JPH0559965B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） この発明は、迅速球状化が可能な低合金鋼線材
の製造方法に関し、特に、冷間鍛造時の低合金鋼
線材の、冷間鍛造に先立つ前処理としての軟化焼
鈍の省略ならびに球状化焼鈍における処理時間の
短縮を可能ならしめようとするものである。 （従来の技術） 自動車用ボルト、ナツトおよびロツドなどに使
用される低合金鋼は、冷間鍛造によつて上記の各
種形状に形成されるに先立ち、軟化焼鈍さらには
球状化焼鈍が施される。というのは上記した如き
低合金鋼は、熱間圧延のままの状態では硬さが高
く、従つて工具寿命の低下をもたらすことから、
軟化焼鈍によつて硬さを低下させ、さらに球状化
焼鈍によつて素材の変形能を向上させて、工具寿
命を延ばすと同時に、割れの発生などを防止する
ためである。 しかしながらかような熱処理は、高温での長時
間保持が必要であるため、加熱炉などの熱処理設
備と共に多大の熱エネルギーを必要とする。また
スケールロスや脱炭などが避けられないことか
ら、資源、エネルギー、コストおよび生産性など
の面での損失が大きかつた。 かかる問題の解決策として、従来、熱間圧延時
における保有熱を利用することによつて鋼線材の
軟質化を行う方法および装置が種々提案されてい
る（米国特許第3231432号、特公昭56−28973号、
同59−31573号、特開昭56−41324号、同56−
84424号、同56−86619号および同56−86620号各
公報参照）。 上掲各公報に開示の技術はいずれも、高速で熱
間圧延後の線材の保有熱の制御方法および設備を
開示したものであり、また熱間圧延後の鋼線の軟
質化に必要な冷却速度の適正化を有利に実現する
手法を骨子としたものである。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記の方法では、軟質化は達成さ
れ得るにしても、次工程の球状化処理における球
状化焼鈍特性を劣化させ、特に前掲の低合金鋼に
おいてはその劣化が著しいため、球状化焼鈍時間
を従来よりも延長せざるを得ず、従つて結局、熱
処理工程全体としてエネルギーコストおよび生産
性とも従来と比較して大差ないというところに問
題を残していた。 （問題点を解決するための手段） さて発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意
研究を重ねた結果、球状化焼鈍特性の劣化は、軟
質化処理によつて鋼組織が、粗大なフエライトと
パーライトの２相組織になることに起因している
ことを突止めた。 すなわち、 フエライト粒の粗大化は、粒界面積を減少さ
せ、Ｃ原子の粒界拡散を抑制すること、 またパーライト粒の粗大化は、球状化焼鈍時
にパーライト部のセメンタイトの分断、凝集化
を遅延させること、 そしてこれらが相乗的に作用する結果、球状
化焼鈍特性が劣化すること を究明したのである。 そこで本発明者らは、低合金鋼線材の組織の改
善を目指して、圧延および冷却条件につき数多く
の実験と検討を重ねた結果、鋼組織を微細なフエ
ライト−パーライト２相組織として、軟化焼鈍の
省略さらには球状化処理時間の短縮を可能ならし
める新規な鋼線材の製造方法を開発し、この発明
を完成させるに至つたのである。 すなわちこの発明は、Ｃ：0.13〜0.43wt％（以
下単に％で示す）、Si：0.15〜0.35％、Mn：0.30
〜1.20％、Cr：0.75〜1.20％、Mo：0.15〜0.45％
およびAl：0.10％以下を含有し、残部は実質的に
Feの組成になる低合金鋼を、900〜1150℃に均熱
後、粗圧延と中間圧延とを施し、ついで650〜900
℃の温度範囲のオーステナイト単相域において20
％以上の圧下率で仕上げ圧延を施したのち、0.05
〜0.5℃／ｓの冷却速度で600℃未満〜550℃まで
冷却することからなる迅速球状化が可能な低合金
鋼線材の製造方法である。 （作用） 以下この発明を具体的に説明する。 まずこの発明において、素材成分を上記の範囲
に限定した理由について説明する。 Ｃ：0.13〜0.43％ Ｃは0.13％未満では構造部材として十分な強度
が得られず、一方0.43％を超えると軟質化が困難
になるので、0.13〜0.43％の範囲に限定した。 Si：0.15〜0.35％ Siは、0.15％未満では脱酸効果に乏しく、一方
0.35％を超えると衝撃値の低下を招くので、0.15
〜0.35％の範囲に限定した。 Mn：0.30〜1.20％ Mnは、0.3％未満では焼入れ性の劣化を招き、
一方1.2％を超えると強度の上昇をもたらすので、
0.30〜1.2％の範囲に限定した。 Cr：0.75〜1.20％ Crは、0.75％に満たないとパーライト結晶粒の
微細化効果に乏しく、一方、1.20％を超えると強
度が上昇するので、0.75〜1.20％の範囲に限定し
た。 Mo：0.15〜0.45％ Moは、0.15％に満たないと十分な強度が得ら
れず、一方0.45％を超えると強度の過度の上昇を
招くので、0.15〜0.45％の範囲に限定した。 Al：0.10％以下 Alは、パーライト結晶粒の微細化に有効に寄
与するが、0.10％を超えるとかえつて靱性の劣化
を招くので、0.10％以下の範囲で含有させること
にした。 次に圧延、冷却条件の限定理由について説明す
る。 均熱温度を900〜1150℃としたのは、900℃未満
では熱間粗圧延が困難になり、一方1150℃を超え
るとオーステナイト粒が粗大となつて微細な組織
が得難いためである。 仕上げ圧延温度を650〜900℃のオーステナイト
単相域としたのは、650℃未満では仕上げ圧延の
実施が難しく、一方900℃を超えるとやはり微細
な組織が得られないためである。 また仕上げ圧延における圧下率を20％以上とし
たのは、圧下率がこの値に満たないと所期した程
の微細な組織が得難いためである。 さらに冷却速度に関しては、0.05℃／ｓ未満で
は冷却に長時間を要して生産性の低下を招く不利
が著しく、一方0.5℃／ｓを超えるとベイナイト
が発生して強度が過度に上昇するためである。こ
こに冷却停止温度を550〜600℃未満の範囲に限定
したのは、550℃を下回ると軟質化に対する効果
が少なく、また冷却時間が長くなつて生産性の観
点からも好ましくなく、一方600℃以上ではオー
ステナイトの未変態残留分がベイナイトに変態し
て強度の過度の上昇を招き、軟質化が困難となる
ためである。 （実施例） 以下この発明の実施例を従来例と対比しつつ説
明する。 表１に示す成分組成になる鋼線素材を、表２に
示したような従来法およびこの発明法に従う条件
下に、圧延および冷却処理を施して線材を製造し
た。

【表】

【表】 かくして得られた各線材の組織および強度につ
いて調べた結果を表３に示す。なおとくに従来例
ａについては、第１図に示したヒートパターンに
従う軟化焼鈍を施した後の強度についても調べ、
その結果を表３に併記した。

【表】 ついで従来例ａに軟化焼鈍を施して得た線材
a′ならびに従来例ｂおよび好適例ｃで得た線材そ
れぞれに、第２図に示したヒートパターンに従う
球状化焼鈍処理を施したが、球状化時間と球状化
率との関係は第３図に示したとおりであつた。 さて前掲表３に示した成績から明らかなよう
に、従来例ｂおよび好適例ｃにおいては軟化焼鈍
を省略することができる。しかしながら第３図に
示した結果から明らかなように、従来例ｂに従い
得られた線材はその球状化に長時間を要する不利
がある。 これに対しこの発明に従つて得られた好適例ｃ
では、単に軟化焼鈍が省略できるだけでなく、迅
速な球状化も併せて達成できるのである。 （発明の効果） かくしてこの発明によれば、従来、冷間鍛造に
先立つつて軟化焼鈍および長時間の球状化処理が
不可欠とされた低合金鋼線材につき、その軟化焼
鈍の省略と共に球状化処理時間の大幅な短縮を併
せて実現することができ、従つてエネルギーコス
トの大幅な低減ならびに生産性の飛躍的な向上な
どが達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、軟化焼鈍のヒートパターン図、第２
図は、球状化焼鈍のヒートパターン図、第３図
は、線材a′，ｂおよびｃの球状化時間と球状化率
との関係を比較して示したグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.13〜0.43wt％ Si：0.15〜0.35wt％ Mn：0.30〜1.20wt％ Cr：0.75〜1.20wt％ Mo：0.15〜0.45wt％および Al：0.10wt％以下 を含有し、残部は実質的にFeの組成になる低合
   金鋼を、900〜1150℃に均熱後、粗圧延と中間圧
   延とを施し、ついで650〜900℃の温度範囲のオー
   ステナイト単相域において20％以上の圧下率で仕
   上げ圧延を施したのち、0.05〜0.5℃／ｓの冷却
   速度で600℃未満〜550℃まで冷却することを特徴
   とする迅速球状化が可能な低合金鋼線材の製造方
   法。