JP4332072B2 - 加工性と焼き入れ性に優れた高炭素鋼板 - Google Patents
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Description
最初に、炭化物サイズ分布を制御することにより、加工性と焼き入れ性を両立できることを知見した事実について説明する。
C:0.45%、Si:0.18%、Mn:0.78%、P:0.011%、S:0.003%の組成の連続鋳造スラブを1200℃に加熱し、仕上げ温度:800〜850℃、巻取り温度:550〜690℃の条件で熱間圧延を行い、3.5mm厚みの鋼帯を製造した。この鋼を酸洗後に600〜710℃で12〜96時間の焼鈍を行った。この鋼板を高周波加熱で、加熱速度70℃/秒で800℃まで加熱後、直ちに油中に焼き入れし、焼き入れ硬さを測定した。加工性の評価はJIS5号引張り試験片の平行部中心に両端より2mm深さのVノッチを入れ、引張り速度:200mm/minの引張り試験を行い、伸びを測定した。加工性の評価にVノッチ付の引張り試験を行なった理由は、高炭素鋼板のプレス加工が比較的歪が局所に集中するケースが多く、高速引張りでのVノッチ付引張り試験の伸びと高炭素鋼板の加工性との対応が良い為である。また、この鋼板の炭化物のサイズ分布を走査型電子顕微鏡で調査した。図1は炭化物平均粒径と高周波焼き入れ硬さとの関係を示したもので、図2は0.3μm以下の炭化物粒径の割合とVノッチ引張り試験での伸びの関係を示したものである。
高炭素鋼板の加工性の指標である、高速引張り時のVノッチ付引張り伸び値は、0.3μm以下の炭化物の割合が多くなるにしたがって低下する。0.3μm以下の炭化物の割合が20%超になると、Vノッチ伸び値が40%以上を安定して得られなくなる。このことから、0.3μm以下の炭化物の割合を20%以下に特定した。安定して高いVノッチ伸び値が得られる条件として0.3μm以下の炭化物の割合を15%以下にすることが好ましい。
炭化物平均粒径を1.0μm以下、0.3μm以下の炭化物粒径の比率を20%以下に制御することによって、加工性と焼き入れ性を両立する特性が得られる。
Bは焼き入れ性を高める元素としてよく知られている。C量が少ない場合に、安定した焼き入れ性を必要とする場合に0.0003〜0.0050%の範囲で添加する。0.0003%未満では焼き入れ性を高める効果を安定して発揮できない。一方、0.0050%超の添加は鋼を製造するときに、鋼飯の欠陥、疵の原因となり、製品歩留りを低下させ製造コストの上昇をまねく。好ましい範囲は、同様の理由から、0.0005%から0.0030%である。
TiはBを添加する場合に、Bの添加効果を発揮させるため、0.01〜0.050%の範囲で添加する。
Mnは焼き入れ性を高める元素として良く知られている。しかし、炭化物に固溶し、炭化物の溶解を遅らし、短時間加熱時の焼き入れ性を低下するので、1.5%以下の範囲で添加することが好ましい。
Pは加工性を損なうだけでなく、焼き入れ、焼き戻し後の靭性を劣化させるので0.03%以下とすることが好ましい。
SはMnS等の介在物を生成し、加工性を劣化させるので、0.02%以下にすることが好ましい。
CrはMnと同様に、焼き入れ性を高める元素であることが良く知られているが、しかし、短時間加熱保持時の焼き入れの場合は、炭化物の溶解を遅らせるため、1.0%以下の範囲で添加することが好ましい。
Alは過剰に添加すると焼き入れ性が悪くなるので、0.08%以下とすることが好ましい。
その他の不可避的に混入する元素が存在しても本発明の特徴を損なわない。
このようにして製造された鋼帯は、必要に応じ、調質圧延を行い、製品に供される。
Claims (3)
- 質量%で、
C :0.20%以上0.90%以下、
Si:0.50%以下、
Mn:1.5%以下、
P :0.03%以下、
S :0.02%以下、
Al:0.08%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなる高炭素薄鋼板において、炭化物の平均粒径が0.5μm以上1.0μm以下、かつ、0.30μm以下の炭化物の圧延方向に平行な断面での面積比率が20%以下であることを特徴とする加工性の優れた高炭素鋼板。 - 質量%で、
C :0.20%以上0.90%以下、
Si:0.50%以下、
Mn:1.5%以下、
P :0.03%以下、
S :0.02%以下、
Al:0.08%以下、
Ti:0.01〜0.05%、
B :0.0003〜0.0050%、
残部Feおよび不可避的不純物からなる高炭素薄鋼板において、炭化物の平均粒径が0.5μm以上1.0μm以下、かつ、0.30μm以下の炭化物の圧延方向に平行な断面での面積比率が20%以下であることを特徴とする加工性の優れた高炭素鋼板。 - 更に質量%で、Cr:1.0%以下の範囲で添加することを特徴とする請求項1または2に記載の加工性の優れた高炭素鋼板。
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