JPH0849016A - 微細パーライト組織を呈する高炭素鋼の製造方法 - Google Patents
微細パーライト組織を呈する高炭素鋼の製造方法Info
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- JPH0849016A JPH0849016A JP6182666A JP18266694A JPH0849016A JP H0849016 A JPH0849016 A JP H0849016A JP 6182666 A JP6182666 A JP 6182666A JP 18266694 A JP18266694 A JP 18266694A JP H0849016 A JPH0849016 A JP H0849016A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 加工温度と粒界でγ再結晶を開始する最小の
歪量との関係、および、加工温度と粒界での再結晶する
粒度との関係を利用して、目的の微細整粒γ組織を得る
時に加工温度と熱間仕上げ圧延量を最適にかつ効率的に
することを図る。 【構成】 Ｃ：０．６〜１．０％を含有する普通炭素鋼
または低合金鋼の鋼片を熱間粗圧延した中間成形材を、
表面温度が８５０〜１０５０℃でかつ、加工温度−最終
目標粒度番号関係曲線で読み取られる加工温度に加熱ま
たは冷却し、続いて該仕上げ圧延温度で読み取られる加
工温度歪関係曲線の加工歪で最終製品形状に仕上げ圧延
することを特徴とする微細なパーライト組織を呈する高
炭素鋼の製造方法。 【効果】 加工を効率化し、かつ、目標とした微細組織
を持った高炭素鋼を得ることができるようになった。
歪量との関係、および、加工温度と粒界での再結晶する
粒度との関係を利用して、目的の微細整粒γ組織を得る
時に加工温度と熱間仕上げ圧延量を最適にかつ効率的に
することを図る。 【構成】 Ｃ：０．６〜１．０％を含有する普通炭素鋼
または低合金鋼の鋼片を熱間粗圧延した中間成形材を、
表面温度が８５０〜１０５０℃でかつ、加工温度−最終
目標粒度番号関係曲線で読み取られる加工温度に加熱ま
たは冷却し、続いて該仕上げ圧延温度で読み取られる加
工温度歪関係曲線の加工歪で最終製品形状に仕上げ圧延
することを特徴とする微細なパーライト組織を呈する高
炭素鋼の製造方法。 【効果】 加工を効率化し、かつ、目標とした微細組織
を持った高炭素鋼を得ることができるようになった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレール、形鋼、棒鋼その
他の産業機械に広く使われる靭性および延性の高い高炭
素鋼の製造方法に関する。
他の産業機械に広く使われる靭性および延性の高い高炭
素鋼の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高炭素でパーライトの金属組織を呈した
鋼は強度が高く、耐摩耗性が良好なことから構造材料と
して使用され、中でも鉄道車両の重量増加に伴う高軸荷
重化や高速輸送化に対応してレールに特に多く使用され
ている。
鋼は強度が高く、耐摩耗性が良好なことから構造材料と
して使用され、中でも鉄道車両の重量増加に伴う高軸荷
重化や高速輸送化に対応してレールに特に多く使用され
ている。
【０００３】このような鋼材の製造法としては、例え
ば、特開昭５８−２２１２２９号公報には「Ｃ：０．６
５〜０．８５％、Ｍｎ：０．５％〜２．５％を含有した
高温Ｍｎ鋼レールをオーステナイト領域から急冷し、レ
ールまたはレールヘッドの組織を微細なパーライトとし
て耐摩耗を改善したレールの熱処理方法」、特開昭５９
−１３３３２２号公報には「安定してパーライト組織が
得られる特定成分の圧延レールをＡｒ3 点以上の温度か
ら特定温度の溶融塩浴中に浸漬して、レール頭頂部表面
下約１０mmまでＨｖ＞３５０の硬さを持つ微細なパーラ
イト組織を呈するレールの熱処理方法」、特開昭６３−
２７７７２１号公報には「制御圧延と加熱処理を組み合
わせた製造方法および圧延後の低温加熱処理方法として
８００℃以下で断面減少率が５％以上の圧延を行い、７
５０〜９００℃へ加熱し、１〜１５℃／秒で加速冷却す
るレール鋼の製造方法」が開示されているがごとく、多
くの技術が知られている。
ば、特開昭５８−２２１２２９号公報には「Ｃ：０．６
５〜０．８５％、Ｍｎ：０．５％〜２．５％を含有した
高温Ｍｎ鋼レールをオーステナイト領域から急冷し、レ
ールまたはレールヘッドの組織を微細なパーライトとし
て耐摩耗を改善したレールの熱処理方法」、特開昭５９
−１３３３２２号公報には「安定してパーライト組織が
得られる特定成分の圧延レールをＡｒ3 点以上の温度か
ら特定温度の溶融塩浴中に浸漬して、レール頭頂部表面
下約１０mmまでＨｖ＞３５０の硬さを持つ微細なパーラ
イト組織を呈するレールの熱処理方法」、特開昭６３−
２７７７２１号公報には「制御圧延と加熱処理を組み合
わせた製造方法および圧延後の低温加熱処理方法として
８００℃以下で断面減少率が５％以上の圧延を行い、７
５０〜９００℃へ加熱し、１〜１５℃／秒で加速冷却す
るレール鋼の製造方法」が開示されているがごとく、多
くの技術が知られている。
【０００４】しかしながら、パーライト鋼の強度や耐摩
耗性は合金元素の添加によって所要の規格品のレールが
容易に得られるとは言え、靭性はフェライト組織を主体
とした鋼に比較して著しく低く、例えばパーライトレー
ル鋼ではＪＩＳ３号Ｕノッチシャルピー試験での常温試
験値で１〜２kgfm／cm2 程度である。このように靭性の
低い鋼を繰り返し荷重や振動のかかる分野で構造部材と
して使用した場合、微小な初期欠陥や疲労き裂から低応
力脆性破壊を引き起こす問題があった。
耗性は合金元素の添加によって所要の規格品のレールが
容易に得られるとは言え、靭性はフェライト組織を主体
とした鋼に比較して著しく低く、例えばパーライトレー
ル鋼ではＪＩＳ３号Ｕノッチシャルピー試験での常温試
験値で１〜２kgfm／cm2 程度である。このように靭性の
低い鋼を繰り返し荷重や振動のかかる分野で構造部材と
して使用した場合、微小な初期欠陥や疲労き裂から低応
力脆性破壊を引き起こす問題があった。
【０００５】一般に、高炭素鋼の靭性を向上させる手段
には金属組織の細粒化、つまりオーステナイト組織の細
粒化や粒内変態によって達成されている。このうち、粒
内変態は制御が難しく、オーステナイト組織の細粒化が
靭性の向上のかぎとなっている。とくに、γ粒度７番を
超えて、好ましくは８番以上に微細化すれば、ＪＩＳ３
号Ｕノッチシャルピー試験での常温試験値で２．５kgfm
／cm2 程度が出現することが本発明者らの実験でわかっ
た。
には金属組織の細粒化、つまりオーステナイト組織の細
粒化や粒内変態によって達成されている。このうち、粒
内変態は制御が難しく、オーステナイト組織の細粒化が
靭性の向上のかぎとなっている。とくに、γ粒度７番を
超えて、好ましくは８番以上に微細化すれば、ＪＩＳ３
号Ｕノッチシャルピー試験での常温試験値で２．５kgfm
／cm2 程度が出現することが本発明者らの実験でわかっ
た。
【０００６】特開昭６３−２７７７２１号公報にはパー
ライト変態を利用して金属組織を細粒化する技術が延べ
られているが、これには実際の圧延における仕上げ圧延
温度域である８５０〜１０５０℃の範囲での加工歪量は
検討されていない。また、この温度領域での微細なオー
ステナイトを得るための最適な加工温度と加工量につい
て検討したものは他にも見あたらない。
ライト変態を利用して金属組織を細粒化する技術が延べ
られているが、これには実際の圧延における仕上げ圧延
温度域である８５０〜１０５０℃の範囲での加工歪量は
検討されていない。また、この温度領域での微細なオー
ステナイトを得るための最適な加工温度と加工量につい
て検討したものは他にも見あたらない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、目標となる
γ粒度に対し、仕上げ圧延における適切な温度と加工量
を与え、効率的にかつ目標としている組織である微細パ
ーライト組織をもった高炭素鋼を生産することを目的と
している。
γ粒度に対し、仕上げ圧延における適切な温度と加工量
を与え、効率的にかつ目標としている組織である微細パ
ーライト組織をもった高炭素鋼を生産することを目的と
している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、Ｃ：
０．６〜１．０％を含有する炭素鋼または低合金鋼の鋼
片を熱間粗圧延した中間成形材を、表面温度が８５０〜
１０５０℃でかつ、図１（ａ）で示され下記の回帰式
で求められる加工温度−粒界再結晶粒度番号曲線の、最
終目標γ粒度を得られる加工温度に加熱または冷却し、
続いて図１（ｂ）で示され下記回帰式で求められる加
工温度−粒界再結晶歪曲線の、該仕上げ圧延温度から読
み取れる加工歪で、最終製品形状に仕上げ圧延すること
を特徴とする微細なパーライト組織を呈する高炭素鋼の
製造方法である。 Ｔ＝−５０×Ｎ＋１３８０±３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ｔ：加工温度℃，Ｎ：目標γ粒径 ｅ＝−０．００２×Ｔ＋２．１５±０．０４・・・・・・・・・・ ｅ：加工歪 本発明者らは、細粒のパーライト組織を得て靭性を向上
させた鋼を効率的に製造するために多くの実験を実験室
と実生産設備とで試みた。この実験結果と考察により以
下に本発明について詳細に説明する。
０．６〜１．０％を含有する炭素鋼または低合金鋼の鋼
片を熱間粗圧延した中間成形材を、表面温度が８５０〜
１０５０℃でかつ、図１（ａ）で示され下記の回帰式
で求められる加工温度−粒界再結晶粒度番号曲線の、最
終目標γ粒度を得られる加工温度に加熱または冷却し、
続いて図１（ｂ）で示され下記回帰式で求められる加
工温度−粒界再結晶歪曲線の、該仕上げ圧延温度から読
み取れる加工歪で、最終製品形状に仕上げ圧延すること
を特徴とする微細なパーライト組織を呈する高炭素鋼の
製造方法である。 Ｔ＝−５０×Ｎ＋１３８０±３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ｔ：加工温度℃，Ｎ：目標γ粒径 ｅ＝−０．００２×Ｔ＋２．１５±０．０４・・・・・・・・・・ ｅ：加工歪 本発明者らは、細粒のパーライト組織を得て靭性を向上
させた鋼を効率的に製造するために多くの実験を実験室
と実生産設備とで試みた。この実験結果と考察により以
下に本発明について詳細に説明する。
【０００９】最初に、本発明において鋼成分を上記のよ
うに限定した理由を説明する。通常の溶解炉で溶製され
た溶鋼を連続鋳造法あるいは造塊分塊法の工程を経て製
造された炭素鋼片、あるいはさらにＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎ
ｉなどの強度靭性向上元素を少量含有した低合金鋼片に
おいては、Ｃはパーライト金属組織を生成させ、とくに
レール用鋼として耐摩耗性を向上させるために有効な成
分であり、この組織を得るために０．６０％以上を含有
させる必要がある。しかし、１．００％を超える過剰な
量を含有させることはセメンタイト金属組織が多く析出
して硬さを増加させるが、延性を低下させる。そこで、
本発明におけるＣ量は０．６％〜１．０％に限定した。
うに限定した理由を説明する。通常の溶解炉で溶製され
た溶鋼を連続鋳造法あるいは造塊分塊法の工程を経て製
造された炭素鋼片、あるいはさらにＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎ
ｉなどの強度靭性向上元素を少量含有した低合金鋼片に
おいては、Ｃはパーライト金属組織を生成させ、とくに
レール用鋼として耐摩耗性を向上させるために有効な成
分であり、この組織を得るために０．６０％以上を含有
させる必要がある。しかし、１．００％を超える過剰な
量を含有させることはセメンタイト金属組織が多く析出
して硬さを増加させるが、延性を低下させる。そこで、
本発明におけるＣ量は０．６％〜１．０％に限定した。
【００１０】次に粗圧延について述べる。上記のように
製造された鋼片は加熱後にレール形状に粗圧延される。
しかし、仕上げ圧延で高圧下しても粗圧延の後で非常に
粗大化した結晶粒では最終的に微細な組織は得られず、
また、仕上げ圧延工程での温度の自由度をもたせる必要
もある。そこで、好ましくは、粗圧延の最終パスの温度
は１０００℃以上、１１００℃以下であることが望まし
い。
製造された鋼片は加熱後にレール形状に粗圧延される。
しかし、仕上げ圧延で高圧下しても粗圧延の後で非常に
粗大化した結晶粒では最終的に微細な組織は得られず、
また、仕上げ圧延工程での温度の自由度をもたせる必要
もある。そこで、好ましくは、粗圧延の最終パスの温度
は１０００℃以上、１１００℃以下であることが望まし
い。
【００１１】次いで、仕上げ圧延について述べる。粗圧
延された熱鋼片は引き続いて仕上げ圧延を施される。表
面温度で温度を限定した理由は実際の加工や実験で内部
の温度が測定できないことや、靭性として最も重要とさ
れる箇所が必ずしも内部の深いところとは限らないから
である。この８５０〜１０５０℃の範囲に限定した理由
は粒界近傍で再結晶が生じるが、粒成長がさほど問題と
ならない範囲だからである。
延された熱鋼片は引き続いて仕上げ圧延を施される。表
面温度で温度を限定した理由は実際の加工や実験で内部
の温度が測定できないことや、靭性として最も重要とさ
れる箇所が必ずしも内部の深いところとは限らないから
である。この８５０〜１０５０℃の範囲に限定した理由
は粒界近傍で再結晶が生じるが、粒成長がさほど問題と
ならない範囲だからである。
【００１２】さらに、仕上げ加工条件の決定方法につい
て説明する。高炭素鋼の細粒γ組織を得るには、加工と
それに引き続く再結晶を繰り返し生じさせなければなら
ない。。本発明者らは実験的に高炭素鋼の静的再結晶の
粒径が加工温度にほぼ依存していることと、その際の再
結晶する場所のほとんどが旧結晶粒界にあることを見い
だした。
て説明する。高炭素鋼の細粒γ組織を得るには、加工と
それに引き続く再結晶を繰り返し生じさせなければなら
ない。。本発明者らは実験的に高炭素鋼の静的再結晶の
粒径が加工温度にほぼ依存していることと、その際の再
結晶する場所のほとんどが旧結晶粒界にあることを見い
だした。
【００１３】まず、加工温度を決定する。図１（ａ）は
上記実験の結果から加工温度と粒界での再結晶粒度の関
係曲線を得たものである。この曲線が加工温度−粒界再
結晶粒度曲線であり、この線はほぼ直線的であったの
で、回帰式を求め、次の式が得られる。この式を用い
て再結晶する前の結晶粒界の近傍で目標γ粒径を得るた
めの加工温度が得られる。 Ｔ＝−５０×Ｎ＋１３８０±３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ｔ：加工温度℃，Ｎ：目標γ粒径
上記実験の結果から加工温度と粒界での再結晶粒度の関
係曲線を得たものである。この曲線が加工温度−粒界再
結晶粒度曲線であり、この線はほぼ直線的であったの
で、回帰式を求め、次の式が得られる。この式を用い
て再結晶する前の結晶粒界の近傍で目標γ粒径を得るた
めの加工温度が得られる。 Ｔ＝−５０×Ｎ＋１３８０±３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ｔ：加工温度℃，Ｎ：目標γ粒径
【００１４】次にこのときの加工量を決定する。加工量
と温度を変化させる実験を行い、粒界のほとんどが再結
晶する領域を明らかにし、この領域と粒界のほとんどが
再結晶しない領域との境界線を加工温度−加工歪関係曲
線と定義する。図１（ｂ）はこうして得られた加工温度
−粒界再結晶歪曲線である。この曲線もほぼ直線的であ
るので、回帰式を求め、次の式が得られた。加工温度
がすでに決定しているので、加工歪はこの式を用いて得
られる。 ｅ＝−０．００２×Ｔ＋２．１５±０．０４・・・・・・・・・・ ｅ：加工歪
と温度を変化させる実験を行い、粒界のほとんどが再結
晶する領域を明らかにし、この領域と粒界のほとんどが
再結晶しない領域との境界線を加工温度−加工歪関係曲
線と定義する。図１（ｂ）はこうして得られた加工温度
−粒界再結晶歪曲線である。この曲線もほぼ直線的であ
るので、回帰式を求め、次の式が得られた。加工温度
がすでに決定しているので、加工歪はこの式を用いて得
られる。 ｅ＝−０．００２×Ｔ＋２．１５±０．０４・・・・・・・・・・ ｅ：加工歪
【００１５】粒界の部分のみが再結晶するので、加工前
の旧結晶粒径が再結晶した新しい結晶粒径の２倍より大
きければ混粒となる。逆に旧結晶粒の径が再結晶してで
きた新しい結晶粒径の２倍の径より小さければ整粒組織
になり得る。２倍の粒径の差は結晶粒度にして２番の差
である。そこで、粗圧延後の中間成形材の粒度より最終
目標γ粒度を２番以上細かくしたいときは中間の粒径の
整粒組織を得ることにし、それ以上細かくしたいときは
中間の粒径の整粒組織をさらにもう一段階得れば良い。
この中間の粒度を加工前必要粒度と定義する。ここで加
工前必要粒度は上記の理由により目標とするγ粒度より
１〜２番粗い粗度とする。実際に粒度を２番細かくする
のは結晶粒の成長によって難しいので、好ましくは、１
〜１．５番程度が望ましく、また、現実的である。この
加工前必要粒度を得るのも目標粒度を得るのと同じ方法
で加工温度と加工歪を決定し、加工する。
の旧結晶粒径が再結晶した新しい結晶粒径の２倍より大
きければ混粒となる。逆に旧結晶粒の径が再結晶してで
きた新しい結晶粒径の２倍の径より小さければ整粒組織
になり得る。２倍の粒径の差は結晶粒度にして２番の差
である。そこで、粗圧延後の中間成形材の粒度より最終
目標γ粒度を２番以上細かくしたいときは中間の粒径の
整粒組織を得ることにし、それ以上細かくしたいときは
中間の粒径の整粒組織をさらにもう一段階得れば良い。
この中間の粒度を加工前必要粒度と定義する。ここで加
工前必要粒度は上記の理由により目標とするγ粒度より
１〜２番粗い粗度とする。実際に粒度を２番細かくする
のは結晶粒の成長によって難しいので、好ましくは、１
〜１．５番程度が望ましく、また、現実的である。この
加工前必要粒度を得るのも目標粒度を得るのと同じ方法
で加工温度と加工歪を決定し、加工する。
【００１６】そこで好ましくは、最終目標粒度番号と中
間成形材の粒度番号との差が２番以上のとき、最終仕上
げ圧延の前に、該加工温度−粒界再結晶粒度番号曲線
の、最終目標粒度番号より１〜２番粗い粒度を得る加工
温度に、該鋼片を加熱または冷却し、続いて該加工温度
−再結晶歪曲線の該仕上げ圧延温度で求められる加工歪
で、最終仕上げ前圧延することが望ましい。
間成形材の粒度番号との差が２番以上のとき、最終仕上
げ圧延の前に、該加工温度−粒界再結晶粒度番号曲線
の、最終目標粒度番号より１〜２番粗い粒度を得る加工
温度に、該鋼片を加熱または冷却し、続いて該加工温度
−再結晶歪曲線の該仕上げ圧延温度で求められる加工歪
で、最終仕上げ前圧延することが望ましい。
【００１７】また、好ましくは、最終目標粒度番号と中
間成形材の粒度番号との差が４番以上のとき、最終仕上
げ圧延と仕上げ前圧延の前に、該加工温度−最終目標粒
度番号関係曲線の、最終目標γ粒度より２〜４番粗い粒
度を得る加工温度に、加熱または冷却し、続いて該仕上
げ圧延温度で該加工温度−再結晶歪曲線の加工歪で、、
圧延して製造することが望ましい。
間成形材の粒度番号との差が４番以上のとき、最終仕上
げ圧延と仕上げ前圧延の前に、該加工温度−最終目標粒
度番号関係曲線の、最終目標γ粒度より２〜４番粗い粒
度を得る加工温度に、加熱または冷却し、続いて該仕上
げ圧延温度で該加工温度−再結晶歪曲線の加工歪で、、
圧延して製造することが望ましい。
【００１８】実際の圧延工程で加工歪は断面減少率に換
算されなければならない、断面減少率は公称歪と真歪の
換算にすぎず、次の式で簡単に求められる。 γ＝｛１−ｅｘｐ（−ｅ）｝×１００ γ：断面減少率％，ｅ：加工歪 逆に、加工歪は上記の式で断面減少率から定義されるも
のである。
算されなければならない、断面減少率は公称歪と真歪の
換算にすぎず、次の式で簡単に求められる。 γ＝｛１−ｅｘｐ（−ｅ）｝×１００ γ：断面減少率％，ｅ：加工歪 逆に、加工歪は上記の式で断面減少率から定義されるも
のである。
【００１９】仕上げ圧延では最終形状が精密に要求さ
れ、加工歪が１パスでとれないほど大きい場合も想定さ
れる。加工歪が０．２（断面減少率１８％）より大きい
とき複雑な形状が正確には製造しにくく、好ましくは、
０．１５（断面減少率１４％）以下でないと精密な形状
は望めない。しかし、その加工歪は多パスに分割しても
再結晶できることが実験的に分かった。ただし、そのパ
ス間時間は１０秒が限界で、それ以上長くなると回復が
生じるので、再結晶が生じない。好ましくは、６秒以下
にすると回復が十分行われず、再結晶がしやすい。そこ
で好ましくは、仕上げ圧延の加工量が０．１５より大き
くしなければならない場合、パス間時間１０秒以内の多
パスに分割して製造することが望ましい。なお、粒成長
を抑えるために時間を取らず、好ましくは、パス間の冷
却は水冷等の急冷が望ましい。
れ、加工歪が１パスでとれないほど大きい場合も想定さ
れる。加工歪が０．２（断面減少率１８％）より大きい
とき複雑な形状が正確には製造しにくく、好ましくは、
０．１５（断面減少率１４％）以下でないと精密な形状
は望めない。しかし、その加工歪は多パスに分割しても
再結晶できることが実験的に分かった。ただし、そのパ
ス間時間は１０秒が限界で、それ以上長くなると回復が
生じるので、再結晶が生じない。好ましくは、６秒以下
にすると回復が十分行われず、再結晶がしやすい。そこ
で好ましくは、仕上げ圧延の加工量が０．１５より大き
くしなければならない場合、パス間時間１０秒以内の多
パスに分割して製造することが望ましい。なお、粒成長
を抑えるために時間を取らず、好ましくは、パス間の冷
却は水冷等の急冷が望ましい。
【００２０】最後に図２を利用した加工温度と加工量の
決定方法を示す。図２は３パスで目標粒度を得る場合を
示している。 加工直後の目標γ粒度を決める。 目標粒度より１〜２番粗い粒度を加工前必要粒度とし
て決め、必要に応じてこれの更なる加工前必要粒度を決
める。 目標γ粒度及び加工前必要粒度を図１（ａ）の横軸に
とる。 目標γ粒度及び加工前必要粒度を得る加工温度を図１
（ａ）から読みとる。 で得た加工温度を（ｂ）の縦軸にとる。 必要となる加工歪を（ｂ）の横軸から読みとる。 加工歪から断面減少率を計算する。
決定方法を示す。図２は３パスで目標粒度を得る場合を
示している。 加工直後の目標γ粒度を決める。 目標粒度より１〜２番粗い粒度を加工前必要粒度とし
て決め、必要に応じてこれの更なる加工前必要粒度を決
める。 目標γ粒度及び加工前必要粒度を図１（ａ）の横軸に
とる。 目標γ粒度及び加工前必要粒度を得る加工温度を図１
（ａ）から読みとる。 で得た加工温度を（ｂ）の縦軸にとる。 必要となる加工歪を（ｂ）の横軸から読みとる。 加工歪から断面減少率を計算する。
【００２１】
［実施例−１］ γ結晶粒度９番を得たい場合 図３（ａ），（ｂ）は図１（ａ），（ｂ）を実施例１の
解説用にしたものである。このときの中間成形材のγ粒
度は４．６であった。目標粒度が９であり、４以上の粒
度差があるので、加工前必要粒度を７．８、さらにこの
加工前必要粒度を６．６とした。これらから図３（ａ）
より加工温度を読みとるとそれぞれ９３０℃、９９０
℃、１０５０℃である。これらからさらに、図３（ｂ）
より加工温度を読みとるとそれぞれ、０．２９、０．１
７、０．０５となる。０．２９の歪を最終パスでとれな
いので、０．１５ずつ２パスのタンデム圧延にする。こ
れを断面減少率に換算するとそれぞれ１３．９％２パ
ス、１５．６％、４．９％となる。
解説用にしたものである。このときの中間成形材のγ粒
度は４．６であった。目標粒度が９であり、４以上の粒
度差があるので、加工前必要粒度を７．８、さらにこの
加工前必要粒度を６．６とした。これらから図３（ａ）
より加工温度を読みとるとそれぞれ９３０℃、９９０
℃、１０５０℃である。これらからさらに、図３（ｂ）
より加工温度を読みとるとそれぞれ、０．２９、０．１
７、０．０５となる。０．２９の歪を最終パスでとれな
いので、０．１５ずつ２パスのタンデム圧延にする。こ
れを断面減少率に換算するとそれぞれ１３．９％２パ
ス、１５．６％、４．９％となる。
【００２２】したがって、この場合の仕上げ圧延は次の
ようなスケジュールとなる。 最終：９３０℃、加工歪０．２９、タンデム２パス１
３．９％ずつ 最終より２パス目：９９０℃、加工歪０．１７、１５．
６％ 最終より３パス目：１０５０℃、加工歪０．０５、４．
９％
ようなスケジュールとなる。 最終：９３０℃、加工歪０．２９、タンデム２パス１
３．９％ずつ 最終より２パス目：９９０℃、加工歪０．１７、１５．
６％ 最終より３パス目：１０５０℃、加工歪０．０５、４．
９％
【００２３】このスケジュールの圧延は軌条製造用の孔
型圧延で実施した。冷却手段は目標温度近くまでを高圧
水の噴霧、目標温度近くなってからを空冷で行った。タ
ンデムのパス間は５秒間とした。この時使用した鋼材の
成分は、単位ｗｔ％で、Ｃ：０．７９、Ｓｉ：０．５
６、Ｍｎ：１．０７、Ｐ：０．０１７、Ｓ：０．０１
１、Ｖ：０．０９、Ｃｒ：０．２２、残部Ｆｅおよび不
可避的不純物である（実施例２〜４も同じ）。このよう
なスケジュールで圧延を行い、圧延出側で急冷し、γ粒
度を測定した結果、９．０のγ粒度が得られた。
型圧延で実施した。冷却手段は目標温度近くまでを高圧
水の噴霧、目標温度近くなってからを空冷で行った。タ
ンデムのパス間は５秒間とした。この時使用した鋼材の
成分は、単位ｗｔ％で、Ｃ：０．７９、Ｓｉ：０．５
６、Ｍｎ：１．０７、Ｐ：０．０１７、Ｓ：０．０１
１、Ｖ：０．０９、Ｃｒ：０．２２、残部Ｆｅおよび不
可避的不純物である（実施例２〜４も同じ）。このよう
なスケジュールで圧延を行い、圧延出側で急冷し、γ粒
度を測定した結果、９．０のγ粒度が得られた。
【００２４】［実施例−２］ γ結晶粒度９．５番を得
たい場合 図４（ａ），（ｂ）は図１（ａ），（ｂ）を実施例２の
解説用にしたものである。このときの中間成形材のγ粒
度は４．６であった。目標粒度が９．５であり、４以上
の粒度差があるので加工前必要粒度を８．１、さらにこ
の加工前必要粒度を６．６とした。実施例１と同様に図
４からパススケジュールを読みとると、次のようにな
り、これは最終パスを３パスのタンデムで行うこととし
た。また、実施例１と同様に冷却手段は目標温度近くま
でを高圧水の噴霧、目標温度近くなってからを空冷で行
った。 最終：９０５℃、加工歪０．３４、タンデム３パス１
３．９％、１３．９％、３．９％ 最終から２パス目：９７５℃、加工歪０．２、１８．１
％ 最終から３パス目：１０５０℃、加工歪０．０５、４．
９％ このようなスケジュールで圧延を行い、圧延出側で急冷
し、γ粒度を測定した結果、９．５のγ粒度が得られ
た。
たい場合 図４（ａ），（ｂ）は図１（ａ），（ｂ）を実施例２の
解説用にしたものである。このときの中間成形材のγ粒
度は４．６であった。目標粒度が９．５であり、４以上
の粒度差があるので加工前必要粒度を８．１、さらにこ
の加工前必要粒度を６．６とした。実施例１と同様に図
４からパススケジュールを読みとると、次のようにな
り、これは最終パスを３パスのタンデムで行うこととし
た。また、実施例１と同様に冷却手段は目標温度近くま
でを高圧水の噴霧、目標温度近くなってからを空冷で行
った。 最終：９０５℃、加工歪０．３４、タンデム３パス１
３．９％、１３．９％、３．９％ 最終から２パス目：９７５℃、加工歪０．２、１８．１
％ 最終から３パス目：１０５０℃、加工歪０．０５、４．
９％ このようなスケジュールで圧延を行い、圧延出側で急冷
し、γ粒度を測定した結果、９．５のγ粒度が得られ
た。
【００２５】［実施例−３］ γ結晶粒度８．５番を得
たい場合 図５（ａ），（ｂ）は図１（ａ），（ｂ）を実施例３の
解説用にしたものである。このときの中間成形材のγ粒
度は４．６であった。目標粒度が８．５であり、２以上
の粒度差があるので、加工前必要粒度を７．０とした。
実施例１と同様に図５からパススケジュールを読みとる
と、次のようになった。これも最終パスを２パスタンデ
ムに分けて行うこととした。また、実施例１と同様に冷
却手段は目標温度近くまでを高圧水の噴霧、目標温度近
くなってからを空冷で行った。 最終：９５５℃、加工歪０．２４、タンデム１１．３
％、２パスずつ 最終から２パス目：１０３０℃、加工歪０．０９、８．
６％ このようなスケジュールで圧延を行い、圧延出側で急冷
し、γ粒度を測定した結果、８．４のγ粒度が得られ
た。
たい場合 図５（ａ），（ｂ）は図１（ａ），（ｂ）を実施例３の
解説用にしたものである。このときの中間成形材のγ粒
度は４．６であった。目標粒度が８．５であり、２以上
の粒度差があるので、加工前必要粒度を７．０とした。
実施例１と同様に図５からパススケジュールを読みとる
と、次のようになった。これも最終パスを２パスタンデ
ムに分けて行うこととした。また、実施例１と同様に冷
却手段は目標温度近くまでを高圧水の噴霧、目標温度近
くなってからを空冷で行った。 最終：９５５℃、加工歪０．２４、タンデム１１．３
％、２パスずつ 最終から２パス目：１０３０℃、加工歪０．０９、８．
６％ このようなスケジュールで圧延を行い、圧延出側で急冷
し、γ粒度を測定した結果、８．４のγ粒度が得られ
た。
【００２６】［実施例−４］ γ結晶粒度８．０番を得
たい場合 図６（ａ），（ｂ）は図１（ａ），（ｂ）を実施例４の
解説用にしたものである。このときの中間成形材のγ粒
度は４．６であった。目標粒度が８．０であり、２以上
の粒度差があるので加工前必要粒度を６．６とした。実
施例１と同様に図６からパススケジュールを読みとる
と、次のようになった。また、実施例１と同様に冷却手
段は目標温度近くまでを高圧水の噴霧、目標温度近くな
ってからを空冷で行った。 最終：９８０℃、加工歪０．１９、１７．３％ 最終から２パス目：１０５０℃、加工歪０．０５、４．
９％ このようなスケジュールで圧延を行い、圧延出側で急冷
し、γ粒度を測定した結果、７．８のγ粒度が得られ
た。
たい場合 図６（ａ），（ｂ）は図１（ａ），（ｂ）を実施例４の
解説用にしたものである。このときの中間成形材のγ粒
度は４．６であった。目標粒度が８．０であり、２以上
の粒度差があるので加工前必要粒度を６．６とした。実
施例１と同様に図６からパススケジュールを読みとる
と、次のようになった。また、実施例１と同様に冷却手
段は目標温度近くまでを高圧水の噴霧、目標温度近くな
ってからを空冷で行った。 最終：９８０℃、加工歪０．１９、１７．３％ 最終から２パス目：１０５０℃、加工歪０．０５、４．
９％ このようなスケジュールで圧延を行い、圧延出側で急冷
し、γ粒度を測定した結果、７．８のγ粒度が得られ
た。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を実施する
ことにより、加工コストを抑えてかつ目標とした微細パ
ーライト組織を持った高炭素鋼を得ることができるよう
になった。またこのことで、γ粒度７番を超えたものが
安定して得られ、靭性および延性の高い炭素鋼を得るこ
とができるようになった。
ことにより、加工コストを抑えてかつ目標とした微細パ
ーライト組織を持った高炭素鋼を得ることができるよう
になった。またこのことで、γ粒度７番を超えたものが
安定して得られ、靭性および延性の高い炭素鋼を得るこ
とができるようになった。
【図１】パススケジュールを決定するための線図であっ
て、（ａ）は加工温度−最終目標粒度番号関係曲線、
（ｂ）は加工温度−加工歪関係曲線を示す。
て、（ａ）は加工温度−最終目標粒度番号関係曲線、
（ｂ）は加工温度−加工歪関係曲線を示す。
【図２】パススケジュールを決定するための線図（３パ
スで目標粒度を得る場合）であって、（ａ）は加工温度
−最終目標粒度番号関係曲線、（ｂ）は加工温度−加工
歪関係曲線を示す。
スで目標粒度を得る場合）であって、（ａ）は加工温度
−最終目標粒度番号関係曲線、（ｂ）は加工温度−加工
歪関係曲線を示す。
【図３】実施例１のパススケジュールを決定するための
線図（γ粒度９番を得たい場合）であって、（ａ）は加
工温度−最終目標粒度番号関係曲線、（ｂ）は加工温度
−加工歪関係曲線を示す。
線図（γ粒度９番を得たい場合）であって、（ａ）は加
工温度−最終目標粒度番号関係曲線、（ｂ）は加工温度
−加工歪関係曲線を示す。
【図４】実施例２のパススケジュールを決定するための
線図（γ粒度９．５番を得たい場合）であって、（ａ）
は加工温度−最終目標粒度番号関係曲線、（ｂ）は加工
温度−加工歪関係曲線を示す。
線図（γ粒度９．５番を得たい場合）であって、（ａ）
は加工温度−最終目標粒度番号関係曲線、（ｂ）は加工
温度−加工歪関係曲線を示す。
【図５】実施例３のパススケジュールを決定するための
線図（γ粒度８．５番を得たい場合）であって、（ａ）
は加工温度−最終目標粒度番号関係曲線、（ｂ）は加工
温度−加工歪関係曲線を示す。
線図（γ粒度８．５番を得たい場合）であって、（ａ）
は加工温度−最終目標粒度番号関係曲線、（ｂ）は加工
温度−加工歪関係曲線を示す。
【図６】実施例４のパススケジュールを決定するための
線図（γ粒度８．０番を得たい場合）であって、（ａ）
は加工温度−最終目標粒度番号関係曲線、（ｂ）は加工
温度−加工歪関係曲線を示す。
線図（γ粒度８．０番を得たい場合）であって、（ａ）
は加工温度−最終目標粒度番号関係曲線、（ｂ）は加工
温度−加工歪関係曲線を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２１Ｂ 1/16 Ｂ 37/00 ＢＢＧ // Ｃ２１Ｄ 9/00 １０２ Ａ 9352−4Ｋ 9/04 Ａ
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｃ：０．６〜１．０％を含有する炭素鋼
または低合金鋼の鋼片を熱間粗圧延した中間成形材を、
表面温度が８５０〜１０５０℃でかつ、下記の回帰式
で求められる加工温度−粒界再結晶粒度番号曲線の、最
終目標γ粒度を得られる加工温度に加熱または冷却し、
続いて下記回帰式で求められる加工温度−粒界再結晶
歪曲線の、該仕上げ圧延温度から読み取れる加工歪で、
最終製品形状に仕上げ圧延することを特徴とする微細な
パーライト組織を呈する高炭素鋼の製造方法。 Ｔ＝−５０×Ｎ＋１３８０±３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Ｔ：加工温度℃，Ｎ：目標γ粒径 ｅ＝−０．００２×Ｔ＋２．１５±０．０４・・・・・・・・・・ ｅ：加工歪
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6182666A JPH0849016A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 微細パーライト組織を呈する高炭素鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6182666A JPH0849016A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 微細パーライト組織を呈する高炭素鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0849016A true JPH0849016A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16122316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6182666A Withdrawn JPH0849016A (ja) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | 微細パーライト組織を呈する高炭素鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0849016A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6928737B2 (en) * | 1999-12-16 | 2005-08-16 | Nsk Ltd. | Wheel-support rolling bearing unit and a method manufacturing the same |
-
1994
- 1994-08-03 JP JP6182666A patent/JPH0849016A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6928737B2 (en) * | 1999-12-16 | 2005-08-16 | Nsk Ltd. | Wheel-support rolling bearing unit and a method manufacturing the same |
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|---|---|---|---|
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