抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝的制造用的线材、抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝、珠光体组织螺栓及它们的制造方法技术

本发明专利技术所述的抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝的制造用的线材具有规定的化学组成，其是通过热轧后直接实施恒温相变处理来制造的，将C含量以单位质量％计表示为[C]时，在上述线材的从表面到深度为4.5mm为止的区域中，金属组织具有140×[C]面积％以上的珠光体组织，在上述线材的从上述表面到深度为4.5mm为止的上述区域中，上述线材的横截面中测定的珠光体块的平均块粒径为20μm以下，在上述线材的从上述表面到深度为4.5mm为止的上述区域中，上述珠光体组织的平均层状间隔超过120nm且为200nm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝的制造用的线材、抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝、珠光体组织螺栓及它们的制造方法
本专利技术涉及耐氢脆化特性及冷加工性优异的抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝的制造用的线材、抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝、珠光体组织螺栓及它们的制造方法。本申请基于2013年6月13日在日本申请的日本特愿2013-124740号主张优先权，将其内容援引于此。
技术介绍
近年来，为了汽车的轻量化、节省空间化，对高强度螺栓的需求提高。以往，抗拉强度为950MPa以上的高强度螺栓是将SCM435、SCM440、SCr440等合金钢的钢丝成型为规定的形状后，实施淬火、回火而制造的。但是，在高强度螺栓中，抗拉强度超过950MPa时，变得容易产生因氢脆化而引起的延迟断裂，高强度螺栓的使用受到制约。作为防止氢脆化、改善高强度螺栓的耐延迟断裂特性(耐氢脆化特性)的方法，已知有将组织制成珠光体组织、并通过拉丝加工将组织强化的方法，迄今为止提出了许多方案(例如参见专利文献1～11)。例如，在专利文献11中，公开了将组织制成珠光体组织、接着实施拉丝加工而得到的抗拉强度为1200N/mm2以上的高强度螺栓。在专利文献3中，公开了抗拉强度为1200MPa以上的高强度螺栓用的珠光体组织的线材。认为：在将珠光体组织通过拉丝加工而强化的高强度螺栓中，由于珠光体组织在渗碳体与铁素体的界面捕捉氢，所以可抑制氢向钢材内部的侵入，耐氢脆化特性提高。在抗拉强度为950MPa以上的高强度螺栓中，耐氢脆化特性通过将珠光体组织进行拉丝加工而有一定程度提高。但是，仅通过该方法无法充分地提高耐氢脆化特性，没有彻底解决。进而，改善耐氢脆化特性和冷加工性这两者的技术仍未建立。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭54-101743号公报专利文献2：日本特开平11-315348号公报专利文献3：日本特开平11-315349号公报专利文献4：日本特开2000-144306号公报专利文献5：日本特开2000-337332号公报专利文献6：日本特开2001-348618号公报专利文献7：日本特开2002-069579号公报专利文献8：日本特开2003-193183号公报专利文献9：日本特开2004-307929号公报专利文献10：日本特开2005-281860号公报专利文献11：日本特开2008-261027号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术鉴于现有技术的现状，课题是在抗拉强度为950～1600MPa的高强度螺栓中使耐氢脆化特性提高，其目的是提供解决该课题的珠光体组织螺栓、该螺栓用的冷加工性优异的钢丝、该钢丝制造用的冷加工性优异的线材及它们的制造方法。本专利技术中，高强度螺栓是指抗拉强度为950～1600MPa的螺栓。用于解决问题的方法为了对抗拉强度为950～1600MPa的高强度螺栓赋予优异的耐氢脆化特性，将机械部件、例如螺栓的表层组织制成珠光体组织、并且制成珠光体块沿拉丝方向伸长的组织是有效的。珠光体组织具有主要由渗碳体相构成的层(以下，有时简称为“渗碳体层”)与主要由铁素体相构成的层(以下，有时简称为“铁素体层”)的层叠结构。该层叠结构成为针对来自表层的氢侵入的阻力(耐氢脆化特性)。当珠光体块沿拉丝方向伸长时，由于珠光体组织的层状结构的方向变得均匀，所以耐氢脆化特性进一步提高。另一方面，为了提高高强度螺栓用的钢丝的冷加工性，将钢丝软质化、且提高延展性是有效的。通常，由于若钢材的碳量变多则钢材的冷加工性发生劣化，所以为了得到良好的冷加工性，需要将C含量设为0.65质量％以下。但是，随着C含量的降低，变得容易生成初析铁素体与珠光体的二相组织。特别是在线材的表层中，通过脱碳而C含量进一步降低，容易生成初析铁素体。此外，在线材的表层中，由于冷却速度大，所以容易生成贝氏体组织。初析铁素体与珠光体的二相组织的耐氢脆化特性、及贝氏体的耐氢脆化特性与珠光体的耐氢脆化特性相比显著地低。由于降低C含量时，变得容易生成初析铁素体与珠光体的二相组织及贝氏体，所以机械部件、例如螺栓的表层部的耐氢脆化特性发生劣化。此外，生成初析铁素体与珠光体的二相组织及贝氏体时，由于表层部的强度变得不均匀，所以在冷加工时变得容易产生裂纹。本专利技术人们为了解决上述课题，对钢的成分组成及表层组织对于耐氢脆化特性及冷加工性造成的影响进行了详细调查。其结果是，本专利技术人们发现，若钢中含有As及Sb中的1种或2种，则在珠光体相变后的钢的表层组织中，初析铁素体组织及贝氏体组织的生成受到抑制。即发现：通过使钢中含有As及Sb中的1种或2种，表层的组织得到改善，(i)螺栓成型时的冷加工性提高，及(ii)在成型后或热处理后的螺栓中，耐氢脆化特性提高。本专利技术是基于上述见解而进行的，其主旨如下所述。(1)本专利技术的一个方式的抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝的制造用的线材，其成分组成以质量％计含有C：0.35～0.65％、Si：0.15～0.35％、Mn：0.30～0.90％、P：0.020％以下、S：0.020％以下、Al：0.010～0.050％、N：0.0060％以下、O：0.0030％以下、As及Sb中的1种或2种：合计为0.0005～0.0100％、Cr：0～0.20％、Cu：0～0.05％、Ni：0～0.05％、Ti：0～0.02％、Mo：0～0.10％、V：0～0.10％及Nb：0～0.02％，剩余部分包含Fe及杂质，其是通过在热轧后直接实施恒温相变处理来制造的，将C含量以单位质量％计表示为[C]时，在上述线材的从表面到深度为4.5mm为止的区域中，金属组织具有140×[C]面积％以上的珠光体组织，在上述线材的从上述表面到深度为4.5mm为止的上述区域中，上述线材的横截面中测定的珠光体块的平均块粒径为20μm以下，在上述线材的从上述表面到深度为4.5mm为止的上述区域中，上述珠光体组织的平均层状间隔超过120nm且为200nm以下。(2)根据上述(1)所述的抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝的制造用的线材，其中，上述成分组成可以以质量％计含有Cr：0.005～0.20％、Cu：0.005～0.05％、Ni：0.005～0.05％、Ti：0.001～0.02％、Mo：0.005～0.10％、V：0.005～0.10％及Nb：0.002～0.02％中的1种或2种以上。(3)本专利技术的另一方式的抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝是由上述(1)或(2)所述的抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝的制造用的线材制造的抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝，其中，金属组织在上述钢丝的从表面到深度为2.0mm为止的区域中，具有140×[C]面积％以上的经拉丝加工的上述珠光体组织，在上述钢丝的从上述表面到深度为2.0mm为止的上述区域中，上述钢丝的纵截面中测定的上述珠光体块的平均长宽比AR为1.2以上且低于2.0，且上述钢丝的横截面中测定的上述珠光体块的上述平均块粒径为20/ARμm以下。(4)本专利技术的又一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝的制造用的线材，其特征在于，其成分组成以质量％计含有C：0.35～0.65％、Si：0.15～0.35％、Mn：0.30～0.90％、P：0.020％以下、S：0.020％以下、Al：0.010～0.050％、N：0.0060％以下、O：0.0030％以下、As及Sb中的1种或2种：合计为0.0005～0.0100％、Cr：0～0.20％、Cu：0～0.05％、Ni：0～0.05％、Ti：0～0.02％、Mo：0～0.10％、V：0～0.10％、及Nb：0～0.02％，剩余部分包含Fe及杂质，其是通过热轧后直接实施恒温相变处理来制造的，将C含量以单位质量％计表示为[C]时，在所述线材的从表面到深度为4.5mm为止的区域中，金属组织具有140×[C]面积％以上的珠光体组织，在所述线材的从所述表面到深度为4.5mm为止的所述区域中，所述线材的横截面中测定的珠光体块的平均块粒径为20μm以下，在所述线材的从所述表面到深度为4.5mm为止的所述区域中，所述珠光体组织的平均层状间隔超过120nm且为200nm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.13 JP 2013-1247401.一种抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝的制造用的线材，其特征在于，其成分组成以质量％计含有C：0.35～0.65％、Si：0.15～0.35％、Mn：0.30～0.90％、P：0.020％以下、S：0.020％以下、Al：0.010～0.050％、N：0.0060％以下、O：0.0030％以下、As及Sb中的1种或2种：合计为0.0005～0.0100％、Cr：0～0.20％、Cu：0～0.05％、Ni：0～0.05％、Ti：0～0.02％、Mo：0～0.10％、V：0～0.10％、及Nb：0～0.02％，剩余部分为Fe及杂质，其是通过热轧后直接实施恒温相变处理来制造的，将C含量以单位质量％计表示为[C]时，在所述线材的从表面到深度为4.5mm为止的区域中，金属组织具有140×[C]面积％以上的珠光体组织，在所述线材的从所述表面到深度为4.5mm为止的所述区域中，所述线材的横截面中测定的珠光体块的平均块粒径为20μm以下，在所述线材的从所述表面到深度为4.5mm为止的所述区域中，所述珠光体组织的平均层状间隔超过120nm且为200nm以下。2.根据权利要求1所述的抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝的制造用的线材，其特征在于，所述成分组成以质量％计含有Cr：0.005～0.20％、Cu：0.005～0.05％、Ni：0.005～0.05％、Ti：0.001～0.02％、Mo：0.005～0.10％、V：0.005～0.10％、及Nb：0.002～0.02％中的1种或2种以上。3.一种抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝，其特征在于，其是由权利要求1或2所述的抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝的制造用的线材制造的抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝，其中，金属组织在所述钢丝的从表面到深度为2.0mm为止的区域中，具有140×[C]面积％以上的经拉丝加工的所述珠光体组织，在所述钢丝的从所述表面到深度为2.0mm为止的所述区域中，所述钢丝的纵截面中测定的所述珠光体块的平均长宽比AR为1.2以上且低于2.0，且所述钢丝的横截面中测定的所述珠光体块的所述平均块粒径为20/ARμm以下。4.一种珠光体组织螺栓，其特征在于，其是由权利要求3所述的抗拉强度为950～1600MPa的珠光体组织螺栓用的钢丝制造的珠光体组织螺栓，其中，金属组织在所述珠光体组织螺栓的轴部的从表面到深度为2.0mm为止的区域中，具有140...

【专利技术属性】
技术研发人员：小此木真，室贺也康，菱田元树，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP