JP2003231919A - ステンレス鋼線の製造方法 - Google Patents
ステンレス鋼線の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特にばね材に必要とされる十分な強度が得ら
れると共により低コストなステンレス鋼線の製造方法を
提供する。 【解決手段】 C：0.04重量％以上を含有するオーステ
ナイト系ステンレス鋼線材に加工温度150℃以下、加工
度60％以上90％以下の伸線加工を行う第一の伸線加工工
程と、前記加工された線材に600℃以上900℃以下で熱処
理を行って、熱処理後のオーステナイト(γ)結晶粒の最
大径を1μm以上3μm以下とする熱処理工程と、前記熱処
理された線材に加工温度150℃以下、加工度50％以上の
伸線加工を行って引張強度が1500N/mm2以上の鋼線とす
る第二の伸線加工工程とを具える。第一の伸線加工で加
工誘起マルテンサイト(α')を生成させ、熱処理で生成
させたα'をγに逆変態を行うと共に、γ結晶粒を微細
にする。更に、第二の伸線加工でα'を生成させ、強度
の向上を図る。
れると共により低コストなステンレス鋼線の製造方法を
提供する。 【解決手段】 C：0.04重量％以上を含有するオーステ
ナイト系ステンレス鋼線材に加工温度150℃以下、加工
度60％以上90％以下の伸線加工を行う第一の伸線加工工
程と、前記加工された線材に600℃以上900℃以下で熱処
理を行って、熱処理後のオーステナイト(γ)結晶粒の最
大径を1μm以上3μm以下とする熱処理工程と、前記熱処
理された線材に加工温度150℃以下、加工度50％以上の
伸線加工を行って引張強度が1500N/mm2以上の鋼線とす
る第二の伸線加工工程とを具える。第一の伸線加工で加
工誘起マルテンサイト(α')を生成させ、熱処理で生成
させたα'をγに逆変態を行うと共に、γ結晶粒を微細
にする。更に、第二の伸線加工でα'を生成させ、強度
の向上を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼線の
製造方法に関する。特に、自動車や精密機械などのばね
材として最適な高強度を有するステンレス鋼線の製造方
法に関する。
製造方法に関する。特に、自動車や精密機械などのばね
材として最適な高強度を有するステンレス鋼線の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ばね材と用いられるオーステナイ
ト系ステンレス鋼線の強化方法として、以下に示す方法
が知られている。 (1)C、Nの添加による固溶強化 この方法は、特定の元素を添加し、伸線加工によって加
工硬化させる方法である。このような元素として、C、N
がある。これらの元素は、鋼中に侵入型で固溶し、また
オーステナイト相を安定化させる元素であるため、伸線
加工によってオーステナイト相を加工硬化させる場合、
有効な元素である。
ト系ステンレス鋼線の強化方法として、以下に示す方法
が知られている。 (1)C、Nの添加による固溶強化 この方法は、特定の元素を添加し、伸線加工によって加
工硬化させる方法である。このような元素として、C、N
がある。これらの元素は、鋼中に侵入型で固溶し、また
オーステナイト相を安定化させる元素であるため、伸線
加工によってオーステナイト相を加工硬化させる場合、
有効な元素である。
【０００３】(2)加工誘起マルテンサイト生成による強
化 この方法は、加工誘起マルテンサイト(α’)の生成量を
増加させることで鋼の高強度化を図るものである。準安
定オーステナイト系ステンレス鋼は、伸線加工中に生成
する加工誘起マルテンサイトによって著しく強化させる
ことができる。そこで、従来、加工誘起マルテンサイト
を積極的に生成させる方法として、以下の方法が採られ
ている。 1)室温以下で加工してマルテンサイトを安定させる(サ
ブゼロ加工)。 2)合金元素を調整してNi当量を下げて、マルテンサイト
を発生させる上限の温度(Md点)を上げる。
化 この方法は、加工誘起マルテンサイト(α’)の生成量を
増加させることで鋼の高強度化を図るものである。準安
定オーステナイト系ステンレス鋼は、伸線加工中に生成
する加工誘起マルテンサイトによって著しく強化させる
ことができる。そこで、従来、加工誘起マルテンサイト
を積極的に生成させる方法として、以下の方法が採られ
ている。 1)室温以下で加工してマルテンサイトを安定させる(サ
ブゼロ加工)。 2)合金元素を調整してNi当量を下げて、マルテンサイト
を発生させる上限の温度(Md点)を上げる。
【０００４】(3)オーステナイト(γ)結晶粒の微細化に
よる方法 この方法は、加工誘起マルテンサイトからオーステナイ
ト(γ)への逆変態を利用して、γ結晶粒を微細にするこ
とで鋼を強化させる方法である。この強化方法として、
例えば、「鉄と鋼vol.80 1994，No.10,N529」や特開平
8-246106号公報に開示された技術がある。
よる方法 この方法は、加工誘起マルテンサイトからオーステナイ
ト(γ)への逆変態を利用して、γ結晶粒を微細にするこ
とで鋼を強化させる方法である。この強化方法として、
例えば、「鉄と鋼vol.80 1994，No.10,N529」や特開平
8-246106号公報に開示された技術がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の強
化方法では、以下の問題があった。 (1)C、Nによる固溶強化は、添加量に限度があり、十分
な強度が得られない。Cの過剰な添加は、結晶粒界にCr
炭化物を発生させ、耐食性を阻害する。また、Nの過剰
な添加は、応力腐食割れを促進する。そのため、C、Nの
添加量には限度がある。
化方法では、以下の問題があった。 (1)C、Nによる固溶強化は、添加量に限度があり、十分
な強度が得られない。Cの過剰な添加は、結晶粒界にCr
炭化物を発生させ、耐食性を阻害する。また、Nの過剰
な添加は、応力腐食割れを促進する。そのため、C、Nの
添加量には限度がある。
【０００６】(2)加工誘起マルテンサイト生成による強
化は、製造コストが高い。 従来、加工誘起マルテンサイト生成による強化は、強度
向上に最も有効な方法としては、よく行われている。加
工誘起マルテンサイトを生成させるためには、Md点(一
般的には真ひずみ量0.30のときにマルテンサイト変態量
50％を得る温度Mdを用いる)以下での加工が必要であ
る。Md点以下にするために、1)室温以下での加工が行わ
れているが、室温以下にするために液体窒素中で行うた
め、蒸発した液体窒素を常時補給しなければならず、作
業性が悪いだけでなくコスト高にもなる。一方、2)Md点
を上げるためにSUS304鋼からNi当量を下げた特殊な鋼種
を用いることが行われているが、これもコストが高い。
化は、製造コストが高い。 従来、加工誘起マルテンサイト生成による強化は、強度
向上に最も有効な方法としては、よく行われている。加
工誘起マルテンサイトを生成させるためには、Md点(一
般的には真ひずみ量0.30のときにマルテンサイト変態量
50％を得る温度Mdを用いる)以下での加工が必要であ
る。Md点以下にするために、1)室温以下での加工が行わ
れているが、室温以下にするために液体窒素中で行うた
め、蒸発した液体窒素を常時補給しなければならず、作
業性が悪いだけでなくコスト高にもなる。一方、2)Md点
を上げるためにSUS304鋼からNi当量を下げた特殊な鋼種
を用いることが行われているが、これもコストが高い。
【０００７】(3)γ結晶粒微細化による方法では、十分
な強度が得られない。 例えば、上記「鉄と鋼」では、伸線加工→熱処理(焼鈍)
の条件のみを開示したものであり、この条件だけでは、
特に自動車や精密機械などのばね材として使用できるほ
どの強度が得られない。一方、特開平8-246106号公報に
開示された技術では、加工誘起マルテンサイトからオー
ステナイトへの逆変態時にγ結晶粒を微細化し、更に伸
線加工、時効処理を行っている。しかし、この技術で
は、炭化物の析出を防ぐためにCの含有量を0.03重量％
以下としており、オーステナイトの加工硬化と、伸線加
工によって生成される加工誘起マルテンサイトとによる
強度向上の効果が十分得られず、伸線材において十分な
強度が得られていない。
な強度が得られない。 例えば、上記「鉄と鋼」では、伸線加工→熱処理(焼鈍)
の条件のみを開示したものであり、この条件だけでは、
特に自動車や精密機械などのばね材として使用できるほ
どの強度が得られない。一方、特開平8-246106号公報に
開示された技術では、加工誘起マルテンサイトからオー
ステナイトへの逆変態時にγ結晶粒を微細化し、更に伸
線加工、時効処理を行っている。しかし、この技術で
は、炭化物の析出を防ぐためにCの含有量を0.03重量％
以下としており、オーステナイトの加工硬化と、伸線加
工によって生成される加工誘起マルテンサイトとによる
強度向上の効果が十分得られず、伸線材において十分な
強度が得られていない。
【０００８】そこで、本発明の主目的は、特に、ばね材
に必要とされる十分な強度が得られると共に、より低コ
ストなステンレス鋼線の製造方法を提供することにあ
る。
に必要とされる十分な強度が得られると共に、より低コ
ストなステンレス鋼線の製造方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、伸線加工条
件、熱処理条件及びオーステナイト結晶粒径を規定する
ことで上記の目的を達成する。
件、熱処理条件及びオーステナイト結晶粒径を規定する
ことで上記の目的を達成する。
【００１０】具体的には、本発明ステンレス鋼線の製造
方法は、以下の工程を具えることを特徴とする。 重量％でC：0.04％以上を含有するオーステナイト
系ステンレス鋼線材に加工温度150℃以下、加工度60％
以上90％以下の伸線加工を行う第一の伸線加工工程。 前記加工された線材に600℃以上900℃以下で熱処理
を行って、熱処理後のオーステナイト結晶粒の平均径を
1μm以上3μm以下とする熱処理工程。 前記熱処理された線材に加工温度150℃以下、加工
度50％以上の伸線加工を行って引張強度が1500N/mm2以
上の鋼線とする第二の伸線加工工程。
方法は、以下の工程を具えることを特徴とする。 重量％でC：0.04％以上を含有するオーステナイト
系ステンレス鋼線材に加工温度150℃以下、加工度60％
以上90％以下の伸線加工を行う第一の伸線加工工程。 前記加工された線材に600℃以上900℃以下で熱処理
を行って、熱処理後のオーステナイト結晶粒の平均径を
1μm以上3μm以下とする熱処理工程。 前記熱処理された線材に加工温度150℃以下、加工
度50％以上の伸線加工を行って引張強度が1500N/mm2以
上の鋼線とする第二の伸線加工工程。
【００１１】即ち、本発明は、第一の伸線加工で、加工
誘起マルテンサイトを十分に生成させ、次の熱処理で、
生成させた加工誘起マルテンサイトをオーステナイトに
逆変態を行うと共に、オーステナイト結晶粒を微細にす
る。そして、第二の伸線加工で、再び、加工誘起マルテ
ンサイトを生成させて30体積％以上70体積％以下含有さ
せることで強度の向上を図る。
誘起マルテンサイトを十分に生成させ、次の熱処理で、
生成させた加工誘起マルテンサイトをオーステナイトに
逆変態を行うと共に、オーステナイト結晶粒を微細にす
る。そして、第二の伸線加工で、再び、加工誘起マルテ
ンサイトを生成させて30体積％以上70体積％以下含有さ
せることで強度の向上を図る。
【００１２】従来、オーステナイト系ステンレス鋼の強
化方法として、加工誘起マルテンサイトからオーステナ
イトへの逆変態を利用して、オーステナイト結晶粒を微
細にして高強度化を図る方法が提案されている。しか
し、従来は、前加工によりオーステナイトを加工誘起マ
ルテンサイトへ変態させ、その後、低温で熱処理を行っ
て微細なオーステナイトを得ることしか行われていなか
った。これに対し、本発明は、逆変態の熱処理を行った
後、更に、特定の条件で伸線加工を行うことでより加工
硬化させる。
化方法として、加工誘起マルテンサイトからオーステナ
イトへの逆変態を利用して、オーステナイト結晶粒を微
細にして高強度化を図る方法が提案されている。しか
し、従来は、前加工によりオーステナイトを加工誘起マ
ルテンサイトへ変態させ、その後、低温で熱処理を行っ
て微細なオーステナイトを得ることしか行われていなか
った。これに対し、本発明は、逆変態の熱処理を行った
後、更に、特定の条件で伸線加工を行うことでより加工
硬化させる。
【００１３】本発明において、伸線加工条件(伸線加工
温度、伸線加工度)、熱処理条件、及びオーステナイト
結晶粒径を規定する理由を以下に説明する。
温度、伸線加工度)、熱処理条件、及びオーステナイト
結晶粒径を規定する理由を以下に説明する。
【００１４】伸線加工温度：伸線加工を行うと、加工発
熱により鋼線の温度が上昇する。一方、強度に寄与する
加工誘起マルテンサイトを十分に生成させるには、加工
温度は低い方が好ましい。そこで、本発明は、加工誘起
マルテンサイトを生成させる第一及び二の伸線加工工程
において、加工温度を150℃以下に規定する。なお、本
発明において加工温度とは、加工直後の鋼線表面の温度
とする。
熱により鋼線の温度が上昇する。一方、強度に寄与する
加工誘起マルテンサイトを十分に生成させるには、加工
温度は低い方が好ましい。そこで、本発明は、加工誘起
マルテンサイトを生成させる第一及び二の伸線加工工程
において、加工温度を150℃以下に規定する。なお、本
発明において加工温度とは、加工直後の鋼線表面の温度
とする。
【００１５】伸線加工度：第一の伸線加工後に行われる
熱処理で平均径3μm以下のオーステナイト結晶粒を得る
には、前加工である第一の伸線加工で、オーステナイト
を加工誘起マルテンサイトに十分に変態させる必要があ
る。ここで、オーステナイトから加工誘起マルテンサイ
トへの変態量は、加工温度、加工度、及び合金元素の影
響を受ける。例えば、同温度で伸線加工を行う場合、加
工度が大きいほど、また同じ加工度で伸線加工を行う場
合、加工温度が低いほど、変態量が大きくなる。そこ
で、本発明では、第一の伸線加工工程の伸線加工度を60
％以上90％以下に規定する。一方、第二の伸線加工の伸
線加工度は、加工誘起マルテンサイトを十分に生成さ
せ、目標の1500N/mm2以上の強度を得るために50％以上
とした。
熱処理で平均径3μm以下のオーステナイト結晶粒を得る
には、前加工である第一の伸線加工で、オーステナイト
を加工誘起マルテンサイトに十分に変態させる必要があ
る。ここで、オーステナイトから加工誘起マルテンサイ
トへの変態量は、加工温度、加工度、及び合金元素の影
響を受ける。例えば、同温度で伸線加工を行う場合、加
工度が大きいほど、また同じ加工度で伸線加工を行う場
合、加工温度が低いほど、変態量が大きくなる。そこ
で、本発明では、第一の伸線加工工程の伸線加工度を60
％以上90％以下に規定する。一方、第二の伸線加工の伸
線加工度は、加工誘起マルテンサイトを十分に生成さ
せ、目標の1500N/mm2以上の強度を得るために50％以上
とした。
【００１６】熱処理条件：熱処理温度が600℃未満で
は、加工誘起マルテンサイトからオーステナイトへの逆
変態が十分に起こらないため、熱処理後の伸線性を低下
させる。900℃超であれば、オーステナイト結晶粒が粗
大化してしまい、熱処理後に十分な強度が得られない。
また、微細な炭化物を析出させることによってオーステ
ナイト相の安定化を低め、熱処理後の第二の伸線加工工
程で加工誘起マルテンサイトを十分に生成させる必要が
ある。これらの理由により、本発明は、熱処理温度を60
0℃以上900℃以下に規定する。
は、加工誘起マルテンサイトからオーステナイトへの逆
変態が十分に起こらないため、熱処理後の伸線性を低下
させる。900℃超であれば、オーステナイト結晶粒が粗
大化してしまい、熱処理後に十分な強度が得られない。
また、微細な炭化物を析出させることによってオーステ
ナイト相の安定化を低め、熱処理後の第二の伸線加工工
程で加工誘起マルテンサイトを十分に生成させる必要が
ある。これらの理由により、本発明は、熱処理温度を60
0℃以上900℃以下に規定する。
【００１７】オーステナイト結晶粒径：結晶粒の微細化
は、耐力と引張強度とを向上させる。そこで、従来は、
熱処理後の結晶粒径の下限を規定せず、より微細な結晶
を得ることで強度が向上できると考えられていた。しか
し、本発明者らが種々検討した結果、熱処理後の結晶粒
の平均径を1μm未満とする場合、全体に均一な結晶粒径
を得ることが困難であり、未変態のマルテンサイト相が
残存してしまい、却って伸線性を低下させてしまうとい
う知見を得た。そこで、本発明では、微細で、かつ均一
なオーステナイト相を得ることが可能なγ結晶粒径とし
て、平均径を1μm以上3μm以下に規定した。この規定に
より、熱処理後の強度が十分で、かつ良好な伸線性を保
持することができる。本発明は、上記のように熱処理前
の加工度を60〜90％と比較的大きくして加工誘起マルテ
ンサイトの量を多くすることで、オーステナイトへ変態
した際に結晶粒径を小さくする。また、熱処理温度を60
0〜900℃と比較的低くすることで、結晶粒の成長を抑制
する。これらの条件により、本発明は、熱処理後の平均
径が1μm以上3μm以下のオーステナイト結晶粒を得る。
は、耐力と引張強度とを向上させる。そこで、従来は、
熱処理後の結晶粒径の下限を規定せず、より微細な結晶
を得ることで強度が向上できると考えられていた。しか
し、本発明者らが種々検討した結果、熱処理後の結晶粒
の平均径を1μm未満とする場合、全体に均一な結晶粒径
を得ることが困難であり、未変態のマルテンサイト相が
残存してしまい、却って伸線性を低下させてしまうとい
う知見を得た。そこで、本発明では、微細で、かつ均一
なオーステナイト相を得ることが可能なγ結晶粒径とし
て、平均径を1μm以上3μm以下に規定した。この規定に
より、熱処理後の強度が十分で、かつ良好な伸線性を保
持することができる。本発明は、上記のように熱処理前
の加工度を60〜90％と比較的大きくして加工誘起マルテ
ンサイトの量を多くすることで、オーステナイトへ変態
した際に結晶粒径を小さくする。また、熱処理温度を60
0〜900℃と比較的低くすることで、結晶粒の成長を抑制
する。これらの条件により、本発明は、熱処理後の平均
径が1μm以上3μm以下のオーステナイト結晶粒を得る。
【００１８】本発明においてオーステナイト系ステンレ
ス鋼線材は、重量％でC：0.04〜0.15％、Si：1.00％以
下、Mn：2.50％以下、Ni：6.00〜17.00％、Cr：16.00〜
20.00％、Mo：6.0％以下、残余Feおよび不可避不純物か
らなることが好ましい。より好ましくは、更に、重量％
でN：0.15〜0.25％を含有することである。また、Siの
含有量を1.00超〜2.00％以下にしてもよい。以下に、構
成元素の選定及び成分範囲を限定する理由を述べる。
ス鋼線材は、重量％でC：0.04〜0.15％、Si：1.00％以
下、Mn：2.50％以下、Ni：6.00〜17.00％、Cr：16.00〜
20.00％、Mo：6.0％以下、残余Feおよび不可避不純物か
らなることが好ましい。より好ましくは、更に、重量％
でN：0.15〜0.25％を含有することである。また、Siの
含有量を1.00超〜2.00％以下にしてもよい。以下に、構
成元素の選定及び成分範囲を限定する理由を述べる。
【００１９】C：Cは、オーステナイト生成元素であり、
強度向上のための重要な元素である。0.04％未満では、
目標の1500N/mm2以上の強度が得られにくい。0.15％を
超えると粒界腐食が発生し易くなる。そこで、本発明で
は、Cの含有量を0.04％以上、特に0.15％以下とする。C
の含有量を0.04％以上、特に0.15％以下に規定すること
で、熱処理においてγ結晶粒径を微細化すると共に、Cr
炭化物を微細に析出させ、オーステナイト相を不安定化
させる。オーステナイト相の不安定化により、熱処理後
の第二の伸線加工において、加工誘起マルテンサイトの
生成を増大させることができ、この伸線加工後において
1500N/mm2以上の強度が得られる。
強度向上のための重要な元素である。0.04％未満では、
目標の1500N/mm2以上の強度が得られにくい。0.15％を
超えると粒界腐食が発生し易くなる。そこで、本発明で
は、Cの含有量を0.04％以上、特に0.15％以下とする。C
の含有量を0.04％以上、特に0.15％以下に規定すること
で、熱処理においてγ結晶粒径を微細化すると共に、Cr
炭化物を微細に析出させ、オーステナイト相を不安定化
させる。オーステナイト相の不安定化により、熱処理後
の第二の伸線加工において、加工誘起マルテンサイトの
生成を増大させることができ、この伸線加工後において
1500N/mm2以上の強度が得られる。
【００２０】Si：Siは、脱酸剤として添加する。強度を
上昇させるために有効な元素であり、1.00％以下が適当
である。一方、熱間加工性を低下させない程度に添加す
ると、強度向上と共に耐酸化性、耐熱性の向上に有効で
ある。この場合、1.00％超2.00％以下が好ましい。
上昇させるために有効な元素であり、1.00％以下が適当
である。一方、熱間加工性を低下させない程度に添加す
ると、強度向上と共に耐酸化性、耐熱性の向上に有効で
ある。この場合、1.00％超2.00％以下が好ましい。
【００２１】Mn：Mnは、オーステナイト生成元素であ
り、強度を向上させる。しかし、多すぎると耐食性を低
下させるので2.50％以下とした。
り、強度を向上させる。しかし、多すぎると耐食性を低
下させるので2.50％以下とした。
【００２２】Ni：Niは、オーステナイト系ステンレスの
基本成分であり、オーステナイト相の安定化元素であ
る。耐食性を高めるが、多すぎると強度を低下させるた
め6.0％以上17.0％以下とした。
基本成分であり、オーステナイト相の安定化元素であ
る。耐食性を高めるが、多すぎると強度を低下させるた
め6.0％以上17.0％以下とした。
【００２３】Cr：Crは、Niと同様にオーステナイト系ス
テンレスの基本成分である。耐食性を向上させるが、多
すぎると強度を低下させるので、16.0％以上20.0％以下
とした。
テンレスの基本成分である。耐食性を向上させるが、多
すぎると強度を低下させるので、16.0％以上20.0％以下
とした。
【００２４】Mo：Moは、耐食性を向上させるのに有効な
元素である。高価な元素であり、多すぎるとコストを上
昇させるため、上限を6.0％とした。
元素である。高価な元素であり、多すぎるとコストを上
昇させるため、上限を6.0％とした。
【００２５】N：Nは、オーステナイト生成元素であり、
強度向上のための重要な元素である。多すぎると応力腐
食割れを発生するため、0.15％以上0.25％以下とした。
強度向上のための重要な元素である。多すぎると応力腐
食割れを発生するため、0.15％以上0.25％以下とした。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は、製造工程毎の金属組織の変化を模式的に
示す説明図である。本発明は、図1に示すように、ま
ず、通常の固溶化処理によって、オーステナイト組織A
を得る。この組織Aを有し、C：0.04％以上を含有するオ
ーステナイト系ステンレス鋼線材に加工温度150℃以
下、加工度60％以上90％以下の伸線加工(第一の伸線加
工)を行い、加工誘起マルテンサイト＋オーステナイト
組織Bを得る。次に、組織Bを有する鋼線材に600℃以上9
00℃以下で熱処理を行って、平均径が1μm以上3μm以下
の微細結晶粒からなるオーステナイト組織Cを得る。更
に、組織Cを有する鋼線材に加工温度150℃以下、加工度
50％以上の伸線加工(第二の伸線加工)を行って、加工誘
起マルテンサイトとオーステナイトとが混在する加工組
織を有する鋼線を得る。この製造工程により本発明は、
引張強度が1500N/mm2以上という高強度のステンレス鋼
線が得られる。
する。図1は、製造工程毎の金属組織の変化を模式的に
示す説明図である。本発明は、図1に示すように、ま
ず、通常の固溶化処理によって、オーステナイト組織A
を得る。この組織Aを有し、C：0.04％以上を含有するオ
ーステナイト系ステンレス鋼線材に加工温度150℃以
下、加工度60％以上90％以下の伸線加工(第一の伸線加
工)を行い、加工誘起マルテンサイト＋オーステナイト
組織Bを得る。次に、組織Bを有する鋼線材に600℃以上9
00℃以下で熱処理を行って、平均径が1μm以上3μm以下
の微細結晶粒からなるオーステナイト組織Cを得る。更
に、組織Cを有する鋼線材に加工温度150℃以下、加工度
50％以上の伸線加工(第二の伸線加工)を行って、加工誘
起マルテンサイトとオーステナイトとが混在する加工組
織を有する鋼線を得る。この製造工程により本発明は、
引張強度が1500N/mm2以上という高強度のステンレス鋼
線が得られる。
【００２７】(試験例)表1に記載の化学成分を有し、残
部がFe及び不可避的不純物からなる鋼材を溶解鋳造し、
鍛造後、熱間圧延、固溶化処理を行った鋼線材(5.5φm
m)に、表2に示す条件で第一の伸線加工→熱処理→第二
の伸線加工を順に実施した。そして、熱処理後のγ結晶
粒の平均径、第二の伸線加工後の加工誘起マルテンサイ
ト量及び引張強度を調べてみた。γ結晶粒径は、鋼線の
横断面の電解エッチングを行い、光学顕微鏡による写真
撮影から計測した。結果を表2に示す。
部がFe及び不可避的不純物からなる鋼材を溶解鋳造し、
鍛造後、熱間圧延、固溶化処理を行った鋼線材(5.5φm
m)に、表2に示す条件で第一の伸線加工→熱処理→第二
の伸線加工を順に実施した。そして、熱処理後のγ結晶
粒の平均径、第二の伸線加工後の加工誘起マルテンサイ
ト量及び引張強度を調べてみた。γ結晶粒径は、鋼線の
横断面の電解エッチングを行い、光学顕微鏡による写真
撮影から計測した。結果を表2に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】表2に示すように、試料No.7〜15は、いず
れも引張強度が1500N/mm2以上という優れた強度を有す
る。これに対し、試料No.1〜3は、いずれも熱処理前の
第一の伸線加工において加工度が低いため、熱処理後の
オーステナイト(γ)結晶粒が粗大となり、熱処理後の強
度が十分に得られていない。試料No.4は、熱処理の温度
が低いことで、加工誘起マルテンサイト(α’)からγへ
の逆変態が完了しておらず加工性に乏しくなって第二の
伸線加工中に断線してしまった。逆に、試料No.5及び6
は、熱処理の温度が高いことで、γ結晶粒が粗大化し、
熱処理後の強度が十分に得られていない。試料No.16
は、Cの含有量が低いことで、熱処理後の第二の伸線加
工で生成される加工誘起マルテンサイトによる強度向上
の効果が低く、目標の強度である1500N/mm2以上が得ら
れていない。試料No.17は、熱処理前の第一の伸線加工
において、加工温度が高いことで加工誘起マルテンサイ
トの生成量が少なく、熱処理後のγ結晶粒の平均径が3
μm以下とならない。また、熱処理後の第二の伸線加工
でも、加工温度が高いことで加工誘起マルテンサイトの
生成量が少なく、加工誘起マルテンサイト生成による強
度向上の効果が低く、目標の強度を満たさない。試料N
o.18は、フェライト組織を有するフェライト系ステンレ
スであり、伸線加工によりマルテンサイトへの変態が生
じない。そのため、加工誘起マルテンサイト生成による
強度向上の効果が得られず、目標の強度を満たさない。
れも引張強度が1500N/mm2以上という優れた強度を有す
る。これに対し、試料No.1〜3は、いずれも熱処理前の
第一の伸線加工において加工度が低いため、熱処理後の
オーステナイト(γ)結晶粒が粗大となり、熱処理後の強
度が十分に得られていない。試料No.4は、熱処理の温度
が低いことで、加工誘起マルテンサイト(α’)からγへ
の逆変態が完了しておらず加工性に乏しくなって第二の
伸線加工中に断線してしまった。逆に、試料No.5及び6
は、熱処理の温度が高いことで、γ結晶粒が粗大化し、
熱処理後の強度が十分に得られていない。試料No.16
は、Cの含有量が低いことで、熱処理後の第二の伸線加
工で生成される加工誘起マルテンサイトによる強度向上
の効果が低く、目標の強度である1500N/mm2以上が得ら
れていない。試料No.17は、熱処理前の第一の伸線加工
において、加工温度が高いことで加工誘起マルテンサイ
トの生成量が少なく、熱処理後のγ結晶粒の平均径が3
μm以下とならない。また、熱処理後の第二の伸線加工
でも、加工温度が高いことで加工誘起マルテンサイトの
生成量が少なく、加工誘起マルテンサイト生成による強
度向上の効果が低く、目標の強度を満たさない。試料N
o.18は、フェライト組織を有するフェライト系ステンレ
スであり、伸線加工によりマルテンサイトへの変態が生
じない。そのため、加工誘起マルテンサイト生成による
強度向上の効果が得られず、目標の強度を満たさない。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明製造方法によ
れば、オーステナイト系ステンレス鋼を用い、特に、ば
ね材に用いられるのに必要な強度を有するステンレス鋼
線が得られるという優れた効果を奏する。また、従来の
製造工程を大きく変更せず伸線加工条件及び熱処理条件
を規定しているため、高強度ステンレス鋼線をより低コ
ストで得ることができる。
れば、オーステナイト系ステンレス鋼を用い、特に、ば
ね材に用いられるのに必要な強度を有するステンレス鋼
線が得られるという優れた効果を奏する。また、従来の
製造工程を大きく変更せず伸線加工条件及び熱処理条件
を規定しているため、高強度ステンレス鋼線をより低コ
ストで得ることができる。
【図１】製造工程毎の金属組織の変化を模式的に示す説
明図である。
明図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 河部 望
兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友
電気工業株式会社伊丹製作所内
Ｆターム(参考） 4K032 AA04 AA05 AA13 AA16 AA17
AA19 AA20 AA21 AA24 AA25
AA32 BA02 CH04 CH05
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％でC：0.04％以上を含有するオー
ステナイト系ステンレス鋼線材に加工温度150℃以下、
加工度60％以上90％以下の伸線加工を行う第一の伸線加
工工程と、 前記加工された線材に600℃以上900℃以下の熱処理を行
って、熱処理後のオーステナイト結晶粒の平均径を1μm
以上3μm以下とする熱処理工程と、 前記熱処理された線材に加工温度150℃以下、加工度50
％以上の伸線加工を行って引張強度が1500N/mm2以上の
鋼線とする第二の伸線加工工程とを具えることを特徴と
するステンレス鋼線の製造方法。 - 【請求項２】 オーステナイト系ステンレス鋼線材は、
重量％でC：0.04〜0.15％、Si：1.00％以下、Mn：2.50
％以下、Ni：6.00〜17.00％、Cr：16.00〜20.00％、M
o：6.0％以下、残部がFe及び不可避不純物からなること
を特徴とする請求項1に記載のステンレス鋼線の製造方
法。 - 【請求項３】 更に、重量％でN：0.15〜0.25％を含有
することを特徴とする請求項2に記載のステンレス鋼線
の製造方法。 - 【請求項４】 オーステナイト系ステンレス鋼線材は、
重量％でC：0.04〜0.15％、Si：1.00超〜2.00％、Mn：
2.50％以下、Ni：6.00〜17.00％、Cr：16.00〜20.00
％、Mo：6.0％以下、N：0.15〜0.25％、残部がFe及び不
可避的不純物からなることを特徴とする請求項1に記載
のステンレス鋼線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002034151A JP2003231919A (ja) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | ステンレス鋼線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002034151A JP2003231919A (ja) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | ステンレス鋼線の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003231919A true JP2003231919A (ja) | 2003-08-19 |
Family
ID=27776740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002034151A Pending JP2003231919A (ja) | 2002-02-12 | 2002-02-12 | ステンレス鋼線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003231919A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005040443A1 (ja) * | 2003-10-29 | 2005-05-06 | Sumitomo (Sei) Steel Wire Corp. | ステンレス鋼線、ばね、及びばねの製造方法 |
| JP2007107084A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Nippon Seisen Co Ltd | 除電ブラシ電極用材料 |
| CN105779906A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-07-20 | 交通运输部公路科学研究所 | 耐疲劳桥梁拉吊索用不锈钢钢丝 |
| CN105908068A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-31 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种耐疲劳桥梁拉吊索用不锈钢钢丝的制备方法 |
| CN105925878A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-09-07 | 交通运输部公路科学研究所 | 桥梁用不锈钢丝冷铸锚索及其所用拉索 |
| JP2020050940A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 | オーステナイト系微細粒ステンレス鋼の製造方法 |
-
2002
- 2002-02-12 JP JP2002034151A patent/JP2003231919A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005040443A1 (ja) * | 2003-10-29 | 2005-05-06 | Sumitomo (Sei) Steel Wire Corp. | ステンレス鋼線、ばね、及びばねの製造方法 |
| JP2007107084A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Nippon Seisen Co Ltd | 除電ブラシ電極用材料 |
| CN105779906A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-07-20 | 交通运输部公路科学研究所 | 耐疲劳桥梁拉吊索用不锈钢钢丝 |
| CN105908068A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-31 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种耐疲劳桥梁拉吊索用不锈钢钢丝的制备方法 |
| CN105925878A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-09-07 | 交通运输部公路科学研究所 | 桥梁用不锈钢丝冷铸锚索及其所用拉索 |
| JP2020050940A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 | オーステナイト系微細粒ステンレス鋼の製造方法 |
| US11597982B2 (en) | 2018-09-28 | 2023-03-07 | Japan Atomic Energy Agency | Production process of fine-grained austenitic stainless steel |
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