專利名稱：：球化處理后的冷鍛性優(yōu)良的熱軋線材、具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲、以及它...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及對螺栓、螺母、螺釘、齒輪、工作線圈、以及其它機械部件通過冷鍛等冷加工進行制造時，冷加工前能夠縮短對坯料實施的球化退火時間、且球化處理后的冷加工性優(yōu)良的熱軋線材、具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理鋼絲、以及它們的制造方法。本申請對2005年2月16日申請的日本國專利申請第2005-039498號以及2005年5月10日申請的日本國專利申請第2005-137344號主張優(yōu)先權(quán)，在此援引其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
：冷加工(冷態(tài)鍛造)，由于生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸精度優(yōu)良、鋼材的成材率良好，所以可在廣泛的領(lǐng)域利用。供給這樣冷鍛的鋼材，由于局部受很大的變形，因此要求低抗拉強度和高延性(高的冷鍛性)。這是由于在鋼材的冷加工性(冷鍛性)不良的情況下，由材料裂紋而造成的不合格品的發(fā)生或出現(xiàn)工模具的破損等而導(dǎo)致經(jīng)濟性不良的緣故。正因為如此，作為使冷鍛性提高的策略之一，是實施球化退火(以下，稱球化退火前的鋼材為"熱軋線材"，稱球化退火后的鋼材為"鋼絲")。球化退火是將熱軋線材中的碳化物球狀化，使其微細且均勻地分散，由此使冷加工性、易切削性、以及最終產(chǎn)品的耐磨性得以提高。但是，球化退火一般要1020小時的處理時間，從生產(chǎn)率的提高和減低能源成本的觀點出發(fā)，要求短時間化。但是，在對用于實施球化退火的時間進行縮短的情況下，具有作為球化處理(退火)后的基本特性的優(yōu)良的冷加工性是必要條件。關(guān)于熱軋線材的球化退火的短時間化的技術(shù)，目前為止已進行各種各樣的幵發(fā)，例如專利文獻l中，曾經(jīng)提出將球化處理前的組織變成單一的貝氏體組織的方法。該項技術(shù)通過將球化處理前的組織變成單一的貝氏體組織，促進滲碳體的球化且謀求短時間化。另一方面，以下的專利文獻2中公開了先析出鐵素體分數(shù)為530體積％、其余組織為貝氏體主體、且貝氏體的板條間隔的平均值為0.3inn以上這樣的手段。由此，球化處理后的加工性能的提高、以及變形抗力的提高是可能的。并且，關(guān)于冷鍛時的加工性能的提高和變形抗力的降低的技術(shù)，迄今提出過各種各樣的方案(例如參照專利文獻3)。專利文獻3曾經(jīng)公開具有以下特征的鋼絲。(1)從線徑的表面開始的1025%的區(qū)域內(nèi)的鐵素體的平均粒徑為25.5um、(2)長軸直徑為3um以下且(長軸直徑/短軸直徑)表示的縱橫比為3以下的滲碳體為全部滲碳體的70%以上、(3)在上述區(qū)域的更內(nèi)部，鐵素體以及珠光體組織的合計為80體積％以上。通過具有以上的要件，在熱軋狀態(tài)就能夠?qū)崿F(xiàn)變形抗力減低、且具有充分變形能力的鋼絲。然而，根據(jù)專利文獻l所述的技術(shù)，盡管可以達成球化退火的短時間化，但對單一貝氏體組織來說，在球化處理的后冷加工時的變形抗力變高、工模具壽命降低的問題仍然不能解決。專利文獻2中所述的技術(shù)，由于通過在熱軋后的熱處理中施以緩冷來實現(xiàn)該組織，因此導(dǎo)致生產(chǎn)率的降低和成本升高。并且，在貝氏體分數(shù)過剩的情況下，也存在球化處理后的冷加工時的變形抗力變高的問題。專利文獻3中所述的技術(shù)，由于從表面開始的25%以內(nèi)的內(nèi)面部位，鐵素體和珠光體組織占80體積°/。以上，因此起因于滲碳體不均勻分散(不是等間距的配置)的加工性能的降低令人擔(dān)心。而且，由于在熱軋工序?qū)嵤┑蜏剀堉?、然后實施緩冷處理，因此?dǎo)致能源成本的增加或生產(chǎn)率的降低。專利文獻1:特開昭60-9832號公報專利文獻2:特開2001-89830號公報專利文獻3:特開2000-192148號公報
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述各個問題而提出的，其目的在于提供能實現(xiàn)縮短球化退火時間、提高球化處理后的加工性能以及降低變形抗力的熱軋線材；和能夠謀求提高冷鍛時的加工性能、且具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲；以及它們的制造方法。本發(fā)明達成了上述的目的，其要旨如下。本發(fā)明的球化處理后的冷鍛性優(yōu)良的熱軋線材，以質(zhì)量％計至少含有C:0.0050.6%、Fe以及不可避免的雜質(zhì)，滿足偽珠光體為10體積%以上、貝氏體為75體積％以下、鐵素體為60體積％以下、(偽珠光體的體積％+貝氏體的體積％+鐵素體的體積％)》90體積％的關(guān)系。上述球化處理后的冷鍛性優(yōu)良的熱軋線材，也可以以質(zhì)量％計進一步含有Si:0.50%以下、Mn:0.201.00%、Al:0.010.06%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、N:0.01%以下。也可以以質(zhì)量°/。計進一步含有選自Cr:1.5。/。以下、Mo:0.50%以下、Ni:1.00%以下、V:0.50%以下、B:0.0050%以下、Ti:0.05%以下之中的l種以上的元素。本發(fā)明的球化處理后的冷鍛性優(yōu)良的熱軋線材的制造方法是對以質(zhì)量％計至少含有C:0.0050.6%、Fe以及不可避免的雜質(zhì)的鋼進行熱軋，在上述熱軋中，軋制上述鋼成為軋材，將上述軋材在7501000。C進行巻取，從7501000。C的上限溫度至400550。C的下限溫度以20°C/sec以上的冷卻速度進行冷卻，在40055(TC保持20秒鐘以上，完成等溫相變后冷卻到室溫，制造出上述球化處理后的冷鍛性優(yōu)良的熱軋線材。本發(fā)明的具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲，以質(zhì)量％計至少含有C:0.0050.6%、Fe以及不可避免的雜質(zhì)，具有將滲碳體間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以上述滲碳體間距離的平均值而得到的數(shù)值為0.50以下的組織。上述具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲所含有的滲碳體，也可以具有長軸直徑除以短軸直徑得到的值即縱橫比為1.50以下的形狀。以質(zhì)量％計含有Si:0.50。/。以下、Mn:0.201.00。/。、Al:0.010.06。/0、P:0.02%以下、S:0.02%以下、N:0.01°/。以下、也可以以質(zhì)量％計進一步含有選自Cr:1.50%以下、Mo:0.50%以下、Ni:1.00%以下、V:0.50%以下、B:0.0050%以下、Ti:0.05%以下之中的1種以上的元素。本發(fā)明的具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲的制造方法是對以質(zhì)量％計至少含有C:0.0050.6%、Fe以及不可避免的雜質(zhì)的鋼進行熱軋，在上述熱軋中，軋制上述鋼成為軋材，將上述軋材在7501000。C進行巻取，從7501000。C的上限溫度至40055(TC的下限溫度以20。C/sec以上的冷卻速度進行冷去卩，在400550。C保持20秒鐘以上，完成等溫相變后冷卻到室溫，制成熱軋線材，接著對上述熱軋線材進行球化退火，制造出上述具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲。在上述具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲的制造方法中，上述球化退火的保溫時間也可以為5小時以內(nèi)。上述鋼以質(zhì)量％計含有Si:0.50。/。以下、Mn:0.201.00。/。、Al:0.010.06%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、N:0.01%以下，也可以以質(zhì)量。/o計進一步含有選自Cr:1.5%以下、Mo:0.50%以下、Ni:1.00%以下、V:0.50%以下、B:0.0050%以下、Ti:0.05%以下之中的1種以上的元素?？梢赃M行在上述球化退火之前將上述熱軋線材以40%以下的減面率進行粗拔絲的工序、以及在上述球化退火后將上述球化退火處理的鋼絲以20%以下的減面率進行精拔絲的工序中的任何一個工序，或者兩個工序都進行。根據(jù)本發(fā)明的熱軋線材，即使縮短球化退火時間，也能得到優(yōu)良的冷鍛性。因此，可以縮短球化退火時間，且球化處理后能夠?qū)崿F(xiàn)加工性能的提高和變形抗力的減低。并且，由于將偽珠光體和貝氏體以及鐵素體的體積％規(guī)定在理想的范圍內(nèi)，因此能夠獲得加工性能和變形抗力的平衡，能夠?qū)崿F(xiàn)球化處理后可發(fā)揮優(yōu)良的冷鍛性的熱軋線材。根據(jù)本發(fā)明的熱軋線材的制造方法，通過在理想溫度和條件下進行巻取、冷卻，且使其完成等溫相變，可以縮短球化退火時間，且球化處理后能夠達成加工性能的提高和變形抗力的減低，能夠制造球化處理后可發(fā)揮優(yōu)良的冷鍛性的熱軋線材。根據(jù)本發(fā)明的球化退火處理的鋼絲，冷鍛時鐵素體與滲碳體之間的界面的位錯聚集可以減輕、沒有應(yīng)力集中，且不容易破裂。由此，能夠達成冷鍛時的加工性能的提高和變形抗力的減低，能夠謀求冷鍛時的加工性能的提高。并且，在以上述的含量含有Si、Mn、Al、P、S、N，進而以上述的含量含有選自Cr、Mo、Ni、V、B、Ti之中的1種以上的元素的情況下，能夠使淬透性和冷鍛的強度進一步提高。根據(jù)本發(fā)明的球化退火處理的鋼絲的制造方法，能夠制造具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲。圖1是表示試料No.l-ll-12中使用的試料片的圖，圖1(a)是側(cè)視圖、圖1(b)是主視圖、圖1(c)是用于說明缺口部的放大圖。符號的說明1…試料片；2…缺口部；4…孔；a…中心角；b…半徑；d…直徑；h…高度；R…曲率。具體實施例方式以下，根據(jù)最佳形態(tài)來詳細說明本發(fā)明。在本說明書中，稱球化退火前的鋼材為"熱軋線材"；稱球化處理后的鋼材為"鋼絲"。鋼絲包括球化處理的熱處理后的狀態(tài)下的鋼絲、以及球化處理后再施以拔絲加工等的狀態(tài)下的鋼絲。(第1實施形態(tài))本發(fā)明者們對為了縮短熱軋線材的球化退火的時間、以及能滿足球化后加工性能的提高和變形抗力的減低這二者的最佳前組織進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在本實施形態(tài)中，通過設(shè)定偽珠光體為10體積％以上、貝氏體為75體積％以下、鐵素體為60體積％以下、(偽珠光體的體積％+貝氏體的體積％+鐵素體的體積％)》卯體積％，對縮短球化退火時間是有效的。在此，本說明書中，采用掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察各相、各組織，分別求出它們的面積比例。所得到的面積比例被看作與體積比例相等同。本實施形態(tài)的熱軋線材中，偽珠光體分數(shù)為10體積％以上是必要的。在此，由于偽珠光體在低溫下相變，碳的擴散不充分，所以滲碳體顯示出粒狀或者中途被切斷的形態(tài)，鐵素體與滲碳體構(gòu)成層狀。因此，與高溫下相變而生成的通常的珠光體組織不同。該偽珠光體根據(jù)所含有的滲碳體的形態(tài)如以下那樣進行定義。用掃描式電子顯微鏡以5000倍的倍率進行滲碳體的觀察，測定100個以上的滲碳體的長軸直徑、短軸直徑、以及滲碳體間隔。所測定的滲碳體的長軸直徑除以短軸直徑(長軸直徑/短軸直徑之比，也稱為"縱橫比")為120的范圍，測定的滲碳體的全體數(shù)的縱橫比的平均值為2.0。縱橫比為3.0以下的比率是，占所測定的滲碳體的全體數(shù)的個數(shù)百分率為卯％以上。這些滲碳體最大以lum以內(nèi)、平均以0.05"m的間隔相鄰接。將這樣的區(qū)域定義為"偽珠光體組織"。如上述那樣，偽珠光體中大量含有顆粒狀的滲碳體，因此，在含有10體積％以上的偽珠光體的情況下，滲碳體被迅速地球化。g卩，在退火時可促進滲碳體的球化，由此即使球化處理時間較短，在其后來的冷加工中也能得到優(yōu)良的加工性。本實施形態(tài)的熱軋線材，也可以含有貝氏體和鐵素體。貝氏體組織中，滲碳體均勻分散，在球化處理后的冷加工中，加工性能提高。但是，由于貝氏體是硬質(zhì)相，所以如果大量存在，則變形抗力變高。因此，貝氏體設(shè)定為75體積％以下。另一方面，鐵素體設(shè)定為60體積％以下。如果鐵素體分數(shù)變高，則雖然冷加工吋的變形抗力減低，但球化滲碳體的分散性惡化，加工性降低。因此，鐵素體的分數(shù)設(shè)定為60體積％以下。此外，本實施形態(tài)的熱軋線材中，設(shè)定(偽珠光體的體積％+貝氏體的體積％+鐵素體的體積％)>90體積％是必要的。這是由于在高溫下相變而生成的層狀珠光體組織大量存在的情況下，板狀形態(tài)的滲碳體不會迅速地球化，在球化處理后的冷加工時加工性能降低的緣故。而且，如果等溫相變不能完成、馬氏體大量生成，則變形抗力變高，因此設(shè)定(偽珠光體的體積％+貝氏體的體積％+鐵素體的體積％)>卯體積％是必要的。本實施形態(tài)的熱軋線材，以質(zhì)量。/。計至少含有C:0.0050.6%、Fe以及不可避免的雜質(zhì)。除了C以外，也可以以質(zhì)量％計還含有Si:0.50%以下、Mn:0.201.00%、Al:0.010.06%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、N:0.01%以下。這些元素的范圍的限定理由如下。C:0.0050.60%c根據(jù)螺栓、螺釘?shù)扔杀緦嵤┬螒B(tài)的熱軋線材形成的商品所要求的強度加以規(guī)定。在C不足0.005。/。時，不能得到必要的強度，因此下限設(shè)定為0.005%。另一方面，在C超過0.60%時，出現(xiàn)球化處理后的冷加工性降低與韌性降低，因此上限設(shè)定為0.60%。Si:0.50%以下Si在煉鋼時作為脫氧材料而添加，并且作為通過固溶強化而增加最終產(chǎn)品的強度的目的而添加，但多量添加時，強度上升顯著，導(dǎo)致韌性劣化，所以上限設(shè)定為0.50%。Mn:0.201.00%Mn是作為提高淬透性使強度提高的元素而添加，為了使效果得到發(fā)揮，使其含有0.20°/。以上是必要的。另一方面，添加量過剩時，導(dǎo)致冷鍛性或韌性的降低，所以上限設(shè)定為1.00%。Al:0.010.06%Al固定N、抑制冷鍛中的動態(tài)應(yīng)變時效，具有減低變形抗力的效果。為了得到該效果，至少使其含有0.01%是必要的。但是，過剩含有時，使韌忭降低，因此上限設(shè)定為0.06%。P:0.02%以下、S:0.02%以下P和S是不可避免含有的成分。P在鋼中引起晶界偏析或中心偏析，使韌性劣化，因此設(shè)定為0.02%以下是必要的。S對于冷加工是有害的元素，因此設(shè)定為0.02。/。以下是必要的。N:0.01%以下N在冷鍛中引起動態(tài)應(yīng)變時效，導(dǎo)致變形抗力上升和加工性能的降低，故設(shè)定N為0.01%以下。本實施形態(tài)的熱軋線材的基本化學(xué)組成如上述那樣。但是，除了上述的組成以外，也可以以質(zhì)量％計進一步含有選自Cr:1.5%以下、Mo:0.50%以下、Ni:1.00%以下、V:0.50%以下、B:0.0050%以下、Ti:0.05%以下之中的1種以上的元素。在這種情況下，可以得到淬透性提高和冷鍛的強度提高的優(yōu)點。Cr:1.50%以下、Mo:0.50%以下、Ni:1.00%以下Cr、Mo以及Ni是對提高淬透性有效的元素。但是，過剩含有時，引起延性的劣化，所以控制在上述范圍內(nèi)。V:0.50Q/。以下V以析出強化為目的，也可以添加。但是，多量添加時，引起延性的劣化，因此控制在上述范圍內(nèi)。B:0.0050%以下、Th0.05%以下B是使淬透性提高的元素，可以根據(jù)需要添加。但是，過剩含有時使韌性劣化，因此上限設(shè)定為0.005%。Ti通過固溶N的固定而具有動態(tài)時效抑制效果，由此對于冷鍛時的變形抗力的降低是有效的元素，因此也可以根據(jù)需要添加。但是，在過剩含有時，粗大的TiN析出，容易產(chǎn)生以該粗大的TiN為起點的裂紋，所以上限設(shè)定為0.05%。對于本實施形態(tài)的熱軋線材的制造方法的各個條件，說明如下。在本實施形態(tài)的熱軋線材的制造方法中，對與上述的本實施形態(tài)的熱軋線材具有相同組成的鋼進行熱軋，制造熱軋線材。在該熱軋中，以精軋溫度為巻取溫度120(TC的范圍的條件軋制鋼，成為軋材。作為鋼，只要具有上述組成且線徑(直徑)為516mm即可，也可以是異型材。然后，軋材在750100(TC巻取溫度進行巻取。在此，巻取軋制溫度不足75(TC時，巻取成環(huán)狀困難，所以將75(TC作為下限。而且在超過IOO(TC時氧化鐵皮增多，將本實施形態(tài)的熱軋線材加工成具體商品而利用的行業(yè)者等(用戶)會發(fā)生成材率損失，因此上限設(shè)定為IOOO'C。軋材經(jīng)巻取后，從7501000。C的上限溫度至40055(TC的下限溫度的溫度區(qū)域以20°C/sec以上的冷卻速度進行冷卻，在400550。C保持20秒鐘以上，使其完成恒溫相變，冷卻到室溫，得到熱軋線材。恒溫保持溫度設(shè)定為400550°C是基于以下的理由。在不足400°C時相變需要較長時間，而且冷卻后的組織存在生成大量的貝氏體和馬氏體的可能性，因此下限溫度設(shè)定為400°C。并且，在超過55(TC時，層狀珠光體組織急劇增加，球化退火時間需要長時間，且導(dǎo)致加工性能的降低，因此上限溫度設(shè)定為55(TC。為了完成等溫相變，保持時間設(shè)定為20秒鐘以上。對上限沒有特別規(guī)定，從提高生產(chǎn)率的觀點，150秒鐘以內(nèi)作為優(yōu)選。(第2實施形態(tài))本實施形態(tài)的具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲，以質(zhì)量％計至少含有C:0.0050.6%、Fe以及不可避免的雜質(zhì)，具有將滲碳體間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以上述滲碳體間距離的平均值而得到的數(shù)值為0.50以下的組織。滲碳體間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以上述滲碳體間距離的平均值而得到的數(shù)值(標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值)為0.50以下時，表明滲碳體以大致均勻的間隔分布。如果滲碳體以大致均勻的間隔分布，則不會應(yīng)力集中，不容易產(chǎn)生裂紋，其結(jié)果是冷鍛時的加工性能提高。滲碳體間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以上述滲碳體間距離的平均值而得到的數(shù)值(標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值)超過0.50時，滲碳體間距離的不均勻增大，在進行加工的情況下，鐵素體與滲碳體之間的界面處的應(yīng)力集中容易增大，由此，鐵素體與滲碳體的界面處的位錯聚集引起空隙的產(chǎn)生，這些空隙相互連接從而容易產(chǎn)生微觀的裂紋。滲碳體間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差以及平均值，按照以下所示那樣算出。首先，用掃描式電子顯微鏡以5000倍的倍率，進行20iimx20um的視場范圍的照片攝影。對該照片，以6pmx6wm為一個視場，不重復(fù)場所地選擇9個視場，對每個視場測定滲碳體間距離，將所得到的測定值的平均值作為每個視場的距離數(shù)據(jù)(各個值)。并且，對于9個視場的"每個視場的距離數(shù)據(jù)(各個值)"，算出滲碳體間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差和滲碳體間距離的平均值。在此，每個視場的滲碳體間距離的測定是將每個視場進行縱向330等分、橫向330等分，以短軸直徑為0.05^m以上的滲碳體為對象，根據(jù)縱橫測定滲碳體外輪廓之間的距離而進行測定。測定儀器可以使用例如(株)二k〕公司制的圖象解析裝置(LUZEXm)。本實施形態(tài)的鋼絲優(yōu)選具有將所含有的滲碳體的長軸直徑除以短軸直徑而得到的值即縱橫比為1.50以下的滲碳體形狀。當(dāng)將長軸直徑除以短軸直徑而得到的值即縱橫比為1.50以下時，可以減輕冷鍛時鐵素體和滲碳體之間的界面處的位錯聚集。另一方面，當(dāng)縱橫比超過1.50時，鐵素體和滲碳體的界面的位錯會聚集而產(chǎn)生空隙，從而容易產(chǎn)生裂紋?？v橫比的觀察是用掃描式電子顯微鏡以5000倍的倍率，進行20umx20um的視場范圍的照片攝影，以短邊為0.05wm以上的滲碳體為對象，通過圖像解析來測定長軸直徑/短軸直徑而進行的。作為測定儀器，可以使用例如(株)二^〕公司制的圖象解析裝置(LUZEXIII)。本實施形態(tài)的鋼絲的鋼成分以質(zhì)量％計至少含有C:0.0050.60%、Fe以及不可避免的雜質(zhì)。也可以以質(zhì)量％計含有Si:0.50%以下、Mn:0.201.00%、Al:0.010.06%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、N:0.01%以下。這些元素的范圍限定的理由如下。C:0.0050.60%c根據(jù)螺栓、螺釘?shù)扔杀緦嵤┬螒B(tài)的熱軋線材形成的商品所要求的強度加以規(guī)定。在C不足0.005。/。時，不能得到必要的強度，因此下限設(shè)定為0.005%。另一方面，在C超過0.60%時，出現(xiàn)冷加工性降低與韌性降低，因此上限設(shè)定為0.60%。Si:0.50%以下Si在煉鋼吋作為脫氧材料而添加，并且作為通過固溶強化而增加最終產(chǎn)品的強度的目的而添加，但多量添加時，強度上升顯著，導(dǎo)致韌性劣化，所以上限設(shè)定為0.50%。Mn:0.201.00%Mn是作為提高淬透性使強度提高的元素而添加，為了發(fā)揮其效果，使其含有0.20%以上是必要的。另一方面，添加量過剩時，導(dǎo)致冷鍛性或韌性的降低，所以上限設(shè)定為1.00%。Al:0.010.06o/oAl固定N，抑制冷鍛中的動態(tài)應(yīng)變時效，具有減低變形抗力的效果。為了得到該效果，至少含有0.01%是必要的。但是，過剩含有時，使韌性降低，因此上限設(shè)定為0.06%。P:0.02%以下、S:0.02%以下P和S是不可避免含有的成分。P在鋼中引起晶界偏析或中心偏析，使韌性劣化，因此設(shè)定為0.02%以下是必要的。S對于冷加工是有害的元素，因此設(shè)定為0.02%以下是必要的。N:0.01%以下N在冷鍛中引起動態(tài)應(yīng)變時效，導(dǎo)致變形抗力上升和加工性能的降低，因此設(shè)定N為0.01%以下。本實施形態(tài)的鋼絲，作為鋼成分，也可以以質(zhì)量％計進一步含有選自Cr:1.50%以下、Mo:0.50%以下、Ni:1.00%以下、V:0.50%以下、B:0.0050%以下、Ti:0.05%以下之中的1種以上的元素。Cr:1.50%以下、Mo:0.50%以下、Nh1.00%以下Cr、Mo以及Ni是對提高淬透性有效的元素。但是，過剩含有時，引起延性的劣化，所以控制在上述范圍內(nèi)。V:0.50%以下V以析出強化為目的，也可以添加。但是，多量添加時，引起延性的劣化，因此控制在上述范圍內(nèi)。B:0.0050%以下B是使淬透性提高的元素，可以根據(jù)需要添加。但是，過剩含有時使韌性劣化，因此上限設(shè)定為0.0050%。Ti:0.05%以下丁i通過固溶N的固定而具有動態(tài)時效抑制效果，由此對于冷鍛時的變形抗力的降低是有效的元素，因此也可以根據(jù)需要添加。但是，在過剩含有時，粗大的TiN析出，容易產(chǎn)生以該粗大的TiN為起點的裂紋，所以上限設(shè)定為0.05%。對于本實施形態(tài)的熱軋線材的制造方法的各個條fl^，說明如下。在本實施形態(tài)的熱軋線材的制造方法中，對與上述的本實施形態(tài)的熱軋線材具有相同組成的鋼進行熱軋，制造熱軋線材。在該熱軋中，以精軋溫度為巻取溫度120(TC的范圍的條件軋制鋼，成為軋材。作為鋼，只要具有上述組成且線徑(直徑)516mm即可，也可以是異型材。然后，將軋材在750100(TC巻取溫度下進行巻取。在此，巻取溫度不足75(TC時，巻取成環(huán)狀困難，所以將75(TC作為下限。而且在超過IOO(TC時氧化鐵皮增多，發(fā)生成材率損失，因此上限設(shè)定為IOO(TC。巻取軋材后，從7501000。C的上限溫度至400550。C的下限溫度的溫度區(qū)域以2(TC/sec以上的冷卻速度進行冷卻，在400550。C保持20秒鐘以上，使其完成恒溫相變，冷卻到室溫，得到熱軋線材。冷卻速度設(shè)定為2(TC/sec以上的原因是為了通過軋制后的上述冷卻，獲得稱為"偽珠光體或貝氏體"的滲碳體均勻分散的組織。當(dāng)軋制后(上述冷卻后)存在偽珠光體或貝氏體組織時，球化退火后滲碳體也可能以均勻的間隔分布。另外，將恒溫保持溫度設(shè)定為40055(TC是基于以下的理由。在不足40(TC時相變需要較長時間，而且冷卻后的組織中生成大量的貝氏體或馬氏體，冷鍛時的變形抗力變高，因此下限溫度設(shè)定為40(TC。并且，在超過55(TC時，層狀珠光體組織急劇增加，球化退火時間需要長時間，且導(dǎo)致加工性能的降低，因此上限溫度設(shè)定為550°C。為了完成等溫相變，恒溫保持時間設(shè)定為20秒鐘以上。對上限沒有特別規(guī)定，從提高生產(chǎn)率的觀點，150秒鐘以內(nèi)作為優(yōu)選。對該熱軋線材，實施球化退火。球化退火在A,點的正下、或兩相區(qū)的氣氛溫度下進行規(guī)定時間的保持，是謀求滲碳體球狀化的處理。對退火保持時間的上限沒有特別限制，但在為上述的線材軋制后(上述冷卻后)的組織的情況下，退火保持時間可以縮短。從生產(chǎn)率的提高和降低能源成本的觀點出發(fā)，球化退火的保持時間優(yōu)選為5小時以內(nèi)，再優(yōu)選為3小時以內(nèi)。球化退火時間的縮短通過本實施形態(tài)的組織控制是可能的。根據(jù)以上，制作實現(xiàn)加工性能的提高和變形抗力的降低、具有優(yōu)良的冷鍛性的鋼絲。也可以在該球化退火之前，以40%以下的減面率進行粗拔絲。對于粗拔絲，從確保尺寸形狀、確保強度、以及促進滲碳體球化的觀點出發(fā)，根據(jù)需要而進行。在減面率超過40%的情況下，由于球化退火后的強度變高，最終鋼絲的強度上升，冷鍛時的變形抗力變高。因此，減面率的上限設(shè)定為40%。對下限沒有特別限制，包括不進行粗拔絲在內(nèi)，為0以上。而且，也可以在球化退火后，以20%以下的減面率進行精拔絲。關(guān)于精拔絲，從確保尺寸形狀、確保強度的觀點出發(fā)，根據(jù)需要進行。超過20%時，最終鋼絲的強度上升，冷鍛時的變形抗力變高。因此，減面率優(yōu)選為20%以下。對下限沒有特別限制，包括不進行精拔絲在內(nèi)，為0%以上。該第2實施形態(tài)的鋼絲，也可以通過對第1實施形態(tài)的熱軋線材進行上述的粗拔絲、球化退火以及精拔絲來制造。木發(fā)明的優(yōu)選的元素，如上述的第l、第2實施形態(tài)那樣，余部成分實質(zhì)性地為Fe，但在熱軋線材或鋼絲中，當(dāng)然容許含有微量的不可避免的雜質(zhì)，在不影響本發(fā)明的作用的范圍內(nèi)，也可以使其積極地含有其它元素。實施例以下，根據(jù)實施例來更詳細地說明本實施形態(tài)，實施例沒有限定本發(fā)明的性質(zhì)，以上述的主旨或后述的主旨為特征、進行適宜的設(shè)計變更的也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。(實施例1)對表1所示的成分的鋼，通過以表2表4的冷卻速度以及恒溫保持時間的條件施以線材軋制(熱軋)，制作具有表2表4所示的組織的熱軋線材。在表1中，鋼AE是在本申請發(fā)明的范圍內(nèi)，鋼F是Cr和N比本申請范圍高的試料，鋼G是高Cr的試料。表1、2中的Ceq(碳當(dāng)量)是Ceq=C%+(1/3)Si%+(1/6)Mn%。在此，式中的Cy。、Si°/。、MnQ/。分別表示熱軋線材中的C、Si、Mn的含量(質(zhì)量％)。將該熱軋線材在Ael點正下方快速進行球化退火(以150'C/小時的速度升溫到Ael點正下方，在Ad點正下方保持1小時后進行空冷)。使用從球化退火后的熱軋線材中切取的試料片(圓筒的高度h與直徑d之比h/d=1.5)，實施冷鐓性試驗，檢測變形抗力和裂紋(加工性能)。冷態(tài)鐓鍛性試驗按照JCFCS-1980的標(biāo)準(zhǔn)實施。變形抗力以壓縮率為70%、應(yīng)變速率40S—1的條件進行測定。在比根據(jù)Ceq求出的基準(zhǔn)變形抗力值小的情況下，判斷為"良好"、得到的結(jié)果比基準(zhǔn)變形抗力值大的情況下，判斷為"不良"。而且，加工性能在用肉眼或放大鏡沒有觀察到長為0.5mm1.0mm的微細裂紋的情況下，判斷為"良好"、在觀察到微細裂紋的情況下判定為"不良"。并且，加工性能和變形抗力均良好的情況下判定為"好(Good)"。在加工性能和變形抗力均不良的情況下判定為"差(Bad)"，敘述其判定理由。而且，即使加工性能和變形抗力均良好、但在保持時間不滿足優(yōu)選的范圍即20秒鐘以上、150秒鐘以內(nèi)的情況下(試料No.1-9、1-27)，判定為"差"，理由記載為"超出保持時間"。從這些結(jié)果出發(fā)，判定迅速球化退火后的冷鍛性，結(jié)果示于表24。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>表2和表3所示的試料No.l-2、1-8、1-14、1-20、1-26，恒溫保持時間不足，沒有完成相變，馬氏體體等硬質(zhì)組織大量生成。因此，球化處理后的冷鍛時的變形抗力高，在本發(fā)明規(guī)定的范圍之外。試料No.l-5、1-11，由于保持溫度低于400"C，因此馬氏體大量生成，在相同Ceq下進行比較的情況下，球化處理后的冷鍛時的變形抗力高，因此在本發(fā)明規(guī)定的范圍之外。試料No.l-17、1-23、1-29，保持溫度低于40(TC，因此貝氏體超過75體積％，在相同的Ceq下進行比較的情況下，球化處理后的冷鍛時的變形抗力高，因此在本發(fā)明規(guī)定的范圍之外。試料No.l-6、1-12、1-18、1-24、1-30，由于冷卻速度為20。C/sec以下，因此成為鐵素體和珠光體的2相組織，短時間內(nèi)球化不充分。所以，球化處理后的冷鍛時的加工性能低，因此在本發(fā)明規(guī)定的范圍之外。試料No.l-31l-36，含有的Ni超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，因此不能成為(偽珠光體的體積％+貝氏體的體積％+鐵素體的體積％>卯體積%)。這是因為馬氏體大量生成的緣故。在與具有同等Ceq的試料(使用D鋼的試料)進行比較的情況下，球化處理后的冷鍛時的變形抗力高。因此在本發(fā)明規(guī)定的范圍之外。并且，加工性也不良。試料No.l-37l-41，由于Cr超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，因此不能成為(偽珠光體的體積％+貝氏體的體積％+鐵素體的體積％>卯體積％)。這是因為馬氏體大量生成的緣故。在與具有同等Ceq的試料(使用D鋼的試料)進行比較的情況下，球化處理后的冷鍛時的變形抗力高，在本發(fā)明規(guī)定的范圍之外。并且，加工性也不良。試料No.l-42，含有的Cr超過本發(fā)明規(guī)定的范圍，因此貝氏體分數(shù)超過75體積％。在與具有同等Ceq的試料(使用C鋼的試料)進行比較的情況下，在冷鍛時的變形抗力高，在本發(fā)明規(guī)定的范圍之外。表2、3所示的上述以外的試料No.l-l、1-3、1-4、1-7、1-9、1-10、1-13、1-15、1-16、1-19、1-21、1-22、1-25、1-27、1-28，滿足本發(fā)明規(guī)定的條件。在迅速地球化退火時間后，仍具有加工性能高、變形抗力低的特性。(實施例2)將表5所示的鋼成分IV的鋼按照以下的條件進行熱軋，制作熱軋線材。鋼經(jīng)軋制后于7501000。C進行巻取。接著，從7501000°C的上限溫度至400550。C的下限溫度以2010(TC/sec的冷卻速度進行冷卻，在表6所示的恒溫保持溫度下保持20秒鐘以上，使其完成等溫相變，冷卻到室溫，得到熱軋線材。然后，對熱軋線材以表6所示的減面率進行粗拔絲、且進行球化退火(以15(TC/小時速度升溫到A,點正下方，在Al點正下方保持1小時后進行氣空冷卻)，然后以表6所示的減面率進行精拔絲。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>關(guān)于試料No.2-l2-19，從精拔絲后的鋼絲切取出直徑為45mm的圓筒形、且中心具有直徑為2mm、開口部以角度6=120°而倒角的孔4的試料片(圓筒的高度h與直徑d之比h/d=1.5)。使用該試料片，實施冷鐓性試驗，測定變形抗力和加工性能。另外，對于不容易出現(xiàn)裂紋的試料No.2-l2-12，使用圖1所示的試料片實施冷鐓性試驗。圖1所示的試料片1如圖1(a)所示那樣，呈直徑d為45mm的圓筒形(圓筒的高度h與直徑d之比h/d=1.5)。如圖1(a)以及圖1(b)所示那樣，中心設(shè)置開口部以角度6=120°而倒角的、直徑為2mm的孔4。而且，在其側(cè)面開設(shè)圖l(c)所示的半徑b:0.8mm、中心角a:30°、底部的曲率RK).15mm的俯視圖為扇形的缺口部2。冷鐓性試驗，根據(jù)JCFCS-1980的標(biāo)準(zhǔn)加以實施。其結(jié)果示于表6。表5以及表6中的Ceq二C。/。+l/3Si。/。+l/6Mn。/。。這里，式中的C0/。、Si%、Mn。/。分別表示熱軋線材中的C、Si、Mn的含量(質(zhì)量％)。變形抗力是在壓縮率為70%、應(yīng)變速率=105—'的條件下測定的，得到的結(jié)果示于表6。在比根據(jù)C叫求出的基準(zhǔn)變形抗力值小的情況下，判斷為"良好"、得到的結(jié)果比基準(zhǔn)變形抗力值大的情況下，判斷為"不良"。而且，加工性能在用肉眼或放大鏡沒有觀察到長為0.5mm1.0mm的微細裂紋的情況下，判斷為"良好"，在觀察到微細裂紋的情況下判定為"不良"。并且，加工性能和變形抗力均良好的情況下判定為"好(Good)"。在加工性能良好、變形抗力不良的情況下判定為"較好(Fair)",在加工性能和變形抗力均不良的情況下判定為"差(Bad)"，判定為"較好"和"差"的情況下，敘述其理由。根據(jù)表5以及表6，滲碳體間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值為0.50以下的試料No.2-2、以及滲碳體間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值為0.50以下且縱橫比1.50以下的試料No.2-l、2-3、2-52-7、2畫92-11、2-132畫15、2-172-19，為"好"或"較好"。此外，使用了含有Cr和Ni超過優(yōu)選范圍的鋼成分V的鋼的試料No.2-172-19，與使用了鋼成分IIV的鋼的試料No.2-l2-3、2-52-7、2-92-11、2-132-15相比較，馬氏體等硬質(zhì)組織多量產(chǎn)生，與具有同等Ceq的試料(使用IV鋼的試料)比較的情況下，冷鍛時的變形抗力高。而且，呈現(xiàn)"好"或"較好"的試料>^.2-1、2-3、2-52-7、2-92-11、2-132-15中，恒溫保持溫度、粗拔絲減面率、精拔絲減面率為優(yōu)選范圍的試料No.2-3、2-7、2-11、2-15為"好(Good)"。艮口，試料No.2-l、2-5、2-9、2-13，由于恒溫保持溫度低于400°C，因此馬氏體等硬質(zhì)組織大量發(fā)生，在與具有同等Ceq的試料比較的情況下，冷鍛時的變形抗力高。而且，試料No.2-6、2-14，由于粗拔絲的減面率超過40%，在與同等Ceq的試料比較的情況下，冷鍛時的變形抗力高。試料No.2-10，粗拔絲的減面率超過40%、精拔絲的減面率超過20%，因此在與具有同等Ceq的試料比較的情況下，冷鍛時的變形抗力高。并且，試料No.2-2，由于滲碳體間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值為0.50以下、但縱橫比超過優(yōu)選范圍，精拔絲的減面率超過20%，因此在與同等Ceq比較的情況下，冷鍛時的變形抗力高。試料No.2-4、2-8、2-12、2-16，由于標(biāo)準(zhǔn)偏差的比率(標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均)超過0.5，縱橫比超過1.50，因此冷鍛時的加工性能差，判定為"差(Bad)"。本發(fā)明的熱軋線材，即使縮短球化退火時間，也能得到優(yōu)良的冷鍛性。因此，可以縮短球化退火時間，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)率的提高和降低能源成本。本發(fā)明的鋼絲，能夠達成冷鍛時的加工性能的提高和變形抗力的降低，能夠謀求冷鍛時的加工性能的提高。因此，在通過冷鍛等冷加工制造螺栓、螺母、螺釘、齒輪、工作線圈、以及其它機械部件，本發(fā)明可以作為熱軋線材或鋼絲加以利用。而且，本發(fā)明的制造方法可以有利地適用于冷鍛的制造工序。權(quán)利要求1.一種球化處理后的冷鍛性優(yōu)良的熱軋線材，其特征在于該熱軋線材以質(zhì)量％計至少含有C0.005～0.6％、Fe以及不可避免的雜質(zhì)，并滿足偽珠光體為10體積％以上、貝氏體為75體積％以下、鐵素體為60體積％以下且偽珠光體的體積％+貝氏體的體積％+鐵素體的體積％≥90體積％的關(guān)系。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球化處理后的冷鍛性優(yōu)良的熱軋線材，其特征在于以質(zhì)量％計進一步含有Sh0.50%以下、Mn:0.201.00%、Al:0.010.06%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、N:0.01%以下。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球化處理后的冷鍛性優(yōu)良的熱軋線材，其特征在于以質(zhì)量％計進一步含有選自Cr:1.5%以下、Mo:0.50%以下、Ni:1.00%以下、V:0.50%以下、B:0.0050%以下、Ti:0.05%以下之中的1種以上的元素。4.權(quán)利要求1所述的球化處理后的冷鍛性優(yōu)良的熱軋線材的制造方法，其特征在于對以質(zhì)量°/。計至少含有C:0.0050.6%、Fe以及不可避免的雜質(zhì)的鋼進行熱軋，在所述熱軋中軋制所述鋼成為軋材，將所述軋材在750100(TC進行巻取，從7501000。C的上限溫度至400550。C的下限溫度以20。C/sec以上的冷卻速度進行冷卻，在40055(TC保持20秒鐘以上，完成等溫相變后冷卻到室溫。5.—種具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲，其特征在于以質(zhì)量％計至少含有C:0.0050.6%、Fe以及不可避免的雜質(zhì)，并且具有將滲碳體間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以所述滲碳體間距離的平均值而得到的數(shù)值為0.50以下的組織。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲，其特征在于含有的滲碳體具有將長軸直徑除以短軸直徑而得到的值即縱橫比為1.50以下的形狀。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲，其特征在于以質(zhì)量。/。計含有Si:0.50%以下、Mn:0.201.00%、Al:0.010.06%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、N:0.01°/。以下，而且以質(zhì)量°/。計進一步含有選自Cr:1.5%以下、Mo:0.50%以下、Ni:1.00%以下、V:0.50%以下、B:0.0050%以下、Ti:0.05%以下之中的1種以上的元素。8.權(quán)利要求5所述的具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲的制造方法，其特征在于對以質(zhì)量°/。計至少含有C:0.0050.6%、Fe以及不可避免的雜質(zhì)的鋼進行熱軋，在所述熱軋中軋制所述鋼成為軋材，將所述軋材在7501000°C進行巻取，從7501000°C的上限溫度至40055(TC的下限溫度以20°C/sec以上的冷卻速度進行冷卻，在400550°C保持20秒鐘以上，完成等溫相變后冷卻到室溫，制成熱軋線材；接著對所述熱軋線材進行球化退火，制成鋼絲。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲的制造方法，其特征在于所述球化退火的保持時間為5小時以內(nèi)。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲的制造方法，其特征在于所述鋼以質(zhì)量y。計含有Sh0.50%以下、Mn:0.201.00%、Ah0.010.06%、P:0.02%以下、S:0.02%以下、N:0.01%以下，而且進一步含有選自Cr:1.5%以下、Mo:0.50%以下、Ni:1.00%以下、V:0.50%以下、B:0.0050%以下、Ti:0.05%以下之中的1種以上的元素。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有優(yōu)良的冷鍛性的球化退火處理的鋼絲的制造方法，其特征在于進行在所述球化退火之前將所述熱軋線材以40%以下的減面率進行粗拔絲的工序、和在所述球化退火后將所述球化退火處現(xiàn)的鋼絲以20%以—"K的減面率進行精拔絲的工序之中的任何一個工序，或進行所述兩個工序。全文摘要本發(fā)明提供一種熱軋線材，含有C0.005～0.6質(zhì)量％、滿足偽珠光體為10體積％以上、貝氏體為75體積％以下、鐵素體為60體積％以下、偽珠光體+貝氏體+鐵素體的合計≥90體積％的關(guān)系。該熱軋線材的制造方法是，對鋼進行軋制后在750～1000℃進行卷取，從750～1000℃的上限溫度至400～550℃的下限溫度以20℃/sec以上的冷卻速度進行冷卻，在400～550℃保持20秒鐘以上，并進行冷卻。本發(fā)明還提供一種鋼絲，含C0.005～0.6質(zhì)量％，具有滲碳體間距離的標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值為0.50以下的組織。該鋼絲的制造方法是對上述熱軋線材進行球化退火。文檔編號C21D8/06GK101098979SQ200680001720公開日2008年1月2日申請日期2006年2月14日優(yōu)先權(quán)日2005年2月16日發(fā)明者加田修,山崎真吾,新磯,西田世紀申請人:新日本制鐵株式會社