專利名稱：線材、鋼絲及線材的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及線材、鋼絲及線材的制造方法。更詳細地說，本發(fā)明涉及適于鋼琴線、 PC鋼絲、PC絞線、繩子、橋梁用PWS金屬線等用途的軋制線材及其制造方法以及將該軋制線材進行拉伸所獲得的鋼絲。本申請基于2010年1月25日在日本申請的特愿2010-013278號主張優(yōu)先權，并在此引用其內(nèi)容。
背景技術：
作為PC鋼絲、PC絞線、繩子、橋梁用PWS金屬線等使用的鋼絲一般如下制作對熱軋后經(jīng)過調(diào)整冷卻的直徑為5 16mm的線材進行拉絲加工，使其直徑達到2 8mm，根據(jù)需要在拉絲后或者拉絲過程中的階段實施熱浸鍍鋅，通過進行絞合或者不進行絞合地直接捆束，從而成型為線狀。一般來說，當在將線材加工成鋼絲時發(fā)生斷線或者在對鋼絲進行扭絞加工時發(fā)生縱向裂紋(分層)時，生產(chǎn)率和成品率大大降低。因而，強烈要求屬于上述技術領域的線材或鋼絲在拉絲加工時或者扭絞或捆束加工時不會斷線。這種制品要求在需要確保以往1600Mpa以上的強度的同時、對于通過扭轉(zhuǎn)試驗等評價的韌性延展性而言也要求確保充分的性能，近年來出于各種目的，將金屬絲輕量化的動向逐漸增加。因而，對于上述各種制品開始要求高強度，C含量小于0. 9質(zhì)量％的碳鋼絲材等無法獲得所需的高強度。因而，對0.9質(zhì)量％以上的C含量的鋼絲的要求有所提高。但是，當提高C含量時，由于初析滲碳體(以下有時表示為初析θ )的生成，拉絲加工性或扭轉(zhuǎn)特性 (耐分層性)降低，因而斷線頻率提高。因而，極大地需求C含量高且可確鋼絲的高強度、而且拉絲加工性也優(yōu)異的線材。面對來自上述近年來的產(chǎn)業(yè)界的期望，提出了超過的高碳線材的制造技術。例如，專利文獻1公開了由具有特定化學組成的鋼材構成、且規(guī)定了初析滲碳體的含有平均面積率的“高強度高韌性極細鋼絲用線材、高強度高韌性極細鋼絲以及使用了該極細鋼絲的扭絞制品和該極細鋼絲的制造方法”。但是，該公報提出的線材由于含有作為昂貴元素的Ni和Co的1種以上作為必需成分，因而制造成本增加。專利文獻2提出了通過添加0. 6%以上的Al來抑制超過1 %的高碳鋼的初析滲碳體生成的技術。但是，由于Al為強脫氧元素，過量添加會使導致拉絲時斷線的硬質(zhì)夾雜物量增加，因而難以適用于高強度鋼絲用的線材。另外，過量的Al添加會促進貝氏體生成，因而難以獲得均勻的珠光體組織。另一方面，專利文獻3提出了下述技術將高碳線材加熱至奧氏體溫度區(qū)域后，冷卻至823 1023Κ的溫度范圍，在該溫度區(qū)域內(nèi)進行加工度為15 80%的塑性加工后，在 823 921的溫度區(qū)域內(nèi)使其恒溫相變，從而抑制初析滲碳體。但是，為了在這種溫度區(qū)域內(nèi)實施規(guī)定加工，需要大規(guī)模的設備投資，會導致制造成本的增加。
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現(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本專利第沈09387號公報專利文獻2 日本特開2003-193129號公報專利文獻3 日本特開平8483867號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)狀而完成，其目的在于在高生產(chǎn)率下成品率良好且廉價地提供適于PC鋼絲、PC絞線、橋梁用PWS金屬絲等用途的拉絲性優(yōu)異的高強度線材。用于解決課題的手段本發(fā)明為了解決上述課題而采用以下的構成和方法。(1)本發(fā)明的第1方式為一種線材，其包含0.90 1.30質(zhì)量％的C、0. 1 1.2質(zhì)量％的Si、0. 1 1.0質(zhì)量％的胞、超過0. 1且小于0. 6質(zhì)量％的々1、0 0. 02質(zhì)量％的 P、0 0. 02 質(zhì)量％的 S、10 60ppm 的 N、10 40ppm 的 0、0 0. 5 質(zhì)量％的 Cr、0 0. 5 質(zhì)量％的Ni、0 0. 5質(zhì)量％的Co、0 0. 5質(zhì)量％的V、0 0. 2質(zhì)量％的Cu、0 0. 1質(zhì)量％的Nb、0 0. 2質(zhì)量％的Mo、0 0. 2質(zhì)量％的W、0 0. 1質(zhì)量％的Ti、0 30ppm的 B、0 50ppm的REM、0 50ppm的Ca、0 50ppm的Mg、0 IOOppm的Zr以及含有Fe和不可避免雜質(zhì)的剩余部分。該線材的相對于長度方向垂直的截面的97%以上的面積被珠光體組織占據(jù)，上述截面的中心區(qū)域的0. 5%以下的面積和上述截面的第1表層區(qū)域的0. 5%以下的面積被初析滲碳體組織占據(jù)。(2)上述(1)所述的線材的上述截面還可被上述珠光體組織、上述初析滲碳體、貝氏體組織、偽珠光體組織、鐵素體組織、晶界鐵素體組織、馬氏體組織占據(jù)。(3)本發(fā)明的第2方式為上述(1)或( 所述的線材的制造方法，其具備以下工序?qū)︿撆鬟M行熱軋以獲得軋制線材的工序，所述鋼坯包含0. 90 1. 30質(zhì)量％的C、0. 1 1. 2質(zhì)量％的Si、0. 1 1. 0質(zhì)量％的胞、超過0. 1質(zhì)量％且小于0. 6質(zhì)量％的々1、0 0. 02 質(zhì)量％的P、0 0. 02質(zhì)量％的S、10 60ppm的N、10 40ppm的0、0 0. 5質(zhì)量％的Cr、 0 0. 5質(zhì)量％的Ni、0 0. 5質(zhì)量％的Co、0 0. 5質(zhì)量％的V、0 0. 2質(zhì)量％的Cu、0 0. 1質(zhì)量％的恥、0 0. 2質(zhì)量％的臨、0 0. 2質(zhì)量％的評、0 0. 1質(zhì)量％的11、0 30ppm 的B、0 50ppm的REM、0 50ppm的Ca、0 50ppm的Mg、0 IOOppm的Zr以及含有Fe和不可避免雜質(zhì)的剩余部分；將上述軋制線材進行卷繞的工序；對850°C 920°C的上述軋制線材開始冷卻，按照將上述軋制線材的從850°C冷卻至650°C的期間的冷卻速度Y(°C/s)控制成滿足Y彡eXp((C% -0. 9)/0. 08)(式1)的方式進行驟冷，并在所述軋制線材為500°C 以上且小于650°C的溫度下結(jié)束珠光體相變，從而進行鋼絲韌化的工序。(4)本發(fā)明的第3方式為上述(1)或( 所述的線材的制造方法，其具備以下工序?qū)︿撆鬟M行熱軋以獲得軋制線材的工序，所述鋼坯包含0. 90 1. 30質(zhì)量％的C、0. 1 1.2質(zhì)量％的31、0. 1 1.0質(zhì)量％的胞、超過0.1質(zhì)量％且小于0.6質(zhì)量％的々1、0 0. 02質(zhì)量％的P、0 0. 02質(zhì)量％的S、10 60ppm的N、10 40ppm的0、0 0. 5質(zhì)量％ 的Cr、0 0. 5質(zhì)量％的Ni、0 0. 5質(zhì)量％的Co、0 0. 5質(zhì)量％的V、0 0. 2質(zhì)量％的Cu、0 0. 1質(zhì)量％的Nb、0 0. 2質(zhì)量％的Mo、0 0. 2質(zhì)量％的W、0 0. 1質(zhì)量％的 Ti、0 30ppm 的 B、0 50ppm 的 REM、0 50ppm 的 Ca、0 50ppm 的 Mg、0 IOOppm 的 Zr以及含有Fe和不可避免雜質(zhì)的剩余部分；將上述軋制線材進行卷繞的工序；將850°C 920°C的上述軋制線材在上述卷繞工序后立即直接浸漬于500°C 600°C的熔融鹽中或者進行鼓風冷卻，從而按照將從850°C冷卻至650°C的期間的冷卻速度Y(°C /s)控制成滿足 Y彡exp((C% -0. 9)/0. 08)(式1)的方式進行鋼絲韌化處理的工序。(5)本發(fā)明的第4方式為一種鋼絲，其是通過將線材進行拉絲而獲得的，所述線材包含0. 90 1.30質(zhì)量％的(、0. 1 1.2質(zhì)量％的3丨、0. 1 1. 0質(zhì)量％的Mn、超過0. 1 質(zhì)量％且小于0. 6質(zhì)量％的Al、0 0. 02質(zhì)量％的P、0 0. 02質(zhì)量％的S、10 60ppm的 N、10 40ppm的0、0 0. 5質(zhì)量％的Cr、0 0. 5質(zhì)量％的Ni、0 0. 5質(zhì)量％的Co、0 0. 5質(zhì)量％的V、0 0. 2質(zhì)量％的Cu、0 0. 1質(zhì)量％的Nb、0 0. 2質(zhì)量％的Mo、0 0. 2 質(zhì)量％的w、0 0. 1質(zhì)量％的Ti、0 30ppm的B、0 50ppm的REM、0 50ppm的Ca、0 50ppm的Mg、0 IOOppm的rLx以及含有!^e和不可避免雜質(zhì)的剩余部分，并且該線材的相對于長度方向垂直的截面的97%以上的面積被珠光體組織占據(jù)，上述截面的中心區(qū)域的 0. 5%以下的面積和上述截面的第1表層區(qū)域的0. 5%以下的面積被初析滲碳體組織占據(jù)。 該鋼絲具有ISOOMPa以上的抗拉強度，且相對于鋼絲長度方向垂直的截面的第2表層區(qū)域的0. 5%以下的面積被初析滲碳體占據(jù)。(6)上述( 所述的鋼絲，其還可具有鍍鋅層或鍍鋁-鋅合金層。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可在高生產(chǎn)率下成品率良好且廉價地提供適于PC鋼絲、PC絞線、橋梁用PWS金屬絲等用途的拉絲性優(yōu)異的高強度線材。


圖1表示產(chǎn)生于線材的表層區(qū)域的初析滲碳體的例子。圖2表示線材的Al量與線材的第1表層區(qū)域的初析θ的面積率的關系。圖3表示線材的Al量與線材的中心區(qū)域的初析θ的面積率的關系。圖4表示線材的C量與線材的第1表層區(qū)域的初析θ的面積率的關系。圖5表示線材的C量與線材的中心區(qū)域的初析θ的面積率的關系。圖6表示從850°C冷卻至650°C的冷卻速度和C量對初析θ的析出量的影響。
具體實施例方式本發(fā)明人等對線材的化學組成和機械性質(zhì)對拉絲加工性的影響進行了反復調(diào)查和研究，結(jié)果獲得以下發(fā)現(xiàn)。(a)為了提高抗拉強度，增加C、Si、Mn、Cr等合金元素的含量即可。特別是，通過使C增加至1質(zhì)量％以上、且相對地降低用于獲得目標強度的加工變形，從而在高度保持鋼絲的延展性的同時尋求高強度化。(b)當增加C含量時，在鋼絲韌化處理時的從奧氏體區(qū)域冷卻的過程中，在從冷卻開始至珠光體相變開始的期間，在過冷奧氏體中易于析出圖1箭頭所示的初析滲碳體。該傾向在冷卻速度變慢的線材中心區(qū)域內(nèi)變得顯著。當在線材中心區(qū)域中大量生成初析滲碳體時，在拉絲時會導致斷線。(c)能夠抑制初析滲碳體生成的臨界冷卻速度可以用C量的函數(shù)表示。通過在其以上的速度下冷卻母相奧氏體并接著實施恒溫處理，可以抑制冷卻速度變慢的線材中心區(qū)域的初析滲碳體的生成。(d)在通常的線材軋制生產(chǎn)線中，在精軋后在恒定的溫度下卷繞線材，并利用傳送帶運送至斯太爾摩冷卻線(Melmor)等鋼絲韌化處理區(qū)域。在再加熱鋼絲韌化生產(chǎn)線中， 雖然沒有線材的卷繞工序，但從加熱帶出口側(cè)運送至用于鋼絲韌化的冷卻帶需要一定的時間。對于高C材而言，由于滲碳體析出溫度(奧氏體一奧氏體+滲碳體溫度)很高，因而在以往的加熱-運送條件下，在運送中接觸到大氣的線材最表層數(shù)十μ m深度的區(qū)域處的溫度降低，在開始用于鋼絲韌化處理的冷卻之前，有可能在線材最表層生成初析滲碳體。圖 1表示在線材表層區(qū)域生成的初析滲碳體的例子。這種表層區(qū)域的滲碳體由于是很脆的組織，因而在拉絲時會導致表層裂紋，會導致通過拉絲獲得的鋼絲發(fā)生分層等，鋼絲的延展性顯著降低。(e)作為抑制這種線材中心區(qū)域和線材表層區(qū)域的初析滲碳體的方法，有效的是添加0. 1 0. 6質(zhì)量％的較少量的Al，并且加快鋼絲韌化處理中從850°C附近向650°C附近的母相奧氏體的冷卻速度。用于抑制初析滲碳體的臨界冷卻速度可以用C量的函數(shù)表示。(f)當線材的C含量為0. 9 1. 1質(zhì)量％且直徑小于IOmm時，通過斯太爾摩冷卻線(鼓風冷卻)，可獲得上述臨界冷卻速度以上的冷卻速度，當C含量為1.0質(zhì)量％以上且直徑為18mm以下時，通過DLP，可獲得上述臨界冷卻速度以上的冷卻速度。此外，DLP是指將軋制線材直接浸漬于熔融鹽中進行鋼絲韌化處理的Direct In-line Patenting 處理。(g)對上述線材進行拉絲時，為了使纖維結(jié)構發(fā)達且抑制分層，優(yōu)選使實際變形為 1. 3 1. 8。以下，詳細地說明基于上述發(fā)現(xiàn)的本發(fā)明的實施方式。(第1實施方式)(線材的構成)本發(fā)明的第1實施方式為相對于線材的長度方向垂直的截面的中心區(qū)域的0. 5% 以下的面積和上述截面的表層區(qū)域(第1表層區(qū)域)的0. 5%以下的面積被初析滲碳體組織占據(jù)的線材。根據(jù)本發(fā)明人等的探討，拉絲前的線材表層區(qū)域和線材中心區(qū)域的初析滲碳體率與拉絲后的鋼絲的延展性有關，當能夠?qū)⒕€材表層區(qū)域的滲碳體的面積率抑制為0. 5%以下時，通過拉絲獲得的鋼絲的耐分層性提高，通過將線材中心區(qū)域的滲碳體的面積率抑制為0. 5 %以下，可以抑制拉絲斷線。這里，線材的表層區(qū)域(第1表層區(qū)域)是指在垂直于線材長度方向的截面中相當于從線材表面(截面中的周邊部)到50 μ m深度的區(qū)域。線材中心區(qū)域是指垂直于線材長度方向的截面的距離中心點為半徑100 μ m的區(qū)域。初析滲碳體是指在舊奧氏體晶界中生成的、拉絲前的厚度為IOOnm以上的變形能小的滲碳體。
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另外，本實施方式的線材中，相對于線材長度方向垂直的截面的97%以上的面積被珠光體組織占據(jù)。剩余部分可以是初析滲碳體、貝氏體組織、偽珠光體組織、鐵素體組織、 晶界鐵素體組織、馬氏體組織等。(線材的制造條件)為了將0. 9 1. 3質(zhì)量％的高C材的軋制線材的表層區(qū)域的初析滲碳體抑制為上述面積率，在將鋼坯熱軋成直徑7 18mm時，有必要使利用鹽槽或斯太爾摩冷卻線等開始用于鋼絲韌化的冷卻時的線材溫度達到850°C以上。為此，優(yōu)選在高于850°C的溫度區(qū)域內(nèi)進行卷繞。另一方面，當開始冷卻時的線材溫度過高、即卷繞溫度過高時，線材的奧氏體粒徑粗大化、延展性(拉深值)降低，因而優(yōu)選開始冷卻時的線材溫度為920°C以下。線材中心區(qū)域的初析滲碳體產(chǎn)生量依賴于從850°C冷卻至650°C期間的冷卻速度 Y。本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，有效的是通過使冷卻速度Y[°c /S]及線材的碳含量[質(zhì)量％ ]滿足Y彡exp (-0. 9) /0. 08)(式1)的方法將軋制線材驟冷，并且之后在500 600°C的溫度下結(jié)束珠光體相變。(基本元素)本實施方式的線材含有C、Si、Mn、Al、N、0。以下對各成分的含量進行說明。C :0· 90 1. 30 質(zhì)量％C是對提高線材強度有效的元素，其含量小于0. 90質(zhì)量％時，難以穩(wěn)定高強度并將其賦予給最終制品。另一方面，當C含量過多時，在奧氏體晶界生成網(wǎng)狀的初析滲碳體， 不僅在拉絲加工時易于發(fā)生斷線，而且會顯著惡化最終拉絲后的極細線材的韌性和延展性。因而，將C的含量規(guī)定為0.90 1.30質(zhì)量％。為了獲得高強度鋼絲，優(yōu)選為0.95質(zhì)量％以上、更優(yōu)選為1. 0質(zhì)量％以上。Si :0. 1 1. 2 質(zhì)量％Si是對提高線材強度有效的元素。還具有抑制鋼絲的熱浸鍍鋅時的強度降低的效果。小于0.1質(zhì)量％時，高強度化的效果很小。而Si量過多時，在過共析鋼中也會促進初析鐵素體的析出、同時拉絲加工中的臨界加工度降低。因而，將Si的含量規(guī)定為0. 1 1. 2質(zhì)量％。Mn :0. 1 1. 0 質(zhì)量％Mn與Si同樣，是作為脫氧劑有用的元素。另外，對于提高淬火性、提高線材強度也有效。而且，Mn具有使鋼中的S固定為MnS以防止熱脆性的作用。其含量小于0. 1質(zhì)量％ 時，難以獲得上述效果。另一方面，Mn是易于偏析的元素，當超過1. 0質(zhì)量％時，特別是會偏析至線材的中心區(qū)域、在該偏析部生成馬氏體或貝氏體，因而拉絲加工性降低。因此將Mn 的含量規(guī)定為0. 1 1. 0質(zhì)量％。Al 超過0. 1質(zhì)量％ 小于0. 6質(zhì)量％Al是對抑制初析滲碳體有效的元素。還具有提高線材強度的效果。而Al量過多時，在過共析鋼中也會促進初析鐵素體的析出、同時導致斷線的硬質(zhì)夾雜物增加。因而，將 Al的含量規(guī)定為超過0. 1質(zhì)量％且小于0.6質(zhì)量％。優(yōu)選為0.2 0.5質(zhì)量％、進一步優(yōu)選為0. 26 0. 35質(zhì)量％。N:10 60ppmN具有在鋼中與Al、Ti、B生成氮化物以防止加熱時的奧氏體粒度的粗大化的作用，該效果在使其含有IOppm以上時得以有效地發(fā)揮。但是，當含量變得過多時，由于固溶 N有可能會促進拉絲中的時效，因而將上限規(guī)定為60ppm。0 IOppm 40ppm0通過與Si等形成復合夾雜物，可以形成不會對拉絲特性造成不良影響的軟質(zhì)夾雜物。這種軟質(zhì)夾雜物可在軋制后將其微細分散，具有通過噴砂強化效應將Y粒徑微細化以提高鋼絲韌化線材的延展性的效果。因而，將下限規(guī)定為lOppm。O含量為20ppm以上時， 可以更強地獲得噴砂強化效應。但是，當含量變得過多時，由于會形成硬質(zhì)夾雜物、拉絲特性惡化，因而將O的上限規(guī)定為40ppm。(不可避免的雜質(zhì))本實施方式的線材中作為雜質(zhì)含有的P和S的含量并無特別限定，從確保延展性的觀點出發(fā)，優(yōu)選分別限制為0. 02質(zhì)量％以下。但即便是P和S分別以低于0. 0005質(zhì)量％ 的量含有，其效果也是有限的。(選擇元素)本實施方式的線材除了上述元素之外，為了進一步提高強度、韌性、延展性等機械特性，還可以選擇性地含有Cr、Ni、Co、V、Cu、Nb、Mo、W、Ti、B、REM、Ca、Mg和Zr中的1種以上的元素。以下對各成分的含量進行說明。Cr:0 0.5 質(zhì)量％Cr是對微細化珠光體的層間隔以提高線材的強度或拉絲加工性等有效的元素。為了有效地發(fā)揮這種作用，優(yōu)選添加0. 1質(zhì)量％以上。而Cr量過多時，相變結(jié)束時間延長，熱軋制線材中有可能會生成馬氏體或貝氏體等過冷組織，而且機械去氧化皮性也變差，因而將其上限規(guī)定為0.5質(zhì)量％。Ni:0 0.5 質(zhì)量％Ni是基本不會對線材的強度提高起作用、但會提高拉絲材料的韌性的元素。為了有效地發(fā)揮這種作用，優(yōu)選添加0. 1質(zhì)量％以上。而當過量地添加Ni時，由于相變結(jié)束時間延長，因而將上限值規(guī)定為0. 5質(zhì)量％。Co:0 0.5 質(zhì)量％Co是對抑制軋制材料中的初析滲碳體的析出有效的元素。為了有效地發(fā)揮這種作用，優(yōu)選添加0. 1質(zhì)量％以上。另一方面，即便是過量地添加Co，其效果也達到飽和，經(jīng)濟上很浪費，因而將其上限值規(guī)定為0. 5質(zhì)量％。￥:0 0.5質(zhì)量％V通過在鐵素體中形成微細的碳氮化物，從而在防止加熱時的奧氏體粒的粗大化的同時、對軋制后的強度提高也發(fā)揮作用。為了有效地發(fā)揮這種作用，優(yōu)選添加0.05質(zhì)量％以上。但是，當過量地添加時，碳氮化物的形成量變得過多，同時碳氮化物的粒徑也增大，因而將上限規(guī)定為0. 5質(zhì)量％。Cu:0 0.2 質(zhì)量％Cu具有提高極細鋼絲的耐腐蝕性的效果。為了有效地發(fā)揮這種作用，優(yōu)選添加 0. 1質(zhì)量％以上。但是，當過量地添加時，其會與S反應而在晶界中偏析CuS，因而在線材制造過程中會在鋼錠或線材等中產(chǎn)生瑕疵。為了防止這種不良影響，將其上限規(guī)定為0. 2質(zhì)量％。
Nb:0 0.1 質(zhì)量％Nb具有提高極細鋼絲的耐腐蝕性的效果。為了有效地發(fā)揮這種作用，優(yōu)選添加 0. 05質(zhì)量％以上。但是，當過量地添加Nb時，由于相變結(jié)束時間延長，因而將上限值規(guī)定為 0. 1質(zhì)量％。Mo:0 0.2 質(zhì)量％Mo具有在珠光體成長界面濃縮、通過所謂的溶質(zhì)拖曳效應來抑制珠光體成長的效果。通過適量添加，可以僅抑制600°C以上高溫區(qū)域的珠光體的成長，可抑制層間隔大的粗珠光體的生成。另外，Mo還具有抑制鐵素體生成、淬火性提高的效果，對于非珠光體組織的減少也是有效的。當Mo為過量時，會抑制整個溫度區(qū)域的珠光體成長、鋼絲韌化需要很長時間、導致生產(chǎn)率的降低，同時粗大的Mo2C碳化物析出、拉絲加工性降低。因而，將Mo的含量規(guī)定為0. 2質(zhì)量％以下。優(yōu)選的含量為0. 005 0. 06質(zhì)量％。1:0 0.2質(zhì)量％W與Mo同樣，具有在珠光體成長界面濃縮、通過所謂的溶質(zhì)拖曳效應來抑制珠光體成長的效果。通過適量添加，可以僅抑制600°C以上高溫區(qū)域的珠光體的成長，可抑制層間隔大的粗珠光體的生成。另外，W還具有抑制鐵素體生成、淬火性提高的效果，對于非珠光體組織的減少也是有效的。當W為過量時，會抑制整個溫度區(qū)域的珠光體成長、鋼絲韌化需要很長時間、導致生產(chǎn)率的降低，同時粗大的W2C碳化物析出、拉絲加工性降低。因而，將 W的含量規(guī)定為0. 2質(zhì)量％以下。優(yōu)選的含量為0. 005 0. 06質(zhì)量％。Ti:0 0.1 質(zhì)量％Ti是脫氧元素，還具有將促進拉絲后的時效效果的N固定的效果。過量的添加會促進硬質(zhì)的Ti碳化物的析出、導致鋼絲的延展性惡化和拉絲性惡化，因而規(guī)定為包括0質(zhì)量％的0. 1質(zhì)量％以下。B :0 30ppmB在以固溶狀態(tài)存在于奧氏體中時，在晶界濃化，抑制鐵素體、偽珠光體、貝氏體等非珠光體析出的生成。B含量為4ppm以上時，可以強烈地獲得該效果。而當過量添加B時， 會在奧氏體中促進粗大的狗3 (CB) 6碳化物的析出，對拉絲性造成不良影響。為了滿足上述特性，將B含量的上限值規(guī)定為30ppm。優(yōu)選的含量為4 15ppm、更優(yōu)選為8 12ppm。REM :0 50ppmREM對于S的無害化是有效的，但過度添加會生成氧化物，導致斷線，因而將含量的上限規(guī)定為50ppm。Ca :0 50ppmCa對于減少硬質(zhì)氧化鋁系夾雜物是有效的，但過度添加會生成氧化物，導致斷線， 因而將含量的上限規(guī)定為50ppm。Mg :0 50ppmMg變?yōu)槲⒓毜难趸?，將鋼的組織微細化，從而提高延展性。超過50ppm時，由于以氧化物為起點易于發(fā)生斷線，因而將含量的上限規(guī)定為50ppm。Zr 0 IOOppmZr由于以的形式成為奧氏體的析晶核，因而具有提高奧氏體的等軸率、降低中心偏析的效果，但超過IOOppm時，由于以氧化物為起點易于發(fā)生斷線，因而將含量的上限規(guī)定為lOOppm。(第2實施方式)(鋼絲的構成)本發(fā)明的第2實施方式為通過對第1實施方式的線材以1. 3以上的實際變形實施冷拉絲而獲得的抗拉強度為ISOOMPa以上的鋼絲。該鋼絲的相對于鋼絲長度方向垂直的截面的表層區(qū)域(第2表層區(qū)域)的0.5%以下的面積被初析滲碳體占據(jù)。這里，第2表層區(qū)域是指從鋼絲表層(截面中的邊緣部)至20μπι內(nèi)部的區(qū)域。對如此獲得的鋼絲還可實施鋼鐵發(fā)藍處理、熱浸鍍鋅、熱浸鍍鋁-鋅合金等作為最終處理。實施例以下舉出實施例進一步具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明當然并不僅限于下述實施例，當然可在能夠適于本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)適當加以變更進行實施，這些方式均包含在本發(fā)明的技術范圍內(nèi)。表1和表2中示出本發(fā)明的實施例1 15及比較例1 19中所用的A鋼 V鋼的化學成分。此外，表1 6中，對于不屬于上述規(guī)定范圍內(nèi)的數(shù)值或不利結(jié)果等標以下劃線。對含有表1和表2所示化學成分的鋼的鋼坯進行加熱后，利用熱軋加工成直徑為 7 18mm的線材，在規(guī)定溫度下卷繞后，實施鋼絲韌化處理。將軋制線材卷繞成環(huán)狀后，利用直接熔融鹽浸漬(DLP)或斯太爾摩冷卻線實施鋼絲韌化處理。對于從850°C至650°C的冷卻速度Y而言，當為DLP時，使用相同成分和直徑的線材制作4根600mm長度的試驗片，在其中心部埋入熱電偶，使用電爐加熱至850°C以上后，浸漬于鹽槽中，測定時間和溫度，計算出從850°C冷卻至650°C時的平均冷卻速度。當為斯太爾摩冷卻線(鼓風冷卻)時，在傳送帶上利用放射溫度計測定線材重疊部的溫度，計算出從850°C冷卻至650°C時的平均冷卻速度。為了測定軋制線材的珠光體組織的面積率和初析滲碳體面積率，將直徑為1. 0 1. 5m的環(huán)狀的線材1環(huán)分成8等分，鑒定TS最高的部位和最低的部位。從連續(xù)的環(huán)的相當于這些部位的部分切出IOmm長度的樣品，按照能夠觀察到垂直于長度方向的截面(C截面)的方式進行樹脂填埋后，實施氧化鋁研磨，使用飽和苦醛進行腐蝕，并實施SEM觀察。關于珠光體組織的面積率而言，在距離上述2部位(TS最高的部位和最低的部位) 的表層為1/4D深度的部分(D =直徑)的200X200 μ m的正方形區(qū)域上在圓周方向上每隔90度選定出4個位置。用3000倍測定該選定位置，將除去了滲碳體分散為粒狀的偽珠光體部、板狀滲碳體以比周圍粗3倍以上的層間隔分散的貝氏體部、沿著奧氏體析出的晶界鐵素體部以及初析滲碳體部后的面積率作為珠光體組織的面積率，利用圖像解析進行測定，將4個位置的平均值作為珠光體組織的面積率求得。對初析滲碳體的面積率的SEM拍攝位置進行說明。線材中心區(qū)域是選定TS最低部位的截面上距離中心點為半徑100 μ m的區(qū)域。線材表層區(qū)域是在TS最高部位的截面上的邊緣部附近的50X50 μ m正方形的區(qū)域上在圓周方向上每隔90度選定出4個位置。以5000倍測定這些選定位置，利用圖像解析測定厚度為IOOnm左右以上的初析滲
11碳體的面積率。此外，對于表層區(qū)域，使用4個位置的測定結(jié)果的最大值。線材的拉絲特性如下確認準備通過酸洗除去軋制線材的氧化皮后再利用磷酸鹽處理賦予了磷酸鋅覆膜的長度為IOm的線材，進行每1道次的斷面收縮率為16 20%的單頭式拉絲，獲得直徑為3 IOmm的高強度拉絲材料。觀察此時拉絲中有無斷裂，確認了拉絲特性。另外，對進行拉絲得到的鋼絲根據(jù)需要實施了鋼鐵發(fā)藍處理、熱浸鍍鋅、熱浸鍍鋁-鋅合金等。之后進行絞線試驗，確認了是否發(fā)生分層。另外，為了測定進行拉絲得到的鋼絲的初析滲碳體面積率，由直徑為3 8mm的鋼絲中切出IOmm長度的樣品，按照能夠觀察到垂直于長度方向的截面(C截面)的方式進行樹脂填埋后，實施氧化鋁研磨，使用飽和苦醛進行腐蝕，并實施SEM觀察。SEM的拍攝位置是選定鋼絲截面上的周邊部附近的20 μ mX 50 μ m的長方形區(qū)域。以10000倍測定該選定位置，利用圖像解析測定厚度為50nm以上的初析滲碳體的面積率。由這些結(jié)果確認了，當抑制軋制線材的表層區(qū)域和中心區(qū)域的初析滲碳體分率時，在拉絲后的鋼絲中可以抑制分層和拉絲時的斷線。將上述測定結(jié)果示于表3 6。
權利要求
1.一種線材，其包含0. 90 1.30質(zhì)量％的(、0. 1 1.2質(zhì)量％的3丨、0. 1 1. 0質(zhì)量％的Mn、超過0. 1質(zhì)量％且小于0. 6質(zhì)量％的A1、0 0. 02質(zhì)量％的P、0 0. 02質(zhì)量％ 的S、10 60ppm的N、10 40ppm的0、0 0. 5質(zhì)量％的Cr、0 0. 5質(zhì)量％的Ni、0 0. 5質(zhì)量％的Co、0 0. 5質(zhì)量％的V、0 0. 2質(zhì)量％的Cu、0 0. 1質(zhì)量％的Nb、0 0. 2 質(zhì)量％的] 0、0 0. 2質(zhì)量％的W、0 0. 1質(zhì)量％的Ti、0 30ppm的B、0 50ppm的REM、 0 50ppm的Ca、0 50ppm的Mg、0 IOOppm的rLr以及含有!^e和不可避免雜質(zhì)的剩余部分，其特征在于，該線材的相對于長度方向垂直的截面的97%以上的面積被珠光體組織占據(jù)，所述截面的中心區(qū)域的0. 5%以下的面積和所述截面的第1表層區(qū)域的0. 5%以下的面積被初析滲碳體組織占據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的線材，其特征在于，所述線材的所述截面被所述珠光體組織、 所述初析滲碳體、貝氏體組織、偽珠光體組織、鐵素體組織、晶界鐵素體組織、馬氏體組織占據(jù)。
3.權利要求1或2所述的線材的制造方法，其特征在于，具備以下工序?qū)︿撆鬟M行熱軋以獲得軋制線材的工序，所述鋼坯包含0. 90 1. 30質(zhì)量％的C、 0. 1 1.2質(zhì)量％的31、0. 1 1.0質(zhì)量％的血、超過0.1質(zhì)量％且小于0.6質(zhì)量％的八1、 0 0. 02質(zhì)量％的P、0 0. 02質(zhì)量％的S、10 60ppm的N、10 40ppm的0、0 0. 5質(zhì)量％的0、0 0.5質(zhì)量％的附、0 0.5質(zhì)量％的&)、0 0.5質(zhì)量％的￥、0 0.2質(zhì)量％ 的Cu、0 0. 1質(zhì)量％的恥、0 0. 2質(zhì)量％的] 0、0 0. 2質(zhì)量％的W、0 0. 1質(zhì)量％的 Ti、0 30ppm 的 B、0 50ppm 的 REM、0 50ppm 的 Ca、0 50ppm 的 Mg、0 IOOppm 的 rLr 以及含有Fe和不可避免雜質(zhì)的剩余部分；將所述軋制線材進行卷繞的工序；對850°C 920°C的所述軋制線材開始冷卻，按照將所述軋制線材的從850°C冷卻至 650°C的期間的冷卻速度Y控制成滿足式1的方式進行驟冷，并在所述軋制線材為500°C以上且小于650°C的溫度下結(jié)束珠光體相變，從而進行鋼絲韌化的工序，其中所述冷卻速度Y 的單位為。C/s，Y ^ exp((C% -0. 9) /0. 08)式 1。
4.權利要求1或2所述的線材的制造方法，其特征在于，具備以下工序?qū)︿撆鬟M行熱軋以獲得軋制線材的工序，所述鋼坯包含0. 90 1. 30質(zhì)量％的C、 0. 1 1.2質(zhì)量％的31、0. 1 1.0質(zhì)量％的胞、超過0.1質(zhì)量％且小于0.6質(zhì)量％的八1、 0 0. 02質(zhì)量％的P、0 0. 02質(zhì)量％的S、10 60ppm的N、10 40ppm的0、0 0. 5質(zhì)量％的0、0 0.5質(zhì)量％的附、0 0.5質(zhì)量％的&)、0 0.5質(zhì)量％的￥、0 0.2質(zhì)量％ 的Cu、0 0. 1質(zhì)量％的Nb、0 0. 2質(zhì)量％的] 0、0 0. 2質(zhì)量％的W、0 0. 1質(zhì)量％的 Ti、0 30ppm 的 B、0 50ppm 的 REM、0 50ppm 的 Ca、0 50ppm 的 Mg、0 IOOppm 的 rLr 以及含有Fe和不可避免雜質(zhì)的剩余部分；將所述軋制線材卷繞的工序；將850°C 920°C的所述軋制線材在所述卷繞工序后立即直接浸漬于500°C 600°C的熔融鹽中或者進行鼓風冷卻，從而按照將從850°C冷卻至650°C的期間的冷卻速度Y控制成滿足式1的方式進行鋼絲韌化處理的工序，其中所述冷卻速度Y的單位為。C /s,Y ^ exp((C% -0. 9) /0. 08)式 1。
5.一種鋼絲，其特征在于，其是通過將線材進行拉絲而獲得的，所述線材包含0. 90 1.30質(zhì)量％的(、0. 1 1.2質(zhì)量％的3丨、0. 1 1.0質(zhì)量％的胞、超過0.1質(zhì)量％且小于 0. 6質(zhì)量％的Al、0 0. 02質(zhì)量％的P、0 0. 02質(zhì)量％的S、10 60ppm的N、10 40ppm 的0、0 0. 5質(zhì)量％的Cr、0 0. 5質(zhì)量％的Ni、0 0. 5質(zhì)量％的Co、0 0. 5質(zhì)量％的 V、0 0. 2質(zhì)量％的Cu、0 0. 1質(zhì)量％的Nb、0 0. 2質(zhì)量％的Mo、0 0. 2質(zhì)量％的W、 0 0. 1 質(zhì)量％的 Ti、0 30ppm 的 B、0 50ppm 的 REM、0 50ppm 的 Ca、0 50ppm 的 Mg、 0 IOOppm的rLx以及含有Fe和不可避免雜質(zhì)的剩余部分；并且相對于長度方向垂直的截面的97%以上的面積被珠光體組織占據(jù)，所述截面的中心區(qū)域的0. 5%以下的面積和所述截面的第1表層區(qū)域的0. 5%以下的面積被初析滲碳體組織占據(jù)，所述鋼絲具有ISOOMPa以上的抗拉強度，且相對于長度方向垂直的截面的第2表層區(qū)域的0. 5%以下的面積被初析滲碳體占據(jù)。
6.根據(jù)權利要求5所述的鋼絲，其特征在于，其具有鍍鋅層或鍍鋁-鋅合金層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種線材，其至少包含0.90～1.30質(zhì)量％的C、0.1～1.2質(zhì)量％的Si、0.1～1.0質(zhì)量％的Mn、超過0.1質(zhì)量％且小于0.6質(zhì)量％的Al、0～0.02質(zhì)量％的P、0～0.02質(zhì)量％的S、10～60ppm的N、10～40ppm的O以及含有Fe和不可避免雜質(zhì)的剩余部分，所述線材的相對于長度方向垂直的截面的97％以上的面積被珠光體組織占據(jù)，所述截面的中心區(qū)域的0.5％以下的面積和所述截面的第1表層區(qū)域的0.5％以下的面積被初析滲碳體組織占據(jù)。
文檔編號C22C38/54GK102292460SQ20108000514
公開日2011年12月21日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權日2010年1月25日
發(fā)明者山崎真吾, 真鍋敏之 申請人:新日本制鐵株式會社