JP2000063987A - 伸線加工性に優れた高炭素鋼線材 - Google Patents
伸線加工性に優れた高炭素鋼線材Info
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- JP2000063987A JP2000063987A JP22787498A JP22787498A JP2000063987A JP 2000063987 A JP2000063987 A JP 2000063987A JP 22787498 A JP22787498 A JP 22787498A JP 22787498 A JP22787498 A JP 22787498A JP 2000063987 A JP2000063987 A JP 2000063987A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ワイヤロープ、ばね、PC鋼線、ビードワイヤ
ー、スチールコードなどの用途に好適な伸線加工性に優
れた高炭素鋼線材を提供する。 【解決手段】重量%で、C:0.5〜1.3%、Si:
0.1〜1.7%、Mn:0.3〜0.9%、P:0.
02%以下、S:0.02%以下を含有し、残部はFe
と不純物からなり、その組織の90%以上がパーライト
組織で、しかも、パーライトの平均ラメラ間隔が0.1
〜0.4μmで平均コロニー径が150μm以下である
伸線加工性に優れた高炭素鋼線材。
ー、スチールコードなどの用途に好適な伸線加工性に優
れた高炭素鋼線材を提供する。 【解決手段】重量%で、C:0.5〜1.3%、Si:
0.1〜1.7%、Mn:0.3〜0.9%、P:0.
02%以下、S:0.02%以下を含有し、残部はFe
と不純物からなり、その組織の90%以上がパーライト
組織で、しかも、パーライトの平均ラメラ間隔が0.1
〜0.4μmで平均コロニー径が150μm以下である
伸線加工性に優れた高炭素鋼線材。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、伸線加工性に優れ
た高炭素鋼線材に関する。より詳しくは、例えば、ワイ
ヤロープ、ばね、PC鋼線、ビードワイヤー、スチール
コードなどの用途に好適な伸線加工性に優れた高炭素鋼
線材に関する。 【0002】 【従来の技術】ワイヤロープ、ばね、PC鋼線は、一般
に、熱間圧延して得た鋼線材(以下、「鋼線材を」単に
「線材」という)に伸線加工を施し、更に、焼入れ焼戻
しの調質処理、あるいはブルーイング処理を施して製造
される。又、自動車のラジアルタイアの補強材として用
いられるスチールコード用極細鋼線は、熱間圧延後調整
冷却した線径が約5.5mmの線材に、1次伸線加工、
パテンティング処理、2次伸線加工、最終パテンティン
グ処理を行い、次いで、ブラスメッキを施し、更に最終
湿式伸線加工を施すことによって製造されている。この
ようにして得られた極細鋼線を、更に撚り加工で複数本
撚り合わせて撚鋼線とすることでスチールコードが製造
される。 【0003】一般に、線材を鋼線に加工する際に断線が
生ずると、生産性と歩留りが大きく低下してしまう。し
たがって、上記技術分野に属する線材は、伸線加工時、
特にスチールコードを製造する場合は強度の冷間加工が
行われる湿式伸線加工時に、断線しないことが強く要求
される。 【0004】近年、種々の目的からワイヤロープ、ば
ね、PC鋼線、ビードワイヤーやスチールコードなどを
軽量化する動きが高まってきた。このため、前記の各種
製品に対して高強度が要求されるようになり、C含有量
が高くて鋼線に高い強度を確保させることができ、しか
も伸線加工性に優れた線材、つまり伸線加工性に優れた
高炭素鋼線材に対する要求が極めて大きくなっている。 【0005】上記した近年の産業界からの要望に対し
て、線材のミクロ組織を制御して線材の強度と伸線加工
性を高める技術が検討されている。 【0006】例えば、第141回、第142回西山記念
技術講座の「条鋼製品の高強度化」(1992年、p.
187、鉄鋼協会)に記載されているように、高炭素鋼
線材を高強度化するためにパーライトのラメラ間隔を微
細にすることが行われている。一方、高炭素鋼線材の伸
線加工性を高めるためには、パーライトのコロニー径を
微細化することが有効である。しかしながら、過去、高
強度化と高い伸線加工性を両立させるためのパーライト
のラメラ間隔とコロニー径に関して定量的な検討は行わ
れていない。このため、良好な伸線加工性を維持したま
まで高強度化することは困難な状況であった。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、その目的は、ワイヤロープ、ば
ね、PC鋼線、ビードワイヤー、スチールコードなどの
用途に好適な伸線加工性に優れた高炭素鋼線材を提供す
ることである。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記に
示す伸線加工性に優れた高炭素鋼線材にある。 【0009】すなわち、「重量%で、C:0.5〜1.
3%、Si:0.1〜1.7%、Mn:0.3〜0.9
%、P:0.02%以下、S:0.02%以下を含有
し、残部はFe及び不可避不純物からなり、その組織の
90%以上がパーライト組織で、しかも、パーライトの
平均ラメラ間隔が0.1〜0.4μmで平均コロニー径
が150μm以下である高炭素鋼線材」である。 【0010】本発明者らは、熱間圧延した高炭素鋼線材
の組織、なかでもパーライト組織が占める割合と、パー
ライト組織の微細構造、つまりラメラ間隔及びコロニー
径とが高炭素鋼線材の強度と伸線加工性に及ぼす影響に
ついて調査・研究を重ねた。その結果、下記の知見を得
た。 【0011】(a)伸線加工で高炭素鋼線材を高強度化
するためには、被加工材である線材の組織の90%以上
をパーライト組織とすれば良い。 【0012】(b)上記(a)の組織の90%以上がパ
ーライト組織である線材を伸線加工する場合、加工限界
値が最大となるパーライトラメラ間隔が存在する。 【0013】(c)パーライトラメラ間隔が上記(b)
の加工限界値が最大となるパーライトラメラ間隔の近傍
の値である場合、更に、コロニー径を特定の値以下にす
れば大きな加工限界値が得られる。 【0014】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たものである。 【0015】 【発明の実施の形態】以下、本発明について詳しく説明
する。なお、化学成分の含有量の「%」は「重量%」を
意味する。 【0016】(A)線材の化学組成 C:0.5〜1.3% Cは、強度を確保するのに有効な元素である。しかし、
その含有量が0.5%未満の場合には、ワイヤロープ、
ばね、PC鋼線、ビードワイヤー、スチールコードなど
の最終製品において、安定して高い強度を確保すること
が困難である。一方、Cの含有量が多すぎると鋼材が硬
質化して冷間加工性の低下を招く。特に、C含有量が
1.3%を超えると、線材が硬質化するばかりでなく、
初析セメンタイト(つまり、旧オーステナイト粒界に沿
うセメンタイト)の生成防止が困難になって伸線加工性
が低下する。したがって、Cの含有量を0.5〜1.3
%とした。 【0017】Si:0.1〜1.7% Siは、強度を高めるのに有効な元素である。更に、脱
酸剤として必要な元素でもある。しかし、その含有量が
0.1%未満では添加効果に乏しく、一方、1.7%を
超えると加熱時に脱炭層が生成してワイヤロープ、ば
ね、PC鋼線、ビードワイヤー、スチールコードなどの
最終製品の耐疲労特性が低下するようになる。更に、延
性が低下して伸線加工での加工限界値が低下してしま
う。したがって、Si含有量を0.1〜1.7%とし
た。 【0018】Mn:0.3〜0.9% Mnは、製鋼工程での脱酸、パーライトの微細化、焼入
れ性の確保及び強度を高める作用を有する。しかし、そ
の含有量が0.3%未満では前記した効果が得難い。一
方、Mnは偏析しやすい元素であり、0.9%を超える
と特に線材の中心部に偏析し、その偏析部にはマルテン
サイトやベイナイトが生成するので、伸線加工性が低下
してしまう。したがって、Mnの含有量を0.3〜0.
9%とした。 【0019】P:0.02%以下 Pは靭性を低下させるとともに伸線加工性をも低下させ
てしまう。特にその含有量が0.02%を超えると靭性
と伸線加工性の低下が著しくなる。したがって、Pの含
有量を0.02%以下とした。 【0020】S:0.02%以下 Sは靭性を低下させるとともに伸線加工性をも低下させ
てしまう。特にその含有量が0.02%を超えると靭性
と伸線加工性の低下が著しくなる。したがって、Sの含
有量を0.02%以下とした。 【0021】(B)線材の組織 組織中にパーライトの占める割合が90%未満の場合に
は、大きな加工度で伸線しても高い強度が得難い。した
がって、被加工材である線材の組織の90%以上をパー
ライト組織とした。なお、パーライト組織が100%で
あっても良い。 【0022】組織の90%以上がパーライト組織である
線材を伸線加工する場合、図1に一例を示すように、パ
ーライトの平均ラメラ間隔が0.1〜0.4μmの場合
に加工限界値が大きくなる。したがって、パーライトの
平均ラメラ間隔を0.1〜0.4μmとした。 【0023】組織の90%以上がパーライト組織で、し
かもパーライトの平均ラメラ間隔が上記の0.1〜0.
4μmの範囲にある線材を伸線加工する場合、図2に1
例を示すように、パーライトの平均コロニー径が150
μm以下の場合に加工限界値が大きくなる。したがっ
て、パーライトの平均コロニー径を150μm以下とし
た。なお、このパーライトの平均コロニー径は小さけれ
ば小さいほど伸線加工性は良好になる。 【0024】以下、実施例により本発明を詳しく説明す
る。 【0025】 【実施例】表1に示す化学組成を有する鋼A〜Jを通常
の方法で溶製した。表1における鋼A〜Jはすべて化学
組成が本発明で規定する含有量の範囲内にある本発明例
である。 【0026】 【表1】 【0027】次いで、これらの鋼を、予備実験に基づい
て圧延の加熱温度及び圧延後の冷却速度を調整して熱間
圧延し、パーライトの平均ラメラ間隔及び平均コロニー
径を変化させて、直径5.5mmの線材に仕上げた。な
お、各鋼について3条件の線材に仕上げ、その組織(組
織中にパーライトが占める割合(面積率)、パーライト
の平均ラメラ間隔、パーライトの平均コロニー径)を調
査した。 【0028】又、前記の直径5.5mmに仕上げた各線
材を通常の方法で冷間伸線加工して伸線加工限界値を調
査した。 【0029】表2に各種の調査結果をまとめて示す。 【0030】 【表2】 【0031】表2から明らかなように、化学組成が本発
明で規定する含有量の範囲内にあり、しかも、組織の9
0%以上がパーライト組織で、パーライトの平均ラメラ
間隔と平均コロニー径が本発明で規定する範囲内にある
本発明例の場合には、加工限界値がすべて95%以上で
あり伸線加工性に優れていることが明らかである。 【0032】 【発明の効果】本発明の線材は伸線加工性に優れるの
で、この線材を素材としてワイヤロープ、ばね、PC鋼
線、ビードワイヤー、スチールコードなどを高い生産性
の下に歩留り良く提供することができる。
た高炭素鋼線材に関する。より詳しくは、例えば、ワイ
ヤロープ、ばね、PC鋼線、ビードワイヤー、スチール
コードなどの用途に好適な伸線加工性に優れた高炭素鋼
線材に関する。 【0002】 【従来の技術】ワイヤロープ、ばね、PC鋼線は、一般
に、熱間圧延して得た鋼線材(以下、「鋼線材を」単に
「線材」という)に伸線加工を施し、更に、焼入れ焼戻
しの調質処理、あるいはブルーイング処理を施して製造
される。又、自動車のラジアルタイアの補強材として用
いられるスチールコード用極細鋼線は、熱間圧延後調整
冷却した線径が約5.5mmの線材に、1次伸線加工、
パテンティング処理、2次伸線加工、最終パテンティン
グ処理を行い、次いで、ブラスメッキを施し、更に最終
湿式伸線加工を施すことによって製造されている。この
ようにして得られた極細鋼線を、更に撚り加工で複数本
撚り合わせて撚鋼線とすることでスチールコードが製造
される。 【0003】一般に、線材を鋼線に加工する際に断線が
生ずると、生産性と歩留りが大きく低下してしまう。し
たがって、上記技術分野に属する線材は、伸線加工時、
特にスチールコードを製造する場合は強度の冷間加工が
行われる湿式伸線加工時に、断線しないことが強く要求
される。 【0004】近年、種々の目的からワイヤロープ、ば
ね、PC鋼線、ビードワイヤーやスチールコードなどを
軽量化する動きが高まってきた。このため、前記の各種
製品に対して高強度が要求されるようになり、C含有量
が高くて鋼線に高い強度を確保させることができ、しか
も伸線加工性に優れた線材、つまり伸線加工性に優れた
高炭素鋼線材に対する要求が極めて大きくなっている。 【0005】上記した近年の産業界からの要望に対し
て、線材のミクロ組織を制御して線材の強度と伸線加工
性を高める技術が検討されている。 【0006】例えば、第141回、第142回西山記念
技術講座の「条鋼製品の高強度化」(1992年、p.
187、鉄鋼協会)に記載されているように、高炭素鋼
線材を高強度化するためにパーライトのラメラ間隔を微
細にすることが行われている。一方、高炭素鋼線材の伸
線加工性を高めるためには、パーライトのコロニー径を
微細化することが有効である。しかしながら、過去、高
強度化と高い伸線加工性を両立させるためのパーライト
のラメラ間隔とコロニー径に関して定量的な検討は行わ
れていない。このため、良好な伸線加工性を維持したま
まで高強度化することは困難な状況であった。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、その目的は、ワイヤロープ、ば
ね、PC鋼線、ビードワイヤー、スチールコードなどの
用途に好適な伸線加工性に優れた高炭素鋼線材を提供す
ることである。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記に
示す伸線加工性に優れた高炭素鋼線材にある。 【0009】すなわち、「重量%で、C:0.5〜1.
3%、Si:0.1〜1.7%、Mn:0.3〜0.9
%、P:0.02%以下、S:0.02%以下を含有
し、残部はFe及び不可避不純物からなり、その組織の
90%以上がパーライト組織で、しかも、パーライトの
平均ラメラ間隔が0.1〜0.4μmで平均コロニー径
が150μm以下である高炭素鋼線材」である。 【0010】本発明者らは、熱間圧延した高炭素鋼線材
の組織、なかでもパーライト組織が占める割合と、パー
ライト組織の微細構造、つまりラメラ間隔及びコロニー
径とが高炭素鋼線材の強度と伸線加工性に及ぼす影響に
ついて調査・研究を重ねた。その結果、下記の知見を得
た。 【0011】(a)伸線加工で高炭素鋼線材を高強度化
するためには、被加工材である線材の組織の90%以上
をパーライト組織とすれば良い。 【0012】(b)上記(a)の組織の90%以上がパ
ーライト組織である線材を伸線加工する場合、加工限界
値が最大となるパーライトラメラ間隔が存在する。 【0013】(c)パーライトラメラ間隔が上記(b)
の加工限界値が最大となるパーライトラメラ間隔の近傍
の値である場合、更に、コロニー径を特定の値以下にす
れば大きな加工限界値が得られる。 【0014】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たものである。 【0015】 【発明の実施の形態】以下、本発明について詳しく説明
する。なお、化学成分の含有量の「%」は「重量%」を
意味する。 【0016】(A)線材の化学組成 C:0.5〜1.3% Cは、強度を確保するのに有効な元素である。しかし、
その含有量が0.5%未満の場合には、ワイヤロープ、
ばね、PC鋼線、ビードワイヤー、スチールコードなど
の最終製品において、安定して高い強度を確保すること
が困難である。一方、Cの含有量が多すぎると鋼材が硬
質化して冷間加工性の低下を招く。特に、C含有量が
1.3%を超えると、線材が硬質化するばかりでなく、
初析セメンタイト(つまり、旧オーステナイト粒界に沿
うセメンタイト)の生成防止が困難になって伸線加工性
が低下する。したがって、Cの含有量を0.5〜1.3
%とした。 【0017】Si:0.1〜1.7% Siは、強度を高めるのに有効な元素である。更に、脱
酸剤として必要な元素でもある。しかし、その含有量が
0.1%未満では添加効果に乏しく、一方、1.7%を
超えると加熱時に脱炭層が生成してワイヤロープ、ば
ね、PC鋼線、ビードワイヤー、スチールコードなどの
最終製品の耐疲労特性が低下するようになる。更に、延
性が低下して伸線加工での加工限界値が低下してしま
う。したがって、Si含有量を0.1〜1.7%とし
た。 【0018】Mn:0.3〜0.9% Mnは、製鋼工程での脱酸、パーライトの微細化、焼入
れ性の確保及び強度を高める作用を有する。しかし、そ
の含有量が0.3%未満では前記した効果が得難い。一
方、Mnは偏析しやすい元素であり、0.9%を超える
と特に線材の中心部に偏析し、その偏析部にはマルテン
サイトやベイナイトが生成するので、伸線加工性が低下
してしまう。したがって、Mnの含有量を0.3〜0.
9%とした。 【0019】P:0.02%以下 Pは靭性を低下させるとともに伸線加工性をも低下させ
てしまう。特にその含有量が0.02%を超えると靭性
と伸線加工性の低下が著しくなる。したがって、Pの含
有量を0.02%以下とした。 【0020】S:0.02%以下 Sは靭性を低下させるとともに伸線加工性をも低下させ
てしまう。特にその含有量が0.02%を超えると靭性
と伸線加工性の低下が著しくなる。したがって、Sの含
有量を0.02%以下とした。 【0021】(B)線材の組織 組織中にパーライトの占める割合が90%未満の場合に
は、大きな加工度で伸線しても高い強度が得難い。した
がって、被加工材である線材の組織の90%以上をパー
ライト組織とした。なお、パーライト組織が100%で
あっても良い。 【0022】組織の90%以上がパーライト組織である
線材を伸線加工する場合、図1に一例を示すように、パ
ーライトの平均ラメラ間隔が0.1〜0.4μmの場合
に加工限界値が大きくなる。したがって、パーライトの
平均ラメラ間隔を0.1〜0.4μmとした。 【0023】組織の90%以上がパーライト組織で、し
かもパーライトの平均ラメラ間隔が上記の0.1〜0.
4μmの範囲にある線材を伸線加工する場合、図2に1
例を示すように、パーライトの平均コロニー径が150
μm以下の場合に加工限界値が大きくなる。したがっ
て、パーライトの平均コロニー径を150μm以下とし
た。なお、このパーライトの平均コロニー径は小さけれ
ば小さいほど伸線加工性は良好になる。 【0024】以下、実施例により本発明を詳しく説明す
る。 【0025】 【実施例】表1に示す化学組成を有する鋼A〜Jを通常
の方法で溶製した。表1における鋼A〜Jはすべて化学
組成が本発明で規定する含有量の範囲内にある本発明例
である。 【0026】 【表1】 【0027】次いで、これらの鋼を、予備実験に基づい
て圧延の加熱温度及び圧延後の冷却速度を調整して熱間
圧延し、パーライトの平均ラメラ間隔及び平均コロニー
径を変化させて、直径5.5mmの線材に仕上げた。な
お、各鋼について3条件の線材に仕上げ、その組織(組
織中にパーライトが占める割合(面積率)、パーライト
の平均ラメラ間隔、パーライトの平均コロニー径)を調
査した。 【0028】又、前記の直径5.5mmに仕上げた各線
材を通常の方法で冷間伸線加工して伸線加工限界値を調
査した。 【0029】表2に各種の調査結果をまとめて示す。 【0030】 【表2】 【0031】表2から明らかなように、化学組成が本発
明で規定する含有量の範囲内にあり、しかも、組織の9
0%以上がパーライト組織で、パーライトの平均ラメラ
間隔と平均コロニー径が本発明で規定する範囲内にある
本発明例の場合には、加工限界値がすべて95%以上で
あり伸線加工性に優れていることが明らかである。 【0032】 【発明の効果】本発明の線材は伸線加工性に優れるの
で、この線材を素材としてワイヤロープ、ばね、PC鋼
線、ビードワイヤー、スチールコードなどを高い生産性
の下に歩留り良く提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】組織の90%以上がパーライト組織である線材
を伸線加工した場合のパーライトの平均ラメラ間隔が加
工限界値に及ぼす影響の一例を示す図である。 【図2】組織の90%以上がパーライト組織で、しかも
パーライトの平均ラメラ間隔が0.1〜0.4μmの範
囲にある線材を伸線加工した場合のパーライトの平均ラ
メラ間隔が加工限界値に及ぼす影響の一例を示す図であ
る。
を伸線加工した場合のパーライトの平均ラメラ間隔が加
工限界値に及ぼす影響の一例を示す図である。 【図2】組織の90%以上がパーライト組織で、しかも
パーライトの平均ラメラ間隔が0.1〜0.4μmの範
囲にある線材を伸線加工した場合のパーライトの平均ラ
メラ間隔が加工限界値に及ぼす影響の一例を示す図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】重量%で、C:0.5〜1.3%、Si:
0.1〜1.7%、Mn:0.3〜0.9%、P:0.
02%以下、S:0.02%以下を含有し、残部はFe
及び不可避不純物からなり、その組織の90%以上がパ
ーライト組織で、しかも、パーライトの平均ラメラ間隔
が0.1〜0.4μmで平均コロニー径が150μm以
下である伸線加工性に優れた高炭素鋼線材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22787498A JP2000063987A (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 伸線加工性に優れた高炭素鋼線材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22787498A JP2000063987A (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 伸線加工性に優れた高炭素鋼線材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000063987A true JP2000063987A (ja) | 2000-02-29 |
Family
ID=16867708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22787498A Pending JP2000063987A (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 伸線加工性に優れた高炭素鋼線材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000063987A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1277846A1 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-22 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | High-carbon steel wire rod with superior drawability and method for production thereof |
| US6800147B2 (en) | 2001-09-10 | 2004-10-05 | Kobe Steel, Ltd. | High-strength steel wire excelling in resistance to strain aging embrittlement and longitudinal cracking, and method for production thereof |
| EP1559805A1 (en) * | 2004-01-20 | 2005-08-03 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | High carbon steel wire rod superior in wire-drawability and method for producing the same |
| US7850793B2 (en) | 2002-09-26 | 2010-12-14 | Kobe Steel, Ltd. | Hot milled wire rod excelling in wire drawability and enabling avoiding heat treatment before wire drawing |
| KR20200076046A (ko) * | 2018-12-19 | 2020-06-29 | 주식회사 포스코 | 피로특성이 우수한 고강도 가요성 강선 및 그 제조방법, 가요성 강선용 고탄소강 선재의 제조방법 |
-
1998
- 1998-08-12 JP JP22787498A patent/JP2000063987A/ja active Pending
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| EP1277846A1 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-22 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | High-carbon steel wire rod with superior drawability and method for production thereof |
| US6783609B2 (en) | 2001-06-28 | 2004-08-31 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | High-carbon steel wire rod with superior drawability and method for production thereof |
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