JP2000282174A - 表面性状に優れた高炭素鋼板およびその製造方法 - Google Patents

表面性状に優れた高炭素鋼板およびその製造方法

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JP2000282174A
JP2000282174A JP9535599A JP9535599A JP2000282174A JP 2000282174 A JP2000282174 A JP 2000282174A JP 9535599 A JP9535599 A JP 9535599A JP 9535599 A JP9535599 A JP 9535599A JP 2000282174 A JP2000282174 A JP 2000282174A
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Yoshihisa Takada
良久 高田
Masayoshi Suehiro
正芳 末廣
Shiro Sayanagi
志郎 佐柳
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面性状に優れた高炭素鋼板とその製造方法
を提供する。 【解決手段】 重量%で、 C:0.3〜1.3%,Si:0.1%以上,N
i:0.02〜0.1%,Sn:0.02〜0.1%,Cu:0.02〜0.3%を含有し、
かつ、Cu+ 3×Sn< 4×Niの関係式を満足することを特
徴とする表面性状に優れた高炭素鋼板。また、上記条件
を満足する鋼を連続鋳造後、1300℃以下に加熱し、その
後1回以上デスケーリングしてから熱間圧延を行うこと
を特徴とする表面性状に優れた高炭素鋼板の製造方法。 【効果】 チェーン・ギア・クラッチ等の部品、シート
ベルト用バックル、座金等への使用に好適な、表面性状
に優れた高炭素鋼板を低コストで製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Niを微量に含む
表面性状に優れた高炭素鋼板および該鋼板を低コストで
製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、チェーン部品、ギア部品、クラ
ッチ部品、シートベルト用バックル、座金などは、耐磨
耗性、耐衝撃性等の要求から高炭素鋼板を素材鋼板と
し、これらを各目的形状に成形加工した後、焼入れ、焼
戻しなどの熱処理により硬化させて製造されている。ま
た、高炭素鋼板は打ち抜きのみで成形される場合が多
く、素材板厚が製品厚となる場合が多い。すなわち、製
品の寸法精度は素材の板厚精度に依存するので、素材の
幅方向、長手方向の板厚精度や表面疵などが厳しく規制
されるのが普通である。
【0003】この高炭素鋼板の成分は、構造用として用
いられる必要からSiによる強化が用いられている。ま
た、これらの鋼は連続鋳造により造られるが、製造の際
にスクラップをも同時に溶解するので、成分として微量
にNiを含んでいる。この微量のNiは高炭素鋼板のよ
うにSiを含んだ鋼材では品質等に影響を与え、その結
果、高炭素鋼板を熱間圧延により製造する際にSiスケ
ール疵と呼ばれる表面疵の発生が問題となる。
【0004】Siスケールは、熱間圧延後の鋼板表面に
赤褐色の島状模様となって現れ、鋼板の外観品質を著し
く低下させる。また、Siスケールが現れた鋼板表面に
は微小な凹凸が形成されるため、酸洗を行っても島状模
様を解消することはできない。従って、最終的な製品ま
でも島状模様は消えずに認識されることがある。
【0005】このSiスケールを低減させる目的で、主
として自動車などに用いられる高強度鋼板については、
特開昭58−6937号、特開平3−72031号、特
開平6−269841号、特開平3−79718号の各
公報等のように様々な方法が開示されている。しかしな
がら、高炭素鋼板では高強度鋼板とは違い、C濃度が高
いために生成するスケール形態も低炭素鋼板の場合とは
異なるので、上記方法をそのまま適用することはできな
い。また、上記各公報では高圧デスケーリングなどを必
要とするので、低コストで製造することはできない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の問題点に着目してなしたものであり、その
目的は、スケール疵が少なく表面性状に優れた高炭素鋼
板およびその製造方法を低コストで提供することであ
る。
【0007】上記目的を達成するために、本発明者らは
高炭素鋼板の加熱スケール形態の成分依存性を詳細に調
査した。その結果、鋼板表層には脱炭相が存在し、更に
鋼材内部に食い込んだように生成する粒界酸化スケール
と酸化スケールの不均一により形成される鋼材/スケー
ル界面の凹凸が生成し、特に後者の粒界酸化スケールと
鋼材/スケール界面の凹凸によりデスケーリング性が阻
害されて疵が発生すること、この疵発生には微量のNi
が主要な役割を果たし、疵発生を防止するためにはNi
に加えて微量のSnとCuを適正に鋼材中に含有させれ
ばよいことを見出した。
【0008】本発明は上記のような考え方の元に完成し
たものであり、以下の構成を要旨とする。すなわち本発
明は、 (1)重量%で、 C :0.3〜1.3%、 Si:0.1%以上、 Ni:0.02〜0.1%、 Sn:0.02〜0.1%、 Cu:0.02〜0.3% を含有し、かつ、Cu+3×Sn<4×Niの関係式を
満足することを特徴とする表面性状に優れた高炭素鋼
板。 (2)重量%で、 C :0.3〜1.3%、 Si:0.1%以上、 Ni:0.02〜0.1%、 Sn:0.02〜0.1%、 Cu:0.02〜0.3% を含有し、かつ、Cu+3×Sn<4×Niの関係式を
満足する鋼を連続鋳造後、1300℃以下に加熱し、そ
の後1回以上デスケーリングしてから熱間圧延を行うこ
とを特徴とする表面性状に優れた高炭素鋼板の製造方
法、である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明における含有成分は、表面性状に優れた高炭素鋼
板を提供するためであり、以下に示す成分の限定理由を
説明する。なお各成分における含有量は重量%である。
【0010】Cは、高炭素鋼板を最終的に焼入れ、焼戻
しして硬度を高めるため、最低限0.3%は必要であ
る。これ未満のC量では十分な焼入れ性が確保できな
い。一方、C量が1.3%を超えると、表面性状の観点
からは問題ないが、鋼板が硬質となるため材料として不
的確となるので、本発明の範囲外とした。
【0011】Siは脱酸材として用いられる元素である
が、Si添加量を0.1%未満にすると、Siを含んだ
酸化物の生成があまり起こらない結果、本発明の目的と
する脱炭とSiスケールに起因するスケール疵が発生し
ないので、本発明の範囲外である。一方、Siを多量に
添加すると鋼板が硬質となるので、0.80%以下にす
ることが望ましい。
【0012】Ni,Sn,Cuは本発明で最も重要な元
素である。以下図面をもとに説明する。図1は従来法、
図2は本発明法の加熱後スケール生成状況の模式図であ
る。本発明では、微量のNiとSiを含む鋼材に発生す
る疵の原因である、脱炭相と粒界酸化スケールと酸化ス
ケールの鋼材/スケール界面の凹凸を防止するために、
Niと同様にFeよりも酸化しづらいが融点の低いS
n,Cuを所定量鋼材中に含有させる。Sn,CuはF
eよりも酸化しづらいが融点が非常に低いために、加熱
時に鋼材/スケール界面の鋼材側に濃化するが、融点が
低いことに起因して鋼材中での拡散速度がNiよりも早
い結果、Sn,CuはNiよりも鋼材内部に濃化する。
濃化した効果によって粒界酸化スケールや鋼材/スケー
ル界面の凹凸および脱炭相の形成を防ぐ役割を持つ。
【0013】Niは、0.02%未満では粒界酸化スケ
ールと酸化スケールの鋼材/スケール界面の凹凸が殆ど
発生しないので、本発明の範囲外である。またNiを
0.1%超含むと、微量Sn,Cuの添加では表面性状
を改善することができなくなるので、上限を0.1%と
した。
【0014】更に、Sn,Cu添加により上記役割を発
揮させるためには、Sn:0.02%以上、Cu:0.
02%以上含有させる必要がある。Sn,Cuがそれぞ
れ0.02%未満では、Ni起因により生成する粒界酸
化スケールや鋼材/スケール界面の凹凸が十分に抑制さ
れないので疵が発生する。また、Sn,Cu含有量が増
加すると、Sn,Cu濃化相がNiよりもスケール側に
できる。その結果Sn,Cuの液相が粒界に進入し熱間
割れを生じて疵になるので、Sn,Cuの含有量はS
n:0.1%以下、Cu:0.3%以下にする必要があ
る。
【0015】また、上記Sn,Cuが疵抑制に効果を発
揮する濃度範囲はNi含有量と関係し、NiとSn,C
uの間にはCu+3×Sn<4×Niの関係を満足する
必要がある。
【0016】本発明はその他の不純物としてP,Sなど
通常の不純物が含有されてもよいが、P,Sを多く含む
と脆化するので、好ましくはP:0.05%以下、S:
0.002%以下であればよい。
【0017】また、Mnは鋼中のSと結合しSによる熱
間脆性を抑制すると同時に、高炭素鋼板の焼入れ性を高
める元素として知られている。しかし、あまり多く添加
すると溶鋼を凝固させ、スラブを製造するときに偏析が
多くなり焼入れ焼戻し後の靭性が低下する。この理由か
らMnは望ましくは0.3〜1.7%の範囲内にするこ
とが望ましい。また、Cr,Moなどの元素を含有させ
てもよい。
【0018】本発明鋼の製造方法は、上記組成を有する
鋼片を連続鋳造後、1300℃以下に加熱し、その後熱
間圧延する前に1回以上デスケーリングを行う。本発明
において加熱温度を制限するのは、加熱温度が高くなる
とスケール生成速度が速くなるために、粒界酸化スケー
ルや鋼材/スケール界面の凹凸を増加させ、疵発生を増
加させる。そこで、加熱温度は1300℃以下に限定す
る。熱間圧延前に1回以上デスケーリングを行うのは、
デスケーリングを行わないと加熱中に形成したスケール
が除去されずにロールに噛み込まれ、疵が発生するため
である。
【0019】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。表1は、
実験に用いた試料鋼板の化学組成(単位は重量%、残部
はFe及び不可避不純物)を示したものである。表1に
示す鋼を連続鋳造後、熱間圧延を行った。熱間圧延の条
件は、再加熱温度は表1に示す通りで、在炉時間200
分で、均熱時間80分とし、その後、熱間圧延前に15
MPa の水圧で表1に示す回数デスケーリングを行った
後、3.0mmの厚さに圧延を行った。このときの仕上げ
温度は830℃、巻取り温度は650℃とした。そして
酸洗後に表面観察し、表面性状を判定した。表面性状の
判定方法は、◎:スケール疵が皆無、○:スケール疵面
積率10%未満、△:スケール疵面積率10〜30%、
×:スケール疵面積率30%超とした。判定結果も表1
に示す。
【0020】表1から明らかなように、比較鋼である符
号LはNi濃度が高いために、符号MはSn濃度が低い
ために、符号NはCu濃度が低いために、符号OはSn
濃度が高いために、符号PはCu濃度が高いために、符
号Q,RはSnとCuの関係を満たさないために、符号
S,Tは加熱温度が高いために、いずれも表面性状が悪
かった。それに対して諸条件を適正範囲とした本発明鋼
の符号A〜Kは、脱炭とSiスケール起因のスケール疵
の発生も無く、表面性状は極めて良好であった。従って
疵取り作業も不要となり、製造コストを大幅に低減でき
た。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
チェーン部品、ギア部品、クラッチ部品、シートベルト
用バックル、座金などに使用するのに好適な、表面性状
に優れた高炭素鋼板およびその製造方法を低コストで提
供することができ、本発明の意義は極めて著しい。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来法における加熱後のスケール状態を示す模
式図である。
【図2】本発明鋼における加熱後のスケール状態を示す
模式図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐柳 志郎 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 Fターム(参考) 4K032 AA00 AA05 AA06 AA07 AA14 AA16 AA23 AA27 AA29 AA31 BA01 CA02 CA03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C :0.3〜1.3%、 Si:0.1%以上、 Ni:0.02〜0.1%、 Sn:0.02〜0.1%、 Cu:0.02〜0.3% を含有し、かつ、Cu+3×Sn<4×Niの関係式を
    満足することを特徴とする表面性状に優れた高炭素鋼
    板。
  2. 【請求項2】 重量%で、 C :0.3〜1.3%、 Si:0.1%以上、 Ni:0.02〜0.1%、 Sn:0.02〜0.1%、 Cu:0.02〜0.3% を含有し、かつ、Cu+3×Sn<4×Niの関係式を
    満足する鋼を連続鋳造後、1300℃以下に加熱し、そ
    の後1回以上デスケーリングしてから熱間圧延を行うこ
    とを特徴とする表面性状に優れた高炭素鋼板の製造方
    法。
JP9535599A 1999-04-01 1999-04-01 表面性状に優れた高炭素鋼板およびその製造方法 Withdrawn JP2000282174A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108188175A (zh) * 2017-12-08 2018-06-22 山东钢铁股份有限公司 一种CrMnTiH系列齿轮钢及其轧制方法

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Effective date: 20060606