JPS6364501B2 - - Google Patents
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- JPS6364501B2 JPS6364501B2 JP56030654A JP3065481A JPS6364501B2 JP S6364501 B2 JPS6364501 B2 JP S6364501B2 JP 56030654 A JP56030654 A JP 56030654A JP 3065481 A JP3065481 A JP 3065481A JP S6364501 B2 JPS6364501 B2 JP S6364501B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- welding
- line
- post
- martensite
- 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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Classifications
-
- 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
- C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
本発明は、特殊鋼の鋼板または鋼帯の製造過程
における連続ライン上での先行材と後行材の接合
法の改善に関する。 鋼板または鋼帯（以下、単に鋼板と呼ぶことが
ある）の製造過程において、連続酸洗や連続熱処
理（焼鈍、焼入れ焼もどし等）などの連続ライン
に通板する場合に、先行材と後行材の端縁同志の
接続が行なわれ、これには機械的ステツチや溶接
が適用されている。これを溶接で行なう場合に
は、溶接速度が速く溶接熱影響部が比較的狭いフ
ラツシユバツト溶接法が有利とされており、この
溶接機がライン入側に通常設置される。そのさい
普通鋼の鋼板の場合には溶接部のバリを例えばフ
ラツシユトリマーで除去してからラインに通板さ
れるが、特殊鋼の鋼板の場合にはさらに後熱処理
を溶接部に施してからラインに通板するのが通常
である。この後熱処理の目的は、ライン内でのブ
ライドルロール等で曲げを受けた時に溶接部で破
断する危険を防止することにある。すなわち、特
殊鋼の鋼板（炭素量0.30％以上）をフラツシユバ
ツト溶接した場合に、この高温加熱によつて生成
したオーステナイトが溶接後の冷却においてフエ
ライト、パーライトまたはベーナイトに一部変態
するか、若しくは全く変態しないまま低温までも
ちきたされて、硬質で脆弱なマルテンサイトに変
態し、これがライン通板時における破断の原因と
なるので、この溶接部を後熱処理によつて再加熱
し、マルテンサイトをソルビテイツクな焼もどし
マルテンサイトとし、軟質で延靭性をもつ組織と
している。 しかし、従来の実際ラインにおいては、ライン
スピードを高め溶接―後熱の作業時間の短縮を図
ろうとした場合には、前述の如き概念的組織変化
が必ずしも生せず、ライン通板において溶接部の
破断を生ずることがしばしば発生した。 本発明はこれを解決することを目的としてなさ
れたものであり、ラインスピードの低下を招くこ
となく溶接部破断の危険性を回避した特殊鋼の鋼
板のライン内接合法を提供する。 第１図は、溶接―後熱の熱サイクルと鋼の変態
挙動の関係を示す模式図であるが、作業時間の短
縮のために、溶接後から後熱までの時間を短かく
すると、溶接部は十分に冷却されないまま後熱で
再加熱され、第１図に示すようにマルテンサイト
変態が十分に生じない間に後熱処理に入ることに
なる。また後熱の処理時間も短いとパーライト等
にも変態しないで、後熱後の冷却によつてマルテ
ンサイトを生じて硬質となる。 したがつて、溶接後の冷却時間を十分に採つて
後熱前にマルテンサイト変態を十分に起させれば
よいが、これではラインスピードの低下を招く
し、またたとえ冷却時間を長くして室温まで冷却
し、その後に後熱を行なつてもSKS7、SUJ2等の
高炭素合金鋼の場合には残留オーステナイトが生
成して完全なマルテンサイト組織が得られないま
ま後熱処理に入り、後熱後に再びマルテンサイト
が現われることになる。 そこで、本発明者らは特殊鋼、特にSKS7や
SUJ2などの高炭素合金鋼の溶接―後熱の熱サイ
クルについて種々の実験を行なつた結果、炭素量
0.30％以上の特殊鋼の鋼板または鋼帯の先行材の
端縁と後行材の端縁とを溶接接合（例えばフラツ
シユバツト溶接）して連続ラインに通板するにさ
いし、この溶接部を溶接直後に当該特殊鋼のMs
点よりも100℃以上低い温度にまで一たん強制的
に急冷したあと後熱処理を行なうと、前述の目的
が好適に達成され、ラインスピードの低下を招く
ことなくライン通板において破断の危険性を回壁
できることがわかつた。 以下に本発明を代表的な試験例および実施例に
よつて具体的に説明する。 第２図は、炭素鋼SAE1085、合金鋼SKS7およ
びSUJ2の鋼種についての熱処理実験を行なつた
熱サイクル模式図である。 サイクル(A)では1050℃から30秒で300℃まで
（冷却速度25℃／秒）冷却後、３分間でTr（各実
験における冷却到達温度）まで冷却したが、サイ
クル(B)では1050℃から30秒でTrまで冷却した。
そしていずれもこのTrから700℃まで30秒で加熱
し、再び30秒で室温（RT）にまで冷却した。各
鋼においてこの冷却到達温度（Tr）を変化させ
てサイクル(A)と(B)に供した場合の硬度と組織を第
１表に総括して示した。
における連続ライン上での先行材と後行材の接合
法の改善に関する。 鋼板または鋼帯（以下、単に鋼板と呼ぶことが
ある）の製造過程において、連続酸洗や連続熱処
理（焼鈍、焼入れ焼もどし等）などの連続ライン
に通板する場合に、先行材と後行材の端縁同志の
接続が行なわれ、これには機械的ステツチや溶接
が適用されている。これを溶接で行なう場合に
は、溶接速度が速く溶接熱影響部が比較的狭いフ
ラツシユバツト溶接法が有利とされており、この
溶接機がライン入側に通常設置される。そのさい
普通鋼の鋼板の場合には溶接部のバリを例えばフ
ラツシユトリマーで除去してからラインに通板さ
れるが、特殊鋼の鋼板の場合にはさらに後熱処理
を溶接部に施してからラインに通板するのが通常
である。この後熱処理の目的は、ライン内でのブ
ライドルロール等で曲げを受けた時に溶接部で破
断する危険を防止することにある。すなわち、特
殊鋼の鋼板（炭素量0.30％以上）をフラツシユバ
ツト溶接した場合に、この高温加熱によつて生成
したオーステナイトが溶接後の冷却においてフエ
ライト、パーライトまたはベーナイトに一部変態
するか、若しくは全く変態しないまま低温までも
ちきたされて、硬質で脆弱なマルテンサイトに変
態し、これがライン通板時における破断の原因と
なるので、この溶接部を後熱処理によつて再加熱
し、マルテンサイトをソルビテイツクな焼もどし
マルテンサイトとし、軟質で延靭性をもつ組織と
している。 しかし、従来の実際ラインにおいては、ライン
スピードを高め溶接―後熱の作業時間の短縮を図
ろうとした場合には、前述の如き概念的組織変化
が必ずしも生せず、ライン通板において溶接部の
破断を生ずることがしばしば発生した。 本発明はこれを解決することを目的としてなさ
れたものであり、ラインスピードの低下を招くこ
となく溶接部破断の危険性を回避した特殊鋼の鋼
板のライン内接合法を提供する。 第１図は、溶接―後熱の熱サイクルと鋼の変態
挙動の関係を示す模式図であるが、作業時間の短
縮のために、溶接後から後熱までの時間を短かく
すると、溶接部は十分に冷却されないまま後熱で
再加熱され、第１図に示すようにマルテンサイト
変態が十分に生じない間に後熱処理に入ることに
なる。また後熱の処理時間も短いとパーライト等
にも変態しないで、後熱後の冷却によつてマルテ
ンサイトを生じて硬質となる。 したがつて、溶接後の冷却時間を十分に採つて
後熱前にマルテンサイト変態を十分に起させれば
よいが、これではラインスピードの低下を招く
し、またたとえ冷却時間を長くして室温まで冷却
し、その後に後熱を行なつてもSKS7、SUJ2等の
高炭素合金鋼の場合には残留オーステナイトが生
成して完全なマルテンサイト組織が得られないま
ま後熱処理に入り、後熱後に再びマルテンサイト
が現われることになる。 そこで、本発明者らは特殊鋼、特にSKS7や
SUJ2などの高炭素合金鋼の溶接―後熱の熱サイ
クルについて種々の実験を行なつた結果、炭素量
0.30％以上の特殊鋼の鋼板または鋼帯の先行材の
端縁と後行材の端縁とを溶接接合（例えばフラツ
シユバツト溶接）して連続ラインに通板するにさ
いし、この溶接部を溶接直後に当該特殊鋼のMs
点よりも100℃以上低い温度にまで一たん強制的
に急冷したあと後熱処理を行なうと、前述の目的
が好適に達成され、ラインスピードの低下を招く
ことなくライン通板において破断の危険性を回壁
できることがわかつた。 以下に本発明を代表的な試験例および実施例に
よつて具体的に説明する。 第２図は、炭素鋼SAE1085、合金鋼SKS7およ
びSUJ2の鋼種についての熱処理実験を行なつた
熱サイクル模式図である。 サイクル(A)では1050℃から30秒で300℃まで
（冷却速度25℃／秒）冷却後、３分間でTr（各実
験における冷却到達温度）まで冷却したが、サイ
クル(B)では1050℃から30秒でTrまで冷却した。
そしていずれもこのTrから700℃まで30秒で加熱
し、再び30秒で室温（RT）にまで冷却した。各
鋼においてこの冷却到達温度（Tr）を変化させ
てサイクル(A)と(B)に供した場合の硬度と組織を第
１表に総括して示した。
【表】
【表】
第１表の結果から、Ms点よりも所定温度以上
（100℃以上）低い温度にまでサイクル(B)に従つて
冷却した場合に均一な焼もどしマルテンサイト
（TM）が得られることがわかる。 すなわち、SAE1085のマルテンサイト変態開
始温度（Ms点）は170℃であるが、TrがMs点よ
り高い200℃および250℃では、後熱後もマルテン
サイトと残留オートステナイトの混合組織であ
り、高硬度である。 Trの低下に伴つてマルテンサイトが減少し、
冷却到達温度Trを室温とすると、M1点以下とな
つて一たんマルテンサイトに焼き入れられるの
で、すべて焼もどしマルテンサイトになり硬度も
もつとも低下する。Trが50℃の場合、1050℃か
らの冷却の速いサイクル(B)では均一な焼もどしマ
ルテンサイトになつているが、冷却の遅いサイク
ル(A)では、一部にマルテンサイトを含んだ組織と
なつている。すなわち均一な焼もどしマルテンサ
イトは、室温まで冷却するか、あるいは冷却速度
を大にして50℃まで冷却したものにおいてのみ得
られることがわかる。なお、一次マルテンサイト
の島の存在は破断の起点となり易いので好ましく
ない。 SKS7とSUJ2のMs点は、それぞれ120℃と130
℃であるが、Ms点より高いTrの場合、マルテン
サイトと残留オーステナイトの混合組織であり硬
度も高い。TrがMs点より低い100℃および50℃
では、焼もどしマルテンサイトが生成するが、ま
だマルテンサイトを多く含み高硬度である。Tr
が室温の場合、サイクル(B)では均一な焼もどしマ
ルテンサイトであるが、サイクル(A)では一部にマ
ルテンサイトを含む組織である。すなわち均一な
焼もどしマルテンサイトは、冷却速度を大にして
室温まで冷却したものにおいてのみ得られること
がわかる。 以上の実験結果から、後熱処理過程で生じるマ
ルテンサイト（Ｍ）を含まず、焼もどしマルテン
サイト（TM）だけからなるマルテンサイトを含
まず軟質で延靭性に富んだ溶接部の組織（焼もど
しマルテンサイト組織：TM）を得るためには、
被溶接材である特殊鋼のMs点より100℃以上低い
温度に速やかに冷却し、その後後熱処理を行なう
ことが有益であることがわかる。 Ms点以上の温度では勿論であるが、Ms点より
低い温度であつても、Ms点より100℃低い温度よ
り高い温度までの冷却では冷却時に十分なマルテ
ンサイト変態を生じないため、第１表の結果から
明らかなように、後熱後にマルテンサイトを含む
組織となり、良好な後熱が行なわれたことになら
ない。また、溶接後大気中で放冷した場合、第２
図サイクル(A)のごとく300℃以下の冷却速度が著
しく小さくなり、冷却途中においてオーステナイ
トの安定化が生じるため、後熱後に再びマルテン
サイトが生成する。このため、溶接後の冷却は、
放冷では不十分であり、強制空冷または水冷によ
つて速やかに行なうことが必要である。 実施例 第２表は、板厚2.5mmのSAE1085の熱延板の、
また第３表は板厚2.5mmのSKS7の熱延板のフラツ
シユバツト溶接において、溶接後各々表示の冷却
条件で冷却したのち後熱した実施例を示すもので
ある。 なお、各例においてフラツシユバツト溶接後、
フラツシユトリマーでトリミングし、その後溶接
機の出側にとりつけた冷却装置で溶接部を冷却
し、さらにその後、ガスバーナで700℃に加熱す
る後熱を行なつた。冷却方法としては、ノズルで
エアをふきつけるものと、ミスト冷却の２方法を
とつた。後熱後の試験は、硬度測定と、半径50mm
のポンテによる繰返し曲げを行なつた。この繰返
し曲げは、５回繰返しが可能であれば、ラインの
通板が可能と判断されるものである。
（100℃以上）低い温度にまでサイクル(B)に従つて
冷却した場合に均一な焼もどしマルテンサイト
（TM）が得られることがわかる。 すなわち、SAE1085のマルテンサイト変態開
始温度（Ms点）は170℃であるが、TrがMs点よ
り高い200℃および250℃では、後熱後もマルテン
サイトと残留オートステナイトの混合組織であ
り、高硬度である。 Trの低下に伴つてマルテンサイトが減少し、
冷却到達温度Trを室温とすると、M1点以下とな
つて一たんマルテンサイトに焼き入れられるの
で、すべて焼もどしマルテンサイトになり硬度も
もつとも低下する。Trが50℃の場合、1050℃か
らの冷却の速いサイクル(B)では均一な焼もどしマ
ルテンサイトになつているが、冷却の遅いサイク
ル(A)では、一部にマルテンサイトを含んだ組織と
なつている。すなわち均一な焼もどしマルテンサ
イトは、室温まで冷却するか、あるいは冷却速度
を大にして50℃まで冷却したものにおいてのみ得
られることがわかる。なお、一次マルテンサイト
の島の存在は破断の起点となり易いので好ましく
ない。 SKS7とSUJ2のMs点は、それぞれ120℃と130
℃であるが、Ms点より高いTrの場合、マルテン
サイトと残留オーステナイトの混合組織であり硬
度も高い。TrがMs点より低い100℃および50℃
では、焼もどしマルテンサイトが生成するが、ま
だマルテンサイトを多く含み高硬度である。Tr
が室温の場合、サイクル(B)では均一な焼もどしマ
ルテンサイトであるが、サイクル(A)では一部にマ
ルテンサイトを含む組織である。すなわち均一な
焼もどしマルテンサイトは、冷却速度を大にして
室温まで冷却したものにおいてのみ得られること
がわかる。 以上の実験結果から、後熱処理過程で生じるマ
ルテンサイト（Ｍ）を含まず、焼もどしマルテン
サイト（TM）だけからなるマルテンサイトを含
まず軟質で延靭性に富んだ溶接部の組織（焼もど
しマルテンサイト組織：TM）を得るためには、
被溶接材である特殊鋼のMs点より100℃以上低い
温度に速やかに冷却し、その後後熱処理を行なう
ことが有益であることがわかる。 Ms点以上の温度では勿論であるが、Ms点より
低い温度であつても、Ms点より100℃低い温度よ
り高い温度までの冷却では冷却時に十分なマルテ
ンサイト変態を生じないため、第１表の結果から
明らかなように、後熱後にマルテンサイトを含む
組織となり、良好な後熱が行なわれたことになら
ない。また、溶接後大気中で放冷した場合、第２
図サイクル(A)のごとく300℃以下の冷却速度が著
しく小さくなり、冷却途中においてオーステナイ
トの安定化が生じるため、後熱後に再びマルテン
サイトが生成する。このため、溶接後の冷却は、
放冷では不十分であり、強制空冷または水冷によ
つて速やかに行なうことが必要である。 実施例 第２表は、板厚2.5mmのSAE1085の熱延板の、
また第３表は板厚2.5mmのSKS7の熱延板のフラツ
シユバツト溶接において、溶接後各々表示の冷却
条件で冷却したのち後熱した実施例を示すもので
ある。 なお、各例においてフラツシユバツト溶接後、
フラツシユトリマーでトリミングし、その後溶接
機の出側にとりつけた冷却装置で溶接部を冷却
し、さらにその後、ガスバーナで700℃に加熱す
る後熱を行なつた。冷却方法としては、ノズルで
エアをふきつけるものと、ミスト冷却の２方法を
とつた。後熱後の試験は、硬度測定と、半径50mm
のポンテによる繰返し曲げを行なつた。この繰返
し曲げは、５回繰返しが可能であれば、ラインの
通板が可能と判断されるものである。
【表】
【表】
【表】
第２表のSAE1085において、室温まで冷却し
た比較例２では、220℃までの冷却である比較例
１に比べて軟化しているが、５回の繰返し曲げが
不可である。SAE1085のMs点は170℃であるが、
Ms点より120℃低い温度に冷却した本発明１、お
よびMs点より150℃低い温度に冷却した本発明例
２では、後熱後マルテンサイトを含まないため軟
質で延靭性に富んだ組織が得られ、５回の繰返し
曲げが可能である。SKS7（第３表）では、放冷
の場合、室温まで冷却したとしても５回繰返し曲
げが不可である。またMs点（120℃）より70℃低
い温度まで冷却した比較例２でも十分な延靭性が
得られていない。これに対し本発明による方法で
は５回繰返し曲げが可能となつている。 以上の実施例に示すごとく、本発明によるフラ
ツシユバツト溶接法に従えば、十分な後熱効果が
得られ、ライン通板において破断の危険性のない
溶接部を得ることが可能となるとともに、冷却に
長時間を必要としないから、ラインスピードの低
下を招くこともない。
た比較例２では、220℃までの冷却である比較例
１に比べて軟化しているが、５回の繰返し曲げが
不可である。SAE1085のMs点は170℃であるが、
Ms点より120℃低い温度に冷却した本発明１、お
よびMs点より150℃低い温度に冷却した本発明例
２では、後熱後マルテンサイトを含まないため軟
質で延靭性に富んだ組織が得られ、５回の繰返し
曲げが可能である。SKS7（第３表）では、放冷
の場合、室温まで冷却したとしても５回繰返し曲
げが不可である。またMs点（120℃）より70℃低
い温度まで冷却した比較例２でも十分な延靭性が
得られていない。これに対し本発明による方法で
は５回繰返し曲げが可能となつている。 以上の実施例に示すごとく、本発明によるフラ
ツシユバツト溶接法に従えば、十分な後熱効果が
得られ、ライン通板において破断の危険性のない
溶接部を得ることが可能となるとともに、冷却に
長時間を必要としないから、ラインスピードの低
下を招くこともない。
第１図は溶接―後熱の熱サイクルと鋼の変態挙
動の関係図、第２図は溶接―後熱の再現実験で用
いた熱サイクル図である。
動の関係図、第２図は溶接―後熱の再現実験で用
いた熱サイクル図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 先行材の端縁と後行材の端縁とをフラツシユ
バツト溶接により接合して連続ラインに通板する
炭素量0.30％以上の特殊鋼の鋼板または鋼帯の製
造ラインにおいて、前記の溶接部を溶接直後に当
該特殊鋼のMs点よりも100℃以上低い温度にまで
一たん強制的に急冷したあと、後熱処理を行なつ
て焼もどしマルテンサイトの組織を得ることを特
徴とする特殊鋼の鋼板または鋼帯のライン内接合
法。 ２ 強制的な冷却は強制空冷または水冷である特
許請求の範囲第１項記載のライン内接合法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3065481A JPS57145936A (en) | 1981-03-04 | 1981-03-04 | In-line joining method for steel plate or steel strip of special steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3065481A JPS57145936A (en) | 1981-03-04 | 1981-03-04 | In-line joining method for steel plate or steel strip of special steel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57145936A JPS57145936A (en) | 1982-09-09 |
| JPS6364501B2 true JPS6364501B2 (ja) | 1988-12-12 |
Family
ID=12309765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3065481A Granted JPS57145936A (en) | 1981-03-04 | 1981-03-04 | In-line joining method for steel plate or steel strip of special steel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57145936A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023108212A (ja) * | 2022-01-25 | 2023-08-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼帯の接合方法および鋼帯の接合装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2591907C2 (ru) * | 2011-12-20 | 2016-07-20 | Актиеболагет Скф | Способ изготовления стального компонента стыковой сваркой оплавлением и компонент, изготовленный с использованием этого способа |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3816963A (en) * | 1973-05-09 | 1974-06-18 | Ford Motor Co | Window regulator mechanism |
-
1981
- 1981-03-04 JP JP3065481A patent/JPS57145936A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023108212A (ja) * | 2022-01-25 | 2023-08-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼帯の接合方法および鋼帯の接合装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57145936A (en) | 1982-09-09 |
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