JP2010162575A - 酸洗性に優れた溶接用ソリッドワイヤの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Siを0.20〜2.0%含む鋼線材を軟化焼鈍する際に、軟化焼鈍炉内の温度を700〜800℃に設定すると共に、軟化焼鈍炉内の酸素濃度をx容量%(但し、0.1≦x≦10)、水蒸気濃度をy容量%(但し、0.1≦y≦20)としたとき、鋼線材中に含有されるSi濃度α%に対して、所定の関係を満足する条件で90分以上、210分以下で軟化焼鈍する。
【選択図】なし
Description
61.7×(t/α)1/2・exp[(4.93T−9200)/(T+273)]≦1+8.09×10-2・(x×t)1/2・(3.55×10-2×y+0.29)・(0.04×T−25) …(1)
但し、t:焼鈍時間(分)、T:焼鈍温度(℃)
但し、A:内部酸化深さ(μm)、α:鋼材中のSi含有量(質量%)、t:焼鈍時間(分)、T:焼鈍温度(℃)
但し、B:内方酸化層厚さ(μm)、x:酸素濃度(容量%)、y:水蒸気濃度(容量%)、t:焼鈍時間(分)、T:焼鈍温度(℃)
但し、t:焼鈍時間(分)、T:焼鈍温度(℃)
焼鈍温度が700℃未満では、鋼材の軟化が不十分となり、850℃を超えるとスケールロスが大きくなって歩留まりが悪化することになる。焼鈍温度の好ましい下限は750℃であり、好ましい上限は800℃である。
内部酸化は非常に低い酸素濃度領域であっても発生するため、0.1容量%未満であっても内部酸化深さは十分に増加することになる。これに対して、スケール成長はこの酸素濃度域では殆ど起こらないため、内部酸化のスケール化は困難になる。即ち、上記(1)式の関係を満足させることによって、内部酸化層を低減させるという観点から内方酸化層を成長させるためには、酸素濃度xは0.1容量%以上とする必要がある。一方、酸素濃度xが10容量%を超えると、スケールロスが大きくなって鋼材(即ち、ソリッドワイヤ)の歩留まりが悪化することになる。酸素濃度xの好ましい下限は1容量%であり、好ましい上限は6容量%である。
水蒸気濃度が、0.1容量%未満であれば、内方酸化層の増加が見られず、本発明方法によって内部酸化深さを低減する効果が発揮されにくくなる。一方、水蒸気濃度yが20容量%を超えると、焼鈍炉の壁面の損耗が大きくなるという不都合を招くことになる。水蒸気濃度yの好ましい下限は5容量%である。
焼鈍温度tが、90分未満では軟化が不十分となって、焼鈍としての効果が発揮されなくなる。一方、焼鈍時間tが210分を超えると、スケールロスが増加することになる。焼鈍時間tの好ましい下限は120分であり、好ましい上限は180分である。
Cはソリッドワイヤとしての強度を確保する上で有用な元素であり、所定の強度を得るためには0.01%以上含有させることが好ましい。しかしながら、C含有量が過剰になると、加工性が劣化するので、0.20%以下とすることが好ましい。尚、C含有量のより好ましい下限は、0.02%であり、より好ましい上限は0.16%である。
Mnは鋼材の強度および靭性を確保するために有用な元素であり、そのためにはMnの含有量は0.10%以上とすることが好ましい。しかしながら、Mn含有量が過剰になると、鋼材の靭性および溶接性を阻害するので、3.50%以下とすることが好ましい。尚、Mn含有量のより好ましい下限は、1.30%であり、より好ましい上限は3.00%である。
TiおよびZrは、いずれも脱酸剤として含有されるが、単独または合計で0.01%未満ではこうした効果が不十分である。またこれらの含有量が合計で0.40%を超えると、溶接金属の靭性が劣化することになる。尚、Tiおよび/またはZrの含有量のより好ましい下限は、0.1%であり、より好ましい上限は0.35%である。
Moは、鋼材の強度を高めるために有用な元素であり、必要に応じて含有される。しかしながら、Mo含有量が過剰になると、鋼材の延性を損なうので0.50%以下(より好ましくは0.40%以下)とするのがよい。尚、こうした効果を発揮させるには、Moの含有量は0.1%以上とすることが好ましい。
不可避的に混入するPは、微量の場合には鋼材の強度を高める作用を発揮するが、過剰に含有すると脆性を劣化させるので、0.03%以下(より好ましくは0.02%以下)とすることが好ましい。Sは、硫化物系介在物(例えば、MnS)を形成し、これが鋼材の熱間圧延時に偏析することによって、鋼材を脆化させるので、0.03%以下(より好ましくは0.02%以下)に抑制することが好ましい。Cuも不可避的に混入してくる元素であるが、Cuは1356Kで液相となり、熱間圧延での変形時中にオーステナイト結晶粒界に侵入し、表面割れを発生させるので、その含有量は0.50%以下(より好ましくは0.30%以下)に抑制することが好ましい。
下記の化学成分組成の各鋼種(鋼種A〜D)からなる鋼材を溶製した後、直径:5mm、高さ:10mmの鋼片(円柱状鋼片)に加工した。
鋼種A:Fe−0.5%Si鋼
鋼種B:Fe−1.0%Si鋼
鋼種C:Fe−1.5%Si鋼
鋼種D:Fe−2.0%Si鋼
下記の化学成分組成の各鋼種(鋼種E、F)からなる鋼線材について、焼鈍実験を行なった。
(鋼種E)
Si:0.73%、C:0.043%、Mn:1.64%、Ti+Zr:0.23%、P:0.010%、S:0.010%、Cu:0.02%、Mo:0.01%(残部:鉄および不可避的不純物)
(鋼種F)
Si:1.42%、C:0.960%、Mn:2.71%、Ti+Zr:0.20%、P:0.006%、S:0.006%、Cu:0.04%(残部:鉄および不可避的不純物)
Claims (4)
- Siを0.20〜2.0%(質量%の意味、化学成分において以下同じ)含む鋼線材を軟化焼鈍する際に、軟化焼鈍炉内の温度を700〜800℃に設定すると共に、軟化焼鈍炉内の酸素濃度をx容量%(但し、0.1≦x≦10)、水蒸気濃度をy容量%(但し、0.1≦y≦20)としたとき、鋼線材中のSi含有量[α](質量%)に対して、下記(1)式の関係を満足する条件で90分以上、210分以下で軟化焼鈍することを特徴とする酸洗性に優れた溶接用ソリッドワイヤの製造方法。
61.7×(t/[α])1/2・exp[(4.93T−9200)/(T+273)]≦ 1+8.09×10-2・(x×t)1/2・(3.55×10-2×y+0.29)・(0.04×T−25) …(1)
但し、t:焼鈍時間(分)、T:焼鈍温度(℃) - 前記鋼線材は、Si:0.20〜2.0%を含む他、C:0.01〜0.20%、Mn:0.10〜3.50%、Tiおよび/またはZr:合計で0.01〜0.40%を夫々含有し、残部が鉄および不可避的不純物である請求項1に記載の製造方法。
- 前記鋼線材は、更にMo:0.50%以下(0%を含まない)を含有するものである請求項2に記載の製造方法。
- 前記鋼線材は、不可避的不純物中のP:0.03%以下(0%を含まない)、S:0.03%以下(0%を含まない)、およびCu:0.50%以下(0%を含まない)に夫々抑制したものである請求項2または3に記載の製造方法。
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CN108913928A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-30 | 北京科技大学 | 一种制备氧化物弥散强化铜复合材料的方法 |
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