JPS5852535B2 - 熱間圧延線材の直接熱処理方法 - Google Patents
熱間圧延線材の直接熱処理方法Info
- Publication number
- JPS5852535B2 JPS5852535B2 JP11356279A JP11356279A JPS5852535B2 JP S5852535 B2 JPS5852535 B2 JP S5852535B2 JP 11356279 A JP11356279 A JP 11356279A JP 11356279 A JP11356279 A JP 11356279A JP S5852535 B2 JPS5852535 B2 JP S5852535B2
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- JP
- Japan
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- temperature
- cooling
- wire
- wire rod
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/525—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/62—Continuous furnaces for strip or wire with direct resistance heating
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は線材特に硬鋼線材を熱間圧延時の保有熱を利用
して行う直接熱処理方法に関するものである。
して行う直接熱処理方法に関するものである。
熱間圧延により製造された従来の硬鋼線材は伸線性、強
度、靭性を向上させるため伸線加工前に空気パテンティ
ング（以下ＡＰという）や鉛パテンテイング（以下ＬＰ
という）を行っていた。
度、靭性を向上させるため伸線加工前に空気パテンティ
ング（以下ＡＰという）や鉛パテンテイング（以下ＬＰ
という）を行っていた。
最近は熱間圧延時の線材の保有熱を利用して圧延後の冷
却を制御する直接熱処理（以下ＤＰという）が行われて
いる。
却を制御する直接熱処理（以下ＤＰという）が行われて
いる。
既に周知のようにＬＰ線材は高強度、高靭性であって、
組織が充分にソルバイト組織化され、均一性においても
極めて優れている。
組織が充分にソルバイト組織化され、均一性においても
極めて優れている。
そして従来各種行われあるいは提案されているＤＰはＡ
Ｐ相当の材質は得られるが、ＬＰ相当の材質が得られる
までには到っていない。
Ｐ相当の材質は得られるが、ＬＰ相当の材質が得られる
までには到っていない。
ＤＰ処理によってＬＰ相当の強度、靭性を得るためには
、圧延後の冷却速度、特にＡｒ１点以下の冷却が重要で
あり、鋼種、サイズにより決まる１０〜ｂ で制御冷却しなげればならない。
、圧延後の冷却速度、特にＡｒ１点以下の冷却が重要で
あり、鋼種、サイズにより決まる１０〜ｂ で制御冷却しなげればならない。
しかし、このような制御冷却を仕上圧延後又は冷却誘導
管後ただちに行うと、制御冷却前に存在する線材の断面
方向及び長さ方向の後述する温度差によって、制御冷却
後の組織に差を生ずるために従来のＤＰではＬＰ相当の
材質が得られていない。
管後ただちに行うと、制御冷却前に存在する線材の断面
方向及び長さ方向の後述する温度差によって、制御冷却
後の組織に差を生ずるために従来のＤＰではＬＰ相当の
材質が得られていない。
制御冷却後の組織差をなくすためには、Ａｒ１点以上の
制御冷却開始時に線材温度を均一化する必要がある。
制御冷却開始時に線材温度を均一化する必要がある。
Ａｒ１点以上で温度を均一化する技術としては、特公昭
４５−２３２１５号、特公昭４６−１９７６７号、特開
昭５３−１４９８１１号記載の方法がある。
４５−２３２１５号、特公昭４６−１９７６７号、特開
昭５３−１４９８１１号記載の方法がある。
特公昭４５−２３２１５号の技術は熱間圧延後捲取機に
走行する線材を多段噴霧冷却して温度均一化しようとす
るものである。
走行する線材を多段噴霧冷却して温度均一化しようとす
るものである。
しかし均一化の温度は１０％以内と比較的大きく、特に
最近のような高速圧延ラインの場合には捲取前における
線材温度の均一化は困難である。
最近のような高速圧延ラインの場合には捲取前における
線材温度の均一化は困難である。
また、捲取前に均一化し得たとしても捲取後の制御冷却
開始時に温度差を生ずるおそれがある。
開始時に温度差を生ずるおそれがある。
特公昭４６−１９７６７号及び特開昭５３−１４９８１
１号はオーステナイト領域にて温度又は加熱してオース
テナイト結晶粒を成長させようとするものであり、Ａｒ
１点を超えるかなりの高温（特公昭４６−１９７６７号
ではＡ３＋５０℃以上）における加熱を要し、そのため
スケール生成が増加し線材の脱スケール工程に支障をき
たし、さらに表面性状を劣化させる。
１号はオーステナイト領域にて温度又は加熱してオース
テナイト結晶粒を成長させようとするものであり、Ａｒ
１点を超えるかなりの高温（特公昭４６−１９７６７号
ではＡ３＋５０℃以上）における加熱を要し、そのため
スケール生成が増加し線材の脱スケール工程に支障をき
たし、さらに表面性状を劣化させる。
本発明は、このような問題点を解決し、ＤＰによってＬ
Ｐ相当の材質を得ることを目的とする。
Ｐ相当の材質を得ることを目的とする。
本発明は、熱間圧延され非同心リング状をなして搬送さ
れつつある線材なＡｒ１点直上の温度にて、該線材の断
面方向および長さ方向の温度を均一化する保定を行った
後、ソルバイト組織を得る制御冷却を行うことを特徴と
する。
れつつある線材なＡｒ１点直上の温度にて、該線材の断
面方向および長さ方向の温度を均一化する保定を行った
後、ソルバイト組織を得る制御冷却を行うことを特徴と
する。
ＬＰ相当の材質を得るためには、Ａｒ１点以下の制御冷
却時に線材の断面方向および長さ方向の温度をできるだ
け一定に近づける必要がある。
却時に線材の断面方向および長さ方向の温度をできるだ
け一定に近づける必要がある。
しかし、前述のように制御冷却前の線材温度が部位毎に
異っていてばらつきが太きければ、これを一定にするこ
とは非常に困難である。
異っていてばらつきが太きければ、これを一定にするこ
とは非常に困難である。
本発明者等は、実験検討の結果仕上圧延後の冷却過程に
おいて、Ａｒ１点直上の温度において一旦保定し、線材
内の温度を均一化した後直ちに制御冷却を行えば、ＬＰ
処理材相当の材質を得るに必要な冷却速度範囲で線材全
断面、全長にわたって制御冷却可能なことを明らかにし
た。
おいて、Ａｒ１点直上の温度において一旦保定し、線材
内の温度を均一化した後直ちに制御冷却を行えば、ＬＰ
処理材相当の材質を得るに必要な冷却速度範囲で線材全
断面、全長にわたって制御冷却可能なことを明らかにし
た。
以下本発明を図面について詳述する。
第１図は５ＷＲＨ８２Ｂの変態及び冷却曲線である。
ＬＰ処理相当材質を得るための変態の進行は、Ａｒ１点
以下の制御冷却可能と時間に依存し、所要冷却速度は第
１図の直線ａ、ｂ、ｃに示すように５ＷＲＨ８２Ｂの場
合５．５ＷｒｒＩＫ５２５で４５℃／５ｅｃａ、９ｍｍ
ｇで３０℃／ｓｅｃ ｂ １１３ ｒｒｒｍｇ３で２０
℃／ｓｅｃ ｃである。
以下の制御冷却可能と時間に依存し、所要冷却速度は第
１図の直線ａ、ｂ、ｃに示すように５ＷＲＨ８２Ｂの場
合５．５ＷｒｒＩＫ５２５で４５℃／５ｅｃａ、９ｍｍ
ｇで３０℃／ｓｅｃ ｂ １１３ ｒｒｒｍｇ３で２０
℃／ｓｅｃ ｃである。
そのまま常温にまで冷却するとＭｓ点にあたりマルテン
サイトが発生するので、５．５ ｔｒｒｒｎφの場合６
５０℃以降１２秒以内で制御冷却を停止しなければなら
ない。
サイトが発生するので、５．５ ｔｒｒｒｎφの場合６
５０℃以降１２秒以内で制御冷却を停止しなければなら
ない。
一方ＣＣＴ曲線Ｐｆを横切った後未変態オーステナイト
のＴＴＴ曲線Ｐｆを横切らせる必要があり、そのために
はＣＣＴ曲線Ｐｆ以下の極力高温側で冷却をとどめた方
が良（、直接熱処理の実うイン長を考慮すれば４５０℃
以上で冷却を停止させるべきである。
のＴＴＴ曲線Ｐｆを横切らせる必要があり、そのために
はＣＣＴ曲線Ｐｆ以下の極力高温側で冷却をとどめた方
が良（、直接熱処理の実うイン長を考慮すれば４５０℃
以上で冷却を停止させるべきである。
又冷却停止、が早過ぎてＣＣＴ曲線Ｐｆを切らない場合
は強度不足となる。
は強度不足となる。
そのため制御冷却時間はサイズによりある範囲に限定さ
れ、５．５ｗｒ＋５２５では５〜７秒、９ｍｍ５Ｚ！で
は７〜１０秒、１３ｍｍ５２５では９〜１５秒で制御冷
却を停止しなげればならない。
れ、５．５ｗｒ＋５２５では５〜７秒、９ｍｍ５Ｚ！で
は７〜１０秒、１３ｍｍ５２５では９〜１５秒で制御冷
却を停止しなげればならない。
第１図中の矢印は、ＬＰ処理材相当の材質を得るために
必要な強制冷却停止時間範囲を示したものであり、（イ
）は５．５ｍｍｇ、←）は９ＴｒｒＩｒＬφ、（ハ）は
１３ｙｒ＋ｍφの場合である。
必要な強制冷却停止時間範囲を示したものであり、（イ
）は５．５ｍｍｇ、←）は９ＴｒｒＩｒＬφ、（ハ）は
１３ｙｒ＋ｍφの場合である。
圧延仕上温度は１０００℃以上でありその温度からＡｒ
１点以下での所要冷却速度と同じ２０〜ｂ での冷却速度のばらつきが大きく、６５０℃に到達する
までの時間差、最低温度が６５０℃に達したときの温度
差が第１表のようになる。
１点以下での所要冷却速度と同じ２０〜ｂ での冷却速度のばらつきが大きく、６５０℃に到達する
までの時間差、最低温度が６５０℃に達したときの温度
差が第１表のようになる。
第１表 ５．５閣φ、１０００℃→６５０℃（４５℃／
Ｓ）冷却での部位別温度差及び到達時間差 このようにＡｒ１点到達にばらつきがあると、以後の制
御冷却を線材の全断面、全長にわたって前記時間内で停
止させることができなくなる。
Ｓ）冷却での部位別温度差及び到達時間差 このようにＡｒ１点到達にばらつきがあると、以後の制
御冷却を線材の全断面、全長にわたって前記時間内で停
止させることができなくなる。
すなわち、５ＷＲＨ８２Ｂ ５．５ ｔｒｖｎに！３の
場合、６５０℃到達時間に４．５秒の差があるので、最
低温部が６５０℃から７秒経過したときは第１図に示さ
れるように最高温部は未だＣＣＴ曲線のＰｆを切るに至
っていない。
場合、６５０℃到達時間に４．５秒の差があるので、最
低温部が６５０℃から７秒経過したときは第１図に示さ
れるように最高温部は未だＣＣＴ曲線のＰｆを切るに至
っていない。
したがって、線材部位間に組織のばらつきが生じＬＰ相
当の材質は得られない。
当の材質は得られない。
本発明者らの知見によるとＡｒ１点直上の温度において
、線材の断面方向及び長さ方向の温度を均一化するに充
分な時間保定することによって上述の諸問題を解決し得
る。
、線材の断面方向及び長さ方向の温度を均一化するに充
分な時間保定することによって上述の諸問題を解決し得
る。
Ａｒ、点までの冷却は変態には直接関与しないので、本
発明においてはあえて引き続き制御冷却せず、Ａｒ、点
直上の温度で一旦保定して線材断面及び長さ方向の温度
を均一化する。
発明においてはあえて引き続き制御冷却せず、Ａｒ、点
直上の温度で一旦保定して線材断面及び長さ方向の温度
を均一化する。
仕上温度からこの保定温度までの冷却は線材の材質自体
にはさほど影響しないが、スケール生成に影響するので
８００℃以下まではできるだけ急速に冷却することが望
ましい。
にはさほど影響しないが、スケール生成に影響するので
８００℃以下まではできるだけ急速に冷却することが望
ましい。
８００℃を超える温度ではＦｅ２Ｏ３が生成するのでそ
の範囲の保持時間が長いと後工程におけるデスケーリン
グ時に支障をきたす。
の範囲の保持時間が長いと後工程におけるデスケーリン
グ時に支障をきたす。
このため通常は７００〜８０−０℃まで冷却誘導管で数
秒以内に冷却するのが一般的であり、この場合は第１表
以上の温度ばらつきがあり、一層保定の必要性がある。
秒以内に冷却するのが一般的であり、この場合は第１表
以上の温度ばらつきがあり、一層保定の必要性がある。
Ａｒ０点直上における保定は、捲取後の線材リングを非
同心リング状でコンベア上を搬送する間に保温ゾーンを
設け、ゾーン温度を制御して行う。
同心リング状でコンベア上を搬送する間に保温ゾーンを
設け、ゾーン温度を制御して行う。
保定温度がＡｒ１点以下になるとこの間にオーステナイ
トからフェライト＋パーライトへの変態が進行してしま
い、目的とするソルバイト組織が得られなくなる。
トからフェライト＋パーライトへの変態が進行してしま
い、目的とするソルバイト組織が得られなくなる。
また、Ａｒ１点よりあまり高くなると、以後の制御冷却
を行う際Ａｒ１点通過までに線材部位間に再び温度差を
生じて目的が達せられなくなるので、Ａｒ１点＋５０℃
を上限として保定するのが好ましい。
を行う際Ａｒ１点通過までに線材部位間に再び温度差を
生じて目的が達せられなくなるので、Ａｒ１点＋５０℃
を上限として保定するのが好ましい。
線材断面方向及び長さ方向の温度を均一化する保定時間
は、線材の熱伝達により決まるので線材直径に応じて定
め、５．５ ｒｒａｎφのときは３秒以上、９朋φのと
きは５秒以上、１３耐φのときは７秒以上が適している
。
は、線材の熱伝達により決まるので線材直径に応じて定
め、５．５ ｒｒａｎφのときは３秒以上、９朋φのと
きは５秒以上、１３耐φのときは７秒以上が適している
。
Ａｒ１点直上にて保定し、線材温度を均一化した後は、
鋼成分及び線径によって決まる適正冷却速度で制御冷却
してＣＣＴ曲線ノーズ部を横切らせてソルバイト変態さ
せ適正時間内で制御冷却を停止し、ついで冷却速度を遅
くするか、保定するか又は再加熱してＴＴＴ曲線Ｐｆを
切らせて未変態オーステナイトをソルバイト化する。
鋼成分及び線径によって決まる適正冷却速度で制御冷却
してＣＣＴ曲線ノーズ部を横切らせてソルバイト変態さ
せ適正時間内で制御冷却を停止し、ついで冷却速度を遅
くするか、保定するか又は再加熱してＴＴＴ曲線Ｐｆを
切らせて未変態オーステナイトをソルバイト化する。
以下に本発明の実施例を比較例とともに示す。
第２表に示す化学成分の硬鋼線５．５咽φを供試材とし
た。
た。
熱処理パターンを第２図に示すが、曲線１は熱間圧延の
仕上温度１０００℃から７００℃に３秒間で冷却して、
３秒保定し、５００℃に４５℃／敦の冷却速度で冷却し
た。
仕上温度１０００℃から７００℃に３秒間で冷却して、
３秒保定し、５００℃に４５℃／敦の冷却速度で冷却し
た。
１砂径５５０℃として１０秒保定して風冷した。
曲線２は仕上温度１０００℃から７００℃に３秒間で冷
却して、３秒保定し、５２０℃に４５℃／ｓｅｃの冷却
速度で冷却した。
却して、３秒保定し、５２０℃に４５℃／ｓｅｃの冷却
速度で冷却した。
引続き４℃／↓で風冷した。
曲線３及び３′の平均値を示すと、１ｏｏｏ℃からＳＯ
Ｏ℃に２００℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却後、更に５０
０℃に４５℃／ｓｅｅで冷却し風冷した。
Ｏ℃に２００℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却後、更に５０
０℃に４５℃／ｓｅｅで冷却し風冷した。
曲線４は仕上温度９００℃から５３℃／ｓｅｃの冷却速
度で冷却し５３０℃に５０秒保定し、引続き風冷した。
度で冷却し５３０℃に５０秒保定し、引続き風冷した。
第２図に示すパターンで熱処理したときの材質を第３表
に示す。
に示す。
本発明例１，２はいずれも従来のＬＰ処理材４と同等の
材質を得ていることが明らかである。
材質を得ていることが明らかである。
比較例（１）の３〜３′の温度中のものは平均を３とし
て表示している。
て表示している。
以上のごとく本発明はＤＰ処理によってＬＰ処理材と同
等の強度、靭性が得られ、線材加工前の熱処理が不要と
なりその利益は犬である。
等の強度、靭性が得られ、線材加工前の熱処理が不要と
なりその利益は犬である。
第１図はＳ ＷＲＨ８２Ｂ ５．５ ｍｍ５ＺＩ線材の
変態曲線及び冷却曲線の説明図、第２図は本発明及び比
較例の熱処理パターンをそれぞれ示す。 １．２：本発明法、３，４：比較例。
変態曲線及び冷却曲線の説明図、第２図は本発明及び比
較例の熱処理パターンをそれぞれ示す。 １．２：本発明法、３，４：比較例。
Claims (1)
- １ 熱間圧延され非同心リング状をなして搬送されつつ
ある鋼線材をＡｒ１点直上の温度にて、該線材の断面方
向および長さ方向の温度を均一化する保定を行った後、
ソルバイト組織を得る制御冷却を行うことを特徴とする
熱間圧延線材の直接熱処理方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11356279A JPS5852535B2 (ja) | 1979-09-06 | 1979-09-06 | 熱間圧延線材の直接熱処理方法 |
| GB8028315A GB2064593B (en) | 1979-09-06 | 1980-09-02 | Direct sorbitic transformation of hotrolled steel rod |
| DE3033500A DE3033500C2 (de) | 1979-09-06 | 1980-09-05 | Verfahren zur direkten Wärmebehandlung von warmgewalztem Walzgut |
| BE2/58737A BE885094A (fr) | 1979-09-06 | 1980-09-05 | Procede de traitement thermique direct d'un fil-machine en acier lamine a chaud |
| US06/184,324 US4314860A (en) | 1979-09-06 | 1980-09-05 | Method for direct heat treating hot rolled steel wire rod |
| SE8006201A SE448742B (sv) | 1979-09-06 | 1980-09-05 | Sett att vermebehandla varmvalsad staltrad |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11356279A JPS5852535B2 (ja) | 1979-09-06 | 1979-09-06 | 熱間圧延線材の直接熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5638428A JPS5638428A (en) | 1981-04-13 |
| JPS5852535B2 true JPS5852535B2 (ja) | 1983-11-24 |
Family
ID=14615410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11356279A Expired JPS5852535B2 (ja) | 1979-09-06 | 1979-09-06 | 熱間圧延線材の直接熱処理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5852535B2 (ja) |
| BE (1) | BE885094A (ja) |
-
1979
- 1979-09-06 JP JP11356279A patent/JPS5852535B2/ja not_active Expired
-
1980
- 1980-09-05 BE BE2/58737A patent/BE885094A/fr not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5638428A (en) | 1981-04-13 |
| BE885094A (fr) | 1980-12-31 |
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