diameter
Claims (13)
C:0.40%以上0.80%以下、
Si:0.10%以上2.0%以下、
Mn:0.10%以上1.00%以下、
P:0.030%以下、
S:0.030%以下、
N:0.0015%%以上0.0060%以下、及び
Ti:0.005%以上0.030%以下、
を含有し、残部がFe及び不純物からなる鋼成分を有し、かつ、Nの含有量に対するTiの含有量の比が3.3以上6.5以下を満たし、
線材の直径をDとしたときに、中心軸からD/50以内の領域において円相当径が10nm以上のTi炭窒化物のうち10nm以上40nm以下のTi炭窒化物の個数が10%以上であり、前記中心軸からD/9以内の領域において円相当径が0.5μm以上のTi炭窒化物のうち3μm以上のTi炭窒化物の個数が40%以下である線材。 C in mass%: 0.40% or more and 0.80% or less,
Si: 0.10% or more and 2.0% or less,
Mn: 0.10% or more and 1.00 % or less,
P: 0.030% or less,
S: 0.030% or less,
N: 0.0015% or more and 0.0060% or less, and Ti: 0.005% or more and 0.030% or less,
and has a steel component with the remainder consisting of Fe and impurities, and the ratio of Ti content to N content satisfies 3.3 or more and 6.5 or less,
When the diameter of the wire is D, the number of Ti carbonitrides with a diameter of 10 nm or more and 40 nm or less is 10% or more among Ti carbonitrides with an equivalent circle diameter of 10 nm or more in a region within D/50 from the central axis. , a wire in which the number of Ti carbonitrides with a circular equivalent diameter of 0.5 μm or more in a region within D/9 from the central axis is 40% or less; the number of Ti carbonitrides with a diameter of 3 μm or more is 40% or less;
Al:0.050%以下、
Cr:1.0%以下、
Nb:0.050%以下、
V:0.15%以下、
Ca:0.0040%以下、
Mg:0.0040%以下、及び
B:0.0030%以下、
からなる群から選ばれる1種または2種以上を満たす請求項1に記載の線材。 The steel component is Al: 0.050% or less in mass %,
Cr: 1.0% or less,
Nb: 0.050% or less,
V: 0.15% or less,
Ca: 0.0040% or less,
Mg: 0.0040% or less, and B: 0.0030% or less,
The wire rod according to claim 1, which satisfies one or more types selected from the group consisting of:
Al:0.005%以上0.050%以下
を満たす請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の線材。 The wire rod according to any one of claims 1 to 5, wherein the steel component satisfies Al: 0.005% or more and 0.050% or less in mass %.
Cr:0.05%以上1.0%以下
を満たす請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の線材。 The wire rod according to any one of claims 1 to 6, wherein the steel component satisfies Cr: 0.05% or more and 1.0% or less in mass %.
Nb:0.003%以上0.050%以下及び
V:0.005%以上0.15%以下
の少なくとも一方を満たす請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の線材。 Any one of claims 1 to 7, wherein the steel component satisfies at least one of Nb: 0.003% to 0.050% and V: 0.005% to 0.15% in mass %. Wire rod described in .
Ca:0.0002%以上0.0040%以下及び
Mg:0.0002%以上0.0040%以下
の少なくとも一方を満たす請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の線材。 Any one of claims 1 to 8, wherein the steel component satisfies at least one of Ca: 0.0002% or more and 0.0040% or less and Mg: 0.0002% or more and 0.0040% or less. Wire rod described in .
B:0.0001%以上0.0030%以下
を満たす請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の線材。 The wire rod according to any one of claims 1 to 9, wherein the steel component satisfies B: 0.0001% or more and 0.0030% or less in mass %.
鋼線を平均昇温速度10℃/秒以上30℃/秒以下で900℃まで加熱して1分間保持した場合、鋼線の直径をdとしたときに、中心軸からd/20以内の領域において円相当径が10nm以上のTi炭窒化物のうち10nm以上40nm以下のTi炭窒化物の個数が10%以上であり、前記中心軸からd/9以内の領域において円相当径が0.5μm以上のTi炭窒化物のうち3μm以上のTi炭窒化物の個数が40%以下であり、前記中心軸からd/9以内の領域における鋼線の長手方向に対して平行となる<110>方位の集積度が2.0以上である鋼線。 6. It has the steel composition according to claim 1, claim 2, and any one of claims 6 to 10, and has a ratio of Ti content to N content of 3.3 or more. 5 or less,
When a steel wire is heated to 900°C at an average heating rate of 10°C/sec to 30°C/sec and held for 1 minute, the area within d/20 from the central axis, where d is the diameter of the steel wire. The number of Ti carbonitrides with a circle equivalent diameter of 10 nm or more is 10% or more and 40 nm or less is 10% or more, and the circle equivalent diameter is 0.5 μm in a region within d/9 from the central axis. Among the above Ti carbonitrides, the number of Ti carbonitrides of 3 μm or more is 40% or less, and the <110> orientation is parallel to the longitudinal direction of the steel wire in a region within d/9 from the central axis. A steel wire having a degree of accumulation of 2.0 or more.
The steel wire according to claim 12, wherein the diameter of the steel wire is 0.5 mm or more and 3.0 mm or less.
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Citations (6)
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JP2008133539A (en) | 2006-10-31 | 2008-06-12 | Kobe Steel Ltd | Hard drawn spring steel wire superior in fatigue characteristic and wire drawing property |
US20120227872A1 (en) | 2009-12-28 | 2012-09-13 | Posco | Ultra-high-strength steel wire having excellent resistance to delayed fracture and manufacturing method thereof |
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WO2016088803A1 (en) | 2014-12-05 | 2016-06-09 | 新日鐵住金株式会社 | High-carbon-steel wire rod having excellent wire drawing properties |
JP2016180147A (en) | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 新日鐵住金株式会社 | Steel wire excellent in conductivity |
WO2018069955A1 (en) | 2016-10-11 | 2018-04-19 | 新日鐵住金株式会社 | Steel wire and coated steel wire |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008133539A (en) | 2006-10-31 | 2008-06-12 | Kobe Steel Ltd | Hard drawn spring steel wire superior in fatigue characteristic and wire drawing property |
US20120227872A1 (en) | 2009-12-28 | 2012-09-13 | Posco | Ultra-high-strength steel wire having excellent resistance to delayed fracture and manufacturing method thereof |
JP2016056438A (en) | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 新日鐵住金株式会社 | Steel wire rod and method of producing steel wire rod |
WO2016088803A1 (en) | 2014-12-05 | 2016-06-09 | 新日鐵住金株式会社 | High-carbon-steel wire rod having excellent wire drawing properties |
JP2016180147A (en) | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 新日鐵住金株式会社 | Steel wire excellent in conductivity |
WO2018069955A1 (en) | 2016-10-11 | 2018-04-19 | 新日鐵住金株式会社 | Steel wire and coated steel wire |
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