[发明专利]强度和冷加工性优异的中碳线材及其制造方法

说明书

本发明涉及强度和冷加工性优异的中碳线材及其制造方法。本发明涉及一种适合用作机械零件材料的中碳线材，及其制造方法。

技术领域

本发明涉及一种适合用作机械零件材料的中碳线材。更详细地，本发明涉及一种强度和冷加工性优异的中碳线材及其制造方法。

背景技术

冷加工方法与热加工方法或机械切削加工方法相比，不仅生产性优异，而且热处理费用节省效果大，因此广泛用于制造螺栓、螺母等机械零件。

不过，要想利用所述冷加工方法来制造机械零件，基本上要求钢材具有优异的冷加工性，更具体地要求冷加工时变形阻力要低以及延展性优异。因为，如果钢的变形阻力高，则冷加工时所使用的工具的寿命会降低，而且如果钢的延展性低，则冷加工时容易产生分裂而成为出现残次品的原因。

因此，通常用于冷加工的钢材在冷加工之前要经过软化退火热处理。当进行软化退火热处理时，钢材被软化而降低变形阻力，并且提高延展性，从而可以提高冷加工性。

然而，当实施所述软化退火热处理时，将会发生附加费用，而且制造效率下降。因此，需要研发出没有附加热处理工序也能确保优异的冷加工性的省略热处理的线材。

但是，一般而言，在含碳量为0.3重量％以上的中碳钢中，如果珠光体分数大于50％，则由于珠光体组织导致的基体(matrix)组织强化，冷加工性会变差。

特别是，为了确保强度，将Mn、Cr等促进偏析的元素一起加入时，中心偏析部位和未偏析部位的组织偏差会变大，当通过拉拔加工确保强度时，在拉拔加工后，如上所述的偏差会变得更大，从而难以确保冷锻性。

因此，在研发含以一定含量含有碳的中碳高强度钢时，必须要考虑中心偏析导致的组织偏差以及性能偏差所产生的影响。

另外，专利文献1涉及一种包含0.15％～0.30％的碳(C)且以20％～50％的断面收缩率进行拉拔加工的非调质螺栓的制造方法，此时可省略球状化热处理等，但是由于C含量不足，难以确保充分的强度。

此外，专利文献2公开了一种包含0.4％～1.0％的碳(C)且显微组织由珠光体或伪珠光体组成的用于冷锻的钢，此时由于C含量较高，与用于螺栓等机械零件的机械结构用碳钢或机械结构用合金钢相比，冷锻性较差。

专利文献1：日本公开专利公报平02-274810号

专利文献2：日本公开专利公报第2000-144306号

发明内容

技术问题

本发明一方面旨在提供一种即使省略软化退火热处理也具有优异的强度和冷加工性的中碳线材及其制造方法。

技术方案

本发明一方面提供一种强度和冷加工性优异的中碳线材，以重量％计，所述中碳线材包含C：0.30％～0.45％、Si：0.005％～0.4％、Mn：0.8％～1.8％、Cr：大于0％～小于等于1.5％、P：小于等于0.03％、S：小于等于0.03％、Sol.Al：0.01％～0.05％、Ti：0.005％～0.05％、B：0.0005％～0.005％、N：大于0％～小于等于0.01％、余量的Fe及其他不可避免的杂质，作为显微组织包含铁素体和珠光体，

在垂直于线材长度方向的断面中，从所述线材的表面到直径(Diameter，D)方向3/8D处的区域中的珠光体分数(面积％)为VP₁，从直径方向3/8D处到1/2D处的区域中的珠光体分数为VP₂时，VP₁和VP₂满足下述关系式1和2。

[关系式1]

VP₂/VP₁≤1.4