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JPH0790495A - 高強度鋼線及びその製造方法 - Google Patents

高強度鋼線及びその製造方法

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Publication number
JPH0790495A
JPH0790495A JP25914793A JP25914793A JPH0790495A JP H0790495 A JPH0790495 A JP H0790495A JP 25914793 A JP25914793 A JP 25914793A JP 25914793 A JP25914793 A JP 25914793A JP H0790495 A JPH0790495 A JP H0790495A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
strength
wire
steel wire
workability
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25914793A
Other languages
English (en)
Inventor
Nozomi Kawabe
望 河部
Teruyuki Murai
照幸 村井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP25914793A priority Critical patent/JPH0790495A/ja
Publication of JPH0790495A publication Critical patent/JPH0790495A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工度が小さくても高強度化が図れる線材の
製造方法を提供する。 【構成】 重量%でC:0.7〜1.0、Si:1.0
以下、Mn:0.7以下、Cr:0.5以下と、V及び
Nbの少なくとも一方を0.02〜1.0含有し、残部
が鉄及び不可避的不純物からなる線材に以下の処理を施
す。 線材を950〜1200℃で保持する。 その後650〜500℃まで急冷して5秒以上5分以
下保持する。 室温まで冷却した後減面率60から98%の線引加工
を施す。 さらに300〜500℃に加熱して二次硬化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はPC鋼線,亜鉛めっき
線,ばね用鋼線等に用いられる高強度鋼線とその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、高強度鋼線の強度化技術としては
次のようなものがある。 (1) パーライト鋼 C量を高くして高強度のFe3 C(セメンタイト)の
量を増やす方法(特開平5-171276号、同156370号公報)
や、セメンタイトとフェライトの間隔を狭くして強化す
る方法。 Nb,Vを添加してγ粒径を小さくすることで強化を
図る方法(特開平5-171268号、特開昭63-179017 号公
報)。
【0003】(2) マルテンサイト鋼 一般にマルテンサイト鋼を焼戻してNbやVを析出さ
せ、2次硬化により強化する方法。
【0004】(3) 加工硬化 パーライト鋼に代表される比較的加工性の良好な鋼材料
をベースに線引加工に伴う加工硬化により強度化を図る
ことが知られている。この場合、一般には加工度が高い
ほど強度は向上するが、加工限界(それ以上加工すると
断線などが起こる加工度)等により強度が決まる。 その一方で不純物を低減した低炭素鋼に特殊熱処理を
施すことによって加工度が非常に大きくとれる(99.
99%)複合化組織を得て、引張強度500kgf/mm2
いった鋼線を得る方法もある(日本金属学会会報,第28
巻,第4号,1989) 。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように高強度化に
関する技術が種々提案されているが、先ずの材料は伸
線加工に伴う加工硬化で350kgf/mm2 といった高強度
化ができるものの、これだけの加工を行う素材を得る熱
処理条件はC量が高いほど困難になり、量産では製造条
件が狭くなる。又、セメンタイトとフェライトの2相の
加工硬化による強度化を図るため加工度をある程度大き
くする必要があるが、加工度が大きすぎると靱性が低下
するという問題もある。
【0006】次にの材料は高強度化が図れるものの無
添加材に対する強度の向上程度が小さい。又、の材料
は疲労特性に優れるものの引張強度が低いものしか得ら
れず、さらにの技術は加工度が非常に大きく製造コス
トが高くなり過ぎるといった問題があった。このような
事情に鑑み、本発明は加工度が小さくても高強度化が図
れ、かつ実用的強度を有する線材を得ることを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明線材は、重量%でC:0.7〜1.0、Si:
1.0以下、Mn:0.7以下、Cr:0.5以下と、
V及びNbの少なくとも一方を0.02〜1.0含有
し、残部が鉄及び不可避的不純物からなるパーライト組
織の鋼線であって、フェライト中にV若しくはNbの炭
化物が体積%で0.05〜1.0析出し、この炭化物の
大きさが0.1μm以下であることを特徴とする。
【0008】又、その製造方法の特徴は前記組成の線材
に次の処理を施すことにある。 線材を950〜1200℃で保持する その後650〜500℃まで急冷して5秒以上5分以
下保持する 室温まで冷却した後減面率60から98%の線引加工
を施す さらに300〜500℃に加熱して2次硬化させる
【0009】
【作用】上記構成の限定理由を述べる。 [高強度線材] (1) 成分 C:0.7未満では強度が不足し、1.0を越えると靱
性が不足するからである。 Si:1.0以下で固溶強化が図れるからである。1.
0を越えると靱性が不足する。 Mn:0.7を越えると偏析に伴う組織異常から靱性及
び強度が低下するため、0.7以下として焼入れ性を確
保した。 Cr:0.5以下とすることで組織の微細化が図れ強度
が向上するからである。0.5を越えると靱性が低下す
る。 V,Nb:0.02未満では強度向上効果が小さく(強
度は向上するが2次硬化が少ない)、逆に1.0を越え
ても強度向上効果が小さい。0.02〜1.0の範囲と
することで十分2次硬化できる。
【0010】(2) フェライト中にV,Nbの炭化物が体
積%で0.05〜1.0析出し、この炭化物の大きさが
0.1μm以下であること セメンタイト中に析出しても強度向上効果が小さくこの
ような条件が必要となる。0.05%未満では強度向上
効果が少なく、逆に1.0%を越えると強度は向上する
が靱性が低下する。又、この炭化物の大きさが0.1μ
m未満では加工性を阻害する。
【0011】[製造方法] (1) 線材を950〜1200℃で保持 この加熱により炭化物を全てオーステナイト中に溶け込
ませる。950℃未満では固溶不足で、1200℃を越
えるとγ粒が粗大化し強度が低下する。 (2) 650〜500℃まで急冷して5秒以上5分以下保
持 フェライト中へNb,Vの炭化物を極力少なくし加工性
の良好なパーライト組織を得るためである。650℃を
越えると初析セメンタイトが、500℃未満ではベイナ
イト等の加工性に劣る組織が析出する。又、伸線前に
V,Nbの炭化物が析出すると伸線加工性が低下する。 (3) 減面率60から98%の線引加工を施す 60%未満では強度向上効果が小さく、98%を越える
と靱性が低下する。 (4) 300〜600℃に加熱して2次硬化させる 300℃未満では効果が小さく、500℃を越えると2
次硬化よりもマトリックスの軟化が大きくトータルとし
て強度が低下する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。表
1に示す組成の供試材No1から14を溶解・鋳造し、6m
mφの圧延材を得た。以下の各実施例ではこの圧延材を
供試材として用いる。尚、No1は比較例である。
【0013】
【表1】
【0014】(実施例1)No1,4,7の供試材を10
00℃で15分間加熱後70℃/sec 以上の冷却速度で
600℃まで冷却し、次いで600℃の鉛浴中で60秒
保持してその後水冷した。そしてこれらの各材料を6m
mφから4,3,2,1mmφまで伸線加工してそれぞ
れの引張強度を測定した。その結果を図1に示す。図示
のように、いずれも加工度が上昇するに伴い強度も向上
している。さらに、これらの各線材に400℃×20分
の加熱により2次硬化させたところ、実施例はいずれも
10kg/mm2向上したのに対し、比較例は10kg/mm2低下
した。これらのことからNo4,7の両実施例はNo1の比
較例に比べ高強度化を達成できていることが確認され
た。
【0015】(実施例2)次に同材料を700,65
0,500,450℃の鉛浴で保持したところ、700
℃のものは初析セメンタイトが析出し、450℃のもの
はベイナイトが析出していずれも減面率80%程度の伸
線で断線した。このことから650から500℃の温度
で保持(パーライト変態)させる必要のあることが判明
した。尚、保持時間はパーライト変態が終了できるよう
5秒以上とした。又、変態が終了できればそれ以上保持
しても生産性が劣ることから5分以下とした。
【0016】(実施例3)さらに全ての供試材No1〜14
を1000℃で15分加熱後600℃まで急冷し、60
0℃の鉛浴中で1分間保持してパーライト変態を終了さ
せた後室温まで冷却した。そしてこれらの材料を2mm
まで伸線加工し、400℃で2次硬化させて強度を調べ
てみた。その結果を表2に示す。
【0017】
【表2】
【0018】同表に示すように、供試材No5,8,10,
12は伸線加工の際断線が発生した。供試材No1,2,
6,14は伸線後の強度は高いものの2次硬化による強化
は見られず、従来のNb,V添加材と同等の強度であっ
た。又、No11,13は強度は高いものの伸び・絞りなどの
靱性値が著しく低く、実用には適しないことがわかっ
た。これに対して、No3,4,7,9のものはいずれも
2次硬化による高強度化が可能であった。尚、No3,
4,7,9と同等の高強度化を図るためには、Nb,V
を添加せずC量を1.0〜1.1%とすることで達成で
きることがわかっている。しかし、その場合は鉛炉の温
度制御が厳しく、本発明のように650〜500℃とい
った生産性の良好な広い条件で製造することは困難であ
った。
【0019】(実施例4)伸線加工が可能で2次硬化の
効果があったNo3,4,7,9の各材料を用いてさらに
最適の2次硬化の得られる条件を検討した。試験方法は
6mmφの圧延材を2mmφまで伸線し、それに温度を
変えて熱処理(2次硬化)を施して、各材料の引張強度
を測定する。比較のため熱処理を施していない材料の引
張強度も測定した。その結果を図2に示す。図示のよう
に、熱処理温度が100℃以上で強度の向上が見られる
が、500℃を越えると逆に低下する。特に、300℃
以上500℃以下の温度範囲で強度の向上が顕著であっ
た。
【0020】(実施例5)実施例4で用いた各材料の組
織を走査型電子顕微鏡及び透過型電子顕微鏡で観察し、
各熱処理温度毎のV・Nbの炭化物析出量を調べた。そ
の結果を図3に示す。さらにこれらの供試材について、
熱処理温度と絞りの関係も調べた。その結果を図4に示
す。図3に示すように、V・Nbの炭化物が0.05vo
l %以上で強度が高まっていることがわかる。しかし、
同1%を越えると図4の500℃における供試材No4の
ように、靱性(絞り)が著しく劣るため上限は1%が好
ましい。なお、析出物の大きさは0.1μm以下であっ
た。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば従
来のパーライト鋼よりも高強度の鋼線を得ることができ
る。特に、従来から行われているC量を高めて高強度化
を図る方法よりも幅広い条件で製造することができる。
又、2次硬化を利用するため伸線加工時は比較的低強度
で伸線性も良好である。
【図面の簡単な説明】
【図1】線径(加工度)と引張強度の関係を示すグラフ
である。
【図2】2次硬化温度と引張強度の関係を示すグラフで
ある。
【図3】2次硬化温度とV・Nb炭化物の析出量の関係
を示すグラフである。
【図4】2次硬化温度と絞りの関係を示すグラフであ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%でC:0.7〜1.0、Si:
    1.0以下、Mn:0.7以下、Cr:0.5以下と、
    V及びNbの少なくとも一方を0.02〜1.0含有
    し、残部が鉄及び不可避的不純物からなるパーライト組
    織の鋼線であって、フェライト中にV若しくはNbの炭
    化物が体積%で0.05〜1.0析出し、該炭化物の大
    きさが0.1μm以下であることを特徴とする高強度鋼
    線。
  2. 【請求項2】 重量%でC:0.7〜1.0、Si:
    1.0以下、Mn:0.7以下、Cr:0.5以下と、
    V及びNbの少なくとも一方を0.02〜1.0含有
    し、残部が鉄及び不可避的不純物からなる線材に以下の
    処理を施すことを特徴とする高強度鋼線の製造方法。 線材を950〜1200℃で保持する その後650〜500℃まで急冷して5秒以上5分以
    下保持する 室温まで冷却した後減面率60から98%の線引加工
    を施す さらに300〜500℃に加熱する
JP25914793A 1993-09-22 1993-09-22 高強度鋼線及びその製造方法 Pending JPH0790495A (ja)

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Cited By (6)

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