JPH01501802A - 圧延鋼製品の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 圧延ｗ４ｙＡ品の製造法 不発明は圧延鋼製品、殊に構造用鋼材、たとえば高張力鋼材（５ｐａｎｎｓｔｉ ｈｌｅｎ　）　を製造する方法に関する。

構造用鋼材（熱Ｂｙ４質鋼材）、たとえば高張力鋼材に対しては憬械的注貿に関 して高度の要求が課せられる。

高張力鋼材は土木建築においてプレストレスコンクリート用の緊張材として、グ ラウンドアンカ（Ｅｒｄａｎｋｅｒ）およびロックアンカ（Ｆｅ１ｓａｎｋｅｒ 　）用の７ノカ鋼材として、吊橋の吊クープル、傾斜ロープ橋（ＳｃｈｒＫｇｓ ｅｉｌ−ｂｒｉｉｃｋｅｎ　）の傾斜ロープ、張−号のための接続アンカとじて 使用される。これらの使用事例の一部に関しては棒状の横断面を有する高張力鋼 材′ｆ：降伏点応力（０，２％残留ひずみ）８００〜１０００　Ｎ２−”および 引張強度１１００〜１３００　Ｎ、ｌｔｗ２級の強度で使用するのが有利で６る 。寸法としては１２〜５０ｗＸ１殊に２０〜４０ｍの直径が使用される。このよ うな高張力鋼材は平滑狭面を有する鋼材かまたはたとえばねじ山伏に構成された 傾斜リプを偏えた鋼材である。７％張力鋼材のその他の可能な構成は鋼材および 平鋼材でるる。

高張力鋼材は靜８９強度櫃と共に、できるだけ高い弾注限夏および十分な質形江 を有しなげればならない。螺合可能な高張力鋼材、すなわちねじ山固定部が設け らｎているような高張力鋼材においてａ、ざらに表面の高い耐４粍性ならびに耐 食性が重要でるる。その他の重要な要件は良好なりラクゼーション性質ならびに 十分に高い疲れ４度でるる。約１２〜５０ｎの直径を有する棒状高張力鋼材は熱 間圧延され、降伏点応力を高めるために引き続き引伸しされ、次いで応力除云の ために焼純される。この方法によれば確かに前６己規俗による最低要件は満たす ことができるが、しかしこの方法は鋼組成〔典型幻分析データ（７層％〕二ＣＯ ，７５、Ｓｉ　Ｏ−８０％　Ｍｎ　１−５０、Ｐ　Ｏ，０２０、Ｓｏ、０２０、 ｖＯ，２５）に関しても、方法の冥運に関しても極めて費用がかかり、かつ高い 製造コストを伴なう。この鋼材に対しては多数の製造工程の他に残留水素および 冶金学的偏析が大きな間層でるる。引伸しの間に起こる破壊ならびに遅延された 破壊に対する不利な結果およびこのような高張力鋼材が一般に腐食されやすいこ とは公知である。ゆえに、生ｆｉｔｔ−損う、工場内部での高い不良率（スクラ ップ）はもう１つの重要なコスト要因でるる。

西ドイツ国特許出願公開第３４３１００８号明細書からは圧延＠製品、殊に螺合 可能な高張力鋼材等金製造する方法でるって、０．５０〜Ｌ１．８ＬＩ３ｔｊ１ ％のＣ含量と、０．２０〜ｏ、ｓｏ＊ｔ％のＳ工含蓋と、Ｌ）、３０−０．８０ ｘｔチのＭｎ言蓋と２胃する鋼に熱間圧延後に仕上スタンドの出口側における熱 状態から冷媒、殊に水（原則的に冷却ガスも承げられる）を用いて表面焼入れを 施し、この場合、材料の周数帯域ｔ−ａ接かつ完全にマルテンサイトに変え、後 続の冷却の間に、上帯域に残った含熱量により該マルテンサイト周縁帯域全中間 過程の範囲を越えないように焼鈍させる形式のものが公知でるる。

この方法によれば冶金学的に表示し易くかつより廉価な分析データを耐食性でろ って、債械的損傷の危険を低減させかつねじ山を設けるために通している耐摩耗 性表面ｔ−備えた高張力鋼材を製造するための出発組成として使用することがで きる。さらに、この方法により得られた高張力鋼材は高い降伏点応力および高い 強度において多大な延性ないしは靭憔をとりわけ低温時でも有し、また僅かなブ ックゼーションにおいて高い疲れ限度をも有する。

本発明の課Ｍは単純で廉価な分析データから出発することを可能としかつ構造用 鋼材、殊に高張力鋼材に要求される性質に高度にかつ確冥に相応する性質を備え た製品を得るために単純かつ容易に笑力することができる、圧′ｇ＠製品、殊に 高張力鋼材を製造する経済的方法を提供することでるる。この課題は不発明によ り解決される。

不発明の対象は圧延ｗ４４品、珠に螺合可能な高張力鋼材等を製造する方法であ って、０．５０〜０．８０１ｉ量−〇〇−含重と、０．２０〜０．６０重１１に ％の＄１−含量と、０．６０〜０．８０重量％のＭｎ−言責とを有する鋼に熱間 圧延後に仕上スタンドの出口側における熱状態から冷媒、殊に冷却液、たとえば 水を用いて表面焼入れ′ｔ２１１Ｉｉし、この場合、材料の周縁帯域を直接かつ 完全にマルテンサイトに変え、後続の冷却の間に、上帯域に残った含熱量により 該マルテンサイト周縁帯域を中間過程の範囲を越えないように焼鈍させる形式の ものにおいて、前記冷却の後に冷間変形を行ない、引き続き焼鈍を行なうことを 特徴とする、圧延鋼１品の製造法でらる。

不発明方法の有利な構成は請求の範囲第２項から第１１項までの対象でるる。

本発明による方法を用いれば、熱間圧延しかつ表面焼入れした後に得られた、焼 鈍さｎたマルテンサイト外層を備えた２層−鋼を冷間変形し、引き続き焼鈍する 工程により構造用鋼材、殊に高張力鋼材に要求されるような卓越した機械的荷性 と共に十分な変形性をも有する１／＆終製品が得られる。この結果は意外でるる 。

すなわち、熱間圧延された材料に降伏点応力を高めるために引７甲し−および焼 鈍処理を處すことは確かに０坏公知である。しかしこれらの材料には熱間圧延後 に熱処理ｔ−施さない。熱間圧延されて熱処理された材料（高張力鋼材）に冷間 変形ｔＳし、引き続き降伏点応力を高めるために焼鈍ヲ施すことはこれまで知ら れていない。その理由は高張力鋼材の場合、建築葡の所要の安全性を保証するた めに、なかんずく突発的な破壊を伊除するためには高い変形性（＝伸び仁事宜） が否応なしに必要とされている点にるる。それ故に、既に熱間圧延後の熱処理に よって硬化された鋼に引き続き冷間に形金虎すと、この場合には変形性は高張力 鋼材としての使用用ＦＦＪに対してもはや十分でないと考えざる金えないので変 形性は相応に減少するという先入感が庄じた。しかし、不発明による方法は意外 にも高張力鋼材としての使用目的に対して十分な変形性を有する最終製品を提供 する。

本発明による方法において原料として使用される鋼組成吻（分析データ）は次の 組成〔重量子〕を有するのが有利で６る：　ＣＯ，５０〜０．８０、ｓｉ　０． ２５−Ｏ−６１）ｓＭｎｏ、５０〜０．８０゜さらに、これらの超成安は０．８ 菫ｊＩｔ％までのクロム、０．５重１に％まで、特に０．４Ｍ量チの銅、０．１ ５重ｆ％までのバナジウム、約０．０６重量％までのニオブ、０．０３重ｔ％ま でのす７．０．０５重１ｔ％までの硫黄、痕跡のチタンおよび／または痕跡のホ ウ累、および／またはニッケルをクロムとニッケルとの総和が０．８夏ｔ％まで 、特に０．４重量子まででるるような量で金回することができ、その以これらの 成分は１−々にまたは互いに組み合わせ智で存在することができる。

原料は自体常用の方法でたとえばブロック鋳造法ならびに連続鋳造法で製造する ことができる。水素を除去するための′４！ｆ妹な処理は一般に液相でも、固相 でも必要ない。

半製品はたとえば小形圧延愼または巌材圧延磯上で最終横断面に圧延される。熱 間圧延およびこｎＫ絖〈管理された熱処理（板面焼入ｉ）は西ドイツ国特許出願 公開第３４５１００８号明細畜に記載の方法実感および方法条件により行なうと 有利でるる。

仕上スタンドにおける最終圧延温度は、鋼の熱間変形性の下限櫃でＡ３’を若干 上回るように選択すると有利でるる。最終圧延温度は好ましぐは８６０〜１０６ ０°０１殊に９５０〜１０００℃である。後続の冷却の間の焼鈍は周縁帯域の表 面一度が熱処理開始から２〜６秒の時間で偉材直径に依存して約５００℃よりも 高くない温度、特に４００〜５００℃であるように行なうと有利でるる。

熱間圧延および管理された熱処理を行なった後に、既に約９００　Ｎ／１ｍ２の 呻伏点応力が遠戚され、引き秩き冷間変形が行なわれる。冷間変形としてはたと えばねじり加工が挙げられる。しかしながら、引伸し加工のほうが有利である。

そｎというのも、得られたに形が断間全不にわたり十分に均一でるるからでるる 。引伸しは原料の応力−ひずみ曲−においてほぼ（１，０１〜１．２）ｘＲ，ｍ 囲、ｍＫ　（１，０５〜１．１）ｘＲｅｄ囲に相当するに合で行なうのが有利で ろる。ゆえに、引伸し度は０．６〜２．０チ、特に０．５〜１．５％であると有 利でろる。

引伸しは鋼処理において自体常用の彫式で行なうことができ；１５龍よりも大き い直径（ｄｓ≧１５ｍｍ）ｔ−有する棒材は個々に引伸すのが有利でわり、婦材 の場合には、たとえば鉄筋の場合に行なわれているように連続的引伸し過程を行 な５ことができる。

引伸しに続いて本発明による焼鈍工程を実流して、冷間変形の際に生じた欠陥個 所および転位を安定化する。この焼鈍は３００〜４２０”Ｃ，殊に３３０〜４２ ０℃の範囲で行なわれ、特に有利には６５０〜３８０℃の範囲で行なわれる。最 大温度における滞留時間は好ましくは５〜６０秒、殊に約１０秒でるる。この焼 鈍は常法でたとえば熱加熱さｎた炉中で、または導電性リードで電気的に行なう ことができ；この加熱は誘導効果により行なうと有利でろる。それというのも、 これによって特に短かい滞留時間が可能であるからである。

不発明による方法を用いれば極めて高いＲ，／〜比を有する褥造用鋼材、殊に高 張力鋼材を簡単かつ経済的に製造することができ：そこで、たとえば時間がかか りかつ危険を伴なう噴散処理工程も不発明による方法によれば必要でない。不発 明による方法により製造された製品はその性質に基づき所定の使用目的に極めて 好適でろり；これらの製品は使用目的に対して常用の形状を有することができ、 かつたとえば西ドイツ国符肝出顔公開第３４．１５１００８号明細書に記載され ているように平滑表面、適当なねじ山、リプ４ｔ−備えた棒鋼材または一鋼材と して礪成されていてよい。こ几らの製品は十分な変形性、高い”ｐｏ、。□ｉ［ （工業的弾性限度〕、僅かなりラクゼーションおよび十分な伸びを有する。例１ （西ドイツ国特許出願公開第３４６１０Ｌｌａ号明細薔による方法）と、例２（ 本発明による方法）との比較が示すように、不発明による方法により製造された 製品は比較可能な破断点伸びに２いて呻伏点応力（Ｒｅ）、引張強匿（Ｒ，）＞ よびリラクゼーション（Ｔ）の改善さ几た−１１［を有する。

次の実２ｓ例は不発明の詳細な説明するものでるる力ζ本発明はこれに制限され るものではない。

実施例 例　１（比較例）： 次の組成（重蓋チ）： 金有する＠金すブ付ｍ（ねじ山付ｍ）として圧延し、かつ西ドイツ国吋許出顔公 開第３４３１００８号明細蒼による熱処理法を元した。次のｉを得た：神伏点応 力（Ｒ８）　：　９０　ＯＮ／＋１２引張強夏（−ン＋１２０ＯＮ％＋１２ 破所点埋び（ＡＩＯ）　１０．３％ リラクゼーショ７　（Ｔ１００Ｏ）　：　４〜６％（１０００時間；σ、＝０． ８　Ｘ　Ｒｏ） 例　２（不発明による方法）： 例１により得られた鋼材音引き続き０．７％だけ引伸し、その後に至純を３５０ °Ｃで（１０秒間）行なった。

次の値を得た： 降伏点応力（Ｒｅ）　：　１１００ル一２引張強Ｋ　（′Ｒｍ）　二　１　２　 ５　０　ＮＡｒｔ”破断点伸び（Ａ１０）　：　９．８％ リラクゼーシＥ　７　（Ｔ１００Ｏ）　：　（２％　（１００Ｄ＃４間二σ＝Ｌ Ｊ、８ｘａｍ） 囲げ能カニ５ｘｄ、（１８０’まで、破壊なし）。

例２により得られた製品の耐食性は例１により製造された鋼材によって示される ものと同程度に良好な値を有する。

本発明による方法は殊に次のことによりすぐれている：すなわち廉価に入手でき る原料および単純に実流することのできる工程（たとえば別個の熱調質工程を有 しない〕において、改善された材料性質、殊に改善された降伏点応力、引張強度 およびリラクゼーションを有する製品が傅ら几ることでるる。また、不発明によ り得られた全製品は、これらの製品がいずｎにせよ引伸し処理を成功裏に克服し ているので靜的引張応カに関しては自動的に横置されていることも有利でるる。

〈Ｍ３頁第７行〜第３頁第２２行〉 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　１　年　３月　ノア　日 特許庁長官　吉　１）　文　毅　殿 １、国際出願番号 ＰＣＴ／ＥＰ　８７１０○５３７ ２、発明の名称 圧延鋼製品の製造法 ３、特許出願人 毛＝奪　氏　名　アイヒャー、　マックス４、代理人 住所　〒１００東京都千代田区丸の内３丁目３番１号新東京ビルヂング５５３号 電話（２１６）５０３１〜５番昭和６３年９月２７日 ６、添付書類の目録 〈第５頁第１１行〜第６頁第１５行〉 この方法によれば冶金学的に表示し易くかつより廉価な分析データを機械的損傷 の危険を低減させかっねじ山を設けるために適している耐摩耗性表面を備えた、 耐食性の高張力鋼を製造するＩ；めの出発組成として使用することができる。さ らに、この方法により得られｌ；高張力鋼材は高い降伏点応力および高い強度に おいて多大な延性ないしは靭性を、とりわけ低温時でも有し、また僅かなりラク ゼーションにおいて高い疲し限度をも有する。

ルクセンブルク国特許出願公開第６５４１３号明細書から公知の、未熱調質の鋼 材を製造する方法では、冷却後に冷間変形を実施し、引き続き焼鈍する。このよ うな鋼材では冷間変形の際に材料の破断を生ぜしめるマルテンサイトの形の準安 定相が出現しないので、これらの手段を西ドイツ国特許出願公開第３４３１００ ８号明細書による方法に転用することは上記明細書から推考することはできなか った。

本発明の課題は、単純で廉価な分析データから出発することを可能としかつ構造 用鋼材、殊に高張力鋼材に要求される性質に高度にかつ確実に相応する性質を備 えた製品が単純かつ容易に得られるような、圧延鋼製品、殊に高張力鋼材を製造 する経済的方法を提供することである。この課題は本発明により解決される。

本発明による方法において原料として使用される鋼組成物（分析データ）は次の 組成（重量％）を有すると有利である：ＣＯ，５０−０，８０％Ｓｉ０．２５〜 ０．６０、Ｍｎ　Ｏ，５０−０，８０，さらに、コレラノ組成物は鉄に対する添 加物として０．８重量％までのクロム、０．５重量％まで、特に０．４重量％の 銅、０．１５重量％までのバナジウム、約０．０６重量％１ｆ（７）ニオブ、０ ．０３重量％までのリン、０．０３重量％までの硫黄、痕跡のチタンおよび／ま たは痕跡のホウ素、および／またはニッケルをクロムとニッケルとの総和が０． ０８重量％まで、特に０．４重量％までであるような量で含有することができ、 その際これらの成分は個々にまｔ；は互いに組み合わされＩ；状態で存在するこ とができる。

原料は自体常用の方法でたとえばブロック鋳造法ならびに連続鋳造法で製造する ことができる。水素を除去するｌ；めの特殊な処理は一般に液相でも、固相でも 必要でない。

半製品はたとえば小形圧延機または線材圧延機上で最終横断面に圧延される。熱 間圧延およびこれに続く管理された熱処理（表面焼入れ）は西ドイツ国特許出願 公開第３４３１００８号明細書に記載の方法実施および方法条件により行なうと 有利である。

仕上スタンドにおける最終圧延温度は、鋼の熱間変形性の下限値でＡ３を若干上 回るように選択すると有利である。最終圧延ｉ！には好ましくは８６０〜１０６ ０℃、殊に９５０〜１０００°Ｃである。後続の冷却の間の焼鈍は周縁帯域の表 面温度が熱処理開始から２〜６秒の時間で棒材直径に依存して約５００℃よりも 高くない温度、特に４００〜５００℃であるように行なうと有利である。

く第１Ｏ頁〜第１１頁〉 請　求　の　範　囲 ■、圧延鋼製品を製造する方法であって、０，５０〜０．８０重量％のＣ−含量 と、０．２０〜０．６０重量％のＳｉ−含量と、０．３０−０．８０重量％のＭ ｎ　−含量とを有する鋼に、熱間圧延後に仕上スタンドの出口側における熱状態 から冷媒を用いて表面焼入れを施し、この場合、材料の周縁帯域を直接かつ完全 にマルテンサイトに変え、後続の冷却の間に、心帯域に残っｔ；含熱量により該 マルテンサイト周縁帯域を中間過程の範囲を越えないように焼鈍させる形式のも のｊ二おいて、前記冷却の後に冷間変形を行ない、引き続き焼鈍を行なうことを 特徴とする、圧延鋼製品の製造法。

２、冷間変形として引伸しを行なう、請求の範囲第１項記載の方法。

３、引伸し度が０．３〜２％、殊に０．５〜１．５％である、請求の範囲第２項 記載の方法。

４、焼鈍を３００〜４２０℃、殊に３３０〜４２０℃の範囲内の温度で実施する 、請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の方法。

５、温度が３５０〜３８０℃の範囲内にある、請求の範囲第４項記載の方法。

６、焼鈍を最大温度において５〜６０秒、殊に約１０秒の滞留時間で実施する、 請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記載の方法。

７、焼鈍を誘導効果により行なう、請求の範囲第６項記載の方法。

８、仕上スタンドにおける最終圧延温度を、鋼の熱間変形性の下限値でＡ３を若 干上回るように選択する、請求の範囲第１項から第７：！Ｊまでのいずれか１項 記載の方法。

９、最終圧延温度が８６０〜１０６０℃、殊に９５０〜１０００℃である、請求 の範囲第１項から第８項までのいずれか１項記載の方法。

１０、マルテンサイト周縁帯域の焼鈍を、該周縁帯域の表面温度が熱処理開始か ら２〜６秒の時間で棒材直径に依存して約５００℃よりも高くない温度、特に４ ００〜５００℃であるように行なう、請求の範囲第１項から第９項までのいずれ か１項記載の方法。

１１、鋼が鉄に対する添加物として０．８重量％までのクロム、０．５重量％ま での鋼、０．１５重量％までのバナジウム、０−０６重量％までのニオブ、０． ０３重量％までのリン、０．０３重量％までの硫黄、痕跡のチタンおよび／また は痕跡のホウ素、および／まｔ；はニッケルをクロムとニッケルとの総和が０． ８重量％までであるような量で含有することができる、請求の範囲第１項から第 １θ項までのいずれか１項記載の方法。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰ　８７ＣＯ５３７ ＳＡ　１εε２７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．圧延鋼製品を製造する方法であって、０．５０〜０．８０重量％のＣ−含量 と、０．２０〜０．６０重量％のＳｉ−含量と、０．３０〜０．８０重量％のＭ ｎ−含量とを有する鋼に熱間圧延後に仕上スタンドの出口側にかける熱状態から 冷媒を用いて表面焼入れを施し、この場合材料の周線帯域を直後かつ完全にマル チンサィトに変え、後続の冷却の間に、心帯域に残った含熱量により該マルテン サイト周縁帯域を中間過程の範囲を越えないように焼鈍させる形式のものにおい て、前記冷却の後に冷間変形を行ない、引き続き焼鈍を行なうことを特徴とする 、圧延鋼製品の製造法。 ２．冷間変形として引伸しを行なう、請求の範囲第１項記載の方法。 ３．引伸し度が０．３〜２％、殊に０．５〜１．５％である、請求の範囲第２項 記載の方法。 ４．焼鈍を３００〜４２０℃、殊に３３０〜４２０℃の範囲内の温度で実施する 、請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の方法。 ５．温度が３５０〜３８０℃の範囲内にある、請求の範囲第４項記載の方法。 ６．焼鈍を最大温度において５〜６０秒、殊に約１０秒の滞留時間で実施する、 請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項記載の方法。 ７．焼鈍を誘導効果により行なう、請求の範囲第６項記載の方法。 ８．仕上スタンドにおける最終圧延温度を、鋼の熱間変形在の下限値でＡ３を若 干上回るように選択する、請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項記載 の方法。 ９．最終圧延温度が８６０〜１０６０℃、殊に９５０〜１０００℃である、請求 の範囲第１項から第８項までのいずれか１項記載の方法。 １０．マルテンサイト周縁帯域の焼鈍を、該周縁帯域の表面温度が熱処理開始か ら２〜６秒の時間で棒材直径に依存して約５００℃よりも高くない温度、特に４ ００〜５００℃であるように行なう、請求の範囲第１項から第９項までのいずれ か１項記載の方法。 １１．鋼が０．８重量％までのクロム、０．５重量％までの鋼、０．１５重量％ までのバナジウム、０．０６重量％までのニオブ、０．０３重量％までのりン、 ０．０３重量％までの硫黄、痕跡のチタンおよび／または痕跡のホク素、および ／またはニツケルをクロムとニツケルとの総和が０．８重量％までであるような 量で含有することができる、請求の範囲第１項から第１０項までのいずれか１項 記載の方法。 １２．実施例で説明されている、請求の範囲第１項記載の方法。