1前言

螺栓等机械零部件，在要求最终产品高强度化的同时，还要求成形时的加工性，一般将中碳钢和低合金钢的线材，通过退火将渗碳体球化成形，然后通过淬火 回火赋予强度而制造。对于机械零部件用材料，要求具有作为构造零部件所需的强度、成形时的加工性，并能够通过简化退火工序实现节能化。通常，加工性的提高和退火的简化二者相悖，因此兼顾两者成为研究课题。本文对球化退火的中碳钢丝的组织与力学特性的关系、中碳钢丝的组织控制方法以及所开发的冷镦用中碳钢丝的材质特性进行了阐述。

2球化退火的中碳钢的组织和力学性能

随着机械零部件的高强度化，容易产生成形时模具寿命降低和材料的加工裂纹问题。改善这些需要降低材料的变形阻力，提高延展性。研究了通过组织的合理化来改善中碳钢丝的加工性。使用含碳量0.43mass%的中碳钢，改变退火前组织、拉拔加工率和球化退火温度来形成不同的组织，调查了铁素体粒径、渗碳体间距、渗碳体尺寸等组织因子与力学特性的关系。球化退火中碳钢丝的强度取决于平均铁素体晶粒径和平均渗碳体间距，随着这些指标的增加强度降低，断面收缩率随着平均渗碳体尺寸的微细化而提高。

3冷镦中碳钢丝的组织控制

根据上述知识，为了在球化退火后降低变形阻力和提高延展性以改善加工性，在增大铁素体粒径的同时，缩小平均渗碳体尺寸的组织是有效的。在实用钢铁材料中，渗碳体大多弥散分布在退火前的珠光体部分和铁素体晶界。通过减小渗碳体向晶界的分布率，铁素体晶粒粗大化，研究了使渗碳体均匀化弥散的组织控制。热轧后快速冷却恒温相变处理的线材比连续冷却的线材珠光体体积分数高，是片层间隔微细的组织。将降低铁素体体积分数、片层间隔缩小的线材进行球化退火，得到了球状渗碳体均匀弥散、平均铁素体晶粒粗大、平均渗碳体尺寸小的目标组织。

4冷镦用中碳钢丝的材质特性

对热轧后经过恒温相变处理的中碳钢线材进行粗拉拔加工和一次球化退火，制造了本开发钢丝。将连续冷却的中碳钢线材，在粗拉拔加工前后共计进行两次球化退火制造了比较钢丝。在侧限压缩试验的评价中，开发钢丝即使是一次球化退火，变形阻力也与比较钢丝基本相同，裂纹发生的极限压缩率高，加工性优良。

5结语

今后，随着机械零部件的高强度化和轻量化，还要求取消热处理等制造工序以实现节能和减排CO₂。可期待通过利用开发钢丝制造工艺的组织控制技术，以及在提高加工性的同时省略退火工序，为节能和减排作出贡献。（全荣）