JP5313599B2 - 鋼線材の熱処理方法 - Google Patents
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Description
(1)鋼線材を850℃以上1050℃以下の温度に加熱してオーステナイト化するオーステナイト化工程
(2)オーステナイト化した鋼線材をA3点以上A3点+70℃以下、或いは、Acm点以上Acm点+70℃以下の温度に冷却し、その温度域で中間保持する中間保持工程
(3)中間保持後の鋼線材を540℃以上700℃以下の恒温変態温度に冷却・保持し、パーライト変態させるパーライト化工程
Siは、鋼に固溶することで、耐熱性を高める効果がある。また、Siは、鋼の溶解・精錬時に脱酸剤として機能すると共に、固溶強化による耐熱性の向上効果が得られる。しかし、Siの含有量が3.0質量%超の場合、パーライト変態挙動が変化するため、本発明の熱処理方法ではパーライト組織に制御することが難しい。また、Siの含有量が0.05質量%未満では、耐熱性の向上効果が十分に得られないため、0.05質量%以上が好ましい。
Mnは、鋼の溶解・精錬時の脱酸剤として機能する。また、Mnは、オーステナイト相の相安定化に有効である。しかし、Mnの含有量が1.0質量%超の場合、パーライト変態挙動が変化するため、本発明の熱処理方法ではパーライト組織に制御することが難しい。また、Mnの含有量が0.1質量%未満では、脱酸効果が十分に得られないため、0.1質量%以上が好ましい。
Crは、耐熱性、耐食性、耐酸化性の向上に有効である。しかし、Crの含有量が2.0質量%超の場合、パーライト変態挙動が変化するため、本発明の熱処理方法ではパーライト組織に制御することが難しい。また、Crの含有量が0.05質量%未満では、耐熱性などの向上効果が十分に得られないため、0.05質量%以上が好ましい。
Vは、耐熱性の向上及びオーステナイト粒の微細化に有効である。しかし、Vの含有量が0.5質量%超の場合、パーライト変態挙動が変化するため、本発明の熱処理方法ではパーライト組織に制御することが難しい。また、Vの含有量が0.05質量%未満では、耐熱性などの向上効果が十分に得られないため、0.05質量%以上が好ましい。
表1に示す化学成分の鋼種を真空溶解炉で溶製し、鋳造した鋳塊を熱間圧延した熱間圧延線材を準備した。各鋼種の熱間圧延線材断面の金属組織を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察したところ、いずれもほぼパーライト組織であった。各鋼種の熱間圧延線材を直径7mmになるまで伸線加工した後、直径7mmの鋼線材を表2に示す熱処理条件で熱処理した。そして、熱処理後の鋼線材断面の金属組織を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察し、各熱処理条件の組織制御性を評価した。その結果を表3に示す。なお、評価は、鋼線材の断面全体が均質なパーライト組織の場合を○、鋼線材断面の金属組織中に初析フェライト、ベイナイト、マルテンサイトなどの異常組織が観察された場合を×とした。また、オーステナイト化工程では電気炉を、中間保持工程及びパーライト化工程ではそれぞれ流動層(冷却媒体:砂)又は電気炉を用いた。
鋼種A:A3点=約765℃
鋼種B:A3点=約775℃
鋼種C:A3点=約760℃
鋼種D:Acm点=約770℃
各鋼種の熱間圧延線材を直径4mmになるまで伸線加工した以外は、実施例1と同様にして、直径4mmの鋼線材を表2に示すいくつかの熱処理条件で熱処理した。そして、熱処理後の鋼線材断面の金属組織を観察し、各熱処理条件の組織制御性を評価した。その結果を表4に示す。
Claims (5)
- 質量%で、C:0.4〜1.1%を含有する鋼線材をストランド方式で連続的にパーライト変態させる鋼線材の熱処理方法であって、
前記鋼線材を850℃以上1050℃以下の温度に加熱してオーステナイト化するオーステナイト化工程と、
オーステナイト化した鋼線材をA3点以上A3点+70℃以下、或いは、Acm点以上Acm点+70℃以下の温度に冷却し、その温度域で中間保持する中間保持工程と、
中間保持後の鋼線材を540℃以上700℃以下の恒温変態温度に冷却・保持し、パーライト変態させるパーライト化工程とを備え、
前記中間保持工程における中間保持時間t1(秒)と前記鋼線材の線径D(mm)との関係が5×D≦t1を満たすことを特徴とする鋼線材の熱処理方法。 - 更に、前記中間保持工程における中間保持時間t1(秒)と前記鋼線材の線径D(mm)との関係がt1≦30×Dを満たすことを特徴とする請求項1に記載の鋼線材の熱処理方法。
- 前記鋼線材が、質量%で、Si:3.0%以下、Mn:1.0%以下を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の鋼線材の熱処理方法。
- 前記鋼線材が、質量%で、Cr:2.0%以下、V:0.5%以下の少なくとも一方を含有することを特徴とする請求項3に記載の鋼線材の熱処理方法。
- 線径が異なる複数の鋼線材を一度に熱処理することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の鋼線材の熱処理方法。
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