拉伸性优异的高强度线材和高强度钢丝及线材的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使用于轮胎帘布、锯丝（sawwire)的线材和钢丝，更为具体地，涉 及一种拉伸性优异的高强度线材和高强度钢丝及线材的制造方法。
【背景技术】
[0002] 轮胎帘布、锯丝等因其使用特性，需要具备高强度、高延展性等机械特性。例如，将 高强度钢丝使用于作为轮胎帘布的一种的钢丝帘线时，能够大幅提高其疲劳寿命和行驶安 全性。
[0003] 为此，可适用于轮胎帘布、锯丝等的钢丝需具有优异的强度及用于确保其强度的 拉伸性。
[0004] 目前为止的高强度钢丝的组织一般为珠光体。将所述珠光体组织用作高强度钢丝 的理由是，与其他组织不同，在施加拉伸加工时表现出强度指数增加的倾向。为此，目前为 止的高强度钢丝是基于所述珠光体组织，并通过添加合金元素（例如C、Cr等）或增加拉伸 加工量（增加总的减面量、每道次的减面量等）来制造高强度钢丝。但是，当所添加的C、 Cr等的合金元素的含量过多时，会出现转变完成的时间变长，或者，在晶界形成先共析渗碳 体的问题，拉伸加工量对钢丝的合金元素和强度的依赖性高，并且从目前加工技术考虑，可 进行的拉伸加工量存在一定的限度，因此存在无法增加加工量或无法具有大的加工量的问 题。
【发明内容】
[0005] (一）要解决的技术问题
[0006] 本发明的一个方面要提供一种拉伸性优异的高强度线材，通过控制合金成分及实 施两个阶段的热处理，形成由铁素体和马氏体组成的二相组织，由此提供拉伸性优异的高 强度线材。
[0007] 本发明的另一个方面要提供一种拉伸性优异的高强度线材的制造方法，通过控制 合金成分及实施两个阶段的热处理，形成由铁素体和马氏体组成的二相组织，由此提供拉 伸性优异的高强度线材的制造方法。
[0008] 本发明的又一个方面要提供一种高强度钢丝，其利用本发明的拉伸性优异的高强 度线材。
[0009] (二）技术方案
[0010] 根据本发明的一个方面，提供一种拉伸性优异的高强度线材，所述高强度线材，以 重量％计，由 C :0· 05 ~0· 1%、Si :0· 5 ~L 5%、Mn :1. 0 ~2. 0%、B :0· 001 ~0· 003%、 Ti :0. 001~0. 01%、P :0. 03%以下、S :0. 03%以下、N :0. 002%以下、余量Fe及其它不可 避免的杂质组成，以面积分数计，微细组织包含34~42%的马氏体和余量的铁素体。
[0011] 根据本发明的另一个方面，提供一种拉伸性优异的高强度线材的制造方法，包 括以下步骤：通过热乳钢板来得到线材，所述钢板，以重量％计，由C :0. 05~0. 1%、Si : 0· 5 ~I. 5%、Mn :1. O ~2· 0%、B :0· OOl ~0· 003%、Ti :0· OOl ~0· 01%、P :0· 03% 以下、 S :0. 03%以下、N :0. 002%以下、余量Fe及其它不可避免的杂质组成；进行一次热处理，通 过加热所述线材使其全部奥氏体化，然后通过冷却使所形成的所述奥氏体转变为马氏体； 进行二次热处理，通过加热使经过一次热处理的所述线材具有奥氏体与铁素体的混合组 织，并通过冷却使其具有马氏体与铁素体的混合组织。
[0012] 根据本发明的又一个方面，提供一种抗张强度优异的高强度钢丝，所述高强度 钢丝，以重量％计，由 C :0· 05 ~0· 1 %、Si :0· 5 ~L 5%、Mn :L 0 ~2. 0%、B :0· 001 ~ 0· 003%、Ti :0· 001 ~0· 01%、P :0· 03% 以下、S :0· 03% 以下、N :0· 002% 以下、余量 Fe 及 其它不可避免的杂质组成，以面积分数计，微细组织包含34~42%的马氏体和余量的铁素 体。
[0013] 同时，上述的解决问题的方法并没有列举本发明的所有特征。本发明的各特征和 所述各特征所具有的优点及效果，可参照下面的具体实施例更为详细地理解。
[0014] (三）有益效果
[0015] 根据本发明，可提供一种通过控制合金成分及两个阶段的热处理，使其在拉伸加 工时具有优异的拉伸性的高强度线材，而且提供一种利用所述线材的具有优异的抗张强度 的高强度钢丝。
【附图说明】
[0016] 图1是示出随着B的添加，先共析铁素体和铁素体的形成时点延迟的模式图。
[0017] 图 2 是利用 Thermo-Calc.来测量的 0· 08C-1. 2Si-l. 5Μη-0· 0019B-0. 008Ti-0. 00 2N组分体系的平衡状态图。
[0018] 图3是示出实施了在900°C的温度下进行保持并冷却的一次热处理步骤后，在中 心部形成的马氏体组织的SEM图片。
【具体实施方式】
[0019] 为了得到拉伸性优异的线材及钢丝，本发明人进行了研究和实验，结果确认，通过 在低碳钢中添加 B及两个阶段的热处理来将微细组织控制成铁素体和马素体的二相组织 (Dual Phase)，从而能够生产出拉伸性优异的高强度线材及利用该高强度线材的高强度钢 丝，本发明是在上述研究结果的基础上完成的。
[0020] 以下，对本发明的线材及钢丝的组成进行详细说明。此时，成分元素的含量均表示 重量％。
[0021] C (碳）：0.05 ~0· 1%
[0022] C是用于确保材料强度而添加的元素，其用于马氏体的形成。当添加的所述C含量 小于0. 05%时，由于形成的马氏体的含量少，难以确保目标强度，当所述C含量超过0. 1 % 时，在三相点（triple point)界面点上容易形成块状马氏体，由于马氏体内的碳含量多，发 生脆性破坏的可能性大，因此，优选地，将所述C含量限制在0. 05~0. 1 %，更优选地，限制 在 0· 07 ~0· 1%。
[0023] Si(硅）：0· 5 ~1. 5%
[0024] Si是作为稳定铁素体而添加的元素，例如，添加 0. 1%的Si能够提高强度14~ 16MPa左右。并且，对二相区域进行热处理时，Si存在于铁素体与奥氏体的晶界，因此，具 有防止奥氏体的形状变成块状的作用。当Si含量小于0.5%时，奥氏体的界面形状变得 不均匀，难以确保针状马氏体，当Si含量大于1. 5 %时，会形成厚的铁橄榄石（Fayalite， Fe2SiO4)氧化皮层，因此，优选地，将所述Si含量限制在0. 5~1. 5%。
[0025] Mn(锰）：1.0 ~2.0%
[0026] Mn是稳定奥氏体的元素，由于添加了 0. 05~0. 1%的C，因此Mn是为了提高淬透 性而添加。当添加的Mn含量小于1.0%时，进行水冷淬火时难以充分地（fully)形成马氏 体，当添加的Mn含量为2.0%以上时，形成严重的中心Mn偏析区，其导致在拉伸过程中造成 断线的问题，因此，优选地，将所述Mn含量限制在I. 0~2. 0%。
[0027] B(硼）：0· 001 ~0· 003%
[0028] B是为防止形成先共析铁素体和铁素体而添加的。由于C的范围为0.05~0. 1%， 形成先共析铁素体和铁素体的可能性大，因此通过添加 B，在连续冷却时延迟（图1)铁素体 形成的时点来抑制形成先共析铁素体和铁素体。当所述B的添加量小于0. 001%时，不会产 生所述效果，当所述B的添加量超过0. 003%时，存在晶界过偏析及在晶粒间析出BC或BN 等的问题，因此，优选地，将所述B的含量限制在0. 001~0. 003 %，更为优选地，将所述B的 含量限制在〇· 0015~0· 0025%。
[0029] Ti (钛）：0· 001 ~0· 01 %
[0030] Ti是与N的结合力强的元素，因此，添加 Ti的目的在于，通过形成氮化钛（TiN)来 抑制BN的形成