專利名稱：：高強(qiáng)度鋼盤條及疲勞特性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度鋼盤條(Wirerod)及疲勞特性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼絲，它們用于高強(qiáng)度與高可延伸性的高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲以及高強(qiáng)度的鋼絲等；該高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲用于鋼絲簾線(Steelcord)、鋼絲帶和鋼筋橡皮與有機(jī)材料如輪胎、皮帶及軟管；該鋼絲用于鋼絲繩和PC(預(yù)應(yīng)力混凝土)鋼絲。一般任選地通過(guò)熱軋鋼材、受控冷卻熱軋鋼材給出具有4.0～5.5mm直徑的盤條、初拔盤條、最終韌化處理鋼絲、用黃銅鍍敷鋼絲、最后濕拔鋼絲等工序來(lái)生產(chǎn)用于鋼絲簾線的高碳鋼拉拔高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲。在很多情況下，這種高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲是多股的，例如，2股簾線或5股簾線，它們用作鋼絲簾線。要求這些鋼絲具有下述性能a.高強(qiáng)度。b.高速時(shí)的優(yōu)良可拉性，c.優(yōu)良的疲勞特性，和d.優(yōu)良的高速絞合特性。因此，根據(jù)該要求已經(jīng)在研制高質(zhì)量的鋼材。例如，日本待審的專利公報(bào)(公開(kāi))No.60—204865公開(kāi)了一利用于鋼絲簾線的高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲和高碳鋼盤條的生產(chǎn)方法，通過(guò)調(diào)整使Mn含量低于0.3％，以在鉛淬火和控制C、Si和Mn元素含量后防止形成過(guò)冷結(jié)構(gòu)，而使該鋼絲簾線顯示出絞合時(shí)斷裂少、高強(qiáng)度和高延伸性。此外，日本待審的專利公報(bào)(公開(kāi))No.63—24046公開(kāi)了一種利用鉛淬火鋼絲制成的用于高韌性和高延伸性的高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲的鋼盤條，該鉛淬火鋼絲通過(guò)調(diào)整使Si含量至少為1.00％兩具有鋼絲拉拔的高抗拉強(qiáng)度(低加工比時(shí))。另一方面，作為對(duì)這些性能產(chǎn)生有害影響的因素中的一種，可以提及氧化物類型的非金屬夾雜物。在氧化物類型的夾雜物中，具有單一組成和Al2O3、SiO2、CaO、TiO2和MgO的夾雜物通常是極為堅(jiān)硬和無(wú)塑性的。因此，提高鋼水純度并使氧化物型夾雜物易熔化和軟化，對(duì)于生產(chǎn)可拉性優(yōu)良的高碳鋼盤條是必要的。如上所述作為提高鋼的純凈度并使無(wú)塑性的夾雜物軟化的方法，日本已經(jīng)審定的專利公報(bào)(公告)No.57—22969公開(kāi)了一種生產(chǎn)用于具有良好可拉性的高碳鋼絲條鋼的方法，日本待審的專利公報(bào)(公開(kāi))No.55—24961公開(kāi)了一種生產(chǎn)高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲的方法。這些技術(shù)的主要內(nèi)容是控制Al2O2—SiO2—MnO三元體系的氧化物型非金屬夾雜物的組成。另一方面，日本待審的專利公報(bào)(公開(kāi))No.50—71507建議通過(guò)使鋼絲的非金屬夾雜物位于Al2O3、SiO2和MnO三元相圖中的錳鋁榴礦區(qū)域內(nèi)來(lái)提高鋼絲的可拉性。此外，日本待審的專利公報(bào)(公開(kāi))No.50—81907公開(kāi)了一種通過(guò)控制向鋼水添加的鋁量以減少有害夾雜物，來(lái)提高鋼絲的可拉性。此時(shí)，關(guān)于生產(chǎn)無(wú)塑性?shī)A雜物指數(shù)不大于20的鋼絲簾線，日本已經(jīng)審定的專利公報(bào)(公告)No.57—35243建議了一種使夾雜物軟化的方法，該方法包括以下步驟在完全控制Al的情況下，將含CaO的助熔劑連同載氣(惰性氣體)吹入盛鋼桶的鋼水中、使鋼水預(yù)脫氧和吹入含合金的一種或至少兩種選自Ca、Mg和REM的物質(zhì)。然而，甚至要求具有更高強(qiáng)度、更高延伸性和更高疲勞強(qiáng)度的鋼絲。為了提供一種普通鋼絲無(wú)法達(dá)到的高強(qiáng)度、高延伸性和優(yōu)良疲勞特性的鋼盤條和鋼絲而提出了本發(fā)明。本發(fā)明的要點(diǎn)如下(1)一種高強(qiáng)度的熱軋鋼盤條，它包含(按質(zhì)量％)0.7～1.1％的C、0.1～1.5％的Si、0.1～1.5％的Mn、不大于0.02％的P、不大于0.02％的S，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)，它含有的至少80％的非金屬夾雜物包含4～60％的CaO＋MnO、22～87％的SiO2和0～46％的Al2O3，它的熔點(diǎn)不高于1500℃。(2)一種高強(qiáng)度的熱軋鋼盤條，它包含(按質(zhì)量％)0.7～1.1％C、0.1～1.5％的Si、0.1～1.5％的Mn不大于0.02％的P、不大于0.02％的S、不大于0.3％的Cr不大于1.0％的Ni、不大于0.8％的Cu，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)，它含有的至少80％的非金屬夾雜物包含4～60％的CaO＋MnO、22～87％的SiO2和0～46％的Al2O3，它的熔點(diǎn)不高于1500℃。(3)根據(jù)(1)或(2)的高強(qiáng)度熱軋鋼盤條，其中該盤條的組織包含至少95％的珠光體組織。(4)根據(jù)(1)或(2)的高強(qiáng)度熱軋鋼盤條，其中該盤條的組織包含至少70％的貝氏體組織。(5)根據(jù)(1)～(4)任一項(xiàng)的高強(qiáng)度熱軋鋼盤條，其中該盤條具有不小于261＋1,010×(C質(zhì)量％)－140MPa和不大于261＋1,010×(C質(zhì)量％)＋240MPa的抗拉強(qiáng)度。(6)一種疲勞特性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼絲，它包含(按質(zhì)量％)0.7～1.1％的C、0.1～1.5％的Si、0.1～1.5％的Mn不大于0.02％的P、不大于0.02％的S，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)，它含有的不少于80％的非金屬夾質(zhì)物包含4～60％的Cao＋MnO、22～87％的SiO2和0～46％的Al2O3，它的熔點(diǎn)不高于1,500℃，至少70％的非金屬夾雜物具有至少為10的縱橫比。(7)一種高強(qiáng)度的鋼絲，它包含(按質(zhì)量％)0.7～1.1％的C、0.1～1.5％的Si、0.1～1.5％的Mn、不大于0.02％的P、不大于0.02％的S、不大于0.3％的Cr、不大于1.0％的Ni、不大于0.8％的Cu，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)，它含有的至少80％的非金屬夾雜物含4～60％的CaO＋MnO、22～87％的SiO2和0～46％的Al2O3，它的熔點(diǎn)不高于1,500℃，至少70％的該夾雜物具有至少為10的縱橫比。(8)根據(jù)(6)和(7)的疲勞特性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼絲，其中該銅絲的組織包含至少95％的珠光體組織。(9)根據(jù)(6)或(7)的疲勞特性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼絲，其中該鋼絲的組織包含至少70％的貝氏體組織。圖1是表示具有縱橫比至少為10的非金屬夾雜物的比例與鋼絲疲勞特性之間相互關(guān)系的曲線。圖2是表示熱軋鋼盤條中非金屬夾雜物形態(tài)與拉拔鋼絲中非金屬夾雜物形態(tài)之間相互關(guān)系的曲線。圖3是表示測(cè)量非金屬夾雜物縱橫比方法的視圖。圖4是表示根據(jù)本發(fā)明非金屬夾雜物最佳組成的示意圖。圖5是表示鋼中非金屬夾雜物熔點(diǎn)與鋼坯中無(wú)塑性非金屬夾雜物數(shù)量之間相互關(guān)系的曲線。圖6是表示非金屬夾雜物最佳比例與鋼絲可拉性和疲勞特性之間相互關(guān)系的曲線。圖7是表示確定疲勞極限方法的曲線。本發(fā)明是根據(jù)完全不同于普通知識(shí)的非金屬夾雜物知識(shí)而完成的。迄今已經(jīng)考慮希望低熔點(diǎn)非金屬夾雜物作為適宜用于鋼絲簾線一類材料的高碳鋼盤條鑄鋼，因?yàn)橐呀?jīng)認(rèn)識(shí)到這種夾雜物在軋制鋼盤條期間能夠進(jìn)行拉伸。這一考慮是基于以下知識(shí)，即低熔點(diǎn)組成的非金屬夾雜物通常在其約為其熔點(diǎn)一半的溫度下發(fā)生塑性變形。迄今認(rèn)為非金屬夾雜物通過(guò)加工可以變形并且不會(huì)損壞，只要在軋制期間保持低熔點(diǎn)就行。同普通知識(shí)相反，本發(fā)明是在下述知識(shí)的基礎(chǔ)上而完成的。在生產(chǎn)用于鋼絲簾線一類材料的本發(fā)明高碳鋼盤條中，由于煉鋼期間的脫氧和造渣精煉必然形成CaO—MnO—SiO2—Al2O3類型的非金屬夾雜物。當(dāng)簡(jiǎn)單地根據(jù)夾雜物的熔點(diǎn)來(lái)確定非金屬夾雜物組成的最佳區(qū)域時(shí)，從圖4的相圖顯然可看出，存在許多熔點(diǎn)不大于1400℃的區(qū)域。雖然在相圖中未顯示以下情況，在低SiO2含量區(qū)中，除了熔點(diǎn)為1,455℃的12CaO0.7Al2O3晶體作為主相外，具有1,605℃高熔點(diǎn)的CaOAl2O3和1,535℃高熔點(diǎn)的3CaO·Al2O3還作為沉淀相而形成。因此，有利于按照以下方式選擇用于生產(chǎn)鋼絲簾線一類材料的高碳鋼盤條鑄鋼中的非金屬夾雜物最佳組成確定組成使得不僅平均組成兩且在固化時(shí)形成的沉淀相組成都具有低熔點(diǎn)。本發(fā)明是根據(jù)以下知識(shí)而完成的，即沉淀相和平均組成應(yīng)該具有低熔點(diǎn)，而且應(yīng)該將非金屬夾雜物進(jìn)一步調(diào)整，使其組成根據(jù)想法轉(zhuǎn)變到特定范圍。此外，在本發(fā)明中已經(jīng)注意到鋼盤條和鋼絲中非金屬夾雜物的縱橫比取決于所含的上述非金屬夾雜物的狀態(tài)。結(jié)果，在鋼盤條中非金屬夾雜物的縱橫比至少為4，而在拉拔鋼絲中，非金屬夾雜物的縱橫比至少為10，也就是說(shuō)，第一次得到了具有極好可加工性的非金屬夾雜物，因而完成了本發(fā)明。以下詳細(xì)說(shuō)明在本發(fā)明中的一些限制原因。首先，解釋本發(fā)明中限制化學(xué)組成和非金屬夾雜物的一些原因。此外，在下文中％號(hào)表示按質(zhì)量％。在發(fā)明中限制鋼的化學(xué)組成的原因說(shuō)明如下。C是一種經(jīng)濟(jì)和有效的硬化元素，它還是一種降低先共析鐵素體沉淀量的有效元素。因此，至少0.7％的C含量對(duì)于增強(qiáng)用作具有至少3,500MPa抗拉強(qiáng)度的高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲鋼的延伸性是必要的。然而，當(dāng)C含量過(guò)高時(shí)，延伸性降低，而且可拉性也變壞。因此，C含量的上限被規(guī)定為1.1％。Si是一種對(duì)鋼進(jìn)行脫氧所必需的元素，因此，當(dāng)Si含量太低時(shí)脫氧作用不完全。況且，雖然Si熔解于熱處理后形成的珠光體的鐵素體相中以提高韌化處理后鋼的強(qiáng)度，但降低了鐵素體的延伸性，也降低了拉拔后高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲的延伸性。因此，將Si含量規(guī)定不大于1.5％。為了確保鋼的淬透性，要求添加少量的Mn。然而，添加大量的錳引起熔析，在韌化處理期間形成貝氏體和馬氏體的過(guò)冷組織會(huì)使后續(xù)拉拔工序中的可拉性變差。因此，將Mn含量規(guī)定為不大于1.5％。在本發(fā)明中處理過(guò)共析鋼時(shí)，在韌化處理后的組織中很可能形成滲碳體網(wǎng)狀物，而厚滲碳體很可能沉淀下來(lái)。為了獲得高強(qiáng)度和高延伸性的鋼，要求珠光體精細(xì)，還要求不會(huì)形成上述那種滲碳體網(wǎng)狀物和厚滲碳體。Cr對(duì)于阻止上述異常滲碳體部分的形成并使珠光體變細(xì)是有效的。然而，由于添加大量的Cr會(huì)在熱處理后的鐵素體中增加位錯(cuò)密度，會(huì)顯著地削弱拉拔后高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲的延伸性。因此，當(dāng)添加Cr時(shí)，添加量必須達(dá)到預(yù)期添加效果的程度。將添加量規(guī)定為不大于0.3％，即不會(huì)增加位錯(cuò)密度，從而不會(huì)削弱延伸性。由于Ni具有與Cr的相同作用，如果決定添加Ni，應(yīng)添加能獲得預(yù)期效果的Ni量。添加過(guò)量的Ni會(huì)降低鐵素體相的延伸性，故其上限被規(guī)定為1.0％。由于Cu是提高鋼盤條腐蝕疲勞特性的元素，如果決定添加Cu，應(yīng)添加能獲得預(yù)期效果的Cu量。因?yàn)樘砑舆^(guò)量的Cu會(huì)降低鐵素體相的延伸性，故其上限被規(guī)定為0.8％。像普通高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲一樣，將確保延伸性的S含量規(guī)定為不大于0.02％。由于P類似于S會(huì)削弱鋼盤條的延伸性，故要求將P含量規(guī)定為不大于0.02％。以下說(shuō)明本發(fā)明中限制非金屬夾雜物組成的原因。眾所周知鋼絲中低熔點(diǎn)的非金屬夾雜物尤其在加工期間可以被拉伸，能夠更有效地在拉拔鋼盤條期間防止鋼絲斷裂。然而，尚未明確用在拉拔狀態(tài)中非金屬夾雜物對(duì)鋼絲簾線等疲勞特性的影響。由于研究結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在鋼絲拉拔期間形成的不可變形的非金屬夾雜物附近出現(xiàn)裂紋，這會(huì)導(dǎo)致疲勞特性明顯變差。因此，當(dāng)考慮提高拉拔鋼絲的疲勞特性時(shí)，必須使鑄鋼中的非金屬夾雜物是可變形的。如圖5所示，當(dāng)鑄鋼中的非金屬夾雜物具有MnO＋CaO、SiO2和Al2O3四元體系組成而使該夾雜物的熔點(diǎn)不高于1,500℃時(shí)，在將鑄鋼軋制成鋼坯和鋼絲拉拔期間將急劇地增加能被拉伸的非金屬夾雜物的比例。如上所述對(duì)鑄鋼中的非金屬夾雜物組成進(jìn)行調(diào)整而提高了拉拔鋼絲的延伸性和疲勞強(qiáng)度。因此，控制鑄鋼或盤條中非金屬夾雜物的組成使其位于圖4中被字母a、b、c、d、e、f、g、h、i和j所包圍的I區(qū)內(nèi)，可以有效地增加可延伸性非金屬夾雜物的含量。在圖4中，存在一個(gè)靠近I區(qū)的區(qū)域，在該區(qū)中非金屬夾雜物具有不高于1,500℃的熔點(diǎn)。然而，雖然在相圖中沒(méi)有表示出來(lái)，在低SiO2含量區(qū)中，除了具有1455℃熔點(diǎn)的12CaO·7Al2O3晶體作為主相以外，具有1,605℃熔點(diǎn)的CaO.Al2O3和具有1,535℃熔點(diǎn)的3CaO·Al2O3在固化時(shí)沉淀，這些堅(jiān)硬的高熔點(diǎn)相在鋼絲拉拔時(shí)會(huì)引起斷裂。由于研究的結(jié)果，在本發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如圖6所示，由于組成位于圖4I區(qū)中非金屬夾雜物比例的增加而提高了疲勞特性，而且當(dāng)該非金屬夾雜物的比例接近80％時(shí)疲勞特性的提高也近于飽和。因此，考慮要求至少有80％的非金屬夾雜物應(yīng)位于圖4的I區(qū)內(nèi)。此外，本發(fā)明人已經(jīng)注意到通過(guò)拉拔制備的鋼絲中的夾雜物形態(tài)，考慮到阻止在非金屬夾雜物附近形成會(huì)使鋼絲疲勞特性變差的裂紋?？梢酝ㄟ^(guò)使非金屬夾雜物在鋼絲縱向上具有拉伸形狀而提高鋼絲的疲勞特性，因?yàn)榻獬思杏诜墙饘賷A雜物裂紋端部的應(yīng)力。圖1表示在鋼絲中具有至少為10的縱橫比的非金屬夾雜物的比例與疲勞特性(通過(guò)Hunter疲勞試驗(yàn)所得疲勞強(qiáng)度被抗拉強(qiáng)度所除得到的數(shù)值)之間的相互關(guān)系。如圖1所示，具有相同鋼絲強(qiáng)度的鋼絲疲勞強(qiáng)度隨著縱橫比不小于10的非金屬夾雜物比例的增加而增加，而且當(dāng)該比例不小于70％時(shí)鋼絲的疲勞強(qiáng)度接近飽和。因此，將鋼絲中不小于70％的非金屬夾雜物的縱橫比規(guī)定為不小于10。從圖2可以看出，為了使非金屬夾雜物在鋼絲拉拔期間具有不小于10的縱橫比，在熱軋期間該夾雜物的縱橫比應(yīng)該被調(diào)整到不小于4。如圖3所示，一個(gè)夾雜物在拉拔方向上具有長(zhǎng)度L，而它與另一個(gè)夾雜物的距離在2L內(nèi)，在此情況下，假設(shè)這兩個(gè)夾雜物相互連接來(lái)確定其縱橫比。此外，在上述圖1中，當(dāng)抗拉強(qiáng)度不小于2,800～1,200logD(MPa，其中D表示相當(dāng)于圓鋼絲的直徑)時(shí)上述夾雜物形狀的作用變得特別明顯，因此，抗拉強(qiáng)度最好不小于2,800～1,200logD。為了提高熱軋鋼材的疲勞特性，要求該組織包含不小于95％的珠光體組織。當(dāng)抗拉強(qiáng)度低于TS[其中TS＝261＋10,10×(C質(zhì)量％)－140Mpa]時(shí)，在鋼絲拉拔期間拉伸夾雜物的作用變得不明顯。當(dāng)抗拉強(qiáng)度超過(guò)TS[其中TS＝261＋10,10×(C質(zhì)量％)＋240MPa]時(shí)，很難使該組織包含不小于95％的珠光體組織。因此，當(dāng)該組織包含珠光體組織時(shí)，抗拉強(qiáng)度被規(guī)定如下不小于261＋1,010×(C質(zhì)量％)－140MPa和不大于261＋1,010×(C質(zhì)量％)＋240MPa在使熱軋后的鋼組織包含貝氏體組織的情況下，為了提高疲勞特性要求該組織包含至少70％的貝氏體組織。以下說(shuō)明本發(fā)明的生產(chǎn)方法。對(duì)本發(fā)明具有上述化學(xué)組成并含有上述范圍非金屬來(lái)雜物的鋼進(jìn)行熱軋，以獲得直徑為不小于4.0mm和不大于7.0mm的盤條。該盤條直徑是等圓直徑，而實(shí)際橫截面形狀可能是多面體如圓、橢圓和三角形中的任一種。當(dāng)確定該盤條直徑小于4.0mm時(shí)，生產(chǎn)率明顯降低。此外，當(dāng)該線材直徑超過(guò)7.0mm時(shí)，在受控冷卻中不能得到足夠的冷卻速率。因此，將該盤條直徑規(guī)定為不大于7.0mm。拉拔這種熱軋鋼絲條以獲得直徑為1.1～2.7mm的鋼絲。當(dāng)確定該鋼絲直徑不大于1.0mm時(shí)，在拉拔的鋼絲中產(chǎn)生裂紋。由于這種裂紋對(duì)隨后的加工產(chǎn)生有害影響，故將該鋼絲直徑規(guī)定為不小于1.1mm。此外，當(dāng)拉拔鋼絲具有不小于2.7mm的直徑時(shí)，在確定最終產(chǎn)品的鋼絲直徑不大于0.4mm的情況下拉拔鋼絲后不能得到鋼絲的足夠延伸性。因此，將最終韌化處理前的鋼絲直徑規(guī)定為不大于2.7mm。此時(shí)，可以通過(guò)拉拔或通過(guò)輥輪拉絲模拉拔鋼絲。當(dāng)該鋼絲被加工到具有不小于3.4和不大于4.2的實(shí)際應(yīng)力時(shí)，通過(guò)韌化處理將抗拉強(qiáng)度調(diào)整到(530＋980×C％)MPa的鋼絲顯示出最佳的強(qiáng)度一延伸性平衡。當(dāng)鋼絲具有抗拉強(qiáng)度不大于{(530＋980×C質(zhì)量％)－50}MPa時(shí)，在鋼絲拉拔后不能得到足夠的抗拉強(qiáng)度。當(dāng)鋼絲具有抗拉強(qiáng)度不小于{(530＋980×C質(zhì)量％)＋50}MPa時(shí)，盡管鋼絲具有高強(qiáng)度，但在珠光體組織中產(chǎn)生大量的貝氏體組織。因此，出現(xiàn)以下缺點(diǎn)在鋼絲拉拔期間加工硬度比降低；在相同斷面縮減率下所得強(qiáng)度降低；延伸性也降低。從而，要求通過(guò)韌化處理將該鋼絲的抗拉強(qiáng)度調(diào)整到{(530＋980×C質(zhì)量％)±50}MPa內(nèi)?？梢酝ㄟ^(guò)干拔或者濕拔或者通過(guò)這些方法的聯(lián)合方法來(lái)生產(chǎn)鋼絲。為了使拉模磨損在鋼絲拉拔期間盡可能的小，要求對(duì)鋼絲進(jìn)行鍍敷。雖然從經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)的觀點(diǎn)來(lái)看最好鍍敷如黃銅層、Cu層和Ni層。但也可以應(yīng)用另一種鍍敷技術(shù)。當(dāng)鋼絲進(jìn)行濕拔具有實(shí)際應(yīng)變不小于(-1.43×logD＋3.09)時(shí)，強(qiáng)度變得過(guò)高，結(jié)果疲勞特性變差。當(dāng)鋼絲進(jìn)行濕拔具有實(shí)際應(yīng)變不大于(-1.43×logD＋2.49)時(shí)，不能得到不小于3,500MPa的強(qiáng)度。當(dāng)鋼絲的拉抗強(qiáng)度超過(guò)(-1,590×logD＋3,330)時(shí)，該鋼絲變脆而且很難進(jìn)一步加工。因此，要求將該鋼絲的抗拉強(qiáng)度調(diào)整到不大于(-1,590×logD＋3,330)。當(dāng)通過(guò)上述生產(chǎn)步驟生產(chǎn)具有0.15～0.4mm的等圓直徑鋼絲時(shí)，所得鋼絲在許多情況下具有足夠承受絞合期間搓捻的延伸性。因此，生產(chǎn)具有優(yōu)良疲勞特性的單根鋼絲簾線或多股鋼絲簾線成為可能。另外，當(dāng)鋼絲進(jìn)行濕拔以具有實(shí)際應(yīng)變不小于(-1.23×logD＋4.00)時(shí)，其強(qiáng)度變得過(guò)高，結(jié)果使其疲勞特性變差。此外，當(dāng)鋼絲進(jìn)行濕拔以具有實(shí)際應(yīng)變不大于(-1.23×logD＋3.00)時(shí)，不能得到不小于4,000MPa的強(qiáng)度。通過(guò)若干生產(chǎn)步驟來(lái)生產(chǎn)0.02～0.15mm等圓直徑的鋼絲能夠得到具有長(zhǎng)期疲勞壽命的鋼絲。根據(jù)以下實(shí)施例來(lái)詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1從LD轉(zhuǎn)爐放出鋼水，并通過(guò)二次精煉進(jìn)行化學(xué)組成調(diào)整使鋼水具有表1所列的化學(xué)組成。通過(guò)連續(xù)澆鑄將該鋼水澆注成300×500mm的鑄鋼。進(jìn)一步將該扁鋼坯軋制成坯段。熱軋?jiān)撆鞫尾⑦M(jìn)行受控制冷卻以得到5.5mm直徑的盤條。按照反時(shí)效冷卻(Stalemorecooling)來(lái)進(jìn)行冷卻控制。所得鋼盤條進(jìn)行鋼絲拉拔和中間韌化處理，以得到1.2～2.0mm直徑的鋼絲(參看表2和表3)。表1<>備注*compsn.＝組成表2表3將所得鋼絲加熱到900℃，在550～600℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行最終韌化處理以調(diào)整該組織和抗拉強(qiáng)度、鍍敷黃銅，并進(jìn)行最終濕拔鋼絲。表2和表3示出了韌化處理時(shí)的鋼絲直徑、韌化處理后的抗拉強(qiáng)度和在生產(chǎn)每種鋼絲中進(jìn)行拉拔鋼絲后的最終鋼絲直徑。通過(guò)抗拉試驗(yàn)、搓捻試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)鋼絲的特性。表4<p><p>通過(guò)Hunter疲勞試驗(yàn)測(cè)量鋼絲疲勞強(qiáng)度來(lái)評(píng)價(jià)表4中所列鋼絲的疲勞特性，用以下符號(hào)表示疲勞強(qiáng)度至少是抗拉強(qiáng)度的0.33倍，○疲勞強(qiáng)度至少是抗拉強(qiáng)度的0.3倍，以及×疲勞強(qiáng)度小于抗拉強(qiáng)度的0.3倍。此外，通過(guò)Hunter疲勞試驗(yàn)來(lái)測(cè)量疲勞強(qiáng)度，將在重復(fù)循環(huán)多達(dá)106次的循環(huán)疲勞試驗(yàn)中鋼絲不會(huì)斷裂的強(qiáng)度定義為疲勞強(qiáng)度。表中1～12號(hào)鋼是本發(fā)明鋼，13～17號(hào)鋼是對(duì)比鋼。對(duì)比鋼13的化學(xué)組成在本發(fā)明的范圍以外，但是通過(guò)相同方法而生產(chǎn)的。對(duì)比鋼14的化學(xué)組成在本發(fā)明的范圍以內(nèi)。然而，鑄鋼中非金屬夾雜物的一致性比本發(fā)明鑄鋼中非金屬夾雜物的一致性低。除了該一致性以外，生產(chǎn)鋼絲的方法與本發(fā)明的方法相同。對(duì)比鋼15具有本發(fā)明鋼相同的化學(xué)組成和非金屬夾雜物組成，但在熱軋后的受控冷卻中產(chǎn)生了初始滲碳體。對(duì)比鋼16具有本發(fā)明鋼相同的化學(xué)組成和非金屬夾雜物組成。然而，鋼絲經(jīng)最終韌化處理的抗拉強(qiáng)度超過(guò)了本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的抗拉強(qiáng)度。對(duì)比鋼17具有本發(fā)明鋼相同的化學(xué)組成和非金屬夾雜物組成。然而，在最終韌化處理后鋼絲拉拔的斷面縮減率大于本發(fā)明的斷面縮減率。另一方面，在對(duì)比鋼13中，由于化學(xué)組成不同于本發(fā)明的鋼，因此不能得到不小于4,000MPa的強(qiáng)度。在對(duì)比鋼14中，雖然得到了不小于4,000MPa的強(qiáng)度，但鑄鋼中非金屬夾雜物的組成不同于本發(fā)明鋼中的非金屬夾雜物組成。結(jié)果，鋼絲斷裂的數(shù)量大，因而得不到良好的疲勞特性。在對(duì)比鋼15中，由于在熱軋后產(chǎn)生了初始滲碳體，因而無(wú)法生產(chǎn)成品鋼絲。在對(duì)比鋼16中，由于在最終韌化處理后的抗拉強(qiáng)度過(guò)度，最終鋼絲的疲勞強(qiáng)度變差，也不能得到良好的結(jié)果。在對(duì)比鋼17中，由于在最終濕拔鋼絲中斷面縮減率變得過(guò)高，從而使最終鋼絲的疲勞特性變壞，也不能得到良好的結(jié)果。實(shí)施例2表5列出了本發(fā)明鋼絲和對(duì)比鋼絲的化學(xué)組成。通過(guò)表6和表7所示步驟對(duì)表5所示化學(xué)組成的鋼盤條進(jìn)行拉拔和韌化處理，以得到0.02～4.0mm直徑的鋼絲。表5<tablesid="table5"num="005"><tablewidth="637">化學(xué)組成(％)CSiMnCrNiCuPSAl本發(fā)明鋼180.720.200.49---0.0120.0080.001190.820.200.49---0.0150.0070.001200.820.200.330.20--0.0100.0060.001210.820.200.300.100.050.050.0110.0100.001220.870.200.300.10-0.100.0120.0080.001230.981.200.300.20--0.0160.0080.002240.821.000.80---0.0140.0060.001250.870.490.330.28--0.0110.0090.001260.920.200.300.22-0.220.0120.0070.001270.920.300.200.25--0.0120.0080.001280.920.200.330.22--0.0140.0030.001290.920.390.480.10--0.0080.0040.OO1300.960.190.32-0.80-0.0090.0030.002310.960.190.310.21--0.0060.0050.002320.980.300.32--0.200.0070.0050.002330.980.200.31--0.800.0060.0050.002341.020.210.200.100.10-0.0080.0030.002351.020.210.20-0.100.100.0070.0030.002361.060.190.31-0.10-0.0070.0040.002371.060.190.310.15--0.0080.0030.002380.981.200.300.20--0.0120.0050.001390.981.200.300.20--0.0130.0060.001對(duì)比鋼4O0.820.210.50---0.0090.0030.002410.920.200.330.22--0.0100.0030.001420.920.200.330.22--0.0100.0030.001430.920.200.330.22--0.0100.0030.001440.920.200.330.22--0.0100.0030.001</table></tables>表6表6(續(xù))表7p><p>表6列出了所用熱軋鋼盤條中非金屬夾雜物縱橫比的一致性。表7列出了根據(jù)表6所示步驟制備的最終鋼絲中非金屬夾雜物縱橫比的一致性。從這些表中可以看出，當(dāng)在本發(fā)明鋼18和39的任一熱軋鋼盤條中至少70％的非金屬夾雜物具有至少為4的縱橫比時(shí)，在最終鋼絲具有至少2,800～1,200×logD(MPa)抗拉強(qiáng)度的條件下，在最終鋼絲中至少有70％的非金屬夾雜物的縱橫比不小于10。對(duì)這些鋼絲進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果示于表7。當(dāng)鋼絲直徑不大于1mm時(shí)，使用Hunter疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。當(dāng)鋼絲直徑超過(guò)1mm時(shí)，使用Nakamura型疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。用抗拉強(qiáng)度除所得疲勞極限即可得到用以下符號(hào)表示的數(shù)值當(dāng)該數(shù)值不小于0.3時(shí)用符號(hào)○表示，或者當(dāng)該數(shù)值小于0.3時(shí)用符號(hào)×表示。本發(fā)明鋼絲18～39全部被調(diào)整到本發(fā)明的范圍內(nèi)。在對(duì)比鋼絲40～44中非金屬夾雜物的形態(tài)不同于本發(fā)明鋼絲中非金屬夾雜物的形態(tài)。本發(fā)明的鋼能夠得到具有不小于2,800～1,200logD(MPa)抗拉強(qiáng)度和優(yōu)良疲勞特性的鋼絲。雖然對(duì)比鋼絲的抗拉強(qiáng)度等于本發(fā)明鋼絲的抗拉強(qiáng)度，但同本發(fā)明相比其疲勞特性較差。實(shí)施例3從LD轉(zhuǎn)爐放出鋼水，進(jìn)行二次精煉使該鋼的化學(xué)組成被調(diào)整到如表8所示。通過(guò)連續(xù)澆鑄將該鋼水澆注成300×500mm的鑄鋼。表8將該扁鋼坯進(jìn)一步軋成坯段。熱軋?jiān)撆鞫我缘玫?.0～7.0mm直徑的鋼盤條，對(duì)其進(jìn)行受控冷卻。按照反時(shí)效冷卻來(lái)進(jìn)行冷卻控制。對(duì)該鋼盤條進(jìn)行拉拔和中間韌化處理。以得到1.2～2.0mm(參看表9和表10)直徑的鋼絲。表9表10然后對(duì)該鋼絲進(jìn)行最終韌化處理以調(diào)整組織和抗拉強(qiáng)度，進(jìn)行鍍敷和最終濕拔。表9和表10列出了韌化處理時(shí)的鋼絲直徑、韌化處理后的抗拉強(qiáng)度和最終鋼絲直徑。通過(guò)抗拉試驗(yàn)、搓捻試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)這些鋼絲的特性。通過(guò)Hunter疲勞試驗(yàn)測(cè)量鋼絲的疲勞強(qiáng)度來(lái)評(píng)價(jià)表11中鋼絲的疲勞特性，用以下符號(hào)表示該疲勞強(qiáng)度不小于抗拉強(qiáng)度的0.33倍，○疲勞強(qiáng)度不小于抗拉強(qiáng)度的0.3倍，×該疲勞強(qiáng)度小于抗拉強(qiáng)度的0.3倍。表11此外，將在重復(fù)循環(huán)多達(dá)106次的循環(huán)疲勞試驗(yàn)中鋼絲不會(huì)斷裂的強(qiáng)度定義為Hunter疲勞試驗(yàn)的疲勞強(qiáng)度(參看表7)。表中45～55號(hào)鋼是本發(fā)明鋼，而56～60號(hào)鋼是對(duì)比鋼。對(duì)比鋼56的化學(xué)組成在本發(fā)明的范圍以外，但是用相同方法生產(chǎn)的。對(duì)比鋼57的化學(xué)組成在本發(fā)明的范圍內(nèi)。然而，鑄鋼中非金屬夾雜物組成的一致性比本發(fā)明鑄鋼中非金屬夾雜物組成的一致性低。除了夾雜物組成的一致性以外，生產(chǎn)鋼絲的方法與本發(fā)明方法相同。對(duì)比鋼58的化學(xué)組成和非金屬夾雜物組成與本發(fā)明鋼的化學(xué)組成和非金屬夾雜物組成相同。但在熱軋后的受控冷卻中產(chǎn)生了初始滲碳體。對(duì)比鋼59具有與本發(fā)明鋼相同的化學(xué)組成和非金屬夾雜物組成。然而，經(jīng)過(guò)最終韌化處理的鋼絲的抗拉強(qiáng)度比通過(guò)本發(fā)明方法得到的鋼絲的抗拉強(qiáng)度高。對(duì)比鋼60具有與本發(fā)明鋼相同的化學(xué)組成和非金屬夾雜物組成。然而，在最終韌化處理后的鋼絲拉拔中的斷面縮減率大于本發(fā)明鋼絲拉拔中的斷面縮減率。從表11可顯然看出，使用本發(fā)明鋼生產(chǎn)的任一種鋼絲都具有不小于3,500MPa的強(qiáng)度和優(yōu)良的疲勞壽命。另一方面，在對(duì)比鋼56中，由于C含量低于0.90％，鋼的化學(xué)組成不同于本發(fā)明鋼的化學(xué)組成。結(jié)果，不能得到不小于3,500MPa的強(qiáng)度。在對(duì)比鋼57中，雖然獲得了不小于3,500MPa的強(qiáng)度，但鑄鋼中非金屬夾雜物組成不同于本發(fā)明鋼中的非金屬夾雜物組成。結(jié)果，不能獲得良好的疲勞特性。在對(duì)比鋼58中，由于在熱軋后產(chǎn)生了初始滲碳體，在鋼絲生產(chǎn)過(guò)程中多次發(fā)生鋼絲斷裂。結(jié)果，不能獲得成品鋼絲。在對(duì)比鋼59中，由于最終韌化處理后所得抗拉強(qiáng)度過(guò)高，最終鋼絲的疲勞特性變差，不能得到良好的結(jié)果。在對(duì)比鋼60中，由于在最終濕拔鋼絲時(shí)，斷面的縮減率過(guò)大，使成品鋼絲的疲勞特性變差，并因此不能獲得良好的效果。工業(yè)應(yīng)用如上述實(shí)施例所述，在以下知識(shí)的基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明，即沉淀相和非金屬夾雜物的平均組成應(yīng)該具有低熔點(diǎn)，以及應(yīng)該將非金屬夾雜物的組成進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明考慮的組成來(lái)調(diào)整到特定范圍。本發(fā)明獲得了在鋼盤條中縱橫比不小于4而在拉拔鋼絲中縱橫比不小于10的非金屬夾雜物，換言之，即獲得了極好可加工性的非金屬夾雜物。結(jié)果，能夠獲得高強(qiáng)度鋼盤條和具有高強(qiáng)度、高延伸性以及高抗拉強(qiáng)度與優(yōu)良疲勞特性最佳平衡的高強(qiáng)度拉拔鋼絲。權(quán)利要求1.一種高強(qiáng)度的熱軋鋼盤條、它包含(按質(zhì)量％)0.7～1.1％的C、0.1～1.5％的Si、0.1～1.5％的Mn、不大于0.02％的P、不大于0.02％的S，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)，它含有的不少于80％的非金屬夾雜物包含4～60％的CaO＋MnO、22～87％的SiO2和0～46％的Al2O3，它的熔點(diǎn)不高于1,500℃。2.一種高強(qiáng)度的熱軋鋼盤條，它包含(按質(zhì)量％)0.7～1.1％的C、0.1～1.5％的Si、0.1～1.5％的Mn、不大于0.02％的P、不大于0.02％的S、不大于0.3％的Cr、不大于1.0％的Ni、不大于0.8％的Cu，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)，它含有的不少于80％的非金屬夾雜物包含4～60％的CaO＋MnO、22～87％的SiO2和0～46％的Al2O3，它熔點(diǎn)不高于1,500℃。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的高強(qiáng)度熱軋鋼盤條，其中該盤條的組織包含不少于95％的珠光體組織。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的高強(qiáng)度熱軋鋼盤條，其中該盤條的組織包含不少于70％的貝氏體組織。5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)的高強(qiáng)度熱軋鋼盤條，其中該盤條具有不少于261＋1，010×(C質(zhì)量％)—140MPa和不大于261＋1，010×(C質(zhì)量％)＋240MPa的抗拉強(qiáng)度。6.一利疲勞特性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼絲，它包含(按質(zhì)量％)0.7～1.1％的C、0.1～1.5％的Si、0.1～1.5％的Mn、不大干0.02％的P、不大于0.02％的S，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)，它含有的不少于80％的非金屬夾雜物包含4～60％的CaO＋MnO、22～87％的SiO2和0～46％的Al2O3，它的熔點(diǎn)不高于1500℃，不少于70％的非金屬夾雜物具有不少于10的縱橫比。7.一種高強(qiáng)度的鋼絲，它包含(按質(zhì)量％)0.7～1.1％的C、0.1～1.5％的Si、0～1.5％的Mn、不大于0.02％的P、不大于0.02％的S、不大于0.3％的Cr、不大于1.0％的Ni、不大于0.8％的Cu，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)。它含有的不少于80％的非金屬夾雜物包含4～60％的CaO＋MnO、22～87％的SiO2和0～46％的Al2O3，它的熔點(diǎn)不高于1,500℃，不少于70％的非金屬夾雜物具有不少于10的縱橫比。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的疲勞特性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼絲，其中該鋼絲的組織包含不少于95％的珠光體組織。9.根據(jù)權(quán)利要求6或7的疲勞特性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼絲，其中該鋼絲的組織包含不少于70％的貝氏體組織。全文摘要本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度鋼盤條和疲勞特性優(yōu)良的高強(qiáng)度鋼絲，它們用于高強(qiáng)度與高延伸性的高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲以及高強(qiáng)度的鋼絲等；該高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼絲用于鋼絲簾線、鋼帶以及鋼筋橡皮與有機(jī)材料如輪胎、皮帶和軟管；該鋼絲用于鋼絲繩和PC(預(yù)應(yīng)力混凝土)鋼絲。本發(fā)明鋼包含(按質(zhì)量％)0.7～1.1％的C0.1～1.5％的Si、0.1～1.5％的Mn、不大于0.02％的P、不大于0.02％的S，其它是Fe和不可避免的雜質(zhì)，它含有的不少于80％的非金屬夾雜物包含4～60％的CaO+MnO、22～87％的SiO文檔編號(hào)C22C38/00GK1126501SQ94192615公開(kāi)日1996年7月10日申請(qǐng)日期1994年10月5日優(yōu)先權(quán)日1994年3月28日發(fā)明者西田世紀(jì),中島潤(rùn)二,芹川修道,落合征雄申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社