钢带用钢板及其制造方法以及钢带的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及以碳素钢作为原材料的钢带用钢板及其制造方法，以及采用上述钢板 的钢带。
【背景技术】
[0002] 钢带有以不锈钢作为原材料的"不锈钢带"及以碳素钢作为原材料的"碳素钢带"。 本发明以后者的碳素钢带作为对象。作为碳素钢带的代表性的用途，可以举出烘烤饼干等 烘箱的传送带。在以下的本说明书中，所谓钢带意指"碳素钢带"。
[0003] 对钢带要求以下的特性。
[0004] (i) "强度（硬度）对延性及韧性"平衡
[0005] 钢带，根据传送机的用途，由于在负荷适度的张力而使用，所以在负荷的张力下不 发生变形的程度的强度是必要的。另外，要求在使用中不产生"划痕"的程度的表面硬度。 另一方面，在钢带制造时，通过对钢材施加拉伸变形进行形状修正。此时，当强度过高时，延 性（塑性变形能力）不足，无法进行形状修正。另外，为了确保使用中的韧性，适度的延性 也是必要的。
[0006] (ii)疲劳强度
[0007] 传送带在使用中经受反复弯曲的应力负荷，故要求疲劳强度高。
[0008] (iii)焊接性
[0009] 把钢板制成无接缝的带状时，实施焊接。另外，在钢带检修时也实施焊接。因此， 必需具有良好的焊接性。
[0010] (iv)平坦度
[0011] 如上所述，碳素钢带的代表性用途是用作烘箱等的传送机带，使用时，要求平坦的 形状。从原材料卷材制造传送机带时进行形状修正，使用时施加张力，故采取平坦度提高的 对策，对原材料卷材也要求优良的平坦度。
[0012] 关于获得如此特性的方法，此前已有各种的研究，已经开发出，例如，对中碳钢进 行淬火、回火处理以及调质乳制（压延）的方法，或者如专利文献1或专利文献2所示的本 来在钢丝领域采用的铅淬火、发蓝的处理适用于钢板的方法等。从前的碳素钢带的大部分， 采用以下的任一方法加以制造。
[0013] i)(约0. 65% C钢的热乳或冷乳钢板）一淬火和回火
[0014] ii)(约0· 65% C钢的热乳或冷乳钢板）一铅淬火一冷乳一发蓝处理
[0015] 现有技术文献
[0016] 专利文献
[0017] 专利文献1:特开昭47 - 38616号公报
[0018] 专利文献2:特开昭57 - 101615号公报
[0019] 专利文献3:特许第3964246号公报
【发明内容】
[0020] 发明要解决的课题
[0021] 现在使用的钢带，关于上述（i)~（iv)的特性，具有几乎无实用问题水平的基本 性能。另外，近年来，关于耐久性（寿命）的改善要求在提高，本申请人通过专利文献3公 开了技术。
[0022] 使钢带的耐久性劣化的要素之一是疲劳破坏。疲劳破坏，是钢带的端面（边缘 面）上存在的裂痕或使用中产生的裂痕等作为起点所形成的微小裂纹，因受到重复应力的 作用，通过向周围传播而产生。易传播裂纹的性质的材料，即"裂纹扩展阻力"小的材料，因 经受重复应力而产生的微小裂纹，容易发展为所谓的疲劳裂纹。当疲劳裂纹成长达到某种 大小时，在重复应力作用下，突然发生材料断裂。这就是疲劳破坏。因此，为了提高钢带的 耐久性和可靠性，提高裂纹扩展阻力是重要的。
[0023] 可以认为裂纹扩展阻力，对材料的金属组织有很大影响。仅使金属组织细微化，难 以大幅且稳定地提高裂纹扩展阻力，这是阻止钢带的耐久性提高技术进步的原因之一。本 申请人从上述专利文献3清楚地知道对裂纹扩展阻力稳定地提高有效的金属组织，由此可 显著提高钢带用钢板的裂纹扩展阻力。另外，同时，不需铅淬火处理等烦琐的恒温变换处 理，采用简易工序制造裂纹扩展阻力高的钢板成为可能。
[0024] 在专利文献3的技术中，通过把C含量控制在0. 60%以下，使裂纹扩展阻力提高。 然而，在钢带使用的亚共析钢中，也可根据目的，有时还更加提高C含量水平。特别是为了 谋求强度水平的提高时，增大C含量是有利的。本发明提供：在亚共析钢的C含量更广泛的 范围内，改善裂纹扩展阻力的技术。特别是公开了在碳素钢带中，既保持更高强度化又具有 优良的裂纹扩展阻力双全的有效技术。另外，公开了不采用特别的附加工序修正平坦度，仅 采用上述那样的简易工序，制造钢带用钢板的方法。
[0025] 用于解决课题的手段
[0026] 为了达到上述目的，本发明提供的钢带用钢板的制造方法包括：对具有按质量计： C :0· 60 ~0· 80%、Si :1· 0% 以下、Mn :0· 10 ~I. 0%、P :0· 020% 以下、S :0· 010% 以下、Cr : 0.1~1.0%、￥:0~0.5%、11:0~0.1%、他：0~0.1%、8:0~0.01%、其余为卩6及不 可避免杂质的化学组成的钢的板坯，采用精加工热乳温度：800~900°C、精加工热乳后至 卷绕前的平均冷却速度：20°C /sec以上、卷绕温度：450~650°C的条件实施热乳后，不进 行热处理，以每1乳制道次小于12%、优选10%以下的压下率实施总乳制率40%以上的冷 车L，然后，实施于200~500°C、保持0. 5~30h的时效处理。根据需要，在上述时效处理后， 也可具有乳制率10%以下的调质乳制的工序。
[0027] 上述的成分元素之中，V、Ti、Nb、B为任意添加元素。
[0028] 在这里，乳制时每1乳槽的压下率由下列（1)式表示。
[0029] 压下率（％ ) = (h。一 h DAiqX 100 · · · (1)
[0030] h。:该乳制乳槽前的板厚（mm)
[0031] Ii1:该乳制乳槽后的板厚（mm)
[0032] 另外，总乳制率由下列（2)式表示。
[0033] 总乳制率（％) = (H。一 H1VH0XlOO ··· (2)
[0034] H。:乳制开始前（初次乳槽前）的板厚（mm)
[0035] H1:乳制终止后（最终乳槽后）的板厚（mm)
[0036] 上述钢的化学组成，由质量％表示：包含C:超过0.60%至0.80%以下、Si : 0· 10 ~L 00%、Μη :0· 10 ~L 00%、P :0· 002 ~0· 020%、S :0· 001 ~0· 010%、Cr :0· 10 ~ 1. 00%、V :0 ~0· 50%、Ti :0 ~0· 10%、Nb :0 ~0· 10%、B :0 ~0· 010%、其余为 Fe 及不 可避免的杂质是更优选的。此场合下，V、Ti、Nb、B也是任意添加元素。上述冷乳制的各乳 制乳槽中的材料温度保持在11 〇 °C以下是优选的、100 °C以下是更优选的。
[0037] 通过上述制造工序得到的钢板具有金属组织，所述金属组织为例如珠光体组织占 70体积％以上、优选90体积％以上，其余为先共析铁素体相的金属组织，乳制方向的拉伸 强度在IlOOMPa以上、优选1300MPa以上，按照下述[A]的定义，裂纹扩展阻力为600MPa以 上。先共析铁素体的量，例如在〇. 1体积％以上。即，珠光体组织的量可规定在99. 9体积％ 以下的范围。
[0038] [A]在图1所示试验片的纵向（与乳制方向一致），在室温以拉伸速度0. 3mm/min 进行拉伸试验，从荷重一伸长率曲线求出最大荷重，将该最大荷重用初期断面积（45mmX 板厚）除得的值（单位:MPa)作为裂纹扩展阻力。
[0039] 这里的图1(a)为表示试验片的全部形状的平面图。图1(b)为（a)的中心部呈 现的孔的部分的放大图，表示出孔、及其周围形成的槽口（notch)及疲劳预裂纹的形状、尺 寸。试验片中心部的板宽度方向具有直径4. Omm孔，其两侧形成宽度约2. 5_的槽口，以及 在该槽口的前端，形成长度3. 5±0.1 mm的疲劳预裂纹。疲劳预裂纹是在孔的两侧形成槽口 后，预先在试验片的纵向，施加重复应力负荷，进行部分脉动疲劳试验而形成。
[0040] "室温"意指JIS Z2241 :2011 (金属材料拉伸试验方法）中记载的10~35°C。
[0041] 另外，本发明还提供把上述的钢板通过焊接而成的无接缝的钢带。该钢带优选适 于用作传送机钢带。
[0042] 发明的效果
[0043] 按照本发明，可在亚共析钢的C含量范围内，使钢板的裂纹扩展阻力稳定提高。