JPS59126721A - 迅速球状化処理用鋼材の製造方法 - Google Patents
迅速球状化処理用鋼材の製造方法Info
- Publication number
- JPS59126721A JPS59126721A JP173183A JP173183A JPS59126721A JP S59126721 A JPS59126721 A JP S59126721A JP 173183 A JP173183 A JP 173183A JP 173183 A JP173183 A JP 173183A JP S59126721 A JPS59126721 A JP S59126721A
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- JP
- Japan
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- steel material
- rolling
- steel
- cementite
- spheroidization
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- Pending
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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
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
この発明は、迅速球状化処理用鋼材の製造方法に関し、
とくに熱間圧延ままで鋼材なかでも線材棒鋼の２次加工
工程における球状化焼なまし処理を効果的に短縮し、生
産性の向上及び省エネルギー化を実現した鋼材の新しい
圧延方法を提供するものである。
とくに熱間圧延ままで鋼材なかでも線材棒鋼の２次加工
工程における球状化焼なまし処理を効果的に短縮し、生
産性の向上及び省エネルギー化を実現した鋼材の新しい
圧延方法を提供するものである。
（従来技術）
通常熱間圧延された中、高炭素鋼あるいは合金鋼の線材
、棒鋼は、２次及び８次加工工程において伸線や冷間鍛
造工程などを経て、各種ボルト、ナツトほかの種々の機
様用部品類に加工される。
、棒鋼は、２次及び８次加工工程において伸線や冷間鍛
造工程などを経て、各種ボルト、ナツトほかの種々の機
様用部品類に加工される。
この際熱間圧延にて網状セメンタイト、層状パーライト
組織を呈するのでそのままでは冷間加工性が悪く、強度
の加工を施こすことはできず、また焼入工程において変
形や割れが発生しやすく、材質的にも、もろくなる。
ｐそこで通常はこれらの欠点を改良する目
的で、セメンタイトを安定な球状セメンタイトにする、
いわゆる球状化焼なましが行われる。
組織を呈するのでそのままでは冷間加工性が悪く、強度
の加工を施こすことはできず、また焼入工程において変
形や割れが発生しやすく、材質的にも、もろくなる。
ｐそこで通常はこれらの欠点を改良する目
的で、セメンタイトを安定な球状セメンタイトにする、
いわゆる球状化焼なましが行われる。
球状化焼なましには種々の方法が開発、実用化されてい
るが、いずれの方式も長時間の高温加熱と精密力温度制
御を必要とする。
るが、いずれの方式も長時間の高温加熱と精密力温度制
御を必要とする。
したがって、この工程は一般に高価な熱処理設備と長時
間を要する上、長時間にわたる温度管理のため、生産性
を高めることが困難力ばかりでなく、甚しく熱エネルギ
ーを消費してコスト低減の大きなネックとなっている。
間を要する上、長時間にわたる温度管理のため、生産性
を高めることが困難力ばかりでなく、甚しく熱エネルギ
ーを消費してコスト低減の大きなネックとなっている。
また熱処理中に脱炭やスケールの生成も多く表面肌荒れ
ないし後工程での酸洗時間の増加など材質上、コスト上
の問題も多い。
ないし後工程での酸洗時間の増加など材質上、コスト上
の問題も多い。
（発明の動機）
かかる点から発明者らは熱間圧延条件と熱処理条件の詳
細な研究を行ったところ、特定の熱間圧延条件により球
状化焼なまし工程における処理時間を大幅に短縮し得る
ことを見出した。
細な研究を行ったところ、特定の熱間圧延条件により球
状化焼なまし工程における処理時間を大幅に短縮し得る
ことを見出した。
（発明の構成）
すなわち線材、棒鋼の熱間圧延についてあまた実験と検
討を重ねた試行錯誤の果て、Ａｒ８変態点温度から、Ａ
ｒ工変態点より５０℃を下まわらぬ温度領域にて８０％
以上の圧下率で仕上圧延を行った後、冷却することによ
シ、球状化焼なまし処理時間の著しい短縮が有利に達成
されることを究明した。
討を重ねた試行錯誤の果て、Ａｒ８変態点温度から、Ａ
ｒ工変態点より５０℃を下まわらぬ温度領域にて８０％
以上の圧下率で仕上圧延を行った後、冷却することによ
シ、球状化焼なまし処理時間の著しい短縮が有利に達成
されることを究明した。
この発明は、この新規知見によるもので、鋼材の熱間圧
延に際し、Ａｒ８変態点温度からｌｒ□変態点温度より
５０℃を下まわらぬ温度までの温度領域にて８０チ以上
の圧下率で仕上圧延を行った後冷却することによって、
課題解決を有利に達成したものである。
延に際し、Ａｒ８変態点温度からｌｒ□変態点温度より
５０℃を下まわらぬ温度までの温度領域にて８０チ以上
の圧下率で仕上圧延を行った後冷却することによって、
課題解決を有利に達成したものである。
この発明においては仕上圧延をＡｒ８変態点温度からＡ
ｒ１変態点よりへ５０℃を下まわらぬ温度まで、すなわ
ちＡｒ 点板下＋（Ａｒ□−５０℃）以上の温度域で
８０％以上の圧下率で圧延を行うことがまず必要であり
、この理由は以下の通りである。
ｒ１変態点よりへ５０℃を下まわらぬ温度まで、すなわ
ちＡｒ 点板下＋（Ａｒ□−５０℃）以上の温度域で
８０％以上の圧下率で圧延を行うことがまず必要であり
、この理由は以下の通りである。
常法により、熱間圧延された線材、棒鋼をＡｒ８点以下
の温度にすることによりフェライト変態が進行する。こ
の状態において圧延が付与されるとフェライト相及び未
変態オーステナイト相の双方が加工される。この両相の
変形能は著しく相違しているために、各相の受ける加工
歪は相違する。
の温度にすることによりフェライト変態が進行する。こ
の状態において圧延が付与されるとフェライト相及び未
変態オーステナイト相の双方が加工される。この両相の
変形能は著しく相違しているために、各相の受ける加工
歪は相違する。
この加工歪の相違が両者の界面エネルギーを著しく高め
、界面が変態の核サイトとして有効に働く。
、界面が変態の核サイトとして有効に働く。
さらにこの温度域でオーステナイト相は元来不安定であ
るが、加工歪により一層不安定となり、フェライト相、
パーライト相及びセメンタイト相が析出しゃすく力る。
るが、加工歪により一層不安定となり、フェライト相、
パーライト相及びセメンタイト相が析出しゃすく力る。
とくにフェライト相とオーステナイト相の界面は、高い
界面エネルギーのためにセメンタイトの析出が優先的に
起こる。
界面エネルギーのためにセメンタイトの析出が優先的に
起こる。
またこの温度域ではパーライト相も圧延を受けるために
、セメンタイト板は微細に分断されるとともにセメンタ
イトとフェライト界面エネルギーは著しく高まる。
、セメンタイト板は微細に分断されるとともにセメンタ
イトとフェライト界面エネルギーは著しく高まる。
これらの結果、セメンタイトの自己凝集力は極めて大き
く、従ってその後の球状化焼なまし工程で急速に球状化
するのである。
く、従ってその後の球状化焼なまし工程で急速に球状化
するのである。
通常の球状化焼なまし工程の大半は、熱的にセメンタイ
ト板を一部溶解させ、球状化の核を作製することに費さ
れる。
ト板を一部溶解させ、球状化の核を作製することに費さ
れる。
ところが、この発明のように予じめセメンタイトの自己
凝集力が著しく高い場合には、球状化焼なまし工程でセ
メンタイトの成長が主たる役割となるため極めて短時間
しか要しないのである。
凝集力が著しく高い場合には、球状化焼なまし工程でセ
メンタイトの成長が主たる役割となるため極めて短時間
しか要しないのである。
Ａｒ３点以下の圧延温度は特に限定されるものではない
が、低くすぎると変形抵抗が著大となるため、圧延機の
負荷が増大しひいては生産性の点で不利にならぬ限り圧
延にて内部に蓄積される歪エネルギー及びセメンタイト
板の分断頻度など球状化を促進する要因は、低温はど有
利となることを・考慮して圧延温度の下限を（Ａｒ□−
５０°）とした。
が、低くすぎると変形抵抗が著大となるため、圧延機の
負荷が増大しひいては生産性の点で不利にならぬ限り圧
延にて内部に蓄積される歪エネルギー及びセメンタイト
板の分断頻度など球状化を促進する要因は、低温はど有
利となることを・考慮して圧延温度の下限を（Ａｒ□−
５０°）とした。
次にＡｒ８点以下＋（Ａｒ□−５０℃）以上の温度領域
において８０％以上の圧下率で圧延を行う理由について
は次のとおりである。
において８０％以上の圧下率で圧延を行う理由について
は次のとおりである。
第１図はＧ Ｏ，８５％、Ｓｉ ０．２２％、Ｍｎ ｏ
、ｓｏ％、Ｐ Ｏ，０１％、Ｓ Ｏ，０１％、Ｑｒ １
．１％、％ｏ Ｏ，２％を倉荷する組成の鋼を常法にて
、熱間圧延し、仕上圧延段階でＡｒ８以下である６９０
℃から（Ａｒ。
、ｓｏ％、Ｐ Ｏ，０１％、Ｓ Ｏ，０１％、Ｑｒ １
．１％、％ｏ Ｏ，２％を倉荷する組成の鋼を常法にて
、熱間圧延し、仕上圧延段階でＡｒ８以下である６９０
℃から（Ａｒ。
−５０℃）以上である６００℃までの温度域で圧下率を
変化させて、１０ ｍｍφの線径に仕上け、空冷した場
合につき、その後７５０℃に再加熱後完全球状化するま
で保持し、ついで６５０℃までを２５℃／ｈｒ、で徐冷
した後空冷した時における完全球状化に要する上記保持
時間と圧下率との関係を示したものである。なお球状化
はＪＩＳ −０８５８９で示される球状化組織試験に準
拠して評価した。
変化させて、１０ ｍｍφの線径に仕上け、空冷した場
合につき、その後７５０℃に再加熱後完全球状化するま
で保持し、ついで６５０℃までを２５℃／ｈｒ、で徐冷
した後空冷した時における完全球状化に要する上記保持
時間と圧下率との関係を示したものである。なお球状化
はＪＩＳ −０８５８９で示される球状化組織試験に準
拠して評価した。
同図より明らかなように上記温度域における圧下率が８
０％以上で著しく短時間で球状化することがわかる。す
なわち球状化焼なまし工程の処理時間を実質的に短縮し
得るには８０％以上の圧下率が必要であることを意味す
る。
０％以上で著しく短時間で球状化することがわかる。す
なわち球状化焼なまし工程の処理時間を実質的に短縮し
得るには８０％以上の圧下率が必要であることを意味す
る。
圧下率が８０％以上であると、フェライト相およびパー
ライト相に導入される歪が十分となり、層状パーライト
が分断されるとともに、セメンタイト相が単独で析出し
、球状化の核サイトとして有効に働くように々す、さら
に各相に蓄積される歪エネルギーや界面エネルギーが十
分に高０１、次工程での球状化部なまし時に炭素原子の
拡散速度を高め、セメンタイトの凝集力を大きくするか
らである。この発明においては、Ａｒ８点以下。
ライト相に導入される歪が十分となり、層状パーライト
が分断されるとともに、セメンタイト相が単独で析出し
、球状化の核サイトとして有効に働くように々す、さら
に各相に蓄積される歪エネルギーや界面エネルギーが十
分に高０１、次工程での球状化部なまし時に炭素原子の
拡散速度を高め、セメンタイトの凝集力を大きくするか
らである。この発明においては、Ａｒ８点以下。
（７１ｒ□−５０℃）以上の温度域において３０チ以上
の圧下率で仕上げ圧延を行った後冷却することによシ、
オーステナイト相よりセメンタイト相を単独に析出させ
、球状化の核サイトとして利用することに大きな特色が
ある。さらにパーライト相やセメンタイト仮の分断や各
相の歪エネルギーの蓄積による球状化促進効果も寄与す
るのである。
の圧下率で仕上げ圧延を行った後冷却することによシ、
オーステナイト相よりセメンタイト相を単独に析出させ
、球状化の核サイトとして利用することに大きな特色が
ある。さらにパーライト相やセメンタイト仮の分断や各
相の歪エネルギーの蓄積による球状化促進効果も寄与す
るのである。
これらのことが相乗的に働いて、球状化部々まし工程に
おける処理時間を大幅に短縮し得るのである。さらに圧
下率を調整するととにより球状化の形態制御を行い得る
のである。もちろんこの発明では鋼の化学組成は、特に
限定されるものでは力いが、所期の目的に最も好ましい
鋼は、機械構造用炭素鋼、機械構造用合金鋼、肌焼鋼、
軸受鋼などである。
おける処理時間を大幅に短縮し得るのである。さらに圧
下率を調整するととにより球状化の形態制御を行い得る
のである。もちろんこの発明では鋼の化学組成は、特に
限定されるものでは力いが、所期の目的に最も好ましい
鋼は、機械構造用炭素鋼、機械構造用合金鋼、肌焼鋼、
軸受鋼などである。
以下この発明の実施例について詳細に説明する。
表１に示す化学成分の供試鋼（Ａ） 、 （Ｂ）を常法
により溶製し、最終線径が１０ ｍｍφになる様、仕上
圧延温度６８０℃にて、表２に示す種々力圧下率となる
条件にて圧延を行い、冷却後７５０℃に再加熱後保持時
間を変化させた上、６５０℃貰でを２５℃／）Ｉｒで徐
冷し、その後空冷した。表２はこの時の完全球状化に要
する時間を示す。
により溶製し、最終線径が１０ ｍｍφになる様、仕上
圧延温度６８０℃にて、表２に示す種々力圧下率となる
条件にて圧延を行い、冷却後７５０℃に再加熱後保持時
間を変化させた上、６５０℃貰でを２５℃／）Ｉｒで徐
冷し、その後空冷した。表２はこの時の完全球状化に要
する時間を示す。
表 １
表 ２
完全球状化の判定はＪＩＳ −Ｇ ８５８９の球状化組
織試験に準拠した。
織試験に準拠した。
表２において供試線材ＡｌおよびＡ５は通常圧玉法によ
って製造された比較例であり、いずれの４合も球状化に
極めて長時間を要する。
って製造された比較例であり、いずれの４合も球状化に
極めて長時間を要する。
供試線材Ａ２及びＡ６はこの発明で限定した圧π率に満
た力い場合の参考例であり、通常圧延（（二る比較例の
供試線材扁１、屋５と比べて若干の力果は認められるが
、なお長時間を要する。
た力い場合の参考例であり、通常圧延（（二る比較例の
供試線材扁１、屋５と比べて若干の力果は認められるが
、なお長時間を要する。
これらに対し、この発明に従って製造された供く線材４
８、ｋＬ４、Ａ７及ｑ扁８はいずれも極め＝短時間で球
状化が進行することを示している。
８、ｋＬ４、Ａ７及ｑ扁８はいずれも極め＝短時間で球
状化が進行することを示している。
この発明を上側で線材、棒鋼に適用した場合を発明した
が、これ以外にもたとえば熱延材、厚鋼反など球状化処
理工程の必要な鋼種にも広く適用Ｚきるのである。
が、これ以外にもたとえば熱延材、厚鋼反など球状化処
理工程の必要な鋼種にも広く適用Ｚきるのである。
したがってこの発明によると、通常圧延材のよな長時間
の熱処理を要することなく迅速に球状１しを行うことが
でき、省エネルギー効果、生産性及び経済性の向上に大
き彦寄与をする。
の熱処理を要することなく迅速に球状１しを行うことが
でき、省エネルギー効果、生産性及び経済性の向上に大
き彦寄与をする。
第１図は６９０℃〜６００℃の温度域での仕上圧延圧下
率と完全球状化に要する時間との関係を示すグラフであ
る。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 第１図
率と完全球状化に要する時間との関係を示すグラフであ
る。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 第１図
Claims (1)
- Ｌ 鋼材の熱間圧延に際し、Ａｒ８変態点温度からＡｒ
、変態点温度より５０℃を下まわるほど低く力い温度ま
での温度領域にて８０％以上の圧下率で仕上圧延を行っ
た後冷却することを特徴とする迅速球状化処理用鋼材の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP173183A JPS59126721A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | 迅速球状化処理用鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP173183A JPS59126721A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | 迅速球状化処理用鋼材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59126721A true JPS59126721A (ja) | 1984-07-21 |
Family
ID=11509701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP173183A Pending JPS59126721A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | 迅速球状化処理用鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59126721A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6021327A (ja) * | 1983-07-13 | 1985-02-02 | Kawasaki Steel Corp | 迅速球状化の可能な線材の製造法 |
| US4702778A (en) * | 1985-01-28 | 1987-10-27 | Nippon Steel Corporation | Method for softening rolled medium carbon machine structural steels |
| EP1371737A1 (de) * | 2002-06-10 | 2003-12-17 | Von Moos Stahl AG | Verfahren zur Herstellung von Draht- oder Stabstahl und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS583919A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-10 | Daido Steel Co Ltd | 鋼線材の製造方法 |
| JPS5827926A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-18 | Nippon Steel Corp | 球状化組織を有する線材の製造法 |
-
1983
- 1983-01-11 JP JP173183A patent/JPS59126721A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS583919A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-10 | Daido Steel Co Ltd | 鋼線材の製造方法 |
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| US4702778A (en) * | 1985-01-28 | 1987-10-27 | Nippon Steel Corporation | Method for softening rolled medium carbon machine structural steels |
| EP1371737A1 (de) * | 2002-06-10 | 2003-12-17 | Von Moos Stahl AG | Verfahren zur Herstellung von Draht- oder Stabstahl und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
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