JPH0217608B2 - - Google Patents
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- JPH0217608B2 JPH0217608B2 JP9647886A JP9647886A JPH0217608B2 JP H0217608 B2 JPH0217608 B2 JP H0217608B2 JP 9647886 A JP9647886 A JP 9647886A JP 9647886 A JP9647886 A JP 9647886A JP H0217608 B2 JPH0217608 B2 JP H0217608B2
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- Japan
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- less
- temperature
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は、球状化焼独省略可能な軟質冷鍜用線
材の製造方法に関するものである。 （従来の技術） 特開昭54−143716号公報では、仕上圧延入口温
度を600〜900℃の範囲に規定した低温圧延により
軟質化を図つているが、出口温度の規定がないた
め、圧延時の温度上昇により、所定の軟質化は達
成されない。更に、特開昭58−107416号公報は、
仕上圧延温度と圧下率を規定して軟質化を図る
が、低温圧延のためロールの耐久性、圧延時のモ
ーター負荷が大きくなること、線材の表面疵が生
じ易いことで問題である。 以上のように圧延線材の軟質化法は種々提案さ
れているが、従来の球状化焼鈍材並みのものを、
工業的に安定供給するまでには至つていないのが
現状であつた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は球状化焼鈍省略プロセスによる粒状セ
メンタイト組織の冷鍜用線材の製造法を提供する
ものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、圧延線材状態でセメンタイトの
粒状化組織を得る手段として、Ｂ添加により、高
温パーライト変態の短時間終了を促進させるとと
もに、従来の鋼に於いて含有されているMnの一
部をCr、Ｂで置き換え、かつＢの効果を十分に
引き出すためにＮ、Ｏレベルを低値におさえる成
分系を開発した。 この成分系の鋼を最終仕上温度950℃以下で圧
延し、かつその後の冷却条件を750℃から650℃の
範囲で、0.3℃／sec以下にすることによりセメン
タイトの粒状化が図られるとともに、フエライト
中の過飽和カーボンの平衡状態への移行が図ら
れ、軟質化が達成される。 即ち本発明は以上の知見に基いてなされたもの
であつて、その要旨とするところは、Ｃ：0.20〜
0.60％、Si：0.10％以下、Mn：0.20〜0.40％、
Ｐ：0.020％以下、Ｓ：0.020％以下、Cr：0.20〜
0.60％、Ｂ：0.0005〜0.0050％、Ti：0.005〜0.030
％、Al：0.010〜0.060％、Ｎ：0.0060％以下、
Ｏ：0.0040％以下、残部Fe及び不可避不純より成
る鋼を仕上圧延ミルで熱間圧延し、最終仕上温度
を950℃以下にすることにより、圧延線材の再結
晶オーステナイト粒度を11以上とし、かつその後
の冷却条件を、750℃から650℃の範囲で0.3℃／
sec以下とすることを特徴とする。 以下に本発明を詳細に説明する。 まず、Ｃは冷鍜後の焼入・焼戻処理においてボ
ルト、ナツトなどの製品に所要の強度を付与する
ために不可欠の元素である。0.20％未満では、所
要の強度が得られない。一方、0.60％を超えると
圧延線材の強度が高くなり過ぎ、もはや冷鍜材と
しては使用できないので、0.20〜0.60％の範囲に
限定した。 Siはその固溶体硬化作用によつて、圧延線材の
強度を高める。固溶体硬化の影響を無視できるよ
うになる0.1％未満に含有量を限定した。このよ
うにSiを下げてもＣ、Mn、Cr、Ｂの組合せによ
り、焼入処理時に要求される焼入性は、低下しな
い。 次にMnは、焼入性向上及びＳの固定に不可欠
の元素であるが、主としてＳ固定のための添加量
まで削減し、代わりにCr及びＢをバランス良く
複合添加する。特にＢが焼入性補償のみならず、
軟質化の促進に有効である点が、本発明の最も重
要な点の一つである。 即ち、従来の機械構造用鋼であるS45C鋼は、
JIS規格により、Mn：0.60〜0.90％を含むことが
規定されているが、そのMn量を減らし、代わり
にCr、Ｂを添加することによつて、S45C鋼に比
べフエライト変態開始温度とともに、パーライト
変態の開始・終了温度が高くなり、軟質化が促進
される。 ここで、MnとCrとＢの添加量を、上記のよう
に限定した理由を以下に説明する。 高温域のパーライト変態を短時間で終了させる
ためには、できるだけMnをCrで置換えた方が良
いが、Mn0.2％未満では、鋼中のＳを十分に固定
することができず、熱間脆性を押さえることがで
きない。一方、Mnが0.4％を超えると、Crが添加
されていても、高温でのパーライト変態を短時間
に終了させることができないので、Mn量を0.2〜
0.4％に限定した。 Crは、高温でのパーライト変態の促進には不
可欠の元素であるが、その添加量が0.2％未満で
は十分な効果を発揮しない。一方、0.6％を超え
ると、圧延線材の引張強さが高すぎて球状化焼鈍
材並の冷鍜性の確保が困難となるので、0.2〜0.6
％に限定した。 更にＢは、高温でのパーライト変態の促進及び
焼入性向上には、不可欠の元素である。その添加
量が0.0005％未満では、それらの効果を発揮せ
ず。0.0050％を超えると、粗大なＢ化合物を析出
させて靭性を劣化させるので0.0005％〜0.0050％
に限定した。なお、MnとCrの合計量は0.4〜0.8
％が望ましい。 Ｂ添加を必須とする本発明成分系では、ＮとＯ
の上限値を規定することがＢの効果発揮及び冷鍜
性の観点から特に重要である。すなわち、Ｎが、
0.0060％を超えると、Ｂ添加と同時に含有される
Tiと、硬質非変形介在物のTiNを形成するとと
もに、BNが析出して、高温パーライト変態の促
進と焼入性向上の効果が阻害されるのみならず、
冷鍜性を悪化するので、0.0060％以下に規定し
た。 また、Ｏが高いとAl2O3やTiO2の酸化物系介在
物が形成されて、冷鍜性を劣化させるので、Ｏ：
0.0040％以下と規定した。Ｎ、Ｏの規定範囲内
で、Si、Mn減、Cr、Ｂ添加を特徴とする成分条
件により、従来の冷鍜用線材に比較して、大巾な
圧延線材の軟質化が達成されるとともに、機械構
造用鋼並の焼入・焼戻強度を付与することができ
る。 また、Alは冷鍜後の焼入れ処理時のオーステ
ナイト粒度の粗大化を防止する目的で添加するも
ので、0.010％未満ではその効果が少なく、一方
0.060％を超えると、オーステナイト結晶粒粗大
化抑制効果は飽和する上、むしろ冷鍜性を劣化さ
せるので、0.010〜0.060％に限定した。 Ｐ、Ｓはいずれも冷鍜性に有害な元素である。
いずれも0.020％を超えると悪影響が顕著となる
ので、これ以下に限定した。 本発明では上記成分範囲の規定による軟質化効
果が大きい。 次に本発明においては、上記成分より成る鋼を
熱間圧延するに際し、最終仕上温度を950℃以下
にすることにより、再結晶オーステナイト粒度を
11以上とする。最も好ましいのは700〜950℃であ
る。700以下でも可能であるが、低温圧延となり
モーター負荷増等により、現実的でなくなる。 第１図に最終仕上温度と粒度の関係を示す。 このような細粒に仕上げることにより、変態核
が多数導入されることとなり、粒状セメンタイト
変態が可能となる。 熱間圧延後の冷却条件については、フエライ
ト・パーライト変態域を包含する750〜650℃の範
囲で、0.3℃／sec以下で冷却することを規定し
た。750〜650℃を外れると該変態域が外れる。
0.3℃／sec以下で冷却することにより、粒状セメ
ンタイト組織が得られる。これ以上になると硬く
なり、当初の目的が達成し得ない。また、フエラ
イト中の過飽和カーボンの平衡状態への移行が図
られる。 （実施例） 第１表は、供試材の化学組成、熱間圧延条件並
びに線材の熱間圧延状態及び焼入焼戻し状態の機
械的性質及び冷鍜性を示したものである。ここ
で、熱間圧延状態は10mmφ、焼入焼戻し材は10mm
φ線材を8.5mmφに伸線後、850℃油焼入→600℃
焼戻し後水冷処理したものである。 冷鍜性の評価は10mmφ線材を9.5mmφに伸線後、
0.5mm深さのＶノツチを付けた9.5mmφ×1425mmの
試験片で、据込率40％の圧縮試験を行つた時の割
れ発生の有無で求めた。〇印は割れが発生しなか
つたもの、△印は拡大鏡で微細ワレが観察された
もの、×印は割れが発生したものを示す。 同表中、試験番号No.７、８、10〜15が本発明例
で、その他は比較例である。熱間圧延線材の軟質
化基準は、S45C相当で球状化焼鈍材並みの引張
強さ：58Kg／mm2以下、絞り：55％以上とした。 また、焼入・焼戻し後の保証強度基準は、引張
強さ86Kg／mm2以上とした。 同表に見られるように、本発明例はいずれも圧
延線材において、引張強さが58Kg／mm2以下でかつ
粒状セメンタイト組織となつている。また、冷鍜
性も球状化焼鈍材並みであり、かつ焼入・焼戻し
後の引張強さも86Kg／mm2以上である。 これに対して比較例であるNo.１〜６、17はＢが
添加されていないために、軟質化が不十分でかつ
フエライト−パーライト組織であるか、または焼
入・焼戻し後の強度が得られない例である。No.９
は軟質化し、かつ粒状セメンタイト組織になる
が、Crが少なすぎるために所要の焼入・焼戻し
後の強度が得られない例である。 No.16はMnが少なすぎるために、Ｓの固定が十
分でなく冷鍜性が不良である例、No.18はSiが高す
ぎるために所要の軟質化が得られない例である。
No.19はＮが、No.20はＯが、No.21はＢがそれぞれ高
すぎるために、冷鍜性が不良である例である。No.
22〜25は、JISのS45C相当材である。いずれも冷
鍜性不良である。 但し、No.22を球状化焼鈍すると、引張強さは、
52Kg／mm2、絞り59％となり冷鍜性は良好となる。
このようにS45C相当材は冷鍜前の球状化焼鈍が
必須である。
材の製造方法に関するものである。 （従来の技術） 特開昭54−143716号公報では、仕上圧延入口温
度を600〜900℃の範囲に規定した低温圧延により
軟質化を図つているが、出口温度の規定がないた
め、圧延時の温度上昇により、所定の軟質化は達
成されない。更に、特開昭58−107416号公報は、
仕上圧延温度と圧下率を規定して軟質化を図る
が、低温圧延のためロールの耐久性、圧延時のモ
ーター負荷が大きくなること、線材の表面疵が生
じ易いことで問題である。 以上のように圧延線材の軟質化法は種々提案さ
れているが、従来の球状化焼鈍材並みのものを、
工業的に安定供給するまでには至つていないのが
現状であつた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は球状化焼鈍省略プロセスによる粒状セ
メンタイト組織の冷鍜用線材の製造法を提供する
ものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、圧延線材状態でセメンタイトの
粒状化組織を得る手段として、Ｂ添加により、高
温パーライト変態の短時間終了を促進させるとと
もに、従来の鋼に於いて含有されているMnの一
部をCr、Ｂで置き換え、かつＢの効果を十分に
引き出すためにＮ、Ｏレベルを低値におさえる成
分系を開発した。 この成分系の鋼を最終仕上温度950℃以下で圧
延し、かつその後の冷却条件を750℃から650℃の
範囲で、0.3℃／sec以下にすることによりセメン
タイトの粒状化が図られるとともに、フエライト
中の過飽和カーボンの平衡状態への移行が図ら
れ、軟質化が達成される。 即ち本発明は以上の知見に基いてなされたもの
であつて、その要旨とするところは、Ｃ：0.20〜
0.60％、Si：0.10％以下、Mn：0.20〜0.40％、
Ｐ：0.020％以下、Ｓ：0.020％以下、Cr：0.20〜
0.60％、Ｂ：0.0005〜0.0050％、Ti：0.005〜0.030
％、Al：0.010〜0.060％、Ｎ：0.0060％以下、
Ｏ：0.0040％以下、残部Fe及び不可避不純より成
る鋼を仕上圧延ミルで熱間圧延し、最終仕上温度
を950℃以下にすることにより、圧延線材の再結
晶オーステナイト粒度を11以上とし、かつその後
の冷却条件を、750℃から650℃の範囲で0.3℃／
sec以下とすることを特徴とする。 以下に本発明を詳細に説明する。 まず、Ｃは冷鍜後の焼入・焼戻処理においてボ
ルト、ナツトなどの製品に所要の強度を付与する
ために不可欠の元素である。0.20％未満では、所
要の強度が得られない。一方、0.60％を超えると
圧延線材の強度が高くなり過ぎ、もはや冷鍜材と
しては使用できないので、0.20〜0.60％の範囲に
限定した。 Siはその固溶体硬化作用によつて、圧延線材の
強度を高める。固溶体硬化の影響を無視できるよ
うになる0.1％未満に含有量を限定した。このよ
うにSiを下げてもＣ、Mn、Cr、Ｂの組合せによ
り、焼入処理時に要求される焼入性は、低下しな
い。 次にMnは、焼入性向上及びＳの固定に不可欠
の元素であるが、主としてＳ固定のための添加量
まで削減し、代わりにCr及びＢをバランス良く
複合添加する。特にＢが焼入性補償のみならず、
軟質化の促進に有効である点が、本発明の最も重
要な点の一つである。 即ち、従来の機械構造用鋼であるS45C鋼は、
JIS規格により、Mn：0.60〜0.90％を含むことが
規定されているが、そのMn量を減らし、代わり
にCr、Ｂを添加することによつて、S45C鋼に比
べフエライト変態開始温度とともに、パーライト
変態の開始・終了温度が高くなり、軟質化が促進
される。 ここで、MnとCrとＢの添加量を、上記のよう
に限定した理由を以下に説明する。 高温域のパーライト変態を短時間で終了させる
ためには、できるだけMnをCrで置換えた方が良
いが、Mn0.2％未満では、鋼中のＳを十分に固定
することができず、熱間脆性を押さえることがで
きない。一方、Mnが0.4％を超えると、Crが添加
されていても、高温でのパーライト変態を短時間
に終了させることができないので、Mn量を0.2〜
0.4％に限定した。 Crは、高温でのパーライト変態の促進には不
可欠の元素であるが、その添加量が0.2％未満で
は十分な効果を発揮しない。一方、0.6％を超え
ると、圧延線材の引張強さが高すぎて球状化焼鈍
材並の冷鍜性の確保が困難となるので、0.2〜0.6
％に限定した。 更にＢは、高温でのパーライト変態の促進及び
焼入性向上には、不可欠の元素である。その添加
量が0.0005％未満では、それらの効果を発揮せ
ず。0.0050％を超えると、粗大なＢ化合物を析出
させて靭性を劣化させるので0.0005％〜0.0050％
に限定した。なお、MnとCrの合計量は0.4〜0.8
％が望ましい。 Ｂ添加を必須とする本発明成分系では、ＮとＯ
の上限値を規定することがＢの効果発揮及び冷鍜
性の観点から特に重要である。すなわち、Ｎが、
0.0060％を超えると、Ｂ添加と同時に含有される
Tiと、硬質非変形介在物のTiNを形成するとと
もに、BNが析出して、高温パーライト変態の促
進と焼入性向上の効果が阻害されるのみならず、
冷鍜性を悪化するので、0.0060％以下に規定し
た。 また、Ｏが高いとAl2O3やTiO2の酸化物系介在
物が形成されて、冷鍜性を劣化させるので、Ｏ：
0.0040％以下と規定した。Ｎ、Ｏの規定範囲内
で、Si、Mn減、Cr、Ｂ添加を特徴とする成分条
件により、従来の冷鍜用線材に比較して、大巾な
圧延線材の軟質化が達成されるとともに、機械構
造用鋼並の焼入・焼戻強度を付与することができ
る。 また、Alは冷鍜後の焼入れ処理時のオーステ
ナイト粒度の粗大化を防止する目的で添加するも
ので、0.010％未満ではその効果が少なく、一方
0.060％を超えると、オーステナイト結晶粒粗大
化抑制効果は飽和する上、むしろ冷鍜性を劣化さ
せるので、0.010〜0.060％に限定した。 Ｐ、Ｓはいずれも冷鍜性に有害な元素である。
いずれも0.020％を超えると悪影響が顕著となる
ので、これ以下に限定した。 本発明では上記成分範囲の規定による軟質化効
果が大きい。 次に本発明においては、上記成分より成る鋼を
熱間圧延するに際し、最終仕上温度を950℃以下
にすることにより、再結晶オーステナイト粒度を
11以上とする。最も好ましいのは700〜950℃であ
る。700以下でも可能であるが、低温圧延となり
モーター負荷増等により、現実的でなくなる。 第１図に最終仕上温度と粒度の関係を示す。 このような細粒に仕上げることにより、変態核
が多数導入されることとなり、粒状セメンタイト
変態が可能となる。 熱間圧延後の冷却条件については、フエライ
ト・パーライト変態域を包含する750〜650℃の範
囲で、0.3℃／sec以下で冷却することを規定し
た。750〜650℃を外れると該変態域が外れる。
0.3℃／sec以下で冷却することにより、粒状セメ
ンタイト組織が得られる。これ以上になると硬く
なり、当初の目的が達成し得ない。また、フエラ
イト中の過飽和カーボンの平衡状態への移行が図
られる。 （実施例） 第１表は、供試材の化学組成、熱間圧延条件並
びに線材の熱間圧延状態及び焼入焼戻し状態の機
械的性質及び冷鍜性を示したものである。ここ
で、熱間圧延状態は10mmφ、焼入焼戻し材は10mm
φ線材を8.5mmφに伸線後、850℃油焼入→600℃
焼戻し後水冷処理したものである。 冷鍜性の評価は10mmφ線材を9.5mmφに伸線後、
0.5mm深さのＶノツチを付けた9.5mmφ×1425mmの
試験片で、据込率40％の圧縮試験を行つた時の割
れ発生の有無で求めた。〇印は割れが発生しなか
つたもの、△印は拡大鏡で微細ワレが観察された
もの、×印は割れが発生したものを示す。 同表中、試験番号No.７、８、10〜15が本発明例
で、その他は比較例である。熱間圧延線材の軟質
化基準は、S45C相当で球状化焼鈍材並みの引張
強さ：58Kg／mm2以下、絞り：55％以上とした。 また、焼入・焼戻し後の保証強度基準は、引張
強さ86Kg／mm2以上とした。 同表に見られるように、本発明例はいずれも圧
延線材において、引張強さが58Kg／mm2以下でかつ
粒状セメンタイト組織となつている。また、冷鍜
性も球状化焼鈍材並みであり、かつ焼入・焼戻し
後の引張強さも86Kg／mm2以上である。 これに対して比較例であるNo.１〜６、17はＢが
添加されていないために、軟質化が不十分でかつ
フエライト−パーライト組織であるか、または焼
入・焼戻し後の強度が得られない例である。No.９
は軟質化し、かつ粒状セメンタイト組織になる
が、Crが少なすぎるために所要の焼入・焼戻し
後の強度が得られない例である。 No.16はMnが少なすぎるために、Ｓの固定が十
分でなく冷鍜性が不良である例、No.18はSiが高す
ぎるために所要の軟質化が得られない例である。
No.19はＮが、No.20はＯが、No.21はＢがそれぞれ高
すぎるために、冷鍜性が不良である例である。No.
22〜25は、JISのS45C相当材である。いずれも冷
鍜性不良である。 但し、No.22を球状化焼鈍すると、引張強さは、
52Kg／mm2、絞り59％となり冷鍜性は良好となる。
このようにS45C相当材は冷鍜前の球状化焼鈍が
必須である。
【表】
【表】
○印；本発明材
（発明の効果） 以上の実施例からも明らかなように、本発明は
熱間圧延状態で粒状セメンタイト組織を有する冷
鍜用線材を製造する方法であり、球状化焼鈍処理
を省略しうる点で、産業上の効果は極めて大きな
ものがある。
（発明の効果） 以上の実施例からも明らかなように、本発明は
熱間圧延状態で粒状セメンタイト組織を有する冷
鍜用線材を製造する方法であり、球状化焼鈍処理
を省略しうる点で、産業上の効果は極めて大きな
ものがある。
第１図は仕上圧延温度と圧延再結晶粒度とのグ
ラフである。
ラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で Ｃ：0.20〜0.60％、Si：0.10％以下 Mn：0.20〜0.40％、Ｐ：0.020％以下 Ｓ：0.020％以下、Cr：0.20〜0.60％ Ｂ：0.0005〜0.0050％、Ti：0.005〜0.030％ Al：0.010〜0.060％、Ｎ：0.0060％以下 Ｏ：0.0040％以下 残部Fe及び不可避不純物より成る鋼を仕上圧
延ミルで熱間圧延し、最終仕上温度を950℃以下
にすることにより、圧延線材の再結晶オーステナ
イト粒度を11以上とし、かつその後の冷却条件を
750℃から650℃の範囲で0.3℃／sec以下とするこ
とを特徴とする粒状セメンタイト組織を有する冷
鍜用線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9647886A JPS62253724A (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 粒状セメンタイト組織を有する冷鍜用線材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9647886A JPS62253724A (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 粒状セメンタイト組織を有する冷鍜用線材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62253724A JPS62253724A (ja) | 1987-11-05 |
| JPH0217608B2 true JPH0217608B2 (ja) | 1990-04-23 |
Family
ID=14166155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9647886A Granted JPS62253724A (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 粒状セメンタイト組織を有する冷鍜用線材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62253724A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100338704B1 (ko) * | 1997-12-27 | 2002-08-21 | 주식회사 포스코 | 냉간압조용탄소강선재의제조방법 |
| JP4665327B2 (ja) * | 2001-03-28 | 2011-04-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 熱間加工ままでの冷間加工性に優れる含ｂ高炭素鋼の製造方法 |
| KR20040032285A (ko) * | 2002-10-08 | 2004-04-17 | 주식회사 포스코 | 재질편차가 적은 중탄소강 선재의 제조방법 |
| JP4884803B2 (ja) * | 2005-03-16 | 2012-02-29 | 本田技研工業株式会社 | 鋼材の熱処理方法 |
| KR100742820B1 (ko) * | 2005-12-27 | 2007-07-25 | 주식회사 포스코 | 냉간가공성과 소입성이 우수한 강선재 및 그 제조방법 |
| TWI450975B (zh) * | 2011-04-11 | 2014-09-01 | China Steel Corp | 柱狀化或球狀化鋼材波來鐵組織中雪明碳鐵之製程 |
| JP6497146B2 (ja) * | 2015-03-16 | 2019-04-10 | 新日鐵住金株式会社 | 冷間加工性に優れた鋼線材 |
-
1986
- 1986-04-25 JP JP9647886A patent/JPS62253724A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62253724A (ja) | 1987-11-05 |
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