JPH0699744B2 - 軟化棒・線材の製造方法 - Google Patents
軟化棒・線材の製造方法Info
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- JPH0699744B2 JPH0699744B2 JP448789A JP448789A JPH0699744B2 JP H0699744 B2 JPH0699744 B2 JP H0699744B2 JP 448789 A JP448789 A JP 448789A JP 448789 A JP448789 A JP 448789A JP H0699744 B2 JPH0699744 B2 JP H0699744B2
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- cooling
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、軟化線材および軟化棒鋼の製造方法に関す
る。
る。
［従来の技術］ 周知のように、冷間鍛造される線材や棒鋼のうち、硬質
で成形性の悪いものは、予めその硬さを下げ、変形能を
向上させるために、軟化熱処理として球状化焼鈍が施さ
れるのが一般的である。この球状化焼鈍としては、よく
知られているように、３タイプがある。すなわち、第６
図（ａ）に示すように、A1点以上の温度まで加熱した
後、A1点以下の温度まで徐冷する徐冷タイプ、第６図
（ｂ）に示すように、A1点以上の温度まで加熱した後、
A1点以下の温度まで急冷し、その温度に長時間保持する
恒温変態タイプ、第６図（Ｃ）に示すように、A1点以下
の温度に長時間保持する等温保持タイプの三つである
が、いずれも10数時間、場合によっては、20時間以上も
かかるため、省エネルギーの観点からすれば非常に不利
な熱処理である。
で成形性の悪いものは、予めその硬さを下げ、変形能を
向上させるために、軟化熱処理として球状化焼鈍が施さ
れるのが一般的である。この球状化焼鈍としては、よく
知られているように、３タイプがある。すなわち、第６
図（ａ）に示すように、A1点以上の温度まで加熱した
後、A1点以下の温度まで徐冷する徐冷タイプ、第６図
（ｂ）に示すように、A1点以上の温度まで加熱した後、
A1点以下の温度まで急冷し、その温度に長時間保持する
恒温変態タイプ、第６図（Ｃ）に示すように、A1点以下
の温度に長時間保持する等温保持タイプの三つである
が、いずれも10数時間、場合によっては、20時間以上も
かかるため、省エネルギーの観点からすれば非常に不利
な熱処理である。
そこでこの球状化焼鈍時間を短縮する目的で、特開昭62
−139817号公報や特開昭58−3919号公報に示されるよう
に、圧延条件を調整する方法が提案されている。
−139817号公報や特開昭58−3919号公報に示されるよう
に、圧延条件を調整する方法が提案されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記公報技術ではいずれも時間はそれ以
前よりは若干短縮されるものの、基本的には従来の球状
化焼鈍のヒートパターンをそのまま採用するものである
ため、処理時間の大幅な短縮化という意味ではあまり効
果がない。
前よりは若干短縮されるものの、基本的には従来の球状
化焼鈍のヒートパターンをそのまま採用するものである
ため、処理時間の大幅な短縮化という意味ではあまり効
果がない。
この点に鑑み、本発明者は鋭意検討の結果、仕上圧延条
件とその後の冷却条件を適宜組み合わせることにより、
その後工程の軟化熱処理は球状化焼鈍だけでなく、単に
加熱−大気中放冷を行うだけで十分軟化効果があり、大
幅な熱処理時間の短縮が可能となることを見出し、本発
明を完成した。
件とその後の冷却条件を適宜組み合わせることにより、
その後工程の軟化熱処理は球状化焼鈍だけでなく、単に
加熱−大気中放冷を行うだけで十分軟化効果があり、大
幅な熱処理時間の短縮が可能となることを見出し、本発
明を完成した。
すなわち本発明の主目的は、極めて短時間の熱処理で、
球状化組織を得ることのできる軟化棒・線材の製造方法
を提供することにある。
球状化組織を得ることのできる軟化棒・線材の製造方法
を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明は、1.5％以下のＣを
含有する鋼材を熱間圧延するに際し、仕上圧延開始温度
を750℃以下、仕上圧延終了温度を850℃以下に制御しな
がら仕上圧延し、終了後、４℃／秒未満の冷却速度で50
0℃まで冷却し、次いで室温まで冷却した後、製品表面
のスケールを除去し、還元性ガス雰囲気中で、（A1点−
50℃）以上、（A1点＋50℃）以下の温度になるまで加熱
し、この温度範囲に10分間以上保持した後、大気中で放
冷することにより、球状化組織を得ることを特徴とする
ものである。
含有する鋼材を熱間圧延するに際し、仕上圧延開始温度
を750℃以下、仕上圧延終了温度を850℃以下に制御しな
がら仕上圧延し、終了後、４℃／秒未満の冷却速度で50
0℃まで冷却し、次いで室温まで冷却した後、製品表面
のスケールを除去し、還元性ガス雰囲気中で、（A1点−
50℃）以上、（A1点＋50℃）以下の温度になるまで加熱
し、この温度範囲に10分間以上保持した後、大気中で放
冷することにより、球状化組織を得ることを特徴とする
ものである。
［作 用］ 本発明では、仕上圧延条件、その後の冷却条件、さらに
球状化焼鈍条件を上記のように特定することにより、脱
炭を生じることなく、極めて短時間の熱処理で球状炭化
物を形成でき、十分に軟化した線材等を得ることができ
る。また、これにより、焼鈍後のハンドリング時の折損
や置き割れの発生を防止できる。
球状化焼鈍条件を上記のように特定することにより、脱
炭を生じることなく、極めて短時間の熱処理で球状炭化
物を形成でき、十分に軟化した線材等を得ることができ
る。また、これにより、焼鈍後のハンドリング時の折損
や置き割れの発生を防止できる。
［発明の具体的構成］ 次に、本発明における各数値の限定理由等について詳説
する。まず鋼に含有するＣ量を1.5％以下に限定したの
は、一般に鋼に網目状に析出するいわゆる初析セメンタ
イトが存在すると、冷間鍛造時にこの初析セメンタイト
を起点として表面割れが発生するが、Ｃ量が1.5％を越
えると、いかなる条件で圧延・冷却しても上記初析セメ
ンタイトの生成を防止することは不可能であり、またそ
の後の焼鈍によってもこれを消滅せしめることは不可能
であるからである。
する。まず鋼に含有するＣ量を1.5％以下に限定したの
は、一般に鋼に網目状に析出するいわゆる初析セメンタ
イトが存在すると、冷間鍛造時にこの初析セメンタイト
を起点として表面割れが発生するが、Ｃ量が1.5％を越
えると、いかなる条件で圧延・冷却しても上記初析セメ
ンタイトの生成を防止することは不可能であり、またそ
の後の焼鈍によってもこれを消滅せしめることは不可能
であるからである。
次に、仕上圧延開始温度を750℃以下、仕上圧延終了温
度を850℃以下に制御し、その後500℃までの冷却速度を
４℃／秒未満に規定したのは、この条件範囲内で圧延・
冷却した鋼の組織においては、炭化物が一部球状化する
ので、次工程の軟化熱処理においては、長時間を要する
いわゆる球状化焼鈍ではなく、加熱−大気放冷という極
めて短時間の熱処理で完全に炭化物を球状化し得るため
である。この冶金的理由を以下に説明する。
度を850℃以下に制御し、その後500℃までの冷却速度を
４℃／秒未満に規定したのは、この条件範囲内で圧延・
冷却した鋼の組織においては、炭化物が一部球状化する
ので、次工程の軟化熱処理においては、長時間を要する
いわゆる球状化焼鈍ではなく、加熱−大気放冷という極
めて短時間の熱処理で完全に炭化物を球状化し得るため
である。この冶金的理由を以下に説明する。
まず仕上圧延開始前の組織がオーステナイトあるいはオ
ーステナイト・フェライトである場合には、750℃以下
の温度での仕上圧延により、オーステナイトおよびフェ
ライト粒界に極めて微細な炭化物が加工誘起分散析出
し、これを核としてその後の４℃／秒未満の冷却中に球
状炭化物が生成する。また、圧延材が850℃を越える
と、加工誘起析出した微細炭化物が完全に固溶してしま
い、球状炭化物の生成が全く不可能になるため、仕上圧
延終了温度は850℃以下にする必要があるのである。
ーステナイト・フェライトである場合には、750℃以下
の温度での仕上圧延により、オーステナイトおよびフェ
ライト粒界に極めて微細な炭化物が加工誘起分散析出
し、これを核としてその後の４℃／秒未満の冷却中に球
状炭化物が生成する。また、圧延材が850℃を越える
と、加工誘起析出した微細炭化物が完全に固溶してしま
い、球状炭化物の生成が全く不可能になるため、仕上圧
延終了温度は850℃以下にする必要があるのである。
また仕上圧延後の冷却速度が４℃／秒以上になると、微
細炭化物を核として炭化物が成長するに十分な時間的余
裕がないため球状にはならず、全て層状になるか、ある
いは甚だしい場合には、ベイナイトやマルテンサイトな
どの急冷組織になる。したがって、仕上圧延後の冷却速
度は４℃／秒未満とする必要があり、この際500℃まで
で炭化物の析出は完了するので、４℃／秒未満での冷却
は500℃までと規定したのである。
細炭化物を核として炭化物が成長するに十分な時間的余
裕がないため球状にはならず、全て層状になるか、ある
いは甚だしい場合には、ベイナイトやマルテンサイトな
どの急冷組織になる。したがって、仕上圧延後の冷却速
度は４℃／秒未満とする必要があり、この際500℃まで
で炭化物の析出は完了するので、４℃／秒未満での冷却
は500℃までと規定したのである。
次に、仕上圧延前にすでにオーステナイトからフェライ
ト・パーライト、ベイナイトあるいはマルテンサイトに
相変態している場合には、仕上圧延に伴う塑性変形によ
って組織内の炭化物は微細に破砕され、結果的には微細
炭化物が分散したことになる。そしてその後の４℃／秒
未満の冷却中に球状に成長するのである。またかかる仕
上圧延の効果は仕上圧延開始温度が650℃より低くなる
と特に大きくなる。したがって、該開始温度は650℃以
下が好ましい。なお、仕上圧延開始温度の下限について
は特に規定しないが、極端に低くなると圧延機にかかる
負荷が大きくなり、実質的に圧延不能となるので、圧延
機の能力に応じた下限値を設定する必要がある。
ト・パーライト、ベイナイトあるいはマルテンサイトに
相変態している場合には、仕上圧延に伴う塑性変形によ
って組織内の炭化物は微細に破砕され、結果的には微細
炭化物が分散したことになる。そしてその後の４℃／秒
未満の冷却中に球状に成長するのである。またかかる仕
上圧延の効果は仕上圧延開始温度が650℃より低くなる
と特に大きくなる。したがって、該開始温度は650℃以
下が好ましい。なお、仕上圧延開始温度の下限について
は特に規定しないが、極端に低くなると圧延機にかかる
負荷が大きくなり、実質的に圧延不能となるので、圧延
機の能力に応じた下限値を設定する必要がある。
次に、還元性ガス雰囲気中で軟化熱処理することを規定
したのは、鋼表面の脱炭を防止するためである。またそ
の前に製品表面のスケールを除去することとしたのは、
還元性ガス雰囲気中でスケールが存在すると還元性ガス
とスケールが反応して酸化性ガスが発生し、却って脱炭
が進行するためである。このスケール除去は球状化焼鈍
等の熱処理では一般に行われていることであり、その方
法としては、酸洗などの化学的除去でも、ショットブラ
ストや繰返し曲げなどの機械的除去でもよい。
したのは、鋼表面の脱炭を防止するためである。またそ
の前に製品表面のスケールを除去することとしたのは、
還元性ガス雰囲気中でスケールが存在すると還元性ガス
とスケールが反応して酸化性ガスが発生し、却って脱炭
が進行するためである。このスケール除去は球状化焼鈍
等の熱処理では一般に行われていることであり、その方
法としては、酸洗などの化学的除去でも、ショットブラ
ストや繰返し曲げなどの機械的除去でもよい。
次に、球状化組織を得るための軟化熱処理として（A1点
−50℃）以上、（A1点＋50℃）以下の温度に加熱し、こ
の温度範囲に10分間以上保持することとしたのは、この
範囲外の温度に加熱保持した場合、その後大気中放冷を
行うと、炭化物の球状化が十分に行われなくなるからで
ある。すなわち、上述の通り本発明においては、鋼線材
または棒鋼を750℃以下の低温で圧延しているため、基
地組織に多大な塑性加工エネルギーが蓄積されているの
で、若干の熱エネルギーを加えるだけで、この蓄積され
た塑性加工エネルギーが解放され、これに伴って、層状
炭化物は分断されて棒状ないし球状となり、この際固溶
した炭化物は仕上圧延・冷却後の大気放冷中に、すでに
析出した球状炭化物を核として再析出し、球状炭化物の
成長がさらに進む。このためには、少なくとも（A1点−
50℃）以上の温度に10分以上保持する必要があるが、
（A1点＋50℃）の温度を越えると、すでに析出している
球状炭化物が完全に固溶し、再析出すると層状炭化物と
なってしまう。以上に理由から、上記温度範囲に加熱・
保持することとしたものである。
−50℃）以上、（A1点＋50℃）以下の温度に加熱し、こ
の温度範囲に10分間以上保持することとしたのは、この
範囲外の温度に加熱保持した場合、その後大気中放冷を
行うと、炭化物の球状化が十分に行われなくなるからで
ある。すなわち、上述の通り本発明においては、鋼線材
または棒鋼を750℃以下の低温で圧延しているため、基
地組織に多大な塑性加工エネルギーが蓄積されているの
で、若干の熱エネルギーを加えるだけで、この蓄積され
た塑性加工エネルギーが解放され、これに伴って、層状
炭化物は分断されて棒状ないし球状となり、この際固溶
した炭化物は仕上圧延・冷却後の大気放冷中に、すでに
析出した球状炭化物を核として再析出し、球状炭化物の
成長がさらに進む。このためには、少なくとも（A1点−
50℃）以上の温度に10分以上保持する必要があるが、
（A1点＋50℃）の温度を越えると、すでに析出している
球状炭化物が完全に固溶し、再析出すると層状炭化物と
なってしまう。以上に理由から、上記温度範囲に加熱・
保持することとしたものである。
［実施例］ 次に実施例を説明する。
S45C、SCM435の２トン鋼片をそれぞれ仕上圧延開始温
度、仕上圧延終了温度を変化させて18φmm線材を製造し
た。圧延後500℃までの冷却速度は２℃／秒であった。
度、仕上圧延終了温度を変化させて18φmm線材を製造し
た。圧延後500℃までの冷却速度は２℃／秒であった。
次にこれら種々の条件で圧延した線材をA1点（S45C:730
℃、SCM435:745℃）まで加熱し、18分間保持した後、大
気放冷し、それぞれの線材について組織を観察して炭化
物の球状化の程度（球状化率）を測定した。
℃、SCM435:745℃）まで加熱し、18分間保持した後、大
気放冷し、それぞれの線材について組織を観察して炭化
物の球状化の程度（球状化率）を測定した。
結果を第１図および第２図に示す。
両図より、S45C、SCM435とも仕上圧延開始温度および仕
上圧延終了温度がともに本発明範囲内のものはすべて80
％以上の球状化率を有している。
上圧延終了温度がともに本発明範囲内のものはすべて80
％以上の球状化率を有している。
次にS45Cについては、仕上圧延開始温度および終了温度
がそれぞれ665℃、805℃の線材、SCM435については同じ
く675℃、805℃の線材についてその後の軟化熱処理の温
度と時間を種々変化させて炭化物の球状化率を測定し
た。結果を第３図および第４図に示す。
がそれぞれ665℃、805℃の線材、SCM435については同じ
く675℃、805℃の線材についてその後の軟化熱処理の温
度と時間を種々変化させて炭化物の球状化率を測定し
た。結果を第３図および第４図に示す。
両図より、S45C、SCM435とも本発明範囲の条件で処理す
れば80％以上の球状化率が得られることがわかる。
れば80％以上の球状化率が得られることがわかる。
さらに第５図は上記S45C線材について、仕上圧延終了後
500℃までの冷却速度を変化させ、その後A1点で18分間
保持の軟化熱処理を行った場合の球状化率について示し
たものであるが、冷却速度が４℃／秒以上になると球状
化率は急激に低下することがわかる。
500℃までの冷却速度を変化させ、その後A1点で18分間
保持の軟化熱処理を行った場合の球状化率について示し
たものであるが、冷却速度が４℃／秒以上になると球状
化率は急激に低下することがわかる。
次に、第３図および第４図において、A1点で18分保持し
たS45C、SCM435と、通常圧延を行った後、第６図（ａ）
に示す従来の球状化焼鈍（徐冷タイプ）を施したS45C、
SCM435の各特性と軟化熱処理時間を第１表に示す。
たS45C、SCM435と、通常圧延を行った後、第６図（ａ）
に示す従来の球状化焼鈍（徐冷タイプ）を施したS45C、
SCM435の各特性と軟化熱処理時間を第１表に示す。
第１表から明らかなように、本発明法によれば、熱処理
時間が従来法の1/4〜1/5に短縮されたにもかかわらず、
特性はむしろ向上している。
時間が従来法の1/4〜1/5に短縮されたにもかかわらず、
特性はむしろ向上している。
［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、極めて短時間の熱処理で
球状化組織を有する軟化棒・線材の製造方法を提供でき
る。
球状化組織を有する軟化棒・線材の製造方法を提供でき
る。
第１図および第２図はそれぞれS45C、SCM435における、
仕上圧延開始温度と仕上圧延終了温度の球状化率に対す
る効果を示した図、第３図および第４図はそれぞれS45
C、SCM435における、加熱温度と保持時間の球状化率に
対する効果を示した図、第５図はS45Cにおける冷却速度
と球状化率との関係を示す図、第６図（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は従来法における球状化焼鈍のヒートパターンを
示す図である。
仕上圧延開始温度と仕上圧延終了温度の球状化率に対す
る効果を示した図、第３図および第４図はそれぞれS45
C、SCM435における、加熱温度と保持時間の球状化率に
対する効果を示した図、第５図はS45Cにおける冷却速度
と球状化率との関係を示す図、第６図（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は従来法における球状化焼鈍のヒートパターンを
示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】1.5％以下のＣを含有する鋼材を熱間圧延
するに際し、仕上圧延開始温度を750℃以下、仕上圧延
終了温度を850℃以下に制御しながら仕上圧延し、終了
後、４℃／秒未満の冷却速度で500℃まで冷却し、次い
で室温まで冷却した後、製品表面のスケールを除去し、
還元性ガス雰囲気中で、（A1点−50℃）以上、（A1点＋
50℃）以下の温度になるまで加熱し、この温度範囲に10
分間以上保持した後、大気中で放冷することにより、球
状化組織を得ることを特徴とする軟化棒・線材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP448789A JPH0699744B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 軟化棒・線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP448789A JPH0699744B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 軟化棒・線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02185918A JPH02185918A (ja) | 1990-07-20 |
| JPH0699744B2 true JPH0699744B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=11585450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP448789A Expired - Lifetime JPH0699744B2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 軟化棒・線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0699744B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100946129B1 (ko) * | 2002-12-11 | 2010-03-10 | 주식회사 포스코 | 중탄소강을 신속하게 연화시킬 수 있는 구상화 열처리 방법 |
-
1989
- 1989-01-11 JP JP448789A patent/JPH0699744B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02185918A (ja) | 1990-07-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Year of fee payment: 13 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071207 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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