JPH0236648B2 - KOKYODOKOENSEIKONOSEIHO - Google Patents

KOKYODOKOENSEIKONOSEIHO

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Publication number
JPH0236648B2
JPH0236648B2 JP11191983A JP11191983A JPH0236648B2 JP H0236648 B2 JPH0236648 B2 JP H0236648B2 JP 11191983 A JP11191983 A JP 11191983A JP 11191983 A JP11191983 A JP 11191983A JP H0236648 B2 JPH0236648 B2 JP H0236648B2
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JP
Japan
Prior art keywords
steel
temperature
bainite
austenite
retained austenite
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP11191983A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS605820A (en
Inventor
Kenichi Shinoda
Hisao Imatomi
Koji Omosako
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nisshin Steel Co Ltd filed Critical Nisshin Steel Co Ltd
Priority to JP11191983A priority Critical patent/JPH0236648B2/en
Publication of JPS605820A publication Critical patent/JPS605820A/en
Publication of JPH0236648B2 publication Critical patent/JPH0236648B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/19Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、高い強度と優れた延性および靭性を
備える熱処理鋼を短時間の熱サイクル下で製造す
る方法に係り、より詳しくは、マルテンサイト、
ベイナイトおよび残留オーステナイトの3相共存
鋼を、ベイナイト変態を加速させる一方で残留オ
ーステナイトの安定化を図りながら製造する高強
度高延性鋼の製法に関するものであり、同一出願
人に係る先の特願昭57−21654号に提案した“引
上げオーステンパー法”の一層の改善に関するも
のである。 従来より、熱処理鋼としてオーステンパー処理
された鋼と焼入れ焼戻し処理された鋼がよく知ら
れている。両者を比較すると、前者は一般的に靭
性に富むが、オーステンパー処理でベーナイトを
生成させるさいに、処理温度が高い場合は後者に
比べて著しく軟質となり、処理温度を低下させる
場合は保持時間が著しく増大して製造性がわるく
なるという制約を受ける。他方、後者は、高強度
材を得やすいが靭性が前者に劣る。 このようなことから、先の先願昭57−21654号
において、処理時間を短縮しながら高い強度と優
れた靭性を得る方法として、本発明者らが引上げ
オーステンパー法と呼んだ新しい製法を提案し
た。 本発明の目的は、この引上げオーステンパー法
を一層進展させることにあり、特に、先の引上げ
オーステンパー法では直接的には意図しなかつた
残留オーステナイトを積極的に安定化させること
にある。本発明者らのその後の追試研究による
と、残留オーステナイトを安定化させ、マルテン
サイト、ベイナイトおよび残留オーステナイトの
3相共存鋼とすることにより、引上げオーステン
パー法の特徴である処理時間の短縮を享受しなが
ら、刃物材やバネ材に要求される高い強度と高延
性(T.S150Kg/mm2、T.S×El1500)を満足す
る鋼が得られることが判明し、特にこの引上げオ
ーステンパー法を適用して残留オーステナイトを
もつ3相鋼を得る場合に、適切含量のSiがこの残
留オーステナイトの安定化に極めて有効に作用す
ることがわかつた。 すなわち本発明は、鋼中元素のうち、Cが0.40
〜1.10重量%、Siが0.8〜2.7重量%の中高炭素鋼
を当該鋼のAc3変態点〜Ac3変態点+150℃の温度
域に保持してオーステナイト化処理し、このオー
ステナイト域から当該鋼のMs点〜M80%点の温
度域に焼入れし、ついで、少なくとも20容量%以
上の未変態オーステナイトを保持させた状態より
300℃〜450℃の温度域に再加熱し、この再加熱段
階においてマルテンサイトの焼戻しと未変態オー
ステナイトのベイナイト変態を行なわせると共
に、この再加熱温度域での保持時間を常温で安定
な残留オーステナイト量が少なくとも5容量%以
上となる時間内に規制して常温に冷却し、この保
持時間の規制によりベイナイト変態を中断するこ
とからなる高強度高延性鋼の製法を提供するもの
である。この本発明によると、熱処理時間(より
具体的には、再加熱温度での保持時間)を著しく
短縮させた状態で(例えば4分以内)、焼戻しマ
ルテンサイト、ベイナイトおよび残留オーステナ
イトの3相組織の高強度高延性鋼を得ることがで
きる。この3相組織の好ましい態様としては、焼
戻しマルテンサイトが10〜80容量%、残留オース
テナイトが5容量%以上、残部が実質的にベイナ
イトからなる組織であり、板厚1mmとした場合の
機械的特性がT.S150Kg/mm2、T.S×El1500を
満足するものである。 以下に本発明法の詳細を説明する。 第1図は本発明の引上げオーステンパー法の各
熱処理段階を説明するための基本図であり、図示
のように、本法は、 段階…温度T1、保持時間t1 段階…温度T2、保持時間t2 段階…温度T3、保持時間t3 の3段階の処理からなる。 まず、段階は材料のオーステナイト化のため
の処理であり、T1はA3〜A3+150℃の温度範囲
である。T1に上限(A3+150℃)を設けたのは、
これを超える温度になるとオーステナイト粒が粗
大化して成品の靭性を低下させる原因となるから
である。t1は加熱方法や材料寸法によつて適切な
時間に定められ、未溶解炭化物が10%以下となる
に要する時間、例えば0.5〜15分であれば、ほぼ
均一なオーステナイト化が達成される。 段階は、段階からT2温度に保持された媒
体中に材料を浸漬して焼入れする処理である。 この焼入れのための媒体(冷媒)としては、塩
浴、オイル浴、非鉄金属または合金浴、その他の
公知の浴を使用する。T2温度はMs〜M80%の温
度域、すなわち、その温度で80%(容積比)未満
のマルテンサイトが生成する温度域であり、通常
のMf点以下までの焼入れ温度とは異なる。マル
テンサイト変態は無拡散変態であるので、その生
成量は焼入れ温度には支配されるがその温度での
保持時間t2にはほとんど影響されない。しかし、
冷媒の種類や材料寸法によつてこのT2温度に材
料が完全に冷却されるまでの時間には若干の差が
現われる。したがつて、このt2時間は目標とする
T2温度に材料温度が達するに必要な時間であれ
ばよいが、長すぎてはいけない。なぜなら、この
温度(Ms〜M80%)への焼入によつて20容量%
以上の過冷オーステナイトが存在するようにする
のであるが、この過冷オーステナイトはT2の温
度に長時間保持されると下部ベーナイトに変態し
てしまい、残留オーステナイトの確保が出来なく
なるからである。つまり、この冷媒浴への保持時
間t2は、20容量%以上の未変態オーステナイトが
存在している時間とすることが必要である。 段階は、段階からMs以上の300〜450℃の
温度T3に材料を再加熱する処理である。この加
熱もこのT3温度に保持された加熱炉または浴を
使用する。この段階では、段階で生成した初
晶マルテンサイトが焼戻されると共に、未変態オ
ーステナイトはベーナイトに変態する。しかし、
本発明ではこのT3温度での保持時間t3は、ベーナ
イト変態が終了する時間以前とすることが必要で
ある。このt3を体積割合で5%以上の未変態オー
ステナイトが存在するような時間で打切ることに
本発明の1つの特徴がある。段階の処理が終了
してから室温まで冷却させるさい、この冷却の態
様としては、適当量のベーナイト変態が終了して
いれば、水中急冷と徐冷のどちらでもよく、両者
に材質の差は実質上あらわれない。 このような3段階処理からなる本発明法を実施
すると、従来のオーステンパー処理に比べて、焼
入れストレツシングとも言うべき、ベーナイト変
態の加速化を行なわせることができる。そして、
適切量のSi含有によつて残留オーステナイトを安
定化させることができ、短時間処理でも延性が向
上した鋼を得ることができる。 表1は、供試鋼の化学成分および変態特性点を
示す。供試鋼は、常法の熱間圧延を経て、板厚
1.0mmに仕上げた冷延鋼帯である。材質特性の評
価は、JIS13号B引張り試験片で求めたものであ
る。
The present invention relates to a method for producing heat-treated steel with high strength and excellent ductility and toughness under short thermal cycles, and more specifically, the present invention relates to a method for producing heat-treated steel having high strength and excellent ductility and toughness, and more particularly, martensite, martensite,
This relates to a method for producing high-strength, high-ductility steel in which a three-phase coexistence steel of bainite and retained austenite is produced while accelerating bainite transformation while stabilizing retained austenite, and is related to a method for producing high-strength, high-ductility steel, which is based on a previous patent application filed by the same applicant. This paper concerns further improvement of the "pulling austempering method" proposed in No. 57-21654. Conventionally, austempered steel and quenched and tempered steel are well known as heat-treated steel. Comparing the two, the former generally has higher toughness, but when producing bainite through austempering, it becomes significantly softer than the latter if the processing temperature is high, and if the processing temperature is lowered, the holding time becomes shorter. It is subject to the restriction that the amount increases significantly and manufacturability deteriorates. On the other hand, the latter makes it easier to obtain high-strength materials, but its toughness is inferior to the former. For this reason, in the previous patent application No. 1987-21654, the present inventors proposed a new manufacturing method called the pulling austempering method as a method to obtain high strength and excellent toughness while shortening the processing time. did. The purpose of the present invention is to further advance this pulling austempering method, and in particular, to actively stabilize retained austenite, which was not directly intended in the previous pulling austempering method. According to subsequent follow-up research by the present inventors, by stabilizing retained austenite and creating a three-phase coexistence steel of martensite, bainite, and retained austenite, a reduction in processing time, which is a characteristic of the pulling austempering method, was achieved. However, it has been found that steel can be obtained that satisfies the high strength and high ductility (T.S150Kg/mm 2 , TS x El1500) required for cutlery materials and spring materials, and in particular by applying this pulling austempering method. It has been found that when obtaining a three-phase steel with retained austenite by using the same method, an appropriate amount of Si acts extremely effectively to stabilize this retained austenite. That is, in the present invention, among the elements in steel, C is 0.40
A medium-high carbon steel containing ~1.10 wt% and 0.8~2.7 wt% Si is austenitized by holding it in the temperature range of the Ac 3 transformation point of the steel to Ac 3 transformation point + 150℃, and from this austenitic region, the steel After being quenched to a temperature range of Ms point to M 80 % point, and then retaining at least 20% by volume of untransformed austenite.
It is reheated to a temperature range of 300℃ to 450℃, and during this reheating step, martensite is tempered and untransformed austenite undergoes bainite transformation. The present invention provides a method for producing high-strength, high-ductility steel, which comprises cooling to room temperature within a time period during which the amount of bainite becomes at least 5% by volume or more, and interrupting bainite transformation by regulating the holding time. According to the present invention, the three-phase structure of tempered martensite, bainite and retained austenite can be formed while the heat treatment time (more specifically, the holding time at the reheating temperature) is significantly shortened (for example, within 4 minutes). High strength and high ductility steel can be obtained. A preferred embodiment of this three-phase structure is a structure consisting of 10 to 80% by volume of tempered martensite, 5% or more by volume of retained austenite, and the remainder substantially of bainite, and has mechanical properties when the plate thickness is 1 mm. satisfies T.S150Kg/mm 2 and TS×El1500. The details of the method of the present invention will be explained below. FIG. 1 is a basic diagram for explaining each heat treatment step of the pulling austempering method of the present invention. As shown in the figure, this method consists of the following steps: Step...Temperature T 1 , Holding time t 1 Step...Temperature T 2 , 2 stages of holding time t... Consisting of 3 stages of processing: temperature T 3 and holding time t 3 . First, the stage is a treatment for austenitization of the material, with T 1 in the temperature range from A 3 to A 3 +150°C. The reason why we set an upper limit on T 1 (A 3 +150℃) is because
This is because if the temperature exceeds this, the austenite grains will become coarser and this will cause a decrease in the toughness of the product. t1 is determined to be an appropriate time depending on the heating method and material dimensions, and substantially uniform austenitization can be achieved if the time required for the undissolved carbide to become 10% or less, for example, 0.5 to 15 minutes, is sufficient. The step is a process in which the material is immersed and quenched in a medium held at T 2 temperature from the step. As a medium (refrigerant) for this hardening, a salt bath, an oil bath, a non-ferrous metal or alloy bath, and other known baths are used. The T 2 temperature is a temperature range from Ms to M 80 %, that is, a temperature range in which less than 80% (volume ratio) of martensite is generated at that temperature, and is different from the normal quenching temperature below the Mf point. Since martensitic transformation is a non-diffusion transformation, the amount of martensitic transformation is controlled by the quenching temperature, but is hardly affected by the holding time t2 at that temperature. but,
Depending on the type of refrigerant and material dimensions, there will be some differences in the time it takes for the material to be completely cooled to this T 2 temperature. Therefore, this t 2 hours is the goal.
The time may be as long as necessary for the material temperature to reach T2 temperature, but it should not be too long. Because by quenching to this temperature (Ms~M 80 %), 20% by volume
The above supercooled austenite is made to exist, but if this supercooled austenite is kept at a temperature of T 2 for a long time, it will transform into lower bainite, making it impossible to secure residual austenite. In other words, the retention time t2 in the refrigerant bath needs to be a time during which 20% by volume or more of untransformed austenite exists. The stage is a process of reheating the material to a temperature T 3 of 300-450 °C above Ms from the stage. This heating also uses a heating furnace or bath held at this T3 temperature. At this stage, the primary martensite produced at this stage is tempered, and the untransformed austenite transforms into bainite. but,
In the present invention, the holding time t 3 at this temperature T 3 must be set before the time when bainite transformation ends. One feature of the present invention is that this t 3 is terminated at a time such that 5% or more of untransformed austenite exists in terms of volume ratio. When cooling to room temperature after the completion of the step treatment, as long as an appropriate amount of bainite transformation has been completed, either rapid cooling in water or slow cooling may be used, and there is no substantial difference in material quality between the two. It doesn't appear above. When the method of the present invention, which consists of such three-stage treatment, is carried out, it is possible to accelerate the bainitic transformation, which can be called quenching stress, compared to the conventional austempering treatment. and,
By containing an appropriate amount of Si, retained austenite can be stabilized, and steel with improved ductility can be obtained even in a short treatment time. Table 1 shows the chemical composition and transformation characteristic points of the test steel. The test steel was hot-rolled using a conventional method, and the plate thickness was
It is a cold-rolled steel strip finished to 1.0mm. The material properties were evaluated using JIS No. 13 B tensile test pieces.

【表】 第2図は、供試鋼Dを、T1=880℃、t1
20minにてオーステナイト化後、T2=204℃、t2
=1minとして、初晶マルテンサイトを約20%得
た後、T3350℃として、t3保持時間を変えた場合
の引上げオーステンパー処理材の引張試験特性
と、恒温保持温度を350℃とした通常のオーステ
ンパー処理材の特性とを比較して示す。 引上げオーステンパー処理材では、伸びは30秒
〜2分の範囲で高く、極大値は1分にある。一
方、通常のオーステンパーでは、伸びは2分以下
では著しく低く、4分〜20分の範囲で高く8分で
極大値を示す。 第3図は、このときの残留オーステナイト中の
C%を示すが、通常のオーステンパー処理では、
ベイナイト変態が遅いためにオーステナイトへの
C濃化が進まず、冷却過程で未変態オーステナイ
トより二次生成のマルテンサイト(α″)を生じ
やすい。このため不安定破壊を生じ伸びは極端に
低くなる。一方、引上げオーステンパーでは、ベ
イナイト変態が加速され、短時間にオーステナイ
トのC濃化が進む。また、通常のオーステンパー
よりも低いC%で(残留オーステナイト量がピー
クを示すときの残留オーステナイト中のC%は、
通常オーステンパーで1.2%、引上げオーステン
パーで1.0%)で残留オーステナイトが安定化す
る。これは、引上げオーステンパーでは組織が微
細であり、オーステナイト生成にともなうオース
テナイトへのC濃化が平均的に起こりやすいのに
対し、通常のオーステンパーでは組織(ベイナイ
トのラス)が粗くC濃化が不均質となるためと考
える。 このように、引上げオーステンパーでは、初晶
マルテンサイトを生成させることにより、ベイナ
イト変態が短時間化し、かつ、残留オーステナイ
トが安定化されやすい。このような効果は、初晶
マルテンサイト量を増加されるほど、大きくな
る。しかし、初晶マルテンサイト量を80%以上に
すると、得られる残留オーステナイト量の絶対値
が少なくなるという問題がある。そこで、本発明
では、初晶マルテンサイト量を80%以内とするよ
う、焼入浴温度T1はM80%点以上とする。 第4図は、表1のA〜Dの4種の鋼について、
前記同様の通常のオーステンパー処理(恒温保持
時間4〜20分)と前記同様の本発明の引上げオー
ステンパー処理(保持時間0.5〜2分)に供した
ときの機械的性質並びに残留オーステナイト量
(γR)を、Si含有量で整理したものである。この
第4図から明らかなように、T.Sは本発明による
引上げオーステンパー処法の方が著しく向上して
いるうえ、Si含有量が高くなるにつれて残留オー
ステナイト量が多くなり、延性が高くなることが
わかる。このように、Siは、安定な残留オーステ
ナイトを得るうえで有効な作用を供するが、Siが
0.8%未満では、残留オーステナイトの安定化が
不充分となり、目標とする特性が得られない。ま
た、Siを2.7%を超えて含有させても、非金属介
在物が増加しやすくなり表面肌や延・靭性の劣化
を生じやすいためSiは2.7%以下とするのがよい。 一方、Cについては、Siとともに残留オーステ
ナイトの安定化を図るうえで重要な元素である
が、C;0.40%未満ではオーステナイトの安定化
度が低減し、安定な残留オーステナイトを得るこ
とが困難となる。他方、Cが1.10%を超えると、
残留オーステナイトによる延性向上効果が認めら
れにくくなる。なお、その他の通常の元素例えば
Mn、Ni、等の添加量は、Ms点が常温以上とな
る成分系の範囲において許容される。 実施例 前揚の表1に示した化学成分のC、DおよびE
鋼について、表2に表示の条件で熱処理し、得ら
れた鋼のその組織構成と引張試験特性を表2に併
記した。同表において、比較法と記したのは通常
のオーステンパー処理、発明法と記したのは引上
げオーステンパー処理を表わしている。 (1) No.1〜7は、鋼Cについて恒温処理温度
(T3)を300℃とした場合である。 比較法(No.1〜3)では、保持時間(t3)が
4分未満では不安定破壊を示し、T.S×Elは
1500未満である。これに対して、発明法(No.4
〜7)では、保持時間(t3)が4分未満でも、
T.S>150Kg/mm2、T.S×El>1500を示す。 (2) No.8〜11は鋼Dについて、恒温処理温度
(T3)を350℃とした場合である。 比較法のNo.8は、ベイナイト変態量が44%と
充分ではないため、二次生成のマルテンサイト
を33%生じ伸びが低い(ただし、保持時間
(t3)を4分と長時間にすれば良好な延性を示
す)。これに対して、発明法(No.10〜11)では、
保持時間(t3)が2分以下でも、良好な強度と
伸びを示す。 (3) No.12〜15は、恒温処理温度を400℃とした場
合である。 比較法(No.12、13)は良好な伸びを示すが、
T.S<150Kg/mm2となるのに対して、発明法
(No.13、14)はT.S>150Kg/mm2、T.S×El>
1500を示す。 (4) No.16は鋼Cを恒温処理温度を450℃として発
明法にて処理した結果を示す。T.S>150Kg/
mm2でT.S×El>1500を示す。 (5) No.17〜20は、鋼Eについて初晶(1次)マル
テンサイト量を変えた場合の結果である。 初晶マルテンサイト量が75%以下(No.17〜
19)では、良好な強度と延性を示し、T.S×El
>1500を満足するが、初晶マルテンサイト量を
85%(No.20)とした場合、残留オーステナイト
量が5%以下となり、T.S×El<1500となる。 なお、T.S×El値については、板厚1.0mmの焼
入・焼戻し処理鋼帯にあつては、T.S=150〜
200Kg/mm2の強度を有するものは、JIS13号B試
験で800〜1100の範囲にあるのが通常である。
[Table] Figure 2 shows sample steel D, T 1 = 880℃, t 1 =
After austenitizing for 20min, T 2 = 204℃, t 2
= 1 min, after obtaining about 20% primary martensite, T 3 was set to 350°C, and the tensile test characteristics of the pulled austempered material when the t 3 holding time was changed, and the constant temperature holding temperature was set to 350°C. The characteristics are compared with those of ordinary austempered materials. In the pulled austempered material, the elongation is high in the range of 30 seconds to 2 minutes, with a maximum value at 1 minute. On the other hand, in normal austempering, the elongation is extremely low at 2 minutes or less, high in the range of 4 to 20 minutes, and reaches a maximum value at 8 minutes. Figure 3 shows the C% in the retained austenite at this time, but in normal austempering treatment,
Because bainite transformation is slow, C concentration in austenite does not progress, and martensite (α″), which is a secondary product, is more likely to occur than untransformed austenite during the cooling process.This causes unstable fracture and extremely low elongation. On the other hand, in pulling austempering, bainite transformation is accelerated and C enrichment in austenite progresses in a short period of time. The C% of
(1.2% for normal austempering and 1.0% for pulling austempering) the retained austenite is stabilized. This is because in pulling austempering, the structure is fine and C concentration in austenite tends to occur on average as austenite is formed, whereas in normal austempering, the structure (bainite laths) is coarse and C concentration is difficult to occur. I think this is because it becomes heterogeneous. In this way, in pulling austempering, by generating primary martensite, bainite transformation is shortened and retained austenite is easily stabilized. Such an effect becomes greater as the amount of primary martensite increases. However, when the amount of primary martensite is increased to 80% or more, there is a problem that the absolute value of the amount of retained austenite obtained decreases. Therefore, in the present invention, the quenching bath temperature T 1 is set to the M 80 % point or higher so that the amount of primary martensite is within 80%. Figure 4 shows the four types of steel A to D in Table 1.
The mechanical properties and amount of retained austenite (γ R ), arranged by Si content. As is clear from Fig. 4, the TS is significantly improved by the pulling austempering treatment according to the present invention, and as the Si content increases, the amount of retained austenite increases and the ductility increases. Recognize. In this way, Si provides an effective effect in obtaining stable retained austenite, but Si
If it is less than 0.8%, the stabilization of retained austenite will be insufficient and the target properties will not be obtained. Furthermore, even if Si exceeds 2.7%, non-metallic inclusions tend to increase, which tends to cause surface roughness and deterioration of ductility and toughness, so the Si content is preferably 2.7% or less. On the other hand, C, along with Si, is an important element in stabilizing retained austenite, but if C is less than 0.40%, the degree of stabilization of austenite decreases, making it difficult to obtain stable retained austenite. . On the other hand, when C exceeds 1.10%,
The ductility-improving effect of retained austenite becomes difficult to recognize. In addition, other ordinary elements such as
The amount of Mn, Ni, etc. added is permissible within the range of the component system where the Ms point is at room temperature or higher. Example: Chemical components C, D and E shown in Table 1 of Maeage
The steel was heat treated under the conditions shown in Table 2, and the microstructure and tensile test properties of the obtained steel are also listed in Table 2. In the same table, the comparative method refers to normal austempering treatment, and the invention method refers to pulling austempering treatment. (1) Nos. 1 to 7 are the cases where the constant temperature treatment temperature (T 3 ) of Steel C was 300°C. In the comparative methods (No. 1 to 3), unstable fracture occurs when the retention time (t 3 ) is less than 4 minutes, and TS×El is
Less than 1500. In contrast, the Invention Law (No. 4
~7), even if the retention time (t 3 ) is less than 4 minutes,
Indicates TS>150Kg/mm 2 and TS×El>1500. (2) Nos. 8 to 11 are for Steel D at a constant temperature treatment temperature (T 3 ) of 350°C. Comparative method No. 8 has an insufficient bainite transformation amount of 44%, resulting in 33% secondary martensite formation and low elongation (however, the retention time (t 3 ) is as long as 4 minutes). (shows good ductility). In contrast, the Invention Act (No. 10-11)
Even when the holding time (t 3 ) is 2 minutes or less, it shows good strength and elongation. (3) Nos. 12 to 15 are cases where the constant temperature treatment temperature was 400°C. Comparative methods (No. 12 and 13) show good elongation, but
TS<150Kg/mm 2 , whereas the invented method (No. 13, 14) has TS>150Kg/mm 2 , TS×El>
Showing 1500. (4) No. 16 shows the results of treating Steel C using the invention method at a constant temperature treatment temperature of 450°C. TS>150Kg/
Indicates TS×El>1500 in mm 2 . (5) Nos. 17 to 20 are the results when the amount of primary (primary) martensite was changed for Steel E. The amount of primary martensite is 75% or less (No.17~
19) showed good strength and ductility, and TS×El
>1500, but the amount of primary martensite
When it is 85% (No. 20), the amount of retained austenite is 5% or less, and TS×El<1500. Regarding the TS x El value, for quenched and tempered steel strip with a thickness of 1.0 mm, TS = 150 ~
A material having a strength of 200 Kg/mm 2 usually has a strength of 800 to 1100 in the JIS No. 13 B test.

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に従う熱処理段階を示すパター
ン図、第2図は恒温処理時間と機械的性質の関係
を通常のオーステンパー法と本発明による引上げ
オーステンパー法とを比較して示した図、第3図
は恒温処理時間と残留オーステナイトの組織成分
の関係を通常のオーステンパー法と本発明による
引上げオーステンパー法とを比較して示した図、
第4図は鋼中のSi含有量と機械的性質並びに残留
オーステナイト量(γR)との関係を通常のオース
テンパー法と本発明による引上げオーステンパー
法とを比較して示した図である。
FIG. 1 is a pattern diagram showing the heat treatment steps according to the present invention, FIG. 2 is a diagram comparing the relationship between constant temperature treatment time and mechanical properties between a normal austempering method and a pulling austempering method according to the present invention. FIG. 3 is a diagram comparing the relationship between constant temperature treatment time and the structural components of retained austenite between the conventional austempering method and the pulling austempering method according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram comparing the relationship between Si content in steel, mechanical properties, and retained austenite amount (γ R ) between a conventional austempering method and a pulling austempering method according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 鋼中元素のうち、Cが0.40〜1.10重量%、Si
が0.8〜2.7重量%の中高炭素鋼を当該鋼のAc3
態点〜Ac3変態点+150℃の温度域に保持してオ
ーステナイト化処理し、このオーステナイト域か
ら当該鋼のMs点〜M80%点の温度域に焼入れし、
ついで、少なくとも20容量%以上の未変態オース
テナイトを保持させた状態より300℃〜450℃の温
度域に再加熱し、この再加熱段階においてマルテ
ンサイトの焼戻しと未変態オーステナイトのベイ
ナイト変態を行なわせると共に、この再加熱温度
域での保持時間を常温で安定な残留オーステナイ
ト量が少なくとも5容量%以上となる時間内に規
制して常温に冷却し、この保持時間の規制により
ベイナイト変態を中断することからなる高強度高
延性鋼の製法。 2 常温に冷却された鋼は、焼もどしマルテンサ
イトが10〜80容量%、残留オーステナイトが5容
量%以上で、残余の大部分がベイナイトからなる
組織を有し、板厚1mmとした場合の機械的特性が
T.S150Kg/mm2、T.S×El1500である特許請求
の範囲第1項記載の製法。 3 再加熱温度域300℃〜450℃での保温時間が4
分以内である特許請求の範囲第1項または第2項
記載の製法。
[Claims] 1 Among the elements in steel, C is 0.40 to 1.10% by weight, Si
A medium-high carbon steel with a carbon content of 0.8 to 2.7% by weight is austenitized by holding it in the temperature range of the Ac 3 transformation point of the steel to Ac 3 transformation point + 150°C, and from this austenitic region, the Ms point of the steel ~ M 80 % Quenched to a point temperature range,
Then, it is reheated to a temperature range of 300°C to 450°C while retaining at least 20% by volume of untransformed austenite, and in this reheating step, martensite is tempered and untransformed austenite is transformed into bainite. , the holding time in this reheating temperature range is regulated within the time during which the amount of retained austenite stable at room temperature is at least 5% by volume or more, and the bainite transformation is interrupted by regulating the holding time. A manufacturing method for high-strength, high-ductility steel. 2 Steel cooled to room temperature has a structure in which tempered martensite is 10 to 80% by volume, retained austenite is 5% or more by volume, and the majority of the remainder is bainite, and the plate thickness is 1 mm. The characteristics of
The manufacturing method according to claim 1, wherein T.S150Kg/mm 2 and TS×El1500. 3 Heat retention time in reheating temperature range 300℃~450℃ 4
The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the manufacturing method is within minutes.
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