JPS6157373B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6157373B2 JPS6157373B2 JP54029512A JP2951279A JPS6157373B2 JP S6157373 B2 JPS6157373 B2 JP S6157373B2 JP 54029512 A JP54029512 A JP 54029512A JP 2951279 A JP2951279 A JP 2951279A JP S6157373 B2 JPS6157373 B2 JP S6157373B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- austenite
- heat treatment
- cold
- steel material
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
この発明は、肌焼鋼等の制御圧延鋼材を浸炭処
理のためにオーステナイト領域とりわけその高温
域において熱処理を施しても粗大化オーステナイ
ト結晶粒を発生させることのない鋼材の製造法に
関する。 アルミニウム、ニオブ、バナジウム等を添加し
た、オーステナイト結晶粒の成長曲線が突然成長
型を示す低合金鋼においては、オーステナイト域
とりわけその高温域において浸炭熱処理を施した
とき粗大化したオーステナイト粒が発生すると強
度靭性が劣化するばかりでなく、熱処理ひずみの
バラツキも大きくなることから極力その発生を抑
える必要がある。このため、浸炭熱処理温度をオ
ーステナイト領域で（およそ950℃以上）の高温
における長時間保持を避けねばならなかつた。 従来冷間加工を施した材料はオーステナイト粒
が粗大化する温度は低下するといわれていた。と
ころが、本発明者等は実験事実をもとに仔細に研
究した結果、20％以上80％以下の冷間塑性加工を
行うと、初期のJISによるオーステナイト粒度番
号で＃８程度に微細化されたオーステナイト粒が
＃7.0〜7.5程度の大きさに成長しはじめる温度は
低下するが、かなり高温に達するまで、その大き
さは保持され、これがさらに急激により大きな約
＃４以下の結晶粒に粗大化する温度は冷間加工を
施さない材料に比べて高温側に移行するという事
実を見出し、この発明をなしたものである。 即ち本発明は圧延をそのままの材料は焼ならし
材と比べて炭窒化物の析出が不十分であり浸炭な
どの熱処理時しばしばオーステナイトの粗大結晶
粒が発生し、機械部品の加工の際ひずみのバラツ
キによるトラブルを引き起こすことがある。本発
明は制御圧延（焼ならし工程を省略したもの）の
まま材料に浸炭熱処理前に所定の冷間加工を施
し、炭窒化物の微細は析出を容易ならしめること
により浸炭熱処理の際オーステナイト結晶粒の粗
大化を制御することを目的としたものである。 冷間加工後オーステナイト域まで加熱すると、
加工によるひずみエネルギーの上昇によりオース
テナイト粒の析出位置が増大するため初期のオー
ステナイト粒は非常に微細化される。そしてこれ
らのオーステナイト粒は表面エネルギーが過剰で
あると考えられるので、比較的低い温度でオース
テナイト結晶粒の析出が始まる。しかしながら、
オーステナイト結晶粒の粗大化を防げる炭窒化物
については、冷間加工を施した方が分散して析出
する傾向が大きく、このためオーステナイトの結
晶がより大きな結晶粒になる温度は冷間加工材の
方が、冷間加工を施さないものに比べ、高温側に
移行すると解釈される。 鋼材の機械的性質や熱処理ひずみの劣化は著し
く粗大化したオーステナイト粒の発生が原因とな
るものであつて、オーステナイト粒の析出開始温
度よりも急激に著しく粗大化する温度が、熱処理
を施す上で問題となる。 この発明の要旨は、制御圧延鋼材の冷間塑性加
工度を20％以上80％以下とすることによつて、そ
の後のオーステナイト領域温度での浸炭熱処理に
よつても粗大なオーステナイト結晶粒を生成させ
ない鋼材の製造法についてなされたものである。 次にこの発明の適用範囲について述べるなら
ば、鋼材は、オーステナイト領域温度で結晶粒が
急激な成長曲線を示す鋼種である。その中には、
アルミニウム、モリブテン、クロム、バナジウ
ム、ニオブその他希土類元素の一種または二種以
上を含有する低合金鋼で第１表に示す鋼種であ
る。
理のためにオーステナイト領域とりわけその高温
域において熱処理を施しても粗大化オーステナイ
ト結晶粒を発生させることのない鋼材の製造法に
関する。 アルミニウム、ニオブ、バナジウム等を添加し
た、オーステナイト結晶粒の成長曲線が突然成長
型を示す低合金鋼においては、オーステナイト域
とりわけその高温域において浸炭熱処理を施した
とき粗大化したオーステナイト粒が発生すると強
度靭性が劣化するばかりでなく、熱処理ひずみの
バラツキも大きくなることから極力その発生を抑
える必要がある。このため、浸炭熱処理温度をオ
ーステナイト領域で（およそ950℃以上）の高温
における長時間保持を避けねばならなかつた。 従来冷間加工を施した材料はオーステナイト粒
が粗大化する温度は低下するといわれていた。と
ころが、本発明者等は実験事実をもとに仔細に研
究した結果、20％以上80％以下の冷間塑性加工を
行うと、初期のJISによるオーステナイト粒度番
号で＃８程度に微細化されたオーステナイト粒が
＃7.0〜7.5程度の大きさに成長しはじめる温度は
低下するが、かなり高温に達するまで、その大き
さは保持され、これがさらに急激により大きな約
＃４以下の結晶粒に粗大化する温度は冷間加工を
施さない材料に比べて高温側に移行するという事
実を見出し、この発明をなしたものである。 即ち本発明は圧延をそのままの材料は焼ならし
材と比べて炭窒化物の析出が不十分であり浸炭な
どの熱処理時しばしばオーステナイトの粗大結晶
粒が発生し、機械部品の加工の際ひずみのバラツ
キによるトラブルを引き起こすことがある。本発
明は制御圧延（焼ならし工程を省略したもの）の
まま材料に浸炭熱処理前に所定の冷間加工を施
し、炭窒化物の微細は析出を容易ならしめること
により浸炭熱処理の際オーステナイト結晶粒の粗
大化を制御することを目的としたものである。 冷間加工後オーステナイト域まで加熱すると、
加工によるひずみエネルギーの上昇によりオース
テナイト粒の析出位置が増大するため初期のオー
ステナイト粒は非常に微細化される。そしてこれ
らのオーステナイト粒は表面エネルギーが過剰で
あると考えられるので、比較的低い温度でオース
テナイト結晶粒の析出が始まる。しかしながら、
オーステナイト結晶粒の粗大化を防げる炭窒化物
については、冷間加工を施した方が分散して析出
する傾向が大きく、このためオーステナイトの結
晶がより大きな結晶粒になる温度は冷間加工材の
方が、冷間加工を施さないものに比べ、高温側に
移行すると解釈される。 鋼材の機械的性質や熱処理ひずみの劣化は著し
く粗大化したオーステナイト粒の発生が原因とな
るものであつて、オーステナイト粒の析出開始温
度よりも急激に著しく粗大化する温度が、熱処理
を施す上で問題となる。 この発明の要旨は、制御圧延鋼材の冷間塑性加
工度を20％以上80％以下とすることによつて、そ
の後のオーステナイト領域温度での浸炭熱処理に
よつても粗大なオーステナイト結晶粒を生成させ
ない鋼材の製造法についてなされたものである。 次にこの発明の適用範囲について述べるなら
ば、鋼材は、オーステナイト領域温度で結晶粒が
急激な成長曲線を示す鋼種である。その中には、
アルミニウム、モリブテン、クロム、バナジウ
ム、ニオブその他希土類元素の一種または二種以
上を含有する低合金鋼で第１表に示す鋼種であ
る。
【表】
熱間圧延の諸条件を決めたのは次の理由によ
る。 熱間圧延における加熱炉均熱温度は950℃未満
では実際の圧延操作は困難であり、また1200℃を
越えるとオーステナイト粒が粗大化し圧延後に微
細均一組織が得られないため、950〜1200℃に均
熱することが望ましい。 また熱間圧延の仕上温度は800℃未満ではアシ
キユラーフエライトが増加し冷間加工性が劣化
し、950℃を越えるとフエライト粒が粗大化し微
細均一組織が得られないため800〜950℃の温度範
囲とすることが望ましい。また圧延後冷却速度は
0.3℃/sec未満では微細均一組織が得られず、3.0
℃/secを越えるとベトナイト組織が増大して冷間
加工性が劣化するから0.3〜3.0℃/secとする。 熱間圧延における圧下比は、15未満では熱間加
工で生ずる格子欠陥や歪エネルギーの蓄積が少な
く変態前の微細オーステナイト粒が得られないた
め15以上とすることが望ましい。上限は設備上の
制約にもよるが、圧延素材寸法と製品寸法によつ
て異なるので特に上限は限定できない。例えば、
圧延素材寸法が180mm□で仕上製品寸法が38mmΦ
の時の圧下比は28.6％、また、圧延素材寸法が同
じく180mm□で仕上製品寸法が28mmΦの時の圧下
比は52.6％、さらに圧延素材寸法が同じく180mm
□で仕上製品寸法が5.5mmΦの時の圧下比は657.7
％と圧延素材寸法と仕上製品寸法によつて大きく
圧下比が異なるからである。 この発明でいう冷間塑性加工は室温付近で行な
われるものであり、加工度が20％未満では高温に
おけるオーステナイト粒の粗大結晶の発生を抑制
する効果が著しく低下するので、塑性加工度を20
％以上とした。また、加工度を80％以下としたの
は材料の加工限界でもあり、かつ80％以上となる
と加工が困難となるので80％以下とした。また、
塑性加工方法としては、前方引抜、前方押出、後
方押出、すえ込み等の手段が含まれる。 以下実施例によりこの発明を説明する。この実
施例において、鋼材は70トン転炉により溶製後造
塊し、さらに180mm□に分塊圧延したビレツトを
28mmΦおよび38mmΦに制御圧延したものを用い、
冷間塑性加工は20mmΦ300mmＨの円柱を70％以下
の範囲で冷間すえ込み加工をなした。なお、冷間
塑性加工および浸炭熱処理条件は下記の通りであ
つた。 浸炭熱処理保持時間６時間、 冷間加工温度 20〜25℃ 塑性加工度 Ｈｏ−Ｈ／Ｈｏ×100（％） Ho：もとの鋼材高さ、 Ｈ：すえ込み後の鋼材高さ、 すえ込み加工寸法 20mmΦ×30mmＨ 実施例 １ SCr22 38mmΦ制御圧延鋼材を用い、上記条件
で冷間塑性加工および熱処理をなし次表の結果を
得た。
る。 熱間圧延における加熱炉均熱温度は950℃未満
では実際の圧延操作は困難であり、また1200℃を
越えるとオーステナイト粒が粗大化し圧延後に微
細均一組織が得られないため、950〜1200℃に均
熱することが望ましい。 また熱間圧延の仕上温度は800℃未満ではアシ
キユラーフエライトが増加し冷間加工性が劣化
し、950℃を越えるとフエライト粒が粗大化し微
細均一組織が得られないため800〜950℃の温度範
囲とすることが望ましい。また圧延後冷却速度は
0.3℃/sec未満では微細均一組織が得られず、3.0
℃/secを越えるとベトナイト組織が増大して冷間
加工性が劣化するから0.3〜3.0℃/secとする。 熱間圧延における圧下比は、15未満では熱間加
工で生ずる格子欠陥や歪エネルギーの蓄積が少な
く変態前の微細オーステナイト粒が得られないた
め15以上とすることが望ましい。上限は設備上の
制約にもよるが、圧延素材寸法と製品寸法によつ
て異なるので特に上限は限定できない。例えば、
圧延素材寸法が180mm□で仕上製品寸法が38mmΦ
の時の圧下比は28.6％、また、圧延素材寸法が同
じく180mm□で仕上製品寸法が28mmΦの時の圧下
比は52.6％、さらに圧延素材寸法が同じく180mm
□で仕上製品寸法が5.5mmΦの時の圧下比は657.7
％と圧延素材寸法と仕上製品寸法によつて大きく
圧下比が異なるからである。 この発明でいう冷間塑性加工は室温付近で行な
われるものであり、加工度が20％未満では高温に
おけるオーステナイト粒の粗大結晶の発生を抑制
する効果が著しく低下するので、塑性加工度を20
％以上とした。また、加工度を80％以下としたの
は材料の加工限界でもあり、かつ80％以上となる
と加工が困難となるので80％以下とした。また、
塑性加工方法としては、前方引抜、前方押出、後
方押出、すえ込み等の手段が含まれる。 以下実施例によりこの発明を説明する。この実
施例において、鋼材は70トン転炉により溶製後造
塊し、さらに180mm□に分塊圧延したビレツトを
28mmΦおよび38mmΦに制御圧延したものを用い、
冷間塑性加工は20mmΦ300mmＨの円柱を70％以下
の範囲で冷間すえ込み加工をなした。なお、冷間
塑性加工および浸炭熱処理条件は下記の通りであ
つた。 浸炭熱処理保持時間６時間、 冷間加工温度 20〜25℃ 塑性加工度 Ｈｏ−Ｈ／Ｈｏ×100（％） Ho：もとの鋼材高さ、 Ｈ：すえ込み後の鋼材高さ、 すえ込み加工寸法 20mmΦ×30mmＨ 実施例 １ SCr22 38mmΦ制御圧延鋼材を用い、上記条件
で冷間塑性加工および熱処理をなし次表の結果を
得た。
【表】
実施例 ２
SCM21 28mmΦ制御圧延鋼材を用い、上記条件
で冷間塑性加工および熱処理をなし次表の結果を
得た。
で冷間塑性加工および熱処理をなし次表の結果を
得た。
【表】
また、オーステナイト粒度番号と結晶平均断面
積mm2との関係を参考までに次表で示す。
積mm2との関係を参考までに次表で示す。
【表】
上記２つの実施例で明らかなように、冷間塑性
加工を塑性加工度20％以上施すことにより、粗大
化したオーステナイト粒の発生する温度を、塑性
加工度０％、10％のものに比べ、高温側に移行さ
せ、1050℃においてもオーステナイト粒の著しい
粗大化はみられない。これに反し、０％、10％の
ものは1050℃において顕著な粗大化が見られる。 この発明は以上の通りで、鋼材に20％以上の冷
間塑性加工を施し、950℃以上のオーステナイト
領域温度でもオーステナイト結晶粒の粗大化を起
こすことなく、熱処理することができる。このた
め、この方法は列えば、肌焼鋼を製造する場合、
冷鍜加工→切削→浸炭焼入の工程において、950
℃以上のオーステナイト高温領域でも、熱処理す
ることができる。例えば、浸炭深さを1.3mmとし
たい場合、従来は920℃でおよそ４〜５時間を要
していたものが、970℃の保持により2.5時間程度
に短縮することが可能となる。また、950℃未満
で熱処理する場合も粗大化オーステナイト結晶粒
による熱処理ひずみも改善されることからこの製
造法の応用範囲は広い。冷鍜品の例として20％以
上の軸絞りの后頭部を据込む形式のボルト、カラ
歯車等は応用範囲に含まれる。
加工を塑性加工度20％以上施すことにより、粗大
化したオーステナイト粒の発生する温度を、塑性
加工度０％、10％のものに比べ、高温側に移行さ
せ、1050℃においてもオーステナイト粒の著しい
粗大化はみられない。これに反し、０％、10％の
ものは1050℃において顕著な粗大化が見られる。 この発明は以上の通りで、鋼材に20％以上の冷
間塑性加工を施し、950℃以上のオーステナイト
領域温度でもオーステナイト結晶粒の粗大化を起
こすことなく、熱処理することができる。このた
め、この方法は列えば、肌焼鋼を製造する場合、
冷鍜加工→切削→浸炭焼入の工程において、950
℃以上のオーステナイト高温領域でも、熱処理す
ることができる。例えば、浸炭深さを1.3mmとし
たい場合、従来は920℃でおよそ４〜５時間を要
していたものが、970℃の保持により2.5時間程度
に短縮することが可能となる。また、950℃未満
で熱処理する場合も粗大化オーステナイト結晶粒
による熱処理ひずみも改善されることからこの製
造法の応用範囲は広い。冷鍜品の例として20％以
上の軸絞りの后頭部を据込む形式のボルト、カラ
歯車等は応用範囲に含まれる。
Claims (1)
- １ 低合金鋼の炭窒化物の微細析出物によるピニ
ング効果を利用したオーステナイト結晶粒の粒度
成長曲線が突然成長型を示す鋼材を、950〜1200
℃に均熱して圧下比が15以上の熱間圧延を施し、
800〜950℃の範囲で仕上圧延を終了し、0.3〜3.0
℃／秒の冷却速度で冷却して制御圧延鋼材とし、
該鋼材を20％以上80％以下の冷間塑性加工を施し
た後、オーステナイト領域温度で浸炭熱処理を施
すことを特徴とする制御圧延鋼材を対象としたオ
ーステナイト結晶粒の粗大化を抑制する製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2951279A JPS55122822A (en) | 1979-03-14 | 1979-03-14 | Manufacture inhibiting austenite crystal grain coarsening for controlled rolled steel products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2951279A JPS55122822A (en) | 1979-03-14 | 1979-03-14 | Manufacture inhibiting austenite crystal grain coarsening for controlled rolled steel products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55122822A JPS55122822A (en) | 1980-09-20 |
| JPS6157373B2 true JPS6157373B2 (ja) | 1986-12-06 |
Family
ID=12278143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2951279A Granted JPS55122822A (en) | 1979-03-14 | 1979-03-14 | Manufacture inhibiting austenite crystal grain coarsening for controlled rolled steel products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55122822A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63184485U (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-28 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5852424A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-03-28 | Nippon Steel Corp | 高温浸炭用鋼の製造方法 |
| JPH075960B2 (ja) * | 1985-07-22 | 1995-01-25 | 大同特殊鋼株式会社 | 冷間鍛造用鋼の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5529126B2 (ja) * | 1973-08-16 | 1980-08-01 |
-
1979
- 1979-03-14 JP JP2951279A patent/JPS55122822A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63184485U (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-28 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55122822A (en) | 1980-09-20 |
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| JPH0568528B2 (ja) |