JPH05171262A - 肌焼製品用線材又は棒鋼の製造方法 - Google Patents

肌焼製品用線材又は棒鋼の製造方法

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JPH05171262A
JPH05171262A JP33486791A JP33486791A JPH05171262A JP H05171262 A JPH05171262 A JP H05171262A JP 33486791 A JP33486791 A JP 33486791A JP 33486791 A JP33486791 A JP 33486791A JP H05171262 A JPH05171262 A JP H05171262A
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JP
Japan
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weight
rolling
steel
wire rod
steel material
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JP33486791A
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English (en)
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Toshiyuki Hoshino
俊幸 星野
Mitsuzane Kawasaki
充実 河崎
Kenichi Amano
虔一 天野
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】軟化焼鈍しが省略可能であり、圧延のままで軟
質で、かつ、耐粗粒化特性にも優れた鋼材を製造する。 【構成】C:0.05〜0.3重量%、Si:0.35
重量%以下、Mn:0.6〜1.3重量%、Cr:0.
6〜1.3重量%、Al:0.01〜0.05重量%、
N:0.006〜0.02重量%を含有し、残部がFe
及び不可避的不純物からなる鋼素材を、1030〜12
00℃に加熱して粗圧延及び中間圧延を行った後、75
0〜850℃の温度領域で圧下率30〜50%の仕上圧
延を実施し、その後、0.6℃/s以下で冷却すること
を特徴とする肌焼製品用線材又は棒鋼の製造方法、鋼素
材に、さらに0.1〜0.5重量%のMo及び/又は
0.005〜0.02重量%のSbを添加することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、肌焼製品用線材又は棒
鋼の製造方法に関し、特に冷間加工性に優れると同時に
耐オーステナイト粗粒化特性にも優れた鋼材の製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車のミッションギア,ボルト,シャ
フト等は疲れ強さ及び耐摩耗性を高めるため、浸炭焼入
を施して用いられている。これらの製品は線材又は棒鋼
を素材として切断し、冷間、温間及び熱間鍛造により成
形された後、浸炭焼入・焼戻し処理を施されて最終製品
に到る。しかし、これら肌焼鋼においては、素材である
線材又は棒鋼の製造履歴及び2次,3次加工工程の条件
により、浸炭処理時にオーステナイトの粗大化及び異常
粒成長が生じる場合がある。このような粒の粗大化は焼
入時に製品に大きな歪を生じさせ製造工程を阻害した
り、製品の疲労特性等を劣化させるため、結晶粒粗大化
を防止することが肌焼製品用鋼材に強く求められてい
る。
【0003】これらの防止対策として、例えば特開昭5
9−123714号公報には、Al及びNの含有量を特
定の範囲に制御すると同時に、Al,N量に応じた加熱
温度を選定する方法が提案されている。しかし、提案さ
れた加熱温度は通常の線材・棒鋼の加熱温度と比較する
と異常に高い温度であるために、浸炭処理時の耐オース
テナイト粗大化特性及びオーステナイトの異常粒成長は
防止できるものの、下記の問題点がある。
【0004】すなわち、このような高温加熱を選択した
場合には、線材・棒鋼の如き連続圧延においては必然的
に仕上温度も上昇し、変態前のγ粒は粗大化する。この
ため変態後の組織は、フェライト・パーライトに硬質な
ベイナイト組織が混入し極めて強度水準が高くなる。こ
のため、切断及び冷間伸線等の加工を圧延材のままで行
うことは極めて困難となり、加工前に軟化焼鈍しが必要
で、この熱処理は長時間の高温加熱が必要であり、生産
性の低下及びスケールロスは不可避である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決し、硬質なベイナイト組織を含まず、圧延材の
ままで切断及び冷間加工が行え、かつ、浸炭加熱時にオ
ーステナイトが粗粒化しない肌焼鋼用鋼材の製造方法を
提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、C:0.05〜0.30重量%、Si:
0.35重量%以下、Mn:0.6〜1.3重量%、C
r:0.6〜1.3重量%、Al:0.01〜0.05
重量%、N:0.006〜0.02重量%を含有し、残
部がFe及び不可避的不純物からなる鋼素材を1030
〜1200℃に加熱して粗圧延及び中間圧延を行った
後、750〜850℃の温度領域で圧下率30〜50%
の仕上圧延を実施し、その後、0.6℃/s以下で冷却
することを特徴とする、冷間加工性及びオーステナイト
粗粒化温度の高い、肌焼製品用線材又は棒鋼の製造方法
を提供するもので、鋼素材に、さらに0.01〜0.5
重量%のMo及び/又は0.005〜0.02重量%の
Sbを含有させることができる。
【0007】
【作用】本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検
討した結果、下記の結論を得るに到った。すなわち、熱
間圧延時に加熱温度をある一定限度以上に高めることに
より鋼中にAlNを溶解させ、オーステナイトの低温域
である750〜850℃の温度域において30%以上の
加工を施すと、硬質なベイナイトの発生が抑制されるこ
とにより圧延のままで軟質化が達成され、その後の浸炭
処理工程でオーステナイト粒の粗大化・異常粒成長を抑
制できることを見出した。
【0008】本発明は、以上の如き知見に基づいてなさ
れたものである。以下、本発明の限定理由について説明
する。 C:浸炭処理後の焼入により中心部の硬度を高めるため
に0.05重量%以上必要であり、多量に含有すると中
心部の靭性を低下させるので上限を0.3重量%とす
る。
【0009】Si:脱酸剤として有効であるが、多量に
含有すると冷間加工性を害するので上限を0.35重量
%とする。 Mn:焼入性及び浸炭焼入・焼戻し後の強度を確保する
ため0.6重量%以上必要であるが、添加量が多量に過
ぎると圧延でベイナイトを発生し、切断又は冷間伸線前
に軟化焼鈍し処理が必要となるばかりでなく靭性を劣化
させるので、上限を1.3重量%とする。
【0010】Cr:焼入性を向上させる元素であり、
0.6重量%以上必要であるが、多量に含有すると圧延
で硬質なベイナイト組織が発生するだけでなく、焼入時
の強度が高くなり靭性を劣化させるので、上限を1.3
重量%とする。 Al:NとともにAlNを形成し、浸炭時にγ粒の粗大
化を抑制するとともに脱酸にも有効な元素である。0.
01重量%未満では、その効果は小さく、0.05重量
%を越えて含有すると冷間加工性を低下させるので0.
05重量%以下とする。
【0011】N:Alと結合し、浸炭時にγ粒の粗大化
を抑制するため添加するが、0.006重量%未満では
その効果が小さく、0.02重量%を越えて含有すると
連続鋳造時の鋳片に割れが発生しやすくなるので、0.
02重量%以下とする。 Mo:焼入性を向上させるため添加するが0.1重量%
未満ではその効果が小さいので0.1重量%以上必要で
あるが、高価な元素であるとともにベイナイトを発生し
易い元素であるので上限を0.5重量%とする。
【0012】Sb:浸炭時の異常層を低減する効果があ
るので用い、少なくとも0.005重量%は必要である
が、0.02重量%を越えて含有しても効果が飽和する
ので、0.05〜0.02重量%の範囲とする。 次に、熱間圧延時の加熱温度であるが、1030℃未満
の加熱では、AlNの固溶が不十分であり、浸炭処理時
にγ粒成長の抑制に効果のある微細AlNが形成され
ず、一方、1200℃を越える加熱では脱炭が極めて大
きくなり、浸炭処理時に浸炭層深さの制御が困難となる
と同時にスケールロスが大きくなり歩留り低下を招き、
さらにスケールに起因する表面疵が増加するので、12
00℃以下の加熱とする。
【0013】仕上圧延開始温度を制御するために仕上圧
延の前に予備水冷を施してもよい。次に、仕上圧延を7
50〜850℃の温度領域で圧下率30〜50%で実施
する、この温度域での加工によりフェライト・パーライ
ト変態が促進され、硬質なベイナイトの発生が抑制され
る。下限を750℃とするのは、この温度を下回る温度
においては、変態したフェライトが加工を受けることに
より強度が逆に上昇し、目的とする軟質化が達成されな
いためであり、また、850℃を越える圧延では、フェ
ライト・パーライト変態促進の効果が小さく、硬質なベ
イナイトの発生が抑制されない。
【0014】また、圧下率が30%未満では軟質化に対
する効果が小さく50%を越える圧下率では圧延により
AlNが動的に折出し、そのため、浸炭処理時にγ粒の
成長を抑制する微細なAlNの折出量が減少し、浸炭処
理時のγ粒粗大化及びγ粒の異常粒成長抑制効果が少な
いためである。また、圧延後の冷却速度は0.6℃/s
以下とする。0.6℃/sを越える冷却速度では本発明
による加熱・圧延条件によっても硬質なベイナイト発生
の抑制が果たされないためである。
【0015】
【実施例】表1に示す化学組成を有する肌焼鋼用合金鋼
を、5トン真空溶製炉において溶解し、分塊圧延を経て
直径150mmのビレットとした後、表2及び表3に示
す製造条件により直径50mmの丸棒とした。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】図1に示したように、粗・中間圧延終了
後、仕上圧延の前に水冷装置により必要により予備冷却
を施し、仕上圧延を行った。仕上圧延は750〜850
℃の間の圧下率を制御した。圧延のままの機械的性質を
JIS4号引張試験片を切削加工により作製し調査し
た。
【0020】また直径15mm×高さ22.5mmの円
柱型試験片を作製し、圧延のままの強度が高い比較材に
ついては、680℃×3hr→空冷の軟化焼鈍し処理を
施した後、冷間で300トンプレスを用いて軸方向に高
さ6.75mmまで圧縮した後、930℃×4hr→O
Qの擬似浸炭処理を施してγ粒の粗大化及び異常粒成長
を調査し、粗大化部分の面積率を測定した。これらの結
果を表2及び表3に示す。
【0021】本発明の圧延材の機械的性質は、より低強
度・高延性で軟化焼鈍しを省略可能であり、同時に粗粒
化率も低く、耐粗粒化特性にも優れている。一方、比較
例においては、圧延材の強度が高く冷間切断・冷間伸線
に先立って軟化焼鈍が必要であるか、又は強度水準は低
くとも粗粒化特性に劣る。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、軟化焼鈍しが省略可能
であり、圧延のままで耐粗粒化特性にも優れた鋼材を製
造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が実施される圧延工程の説明図である。
【符号の説明】
1 鋼材 2 加熱炉 3 粗圧延 4 中間圧延 5 水冷装置 6 仕上圧延 7 徐冷装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/18

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 C :0.05〜0.3重量% Si:0.35重量%以下 Mn:0.6〜1.3重量% Cr:0.6〜1.3重量% Al:0.01〜0.05重量% N :0.006〜0.02重量% を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼素
    材を、1030〜1200℃に加熱して粗圧延及び中間
    圧延を行った後、750〜850℃の温度領域で圧下率
    30〜50%の仕上圧延を実施し、その後、0.6℃/
    s以下で冷却することを特徴とする、冷間加工性及びオ
    ーステナイト粗粒化温度の高い、肌焼製品用線材又は棒
    鋼の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の鋼素材が、さらに Mo:0.1〜0.5重量% を含有することを特徴とする肌焼製品用線材又は棒鋼の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の鋼素材が、さらに Sb:0.005〜0.02重量% を含有することを特徴とする肌焼製品用線材又は棒鋼の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の鋼素材が、さらに Mo:0.1〜0.5重量% Sb:0.005〜0.02重量% を含有することを特徴とする肌焼製品用線材又は棒鋼の
    製造方法。
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