JP2787472B2 - 良加工性高炭素熱延鋼材およびその製造方法 - Google Patents
良加工性高炭素熱延鋼材およびその製造方法Info
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- JP2787472B2 JP2787472B2 JP17424389A JP17424389A JP2787472B2 JP 2787472 B2 JP2787472 B2 JP 2787472B2 JP 17424389 A JP17424389 A JP 17424389A JP 17424389 A JP17424389 A JP 17424389A JP 2787472 B2 JP2787472 B2 JP 2787472B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は良加工性高炭素熱延鋼材およびその製造方法
に関するものである。
に関するものである。
（従来の技術） 一般に炭素（以下単にＣという）を0.2％以上含有す
る炭素鋼（高炭素鋼）は硬度が高く、強度、靭性が大き
く、耐摩耗性に優れており、これらの特性を利用して、
刃物，歯車，ばね，構造部品等の広い分野に利用されて
いる。
る炭素鋼（高炭素鋼）は硬度が高く、強度、靭性が大き
く、耐摩耗性に優れており、これらの特性を利用して、
刃物，歯車，ばね，構造部品等の広い分野に利用されて
いる。
ところでこの種の鋼材は熱間圧延後、層状の炭化物組
織（パーライト）を有し加工性が劣るため、炭化物を球
状化することで軟化させ加工性を確保する必要がある。
織（パーライト）を有し加工性が劣るため、炭化物を球
状化することで軟化させ加工性を確保する必要がある。
高炭素鋼の炭化物球状化方法としては、例えば特開昭
59−205417号公報に開示されているように、熱間圧延後
の冷却床にてパーライト変態を終了させ、引続き10％以
上の圧下率にて圧延し炭化物を変形破壊し、引続き巻取
りした鋼板をAc1点以下の温度に加熱し一定時間保持す
る方法がある。この方法によれば、それなりの効果があ
るが、熱間圧延後に変形加工を加え、また巻取りした鋼
板を一定時間加熱保持する必要があり、熱延ままではな
いという難点がある。
59−205417号公報に開示されているように、熱間圧延後
の冷却床にてパーライト変態を終了させ、引続き10％以
上の圧下率にて圧延し炭化物を変形破壊し、引続き巻取
りした鋼板をAc1点以下の温度に加熱し一定時間保持す
る方法がある。この方法によれば、それなりの効果があ
るが、熱間圧延後に変形加工を加え、また巻取りした鋼
板を一定時間加熱保持する必要があり、熱延ままではな
いという難点がある。
このようにパーライト組織は薄板，棒鋼，線材等の通
常の熱間圧延工程での製造条件では球状化させることは
困難である。したがって現在では、前述の他に、パーラ
イト組織を持つ鋼をさらに焼鈍することで対応してい
る。
常の熱間圧延工程での製造条件では球状化させることは
困難である。したがって現在では、前述の他に、パーラ
イト組織を持つ鋼をさらに焼鈍することで対応してい
る。
このような焼鈍の例として、薄板製造工程における冷
間圧延性確保のための冷間圧延前の焼鈍、冷間圧延と冷
間圧延の間での焼鈍、薄板をある製品形状にプレスによ
り打ち抜く際の打ち抜き性を得るための焼鈍、棒鋼や軟
鋼における後工程での冷間加工性確保のための球状化焼
鈍が挙げられる。
間圧延性確保のための冷間圧延前の焼鈍、冷間圧延と冷
間圧延の間での焼鈍、薄板をある製品形状にプレスによ
り打ち抜く際の打ち抜き性を得るための焼鈍、棒鋼や軟
鋼における後工程での冷間加工性確保のための球状化焼
鈍が挙げられる。
通常これらの焼鈍は熱間圧延鋼材をAe1点直下あるい
は直上の温度に長時間加熱することによって行われる。
また特公昭55−37575号公報に見られるような熱延・冷
却後の徐冷による方法も提案されているが、この方法を
用いるには巻取後に徐冷ボックスなどの特殊な炉が必要
となる。
は直上の温度に長時間加熱することによって行われる。
また特公昭55−37575号公報に見られるような熱延・冷
却後の徐冷による方法も提案されているが、この方法を
用いるには巻取後に徐冷ボックスなどの特殊な炉が必要
となる。
（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように高Ｃ鋼では軟化を目的とした炭化物
球状化のための熱間圧延後の変形加工や長時間の焼鈍を
避けることができず、作業上、経済上不利益な点が多
い。
球状化のための熱間圧延後の変形加工や長時間の焼鈍を
避けることができず、作業上、経済上不利益な点が多
い。
本発明は熱間圧延後、冷却ままで球状化炭化物組織を
持つ加工性に優れた高炭素熱延鋼材を得ること、さらに
は長時間の焼鈍工程をなくすことを目的としてなされた
ものである。
持つ加工性に優れた高炭素熱延鋼材を得ること、さらに
は長時間の焼鈍工程をなくすことを目的としてなされた
ものである。
（課題を解決するための手段・作用） 本発明の要旨とするところは下記のとおりである。
（１） 炭素を0.2％以上含有する高炭素鋼においてMn
を0.2％未満とし熱延ままで球状または塊状炭化物組織
を持つことを特徴とする良加工性高炭素熱延鋼材。
を0.2％未満とし熱延ままで球状または塊状炭化物組織
を持つことを特徴とする良加工性高炭素熱延鋼材。
（２） 炭素を0.2％以上含有する高炭素鋼においてMn
を0.2％未満とし、該鋼を熱間圧延後冷却する際にAe1温
度から550℃までを平均冷却速度50℃/s以下で冷却する
ことを特徴とする良加工性高炭素熱延鋼材の製造方法。
を0.2％未満とし、該鋼を熱間圧延後冷却する際にAe1温
度から550℃までを平均冷却速度50℃/s以下で冷却する
ことを特徴とする良加工性高炭素熱延鋼材の製造方法。
（３） 炭素を0.2％以上含有する高炭素鋼においてMn
を0.2％未満、またREM,Ca,Mgの一種類また２種類以上を
0.01％以下とし、該鋼を熱間圧延後冷却する際にAe1温
度から550℃までを平均冷却速度50℃/s以下で冷却する
ことを特徴とする良加工性高炭素熱延鋼材の製造方法。
を0.2％未満、またREM,Ca,Mgの一種類また２種類以上を
0.01％以下とし、該鋼を熱間圧延後冷却する際にAe1温
度から550℃までを平均冷却速度50℃/s以下で冷却する
ことを特徴とする良加工性高炭素熱延鋼材の製造方法。
本発明の適用鋼の成分組成について先ず述べる。
本発明の適用鋼は炭素を0.2％以上含有する高炭素鋼
であってMnは0.2％未満とする。また必要に応じてREM,C
a,Mgの１種または２種以上を0.01％以下含有し、残部は
Feおよび不可避不純物からなる。他の成分は規定する必
要はないが、Si:1.0％以下、S:0.02％以下、P:0.04％以
下を含有させることができる。
であってMnは0.2％未満とする。また必要に応じてREM,C
a,Mgの１種または２種以上を0.01％以下含有し、残部は
Feおよび不可避不純物からなる。他の成分は規定する必
要はないが、Si:1.0％以下、S:0.02％以下、P:0.04％以
下を含有させることができる。
この様な成分を有する鋼を電気炉あるいは転炉等で溶
製し、連続鋳造あるいは造塊−分塊でスラブとし、熱片
スラブを直接または加熱して熱間圧延した後、Mn量に応
じ平均冷却速度50℃/s以下で冷却することにより、その
後の熱処理なしで常に球状あるいは塊状炭化物組織を有
し、加工性の良い鋼板を得ることが可能となる。
製し、連続鋳造あるいは造塊−分塊でスラブとし、熱片
スラブを直接または加熱して熱間圧延した後、Mn量に応
じ平均冷却速度50℃/s以下で冷却することにより、その
後の熱処理なしで常に球状あるいは塊状炭化物組織を有
し、加工性の良い鋼板を得ることが可能となる。
以下、上記のような限定を行った理由について述べ
る。
る。
Ｃを0.2％以上としたのは、0.2％未満では熱延後の炭
化物の量は少なくその組織を球状あるいは塊状組織とす
る要求が小さく、また、強度、硬度、耐摩耗性が劣化す
るためである。
化物の量は少なくその組織を球状あるいは塊状組織とす
る要求が小さく、また、強度、硬度、耐摩耗性が劣化す
るためである。
Mnは炭化物を安定化させる元素であり、その含有量を
増加すると、熱間圧延後に得られた炭化物を球状あるい
は塊状化するには長時間の焼鈍が必要となり、熱間圧延
ままで球状あるいは塊状炭化物組織は得られなくなる。
そこで、かかることを無くし、熱間圧延ままで所望の炭
化物組織が得られるように研究したところ、Mn含有量が
0.2％未満になると炭化物の球状化あるいは塊状化速度
は著しく速くなり、熱間圧延ままで球状あるいは塊状炭
化物組織を得ることができることをつきとめ、Mn含有量
を0.2％未満に限定した。
増加すると、熱間圧延後に得られた炭化物を球状あるい
は塊状化するには長時間の焼鈍が必要となり、熱間圧延
ままで球状あるいは塊状炭化物組織は得られなくなる。
そこで、かかることを無くし、熱間圧延ままで所望の炭
化物組織が得られるように研究したところ、Mn含有量が
0.2％未満になると炭化物の球状化あるいは塊状化速度
は著しく速くなり、熱間圧延ままで球状あるいは塊状炭
化物組織を得ることができることをつきとめ、Mn含有量
を0.2％未満に限定した。
熱間脆性をさらに改善したい場合には、REM,Ca,Mgの
１種類あるいは２種類以上を添加すると大きな効果が得
られる。ただし、その総含有量は0.01％以下である。
１種類あるいは２種類以上を添加すると大きな効果が得
られる。ただし、その総含有量は0.01％以下である。
次に熱間圧延後の冷却条件を、Ae1温度から550℃まで
を平均冷却速度50℃/s以下と限定した理由について述べ
る。
を平均冷却速度50℃/s以下と限定した理由について述べ
る。
鋼材を高温のオーステナイト域から冷却すると冷却速
度が比較的速い場合には層状炭化物組織が形成される
が、この層状炭化物組織は焼なましを行うことで球状あ
るいは塊状炭化物組織へと変化する。この過程は熱活性
化過程であるため温度の上昇に伴いその組織変化速度は
速くなるが、550℃未満ではその速度は著しく遅い。ま
た冷却中の温度がAe1温度以下となるまでは炭化物の析
出は起こらない。これらのことから、平均冷却速度を限
定する温度範囲をAe1温度から550℃までとした。
度が比較的速い場合には層状炭化物組織が形成される
が、この層状炭化物組織は焼なましを行うことで球状あ
るいは塊状炭化物組織へと変化する。この過程は熱活性
化過程であるため温度の上昇に伴いその組織変化速度は
速くなるが、550℃未満ではその速度は著しく遅い。ま
た冷却中の温度がAe1温度以下となるまでは炭化物の析
出は起こらない。これらのことから、平均冷却速度を限
定する温度範囲をAe1温度から550℃までとした。
また、上記のようなMn量においては、Ae1温度から550
℃までを50℃/sを越える冷却速度で冷却すると、球状化
炭化物組織が得られないことから、本発明においてはAe
1温度から550℃までの平均冷却速度を50℃/s以下とし
た。
℃までを50℃/sを越える冷却速度で冷却すると、球状化
炭化物組織が得られないことから、本発明においてはAe
1温度から550℃までの平均冷却速度を50℃/s以下とし
た。
（実施例） 次に本発明の実施例を比較例と共に説明する。
第１表に供試材の化学成分，製造方法，製品形状，機
械的性質，球状化の度合を示す。
械的性質，球状化の度合を示す。
試料番号１〜10は熱延鋼板を製造した例であるが、ま
ず表に示す成分組成の鋼を溶製し、スラブ加熱温度:125
0℃，仕上温度:850℃で板厚3.2mmまで熱延した後、引張
試験により機械的特性の調査、さらに断面を顕微鏡観察
し、炭化物の球状化の程度を調査した。
ず表に示す成分組成の鋼を溶製し、スラブ加熱温度:125
0℃，仕上温度:850℃で板厚3.2mmまで熱延した後、引張
試験により機械的特性の調査、さらに断面を顕微鏡観察
し、炭化物の球状化の程度を調査した。
試料番号11,12は線材の例を示すが、表に示す化学成
分の鋼を980℃の仕上圧延で10mmφの線材とし、空気中
で室温まで冷却した。この時のAe1温度から550℃までの
冷却速度は約1.5℃/sであった。このようにして製造し
た圧延材の引張試験による機械的特性の調査および炭化
物球状化度の調査を行った。
分の鋼を980℃の仕上圧延で10mmφの線材とし、空気中
で室温まで冷却した。この時のAe1温度から550℃までの
冷却速度は約1.5℃/sであった。このようにして製造し
た圧延材の引張試験による機械的特性の調査および炭化
物球状化度の調査を行った。
試料番号13,14は棒鋼の例を示すが、表に示す化学成
分の鋼を930℃の仕上圧延で30mmの丸棒鋼とし、空気中
で室温まで冷却した。このようにして製造した圧延材の
特性を同様に調査した。
分の鋼を930℃の仕上圧延で30mmの丸棒鋼とし、空気中
で室温まで冷却した。このようにして製造した圧延材の
特性を同様に調査した。
試料番号１〜6,11,13は本発明法を適用して製造した
鋼材であるが、このように本発明法を適用することで熱
間圧延ままで球状あるいは塊状炭化物組織が得られるこ
とがわかる。
鋼材であるが、このように本発明法を適用することで熱
間圧延ままで球状あるいは塊状炭化物組織が得られるこ
とがわかる。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明法を適用することで球状
化焼鈍などの特別な処理を行うことなく、熱延ままで球
状あるいは塊状炭化物組織を有する熱延鋼板を得ること
ができ、その工業的効果はきわめて大きい。
化焼鈍などの特別な処理を行うことなく、熱延ままで球
状あるいは塊状炭化物組織を有する熱延鋼板を得ること
ができ、その工業的効果はきわめて大きい。
Claims (3)
- 【請求項１】炭素を0.2％以上含有する高炭素鋼におい
てMnを0.2％未満とし熱延ままで球状または塊状炭化物
組織を持つことを特徴とする良加工性高炭素熱延鋼材。 - 【請求項２】炭素を0.2％以上含有する高炭素鋼におい
てMnを0.2％未満とし、該鋼を熱間圧延後冷却する際にA
e1温度から550℃までを平均冷却速度50℃/s以下で冷却
することを特徴とする良加工性高炭素熱延鋼材の製造方
法。 - 【請求項３】炭素を0.2％以上含有する高炭素鋼におい
てMnを0.2％未満、またREM,Ca,Mgの１種類または２種類
以上を0.01％以下とし、該鋼を熱間圧延後冷却する際に
Ae1温度から550℃までを平均冷却速度50℃/s以下で冷却
することを特徴とする良加工性高炭素熱延鋼材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17424389A JP2787472B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 良加工性高炭素熱延鋼材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17424389A JP2787472B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 良加工性高炭素熱延鋼材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0339444A JPH0339444A (ja) | 1991-02-20 |
| JP2787472B2 true JP2787472B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=15975221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17424389A Expired - Lifetime JP2787472B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 良加工性高炭素熱延鋼材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787472B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4397958B1 (ja) | 2008-08-12 | 2010-01-13 | 株式会社太平製作所 | 横型多段プレス装置 |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP17424389A patent/JP2787472B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0339444A (ja) | 1991-02-20 |
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