JP5590810B2 - 鋼材の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、第一実施形態に係る本実施形態に係る鋼材を製造するための浸窒処理装置の模式的な全体構成図である。図1に示す浸窒処理装置は、電子ビーム励起プラズマ処理装置(EBEP(Electorn−Beam−Excited Plasma)処理装置)の高密度窒素ラジカルを利用して、鋼材への窒素原子の固溶を効率よく行うようにしたものである。
(実施例1)
図1に示すEBEP処理装置を用いて、鋼材を製造した。まず、被処理材となる鋼材として、厚さ1.2mmの以下の表1に示す冷間圧延鋼板(JIS規格:SPCC材)を準備した。この鋼材を、平行部の幅6.25mm、平行部の長さ30mmの引張試験片(JIS規格13B号の1/2スケール)に加工した。
実施例1と同じようにして、鋼材を製造した。実施例2〜5が実施例1と相違する点は、実施例2〜5のEBEP処理装置による浸窒処理時間を、それぞれ、1時間、2時間、6時間、12時間にした点である。
実施例1と同じ鋼材を準備した。実施例1と相違する点は、EBEP処理装置による浸窒処理を行っていない点である。
[硬さ試験]
実施例1〜4及び比較例の鋼材の断面を切断し、表面から深さ方向に沿って、押込み荷重0.01kgfの条件でビッカース硬さ試験を行った。この結果を、図3及び図4に示す。なお、図3は、実施例1〜3及び比較例の鋼材の表面からの深さと、ビッカース硬度と、の関係を示した図であり、図4は、実施例3〜5及び比較例の鋼材の表面からの深さと、ビッカース硬度と、の関係を示した図である。
[引張試験]
実施例4及び比較例の鋼材に対して引張試験を行ったこの結果を図5に示す。
実施例1〜5は、比較例に比べて、ビッカース硬さが上昇(150Hv0.01から190Hv0。01に上昇)し、さらに、実施例3〜5に示すように、2時間の処理時間で、鋼材の全範囲までビッカース硬さが上昇した。
従来の一般的な合金鋼の窒化処理では、100μm程度しか窒素原子が固溶しないところ、実施例1〜5の結果からも明らかなように、このような鋼材の製造方法によれば、低炭素非合金鋼材を用いることにより、窒素原子が鋼材の内部にまで固溶拡散し、これにより、鋼材の靭性がほとんど低下することなく、鋼材の機械的強度を向上させることができると考えられる。
Claims (1)
- 放電プラズマから引き出して加速された電子ビームを、浸窒処理ガスの雰囲気中に導入して浸窒処理ガスをプラズマ化し、プラズマ化した浸窒処理ガスに鋼材を接触させて、該鋼材の表面から内部に前記浸窒処理ガスの窒素原子を固溶させる電子ビーム励起プラズマ処理により鋼材を製造する方法であって、
前記窒素原子を固溶させる鋼材に、非合金鋼からなる低炭素鋼を用い、前記浸窒処理ガスに窒素ガスを用いることを特徴とする鋼材の製造方法。
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