JPH0135901B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は焼鈍時間の短縮化をはかつた高炭素熱
延鋼帯の焼鈍方法に関する。 炭素を0.4％以上含有する高炭素熱延鋼帯は従
来より刃物、ゼンマイ、バネ等の部材製造に使用
されているが、それらの製造は通常打抜き、切
削、曲げ等の加工により部材を製造した後焼入れ
焼戻し、ベーナイト処理等の硬化熱処理すること
により行われている。このため高炭素熱延鋼帯の
品質特性としては熱硬化処理前における加工性お
よび熱硬化処理後における靭性を向上させるた
め、鋼帯中の炭化物は球状であること、ならびに
硬化熱処理前における加工を容易にするため、軟
質であることが要求される。 しかし通常高炭素熱延鋼帯は熱延のままの状態
では組織が脆弱な層状パーライト組織であり、か
つ硬質であるため、そのままでは部材の製造に適
さない。このため従来高炭素熱延鋼帯を製造する
に際しては、熱延後焼鈍を行つて組織を球状炭化
物組織にするとともに、材質を軟質化していた。 従来よりこのような目的の焼鈍方法としては次
の３方法が代表的なものとして知られている。 (a) A₁点以下の温度で長時間均熱する。 (b) A₁点以上の温度に均熱後徐冷する。 (c) A₁点を上下させる。 これらの方法のうち、(b)および(c)の方法は(a)の
方法より焼鈍時間が短いが焼鈍中均熱温度を極め
て狭い範囲に管理しないと、良好な球状炭化物組
織が得られず、かつ加工が容易な程度にまで軟質
化できない。一方(a)の方法は均熱温度の管理範囲
は広いが、(b)および(c)の方法に比べると均熱時間
が著しく長くなる。このため(b)および(c)の方法は
炉内温度分布の良好な焼鈍炉で実施可能であつた
が、炉内温度分布のあまり良好でない焼鈍炉（例
えばベル型焼鈍炉）では実施することは困難であ
つた。 ところで高炭素鋼帯の球状化焼鈍は長時間かか
るため、バツチ焼鈍によらざるを得ない。しかし
バツチ焼鈍を工業的規模で実施する場合焼鈍炉の
炉内温度分布の不均一は不可避である。このため
従来高炭素熱延鋼帯の球状化物焼鈍は前記３方法
のうち(a)の方法で行つていた。しかしこの(a)の方
法で行う場合、均熱時間を50時間以上必要とする
ため、コストが高くつき、納期的にも問題が生じ
る場合があつた。 そこで本発明者らはこれらの問題を解決すべ
く、均熱時間の１番短い(b)の方法を炉内温度分布
のあまり良好でない焼鈍炉で実施できるよう検討
を加えた結果、焼鈍開始後A₁点までの鋼帯昇温
速度を100℃／hr以上にすれば、均熱温度範囲が
A₁点以上、750℃以下に拡大され、炉内温度分布
のあまり良好でない焼鈍炉の炉内温度分布差より
広くなり、実施可能となることを見出したのであ
る。かくして本発明は高炭素熱延鋼帯を該鋼帯の
A₁点まで100℃／hr以上の昇温速度で昇温させた
後A₁点以上、750℃以下で均熱することを特徴と
する高炭素熱延鋼帯の焼鈍方法を提供するもの
で、炉内温度分布のあまり良好でない焼鈍炉でも
実施可能で、均熱時間が短いことを特徴としてい
る。 本発明において鋼帯を100℃／hr以上の昇温速
度で昇温させるのは昇温速度が100℃／hr未満で
あると鋼中炭化物の球状化率が低くなるととも
に、均熱温度範囲が狭くなるからである。 以下実施例により具体的に説明する。 第１図は表１に示す化学成分およびA₁点の
SK5熱延鋼帯から小試験片を採取して、下記条件
で焼鈍を行つたものの焼鈍条件と焼鈍後の硬度お
よび炭化物の球状化率との関係を示したものであ
る。ここで炭化物の球状化率とは全炭化物に対し
て球状化している炭化物の面積百分率である。

【表】 焼鈍条件 (1) 試験片寸法、 厚さ2.0mm、幅３mm、長さ10
mm (2) 加熱方法、 高周波誘導加熱 (3) 昇温速度、 10℃／hr、270000℃／hr (4) 均熱温度、 720〜780℃ (5) 均熱時間、 5hr (6) 降温速度、 10℃／hr 第１図において焼鈍条件と硬度および炭化物の
球状化率を検討してみると昇温速度の硬度に与え
る影響は小さいが炭化物の球状化率に与える影響
は大きいことがわかる。すなわち炭化物の球状化
率を90％以上にしようとする場合、昇温速度が10
℃／hrであると均熱は720〜730℃の狭い範囲で行
わなければならないが、昇温速度が270000℃／hr
と速いと、均熱は720〜750℃と広い範囲で行うこ
とができる。従つてこの第１図より昇温速度を速
くすれば均熱温度範囲を拡大できることがわか
る。 一方均熱温度は硬度および炭化物の球状化率に
大きな影響を与え、あまり低くても、またあまり
高くても軟質で、良好な球状炭化物組織が得られ
ないことがわかる。すなわちA₁点以下の720℃で
均熱した場合、炭化物の球状化率は90％以上にす
ることができるが、硬度がH_V200前後と高く、加
工が容易でない。均熱をA₁点直上である730℃、
750℃以下で行つた場合昇温速度が速ければ90％
以上の炭化物球状化率を確保でき、硬度もH_V168
〜177と低くすることができる。しかし均熱を760
℃以上で行うと炭化物の球状化率は昇温速度を速
くしても90％以上にすることができず、硬度も均
熱を770℃で行うと上昇しはじめる。従つて硬度
および炭化物の球状化率の両方を良好にするには
昇温速度を速くし、均熱をA₁点以上、750℃以下
で行うことが好ましいことがわかる。 第２図は昇温速度をどの程度速くするのが好ま
しいかを検討するために、A₁点までの昇温速度
を10〜270000℃／hrの範囲で種々変化させ、その
後740℃一定で焼鈍して昇温速度と硬度および炭
化物の球状化率との関係を調査したものである。
試験片の鋼種、寸法、加熱方法、均熱時間および
降温速度は第１図の場合と同様である。この第２
図より昇温速度を100℃／hr以上にすると炭化物
の球状化率は100％となり、昇温速度は100℃／hr
以上にするのが好ましいことがわかる。また硬度
は先に述べた如く昇温速度の影響をあまり受けな
いので、前記昇温速度にしても問題ない。 第３図は第２図で調査した試験片の代表的なも
のの組織を示したもので、昇温速度が10℃／hrで
あると層状の炭化物が認められるが、100℃／hr
以上になると良好な球状炭化物である。 第４図は昇温速度と均熱温度とを種々変えて焼
鈍して、硬度がH_V180以下で、炭化物の球状化率
が90％以上となる軟質で良好な球状炭化物組織の
得られる範囲を示したものである。試験片、焼鈍
条件は第１図の場合と同様である。この第４図か
ら昇温速度が100℃／hrより遅いと均熱温度範囲
がA₁点（726℃）以上、730℃以下と狭いので、
この均熱温度範囲程度の炉内温度分布の差がさけ
られない工業的バツチ焼鈍炉で実施することは困
難である。 一方昇温速度が100℃／hr以上であると、均熱
温度範囲はA₁点以上、750℃以下に拡大されるの
で、工業的バツチ焼鈍炉でも実施可能である。な
お均等時間に関しては20時間以内であればその長
短に関係なく第４図の関係が保たれ、また降温速
度に関しても100℃／hr以下であれば第４図の関
係が保たれることが確認されている。 次の他の実施例を挙げる。 実施例 SK5、S55Cの各高炭素熱延鋼帯を酸洗後表２
に示す焼鈍条件で焼鈍し、焼鈍後の硬度と炭化物
の球状化率とを測定した。焼鈍はベル型焼鈍炉で
行い、鋼帯の昇温速度および均熱温度はベース温
度で測定した。鋼帯の重量はいずれも約10トン
で、No.１〜No.７はオープンコイル状態で焼鈍し、
No.８およびNo.９はタイトコイル状態で焼鈍した。
硬度と炭化物の球状化率の測定は鋼帯の長さ方向
９箇所で行い、硬度はその測定値を平均した。 この調査結果を表２の右側に示したが、本発明
法により焼鈍したものの品質は従来法と同等以上
である。

【表】 なお本実施例においては、焼鈍炉としてはベル
型焼鈍炉を用いたが、他の型式の焼鈍炉でも本発
明は実施可能である。また加熱方法もベル型焼鈍
炉におけるバーナー加熱のほか、高周波誘導加
熱、赤外線放射加熱でも実施可能である。 以上の如く本発明は均熱温度の範囲が広いの
で、炉内温度分布差のさけられない焼鈍炉で実施
可能であり、かつ均熱時間も従来法より著しく短
縮化できるので、コスト、納期の問題等は解決さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はSK5熱延鋼帯から切出した小試験片を
昇温速度、均熱温度を変え焼鈍した場合の硬度と
炭化物の球状化率の変化を示すプロツト図であ
る。第２図は第１図と同一の小試験片を種々昇温
速度を変えて740℃で5hr均熱して焼鈍した後の均
熱温度と硬度および炭化物の球状化率の関係を示
すプロツト図である。第３図は第２図で焼鈍した
試験片の代表的なものの炭化物組織を示す顕微鏡
写真（400倍）である。第４図は硬度H_V180以下、
炭化物の球状化率90％以上となる昇温速度と均熱
時間の関係を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高炭素熱延鋼帯を該鋼帯のA₁点まで100℃／
   hr以上の昇温速度で昇温させた後A₁点以上、750
   ℃以下で均熱することを特徴とする高炭素熱延鋼
   帯の焼鈍方法。