专利名称：具有优良拉拔性能和拉拔后疲劳抗力的高碳钢线材的制作方法
技术领域：
本发明涉及拉拔后的疲劳抗力和拉拔性能都优良的高碳钢线材，这种钢丝在拉拔后被用于例如桥梁缆线、各种用于飞行器的线材、长橡胶带、轮胎用钢芯线等。
背景技术：
拉拔用的高碳钢线材通常需要承受高速拉拔并且它在拉拔后要具有优良的疲劳抗力。硬氧化物型非金属夹杂物是不利地影响这些性能的一个因素。
在氧化物夹杂物中，象Al2O3、SiO2、CaO、TiO2、MgO等单成分夹杂物通常是坚硬的并且没有粘性。因此，众所周知地需要提高钢水洁净度和增加软氧化物型夹杂物以便制造成拉拔性能优良的高碳钢线材。
作为提高钢洁净度和无粘性的软夹杂物含量的方法，日本审查专利申请号S57-22969公开了一种制造拉拔性能优良的高碳钢线材的方法，日本未审查专利S55-24961公开了一种制造超细线材的方法。但是，这些技术的主要构想局限于控制Al2O3-SiO2-MnO三元化合物中的氧化物型非金属夹杂物的成分。
同时，日本未审查专利S50-71507提出了通过使非金属夹杂物成分落入Al2O3-SiO2-MnO的三元化合物相图的锰铝榴石范围内来提高产品拉拔性能的方案。日本未审查专利S50-81907披露了一种通过控制加入钢水中的铝量地减少有害夹杂物的方式来提高拉拔性能的方法。
另外，日本审查专利S57-35243就制造无粘性夹杂物指数不大于20的轮胎钢芯线方面提出了一种方法，即在初次脱氧后，通过将含CaO的熔剂和载体气体(惰性气体)一起注入钢包的钢水中而完全控制铝地注入含有Ca、Mg、REM中的至少一种元素的合金，从而软化夹杂物。
在上述提案中，在重整三元非金属夹杂物的情况下，稳定的控制成分是不容易的，而在控制多元非金属夹杂物的情况下，减小夹杂物的尺寸和数量并确保延展性是很难实现的，因而，不能指望能够提高拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力。在日本审查专利H4-8499中，通过以下措施实现了具有很优良的拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力的高碳钢线材将含氧量规定在预定范围内并且控制非粘性夹杂物的成分和含量；通过确保减少非粘性夹杂物的数量和大小及确保其延展性而获得非粘性夹杂物的大小和数量的有利分配情况；通过把夹杂物成分重整为包括SiO2-MnO并有选择地包括Al2O3、MgO、CaO和TiO2在内的多组分体系的氧化物型夹杂物来软化夹杂物。
在日本审查专利H4-8499所述的发明中，含Al和Mg、Ca、Ba、Ti、V、Zr、Na中的至少两种元素的二次脱氧剂被加入钢水中，以便将夹杂物重整为包括SiO2和KnO和选择性地包括Al2O3、MgO、CaO、TiO2在内的多组分体系的氧化物型夹杂物。但是，这些脱氧合金是昂贵的并因而为了降低生产成本而最好限制这些昂贵合金的使用。
就是说，本发明的要点在于(1)一种拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力都优良的高碳钢线材，其特征在于，总含氧量是15ppm-50ppm，在其中所含的非金属夹杂物中，在光学显微镜的视场内，非粘性夹杂物的数量平均不超过1.5个/mm2，在非粘性夹杂物中，那些其成分落入下述成分A的范围内的夹杂物的数量超过20％，而其成分落入下述成分B或A范围内的夹杂物的总量不小于80％，其成分落入下述成分A的范围内的非粘性夹杂物的厚度不超过40微米，其中，成分A含有超过70％的SiO2，成分B含有25％-70％的SiO2,8％-30％的MnO，不超过40％的MgO，不超过35％的Al2O3，不超过25％的CaO，不超过6％的TiO2,Al2O3与MgO中的一种或两种的含量为至少5％，另外，CaO和TiO2中的一种或两种的含量为至少2％。
(2)如第(1)项所述的拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力都优良的高碳钢线材，其特征在于，具有上述成分B的夹杂物含有不超过5％的其它氧化物(是V、Ba、Zr、Na中的氧化物以及痕量不可避免混入的其它氧化物中的至少一种，以下称为“其它氧化物”)。
(3)如第(1)或(2)项所述的拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力都优良的高碳钢线材，其特征在于，其成分落入成分A范围内的非粘性夹杂物的数量在观察视场内为不超过1个/mm2。
(4)如第(1)项-第(3)项之一所述的拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力都优良的高碳钢线材，其特征在于，它按照重量百分比地含有0.4％-1.2％的C、0.1％-1.5％的Si和0.1％-1.5％的Mn。
(5)如第(1)项-第(3)项之一所述的拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力都优良的高碳钢线材，其特征在于，它按照重量百分比地含有0.4％-1.2％的C、0.1％-1.5％的Si和0.1％-1.5％的Mn，还含有分别控制到不超过0.02％的P和S以及至少以下一种元素，即0.05％-1.0％的Cr,0.05％-1.0％的Ni的，0.05％-1.0％的Cu,0.001％-0.01％的B,0.001％-0.2％的Ti,0.001％-0.2％的V,0.001％-0.2％的Nb,0.05％-1.0％的Mo,0.1％-2％的Co。
在这里，非粘性夹杂物是指其长度或厚度至少为5微米的夹杂物，其中在观察包括线材中心线在内的纵截面的光学显微镜视场内，每个夹杂物的长度(l)和厚度(d)满足公式l/d≤5。
众所周知的是，当夹杂物大量含有单一成分氧化物或特定氧化物时，它们很硬并且其塑性很差。本发明的最重要的特征就是发现了这样的事实，即大量含有所述SiO2的夹杂物比那些大量含有Al2O3和MgO的夹杂物要软，即使大量含有所述SiO2的夹杂物超过20％，钢丝拉拔后的疲劳抗力和拉拔性能仍然没有受到不利影响，只要所述夹杂物的厚度(d)被控制得不超过40微米就行。
确定非粘性夹杂物的数量在钢丝的氧化物型非金属夹杂物中的非粘性夹杂物的数量影响着拉拔后的疲劳抗力和拉拔性能。从这个角度出发，对于本发明来说，也需要尽可能减少非粘性夹杂物的数量。通过把非粘性夹杂物的数量控制在不超过1.5个/mm2，可以通过与权利要求所述的其它要求一起的综合效果获得优良的拉拔后的疲劳抗力和拉拔性能。当非粘性夹杂物的数量超过1.5个/mm2时，断线速度明显加快并且模具使用寿命缩短。最好把非金属夹杂物的数量控制在不超过1.0个/mm2。
非粘性夹杂物的成分在传统技术中，通过复合夹杂物成分来软化非粘性夹杂物。在那些技术中，夹杂物的SiO2含量被确定为不超过70％，因为显然当SiO2含量超过上述百分比时形成了坚硬的SiO2夹杂物。
作为本发明的研究成果，本发明发现了，即使非粘性夹杂物含有大量SiO2并且甚至是在连续拉拔的过程中，它们也是无害的，只要这种夹杂物的尺寸小就行。SiO2夹杂物确实是坚硬的，但它们要比MgO或Al2O3类型的夹杂物软。因此，只要这种夹杂物的尺寸被控制得d≤40微米，则拉拔后的疲劳抗力和拉拔性能就足够高。最好把含有大量SiO2的非粘性夹杂物的尺寸控制得d≤20微米。
在本发明中，成分B是指足够软并且因在拉拔过程中被破碎细分而无害的夹杂物的组成范围，而成分A表示其SiO2含量高于成分B的SiO2含量的夹杂物的成分范围。已经规定了，成分A的非粘性夹杂物的总数不小于20％，成分A或成分B的夹杂物的总数不小于80％。
成分A或成分B的夹杂物的总数不小于80％的原因是，其成分不在成分A和成分B之一范围的夹杂物例如是MgO和Al2O3类型的夹杂物，它们是坚硬的，当这些坚硬的夹杂物的含量超过20％时，它们有损于线材拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力。
另外，成分A的夹杂物的数量不小于20％的原因是，成分A的夹杂物随着加入钢水中的Ca、Al、Mg、Ti的铁合金量减少而增多，当这些铁合金添加量减少到将成分A的夹杂物的量提高到不小于20％的程度时，可以获得降低成本的效果，这也是本发明的目的之一。
在本发明中，成分B的范围确定如下(1)含有25％-70％的SiO2,8％-30％的MnO，不超过40％的MgO，不超过35％的Al2O3，不超过25％的CaO，不超过6％的TiO2,Al2O3与MgO中的一种或两种的含量为至少5％，另外，CaO和TiO2中的一种或两种的含量为至少2％，(2)含有不超过5％的其它氧化物(V、Ba、Zr、Na的氧化物以及痕量的不可避免地混入的其它氧化物中至少一种，以下称为“其它氧化物”)。
以下将解释为什么如此限定成分B的范围。
为了减少非粘性夹杂物的数量并软化它们(这是本发明的目的之一)，需要象上述那样以多组分系方式对氧化物成分进行复合。一种复合方式就是首先并不可避免地含有SiO2、MnO以及含有Al2O3与MgO中的一种或两种和CaO和TiO2中的一种或两种的至少四元的复合系的氧化物。另一种复合方式就是除了上述氧化物外还含有最多5％的其它氧化物的至少四元的复合系的氧化物。在这里，混入最多5％的其它氧化物有助于进一步软化非粘性夹杂物。如果符合成分B的非粘性夹杂物具有本发明的上述复合方式之一，则本发明的钢就不会不成为拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力都优良的钢丝。
当SiO2的含量低于25％时，不可能获得象多组分系夹杂物这样的与其它氧化物的良好组合。超过70％的SiO2含量范围符合成分A的范围，作为形成坚硬夹杂物的成分，这是在过去已经避免的夹杂物领域。
由于MnO被用于脱氧Al、Mg代替或与之组合，没有形成至少30％的MnO。另一方面，当其含量低于8％时，非粘性夹杂物变得坚硬。为此，MnO范围被设定为8％-30％。
当MgO含量超过40％时，形成了坚硬的MgO夹杂物，因此，其含量限定为不超过40％。优选的范围为5％-25％。
当Al2O3的含量超过35％时，良好平衡的多组分系组合被破坏了，这造成夹杂物中的其它氧化物成分比较低，结果形成了坚硬的夹杂物。为避免该问题，Al2O3的上限为35％并且最好是25％。
至于Al2O3与MgO的组合，在制造本发明的钢丝时，其中悬浮于钢水中的SiO2型氧化物在二次脱氧过程中与Ca、Mg、Al等组合而形成了复合夹杂，非粘性夹杂物变软，并且当在形成于钢丝中的非粘性夹杂物的Al2O3与MgO中的一种或两种的总量至少为5％时，上述非粘性夹杂物是无害的。因此，Al2O3与MgO中的一种或两种的含量的下限被设定为5％。
至于CaO，当CaO含量高时，通常来说，形成了球形非粘性夹杂物。但是，当CaO含量不超过25％并且夹杂物属于本发明所述的多组分系的夹杂物时，CaO也有助于降低氧化物型夹杂物的硬度并减少非粘性夹杂物的数量。因此，CaO含量的上限被设定为25％。最好的CaO含量范围为1％-20％。
Ti是常用于控制奥氏体晶粒大小的一种元素。但是，它对软化象本发明中的多组分系氧化物的非金属夹杂物也是有效的。当TiO2的含量在多组分系的非粘性夹杂物中不超过6％时，这对于软化特别有效。因此，TiO2含量被设定为不超过6％。更好的含量范围为不超过4％。
至于CaO和TiO2的组合，当CaO和TiO2中的一种或两种的含量至少为2％时，进一步软化了非粘性夹杂物。
最后，下面描述被限定为不超过5％的其它氧化物的含量。
上述成分对获得本发明的多组分系非粘性夹杂物是很重要的。另外，除了二次脱氧元素外，还加入了V、Ba、Zr、Na等元素。这些氧化物和其它氧化物如Cr、K等不可避免地极少量混入钢中的氧化物被统一称为其它氧化物。当其它氧化物含量不超过5％时，它们有助于软化非粘性夹杂物。为此，至少一种其它氧化物的组合含量的上限被设定为5％。
现在，说明上述氧化物的组合。
首先，解释为什么在任何情况下SiO2和MnO都是必不可少的。
如在上述例子中描述的那样，可以如此获得包括本发明的多组分系氧化物的非粘性夹杂物，即在初次脱氧时形成SiO2+MnO的脱氧产物，随后在二次脱氧时形成SiO2复合脱氧产物。因而，构成脱氧产物基础的SiO2和MnO理所当然不能不在非粘性夹杂物中。
接着，描述Al2O3与MgO的组合。
作为脱氧形成本发明的多组分系氧化物的非金属夹杂物的脱氧技术之一，一个重要的技术就是利用Al、Mg的强氧化效果以及所述夹杂物在钢水中的凝结和漂浮效果。至于在钢水精炼后留在钢水中的上述夹杂物，存在着这样一种在所述精炼后钢水中的Al2O3与MgO的关系，即在本发明的非粘性夹杂物的组成范围内，当Al2O3含量高时，MgO含量会低，相反地，当Al2O3含量低时，MgO含量会高。因此，本发明规定了必须含有Al2O3与MgO中的至少一种。
接着，说明为什么规定必须含有CaO和TiO2中的至少一种。
象本发明那些的多组分系氧化物的非金属夹杂物根据脱氧条件而表现出了变化范围很宽的成分变化。在这样的背景条件下，尤其是为了减少多组分系夹杂物中的非粘性夹杂物的数量并软化它们，在非粘性夹杂物中必须含有CaO和TiO2中的至少一种。
本发明的一个重点就是要控制符合成分A的非粘性夹杂物的大小，即使其保持d≤40微米。这是因为，当满足公式d≤40微米时，符合成分A的夹杂物没有影响夹杂物软化效果，尽管它们要比其成分落入成分B范围内的夹杂物硬一些。
d超过40微米的大夹杂物主要是在脱氧时形成于钢包钢水中的钢包脱氧产物。当进行牵涉到Ca、Al、Mg、Ti的复合脱氧并由此大多数非粘性夹杂物具有符合本发明所述成分B的成分时，所述钢包中脱氧产物得到软化，d超过40微米的大多数大夹杂物被拉长而满足了l/d＞5。在这种情况下，由于大多数符合成分A条件的富SiO2夹杂物是在钢水凝固过程中形成的夹杂物，所以它们不可能增大并且保持了d≤40微米。因而，其成分落入成分A和成分B中的非粘性夹杂物的d可以被控制得不超过40微米。
如上所述，在本发明中，必须控制非粘性夹杂物数量到不超过1.5个/平方毫米。在其中进行了复合脱氧并由此使符合成分A的非粘性夹杂物以及符合成分B的非粘性夹杂物的总数至少为80％的本发明中，可能由此稳定地保持非粘性夹杂物的数量不超过1.5个/平方毫米。最好是通过把非粘性夹杂物的数量控制得不超过1.0个/平方毫米，从而稳定了拉拔性能和拉丝后的疲劳抗力。
本发明可以通过如上所述地控制夹杂物的成分和大小及数目而确保优良的拉拔性能和拉丝后的疲劳抗力。此外，本发明可以通过把符合成分A的非粘性夹杂物数目减少到平均不超过1.0个/平方毫米并且最好减少到不超过0.5个/平方毫米来延长拉丝模具的使用寿命。
如上所述，在象常规的严格条件那样需要拉丝后的疲劳抗力和拉拔性能的应用场合中，本发明获得了很好的结果。但是近年来，在某些轮胎芯线应用场合中使用了更粗的钢芯线，其中对所需钢丝拉拔性能的要求要比过去略微松一些。至于拉丝模具的使用寿命，在润滑和其它因素方面的改进已经允许连续进行不受钢材中的夹杂物物含量影响的拉丝过程。本发明的超纯钢尤其在这些应用场合中获得优良的效果。
以下说明本发明的钢材化学成分规定。用于遵照日本工业标准(JIS)G3502、G3506的钢琴弦棒材和硬钢线棒材的镇静钢被广泛地用作高碳钢线材的钢材。在这些JIS钢种的基础上并且在考虑了便于生产和实际应用的情况下，本发明按照重量百分比如此规定了钢材化学成分，所述钢含0.4％-1.2％的C,0.1％-1.5％的Si和0.1％-1.5％的Mn，还根据需要地含有一种或多种以下元素，即0.05％-1.0％的Cr,0.05％-1.0％的Ni,0.05％-1.0％的Cu,0.001％-0.01％的B,0.001％-0.2％的Ti,0.001％-0.2％的V,0.001％-0.2％的Nb,0.05％-1.0％的Mo,0.1％-2％的Co。
C是加强钢强度的一种经济且有效的元素，需要至少0.4％的碳以便获得硬钢丝所需的强度。但当含碳量超过1.2％时，钢材延展性降低，这导致了脆性和难于进行二次加工。因此，含碳量被设定为不超过1.2％。
另一方面，Si和Mn对于脱氧和控制夹杂物成分是必不可少的。当添加量小于0.1％时，Si和Mn中的任何一种元素都是无效的。这两种元素对于提高钢材强度也是有效的，但是当其中任一种元素超过1.5％时，钢变脆了。
必须将Cr控制在0.05％-1.0％的范围内，这是因为保证铬细化片状珠光体和提高钢强度的效果而所需的最低含量是0.05％，因此，至少为0.05％的Cr添加量是理想的。但是，当添加量超过1.0％时，延展性变差。因此，上限设定为1.0％。
Ni通过与Cr相似的效果提高了钢的强度，因此，为显示出效果的至少为0.05％的Ni添加量是理想的，但其含量必须不超过1.0％，这才不会造成延展性降低。
由于Cu提高了钢丝的氧化皮性能和腐蚀疲劳性能，所以显示出效果的至少0.05％的添加量是理想的，但其含量必须不超过1.0％，这才不会造成延展性降低。
B是提高钢淬透性的一种元素。在本发明中，可以通过添加B来提高钢材强度，但是过多的加入B将因增加硼沉淀析出而降低钢的韧性，因此，其上限被设定为0.01％。B含量过低将不起任何效果，因此，其下限被设定为0.001％。
Ti、Nb、V通过沉淀硬化而提高了钢丝强度。当添加量低于0.001％时，这些元素都没有效果，但当添加量超过0.2％时，会造成沉淀脆化。因此，其各自含量必须不超过0.2％。添加这些元素对在铅淬火时细化γ晶也是有效的。
Mo是提高钢淬透性的另一种元素。在本发明中，可以通过添加Mo来提高钢材强度，但是过多的添加Mo过度地提高了钢硬度，结果钢材加工性能变差，因此，其添加量的范围被指定为0.05％-1.0％。Co通过抑制过共析钢的先共析渗碳体的形成而提高了钢材延展性。
此外，在高碳钢中，最好分别把P、S的含量控制在不超过0.02％的范围内，这是因为这两种元素不仅有损于钢丝拉拔性能，而且对拉丝后的延展性也不利。
注意，本发明不仅可以应用于钢丝，而且也可以被应用于热轧钢材产品。
例子利用LD转炉进行用于这些例子的钢水精炼并且通过使用渣塞球(slag stopper ball)尽可能减少在出钢时从转炉倒到钢包中的溢渣量(厚度不超过50毫米)。
一种增碳剂和脱氧铁合金如Fe-Mn、Fe-Si、Si-Mn在出钢时被加入钢水中以便调节C、Mn、Si的含量，接着从钢包底部向钢水中注入氩气。
出钢后的钢包中的钢水是用Si、Mn等脱氧的镇静钢。钢包随后被转移到一个精炼位置，在经过一个渣成分调整过程后，向钢水中加入铁合金形式的且含有Al和选自Mg、Ca、Ba、Ti、V、Zr、Na、REM中的至少两种元素的二次脱氧剂。合金穿过一个通过氩气底吹发泡净化的钢水液面被送入钢水中。
在加入铁合金时，包括来自用于脱氧和其它目的的铁合金中的铝的铝的总投入量被控制在5.0克/吨钢水-9.5克/吨钢水范围内。在传统对比钢材中，适当地加入了Mg、Ca的铁合金。
在加入铁合金后，在完成钢包精炼之前，钢水还接受了微细的成分调整。随后，钢水通过中间包从钢包中被连铸并在再加热炉中接受加热，被轧制成板坯，在经过表面处理后，通过另一个再加热炉和线棒材轧机被轧制成5.5毫米粗的线材。
在例子中，按照以下方式检查非粘性夹杂物的成分和数量从一卷5.5毫米直径的钢丝上切下一段0.5米长的样品；沿每段样品的长度，在随机选定的10个位置上切断出11毫米长的小样品；观察每个小样品的包括其纵向中心线的纵截面的整个表面。本例子所指的非粘性夹杂物数量是所有样品的平均值。
随后，5.5毫米粗细的钢丝被拉拔成不超过0.175毫米粗细的细丝以便调查研究其拉拔性能和模具使用寿命。通过把一定拉丝量的断线次数转换成断线指数地来评估拉拔性能。不超过5的断线指数表示良好。使用这样的指数来评估模具寿命，其中利用传统材料的最短模具允许使用寿命是100，指数值随着寿命寿命延长而增大。至少为100的模具使用寿命指数表示良好。
表1、2表示本发明材料的实验结果，表3、4表示对比材料的实验结果。表2、4分别表示表1、3所评估材料的非金属夹杂物的评估结果，即平均成分，成分A和成分B。
表1
*1非粘性夹杂物的数密度，所有视场中的平均数(个/毫米2)*2符合成分A的非粘性夹杂物的数密度，所有视场中的平均数(个/毫米2)*3符合成分A的非粘性夹杂物和符合成分A或B的非粘性夹杂物占所有非粘性夹杂物的比例。*4符合成分A的非粘性夹杂物的最大d。
表2
*5视场中所有非粘性夹杂物的平均成分。*6视场中所有非粘性夹杂物中符合成分A的非粘性夹杂物的平均成分。*7视场中所有非粘性夹杂物中符合成分B的非粘性夹杂物的平均成分。
表3
*1非粘性夹杂物的数密度，所有视场中的平均数(个/毫米2)*2符合成分A的非粘性夹杂物的数密度，所有视场中的平均数(个/毫米2)*3符合成分A的非粘性夹杂物和符合成分A或B的非粘性夹杂物占所有非粘性夹杂物的比例。*4符合成分A的非粘性夹杂物的最大d。
表4
*5视场中所有非粘性夹杂物的平均成分。*6视场中所有非粘性夹杂物中符合成分A的非粘性夹杂物的平均成分。*7视场中所有非粘性夹杂物中符合成分B的非粘性夹杂物的平均成分。
本发明的所有材料即表1、2所示的第1号-第18号材料显示出了良好的结果。
以下描述表3、4所示的对比材料实验结果。第19号是含氧量低于本发明范围的情况。由于强脱氧效果，形成了大量含有Al2O3与MgO的坚硬夹杂物，结果，断线指数高。第20号是含氧量高于本发明范围的情况。在这里，夹杂物数量大并且模具使用寿命短。在第21号和第22号中，Si、Mn的含量分别低于本发明的范围。在这两种情况下，含有大量Al2O3的(不在本发明的成分A、B内)夹杂物的比例超过20％，断线指数高。在第23号中，Si含量高于本发明的范围，由于在脱氧时形成了只由SiO2构成的夹杂物并且夹杂物尺寸大，所以断线指数高。在第24号中，Mn含量高于本发明的范围，因为Si-Mn复合脱氧效果太强，所以SiO2-MnO双元夹杂物的比例高，这导致了高断线指数。在第25号中，夹杂物数量因在精炼过程中没有充分地除去夹杂物而太高，这导致了高一些的断线指数以及短模具使用寿命。第26号是符合成分A的非粘性夹杂物的最大直径大于本发明范围的情况，因此，断线指数高。
评估本发明材料和对比材料的疲劳抗力。表1、2所示的本发明第2号材料和表3、4所示的第19号对比材料被热轧成5.5毫米粗细的钢丝并被拉拔成1.6毫米粗细，随后在950℃下热处理而形成γ晶，随后在560℃下浸泡在铅淬火槽中进行最后的铅淬火，从而形成了具有珠光体组织的钢丝。如此获得的钢丝接着被连续拉成0.3毫米粗细，通过亨特疲劳实验来比较成品钢丝的疲劳抗力。表5表示0.3毫米粗细的钢丝的拉伸实验及亨特疲劳实验的结果。
如表5所示，在本发明第2号材料与第19号对比材料之间没有抗拉强度差异。相反地，至于基于亨特疲劳实验的疲劳极限应力，如表5所示，本发明第2号材料比第19号对比材料表现出更高的疲劳极限应力。
表5
工业实用性由于减少了昂贵合金的使用，所以可以低成本地制造出本发明的高碳钢线材，并且本发明的钢丝保持着与常规情形下的同样优良的拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力。
权利要求
1．一种拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力都优良的高碳钢线材，其特征在于，总合氧量是15ppm-50ppm，在其中所含的非金属夹杂物中，在光学显微镜的视场内，非粘性夹杂物的数量平均不超过1.5个/mm2，在非粘性夹杂物中，那些其成分落入下述成分A的范围内的夹杂物的数量超过20％，而其成分落入下述成分B或A范围内的夹杂物的总量不小于80％，其成分落入下述成分A的范围内的非粘性夹杂物的厚度不超过40微米，其中，成分A含有超过70％的SiO2，成分B含有25％-70％的SiO2,8％-30％的MnO，不超过40％的MgO，不超过35％的Al2O3，不超过25％的CaO，不超过6％的TiO2,Al2O3和MgO中的一种或两种的含量为至少5％，另外，CaO和TiO2中的一种或两种的含量为至少2％。
2．如权利要求1所述的拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力都优良的高碳钢线材，其特征在于，具有上述成分B的夹杂物含有最多5％的其它氧化物，其它氧化物指V、Ba、Zr、Na的氧化物以及痕量的不可避免地混入的其它氧化物中至少一种。
3．如权利要求1或2所述的拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力都优良的高碳钢线材，其特征在于，其成分落如成分A范围内的非粘性夹杂物的数量在观察视场内为不超过1个/mm2。
4．如权利要求1-3之一所述的拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力都优良的高碳钢线材，其特征在于，它按照重量百分比地含有0.4％-1.2％的C、0.1％-1.5％的Si和0.1％-1.5％的Mn。
5．如权利要求1-3之一所述的拉拔性能和拉拔后的疲劳抗力都优良的高碳钢线材，其特征在于，它按照重量百分比地含有0.4％-1.2％的C、0.1％-1.5％的Si和0.1％-1.5％的Mn，还含有分别受控制而不超过0.02％的P和S以及至少以下一种元素，即0.05％-1.0％的Cr,0.05％-1.0％的Ni,0.05％-1.0％的Cu,0.001％-0.01％的B,0.001％-0.2％的Ti,0.001％-0.2％的V,0.001％-0.2％的Nb,0.05％-1.0％的Mo,0.1％-2％的Co。
全文摘要
本发明因减少了昂贵合金的使用而低成本地提供了一种拉拔后的疲劳抗力和拉拔性能都优良的高碳钢线材。本发明的高碳钢线材在拉拔后的疲劳抗力和拉拔性能方面极其出色,它的特征是,总含氧量是15ppm－50ppm,在其中所含的非金属夹杂物中,在光学显微镜的视场内,非粘性夹杂物的数量不超过1.5个/mm
文档编号C22C38/02GK1313913SQ00801138
公开日2001年9月19日 申请日期2000年6月16日 优先权日1999年6月16日
发明者山田亘, 西田世纪, 杉丸聪, 疋田尚志, 高桥宏美 申请人:新日本制铁株式会社