JPH0344422A - Manufacture of high carbon thin steel sheet - Google Patents

Manufacture of high carbon thin steel sheet

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JPH0344422A
JPH0344422A JP17733689A JP17733689A JPH0344422A JP H0344422 A JPH0344422 A JP H0344422A JP 17733689 A JP17733689 A JP 17733689A JP 17733689 A JP17733689 A JP 17733689A JP H0344422 A JPH0344422 A JP H0344422A
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JP
Japan
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annealing
high carbon
steel
sheet
steel sheet
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Application number
JP17733689A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Fukui
清 福井
Atsuki Okamoto
篤樹 岡本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To stably manufacture the high carbon steel sheet for a high hardness member having effectively suppressed decarburizing reaction on a surface layer, at the time of manufacturing the high carbon thin steel sheet, by subjecting a hot rolled sheet of a high carbon steel to softening in a specified temp. area without executing descaling and, if required, thereafter subjecting it to cold rolling and annealing. CONSTITUTION:A medium-high carbon slab having the compsn. contg., by weight, 0.30 to 1.20% C, <1.0% Si, <1.50% Mn, <0.050% P, <0.050% S and 0.01 to 0.10% Sb or furthermore contg. one or more kinds among <1.50% Cr, <0.50% Mo and <2.0% Ni is hot rolled into a hot rolled sheet, which is thereafter coiled at >=450 deg.C and is subjected to air cooling. Since the decarburization on the surface of the hot rolled sheet can effectively be prevented by the incorporation of Sb, descaling can be unnecessitated. Then, the sheet is subjected to softening in the temp. area of 600 to (Ac1+40) deg.C or 600 to (Ac +40) deg.C and, if required, is furthermore subjected to one or plural times of cold rolling and annealing. Its decarburization at the time of heat treatment such as spheroidizing needed for the softening and quenching, tempering and austempering for improving the strength can effectively be suppressed, by which the high hardness steel sheet can stably be manufactured.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、耐脱炭性に優れた高炭素薄鋼板の製造方法に
関する。さらに詳述すれば、本発明は、高炭素薄鋼板の
製造工程において軟質化に必要な球状化焼鈍、目的の強
度を付与するための焼入れ・焼戻し、あるいはオーステ
ンパー等の熱処理工程において生じる板表層の脱炭を効
果的に抑えることができ、例えばギヤ、ワンシャー、刃
物等の高硬度部材の製造合理化に対して非常に有効な高
炭素薄鋼板の製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a high carbon thin steel sheet with excellent decarburization resistance. More specifically, the present invention focuses on the surface layer formed during heat treatment processes such as spheroidizing annealing necessary for softening, quenching/tempering to impart desired strength, or austempering in the manufacturing process of high carbon thin steel sheets. The present invention relates to a method for producing a high carbon thin steel sheet that can effectively suppress decarburization of the steel and is very effective for streamlining the production of high hardness members such as gears, washers, cutlery, etc.

(従来の技術) 一般に、ギヤ、ワッシャー、刃物、鋸、座金等の高硬度
部品には、JIS G3311に規定されるSK7M〜
SKIM等の低Mn系の非常に高いC成分を有する鋼種
や、S45CM〜SS70C等の高炭素冷延鋼板が素材
として用いられている。
(Prior art) Generally, high hardness parts such as gears, washers, cutlery, saws, and washers are manufactured using SK7M to SK7M specified in JIS G3311.
Low Mn-based steels with a very high C content, such as SKIM, and high carbon cold-rolled steel sheets, such as S45CM to SS70C, are used as materials.

その製造方法としては、熱延鋼板を酸洗した後、必要に
応じて焼鈍を行い、熱延板としての製品とするか、或い
はさらに冷間圧延とそれに続く球状化焼鈍とを施し、適
当な強度に調整する。これらから、打ち抜き、底形して
得られた製品を、その後の焼入れ・焼戻し等の熱処理に
て硬化させてから用いるのが普通である。
The manufacturing method is to pickle the hot-rolled steel sheet and then annealing it as necessary to produce a product as a hot-rolled sheet, or to further cold-roll it, followed by spheroidizing annealing, and to form a suitable product. Adjust the intensity. It is common to use the products obtained by punching and bottom-shaping them after hardening them by subsequent heat treatment such as quenching and tempering.

ここで、前記各製品用の素材鋼板には、成形加工前は軟
質で加工し易く、成形加工後に施される熱処理によって
初めて所望の強度が得られ、かつ製品としての使用に十
分な硬度と耐摩耗性とを発揮するものであることが要求
されるため、−a的にCIの高い材質が選ばれる。
Here, the raw material steel plates for each of the above products are soft and easy to process before forming, and the desired strength can only be obtained through heat treatment after forming, and they have sufficient hardness and durability to be used as products. Since it is required to exhibit wear resistance, a material with a high CI is selected in terms of -a.

(発明が解決しようとする課題) しかし、従来の素材はCIの増大とともに熱延板での硬
度が増大し、製品への加工時の成形性、或いは冷間圧延
時の圧下率について大きな制約を受けていた。このため
、製造工程は、焼鈍の長時間化、冷間圧延回数または焼
鈍回数の増大といった多くの問題を有していた。そこで
、本発明者らは、熱延板の成形性向上、冷間圧延時の圧
下率向上を目的として熱延板での組織の微細化をはかり
、かっ熱延板での軟質化の必要性を認識するに至った。
(Problem to be solved by the invention) However, as the CI increases, the hardness of conventional materials increases in the form of hot-rolled sheets, which poses significant restrictions on formability during processing into products or rolling reduction during cold rolling. I was receiving it. For this reason, the manufacturing process has had many problems, such as a prolonged annealing time and an increased number of cold rolling or annealing times. Therefore, the present inventors aimed to refine the structure of hot-rolled sheets for the purpose of improving the formability of hot-rolled sheets and improving the rolling reduction during cold rolling, and found that the necessity of softening hot-rolled sheets was solved. I came to realize that.

この両方を満足するには、熱間圧延工程での仕上げ圧延
後の急冷と、熱延板の焼鈍とが必要となる。しかし、圧
延後の急冷により熱延板の硬度が増大するため、焼鈍前
の酸洗が困難となることが問題であった。そこで、本発
明者らは熱延板の酸洗による脱スケールを省略して、軟
化焼鈍を行う手段を検討した。
In order to satisfy both of these requirements, rapid cooling after finish rolling in the hot rolling process and annealing of the hot rolled sheet are required. However, the problem is that the hardness of the hot rolled sheet increases due to rapid cooling after rolling, making pickling before annealing difficult. Therefore, the present inventors investigated a means of performing softening annealing without descaling the hot rolled sheet by pickling.

これら焼鈍については一般に(Ac、  50)〜^0
1℃、あるいはAc+〜(Ac、 + 30) ’Cの
温度域において6〜24hrの長時間にわたって均熱さ
れる箱焼鈍のプロセスを用いており、このときの雰囲気
にはNls Ar等の不活性雰囲気かコークスガス、メ
タン等の浸炭雰囲気において行われ、この雰囲気ガスは
脱炭防止のため慎重に選択されている。しかし、このよ
うな雰囲気下においても、付着したスケールのため仮表
層には脱炭層が形成されてしまい、問題となっていた。
For these annealing, generally (Ac, 50)~^0
A box annealing process is used in which the product is soaked for a long period of 6 to 24 hours at a temperature range of 1℃ or Ac+ to (Ac, +30)'C, and the atmosphere at this time is an inert atmosphere such as Nls Ar. Carburizing is carried out in a carburizing atmosphere such as coke gas or methane, and this atmospheric gas is carefully selected to prevent decarburization. However, even in such an atmosphere, a decarburized layer is formed on the temporary surface layer due to the attached scale, which poses a problem.

これら熱処理工程における仮表層からの脱炭については
、下記の2種の原因が考えられる。
The following two types of causes can be considered for decarburization from the temporary surface layer in these heat treatment steps.

まず、第1に熱延工程における酸化スケールが仮表層に
残存した場合、均熱中にこのスケールの主成分であるF
ed、が分解し0.を発生し、仮表層から分離する。残
されたスケールは、純鉄となり板表層に脱炭層が形成さ
れる。
First, if oxide scale remains on the temporary surface layer during the hot rolling process, F, which is the main component of this scale during soaking,
ed, is decomposed and 0. occurs and separates from the temporary surface layer. The remaining scale turns into pure iron, forming a decarburized layer on the surface of the plate.

第2に、雰囲気ガス中の0!濃度が上昇すると板表層に
おいて02が○原子に分離し、仮表層から内部に侵入す
る。この○原子が仮表層中のCと結合することにより、
Co、 cotを形成して仮表層から外部へ放出される
。この後に脱炭層が形成されるものである。
Second, 0 in the atmospheric gas! When the concentration increases, 02 separates into ○ atoms in the plate surface layer and invades the inside from the temporary surface layer. By combining this ○ atom with C in the temporary surface layer,
Co and cot are formed and released from the temporary surface layer to the outside. After this, a decarburized layer is formed.

このようにして形成された脱炭層は、板表面の硬度を低
下させ耐摩耗性を著しく劣化させるばかりでなく、強度
の低下をも招くものであり、その発生に対しては非常に
注意を払わなければならないものである。
The decarburized layer formed in this way not only reduces the hardness of the plate surface and significantly deteriorates its wear resistance, but also causes a decrease in strength, so extreme care must be taken to prevent its occurrence. It is something that must be done.

このような事情や前述した工具鋼の製造プロセスにおけ
るコスト低減要求をもふまえて、本発明者らはこれらの
要求に応えるためには、材質そのものにおいてこれら脱
炭を効果的に抑制することができる清種の開発が必要で
あるとの認識を持つに至った。
Considering these circumstances and the above-mentioned demand for cost reduction in the manufacturing process of tool steel, the present inventors have found that in order to meet these demands, it is possible to effectively suppress these decarburizations in the material itself. We came to realize that it was necessary to develop a pure variety.

ここに、本発明の目的は、耐脱炭性に優れた高炭素薄鋼
板の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a high carbon thin steel sheet with excellent decarburization resistance.

(課題を解決するための手段) そこで、本発明者らは上記目的を達成するために、これ
ら成形性、或いは冷間圧延における圧下率の向上に対す
る手段について種々の検討を重ねた結果、熱延板の組織
およびその組織形成過程における硬度上昇の抑制、更に
その対策過程での脱炭の防止について以下に示す新規知
見を得た。
(Means for Solving the Problems) Therefore, in order to achieve the above object, the present inventors have conducted various studies on means for improving formability or rolling reduction in cold rolling. The following new findings were obtained regarding the structure of the plate, the suppression of hardness increase during the structure formation process, and the prevention of decarburization during the countermeasure process.

(a)熱延板にて微細な組織を得るには、熱間圧延後4
50℃以上の比較的低い温度域での巻取りが必要である
こと。
(a) In order to obtain a fine structure in a hot-rolled sheet, it is necessary to
Requires winding at a relatively low temperature range of 50°C or higher.

(b)さらに、このような微細な&II織を有する熱延
板は、一般に硬度が高く、熱間圧延完了後、必要に応じ
て600℃以上の適当な温度域に再加熱して軟化焼鈍を
行うことが必要であること。
(b) Furthermore, hot-rolled sheets with such fine &II textures generally have high hardness, and after completion of hot rolling, they may be reheated to an appropriate temperature range of 600°C or higher and subjected to softening annealing as necessary. What is necessary to do.

(c)従来の熱延板では、このような再加熱により板表
層に脱炭層を生じるため、本発明においては、鋼板に0
.01重量%以上のsbを添加しておき、この鋼板を薄
鋼板に圧延すると焼鈍、あるいは焼入れ等の加熱時にお
いて、含有されているsbが表層において0□ガスのO
原子への分解を抑制するため、仮表層へのO原子の侵入
が防止されて仮表層におけるCと○との反応が抑えられ
ることから、脱炭は効果的に防止されること。
(c) In conventional hot-rolled sheets, such reheating produces a decarburized layer on the surface layer of the sheet, so in the present invention, a zero carbon layer is formed on the steel sheet.
.. If 0.1% or more of sb is added and this steel plate is rolled into a thin steel sheet, the contained sb will be converted into 0□ gas O in the surface layer during heating such as annealing or quenching.
In order to suppress the decomposition into atoms, the intrusion of O atoms into the temporary surface layer is prevented, and the reaction between C and O in the temporary surface layer is suppressed, so decarburization is effectively prevented.

(d)このようなsbの脱炭防止効果は、一般にJIS
規格においてSC材、SK材と呼ばれている一般高炭素
鋼板においてばかりでなく SCM材、SKS材とよば
れるCr −Mo系或いはNJ系の低合金高炭素鋼板に
おいても、有効であること。
(d) The decarburization prevention effect of sb is generally
It should be effective not only for general high carbon steel sheets called SC materials and SK materials in the standards, but also for Cr-Mo or NJ low alloy high carbon steel sheets called SCM materials and SKS materials.

(e)シかし、sbはP、Snと同様にオーステナイト
域に加熱された場合、オーステナイト粒界に偏析し冷却
後の旧オーステナイト粒界強度を低減し、ここにおける
粒界破壊を生ずる特性をもっている。
(e) Similar to P and Sn, when sb is heated to the austenite region, it segregates at the austenite grain boundaries, reduces the prior austenite grain boundary strength after cooling, and has the property of causing grain boundary fracture there. There is.

このため、粒界強化の観点からsbの添加量には上限を
設ける必要があること。
Therefore, from the viewpoint of grain boundary strengthening, it is necessary to set an upper limit on the amount of sb added.

これらの(a)ないしくe)に示す知見に基づいて、本
発明者らはさらに検討を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。
Based on the findings shown in (a) to e), the present inventors conducted further studies, and as a result, completed the present invention.

ここに、本発明の要旨とするところは、重量%で、 C:0.30〜1.20%、  Si: 1.00%以
下、Mn: 1.50%以下、   P:0.050%
以下、S:0.050%以下、  Sb: 0.01〜
0.10%、さらに必要に応じて、Cr:1.50%以
下、Mo:0.50%以下およびNi:2.00%以下
の合金成分の1種または2種以上、 残部Feおよび不可避的不純物 からなる鋼組成を有する鋼片を熱闘圧延後、450℃以
上の温度域で巻き取り、冷却した後、脱スケールするこ
となく 600〜(Ac+ + 40) ’C1あるい
は600〜(^cca+40) ”cの温度域で軟化焼
鈍を行い、さらに必要に応して1回もしくは複数回の冷
間圧延および焼鈍を行うことを特徴とする高炭素薄鋼板
の製造方法である。
Here, the gist of the present invention is, in weight percent, C: 0.30 to 1.20%, Si: 1.00% or less, Mn: 1.50% or less, P: 0.050%.
Below, S: 0.050% or less, Sb: 0.01~
0.10%, and if necessary, one or more alloy components of Cr: 1.50% or less, Mo: 0.50% or less, and Ni: 2.00% or less, the remainder Fe and unavoidable After hot-rolling a steel billet with a steel composition consisting of impurities, it is coiled at a temperature of 450°C or higher, and after cooling, it becomes 600~(Ac++40) 'C1 or 600~(^cca+40)'' without descaling. This method of manufacturing a high carbon thin steel sheet is characterized by performing softening annealing in a temperature range of c, and further performing cold rolling and annealing one or more times as necessary.

(作用) 以下、本発明を作用効果とともに詳述する。なお、本明
細書において1%」は特にことわりがない限り「重量%
」を意味するものとする。
(Function) Hereinafter, the present invention will be explained in detail along with the function and effect. In addition, in this specification, "1%" means "wt%" unless otherwise specified.
” shall mean.

まず、本発明において用いる鋼片の組成を限定する理由
を説明する。
First, the reason for limiting the composition of the steel slab used in the present invention will be explained.

(a)  C 鋼板に所望の硬度並びに耐摩耗性を付与するためには、
C含有量を0.30%以上とする必要があり、一方、1
.20%を越えて含有させるとセメンタイト量が増大し
、靭性を著しく劣化させることから製品としての耐久性
の確保が非常に困難となる。したがって、C含有量は0
.30〜1.20%と定めた。
(a) C In order to impart desired hardness and wear resistance to the steel plate,
The C content must be 0.30% or more, while 1
.. If the content exceeds 20%, the amount of cementite will increase and the toughness will significantly deteriorate, making it extremely difficult to ensure the durability of the product. Therefore, the C content is 0
.. It was set at 30-1.20%.

(b)  St 製品として適当な硬度を付与するために添加が必要であ
るが、1.00%を越えて含有させると鋼板が硬質とな
って脆化する傾向を示すことから、Si含有量は1.0
0%以下と定めた。
(b) St It is necessary to add Si to give the product appropriate hardness, but if it is added in excess of 1.00%, the steel plate tends to become hard and brittle, so the Si content is 1.0
It was set as 0% or less.

(C)  阿n 耐摩耗鋼板においては、一般にMnは耐摩耗性向上のた
め多量に添加されるが、零発′明にかかる綱板において
もこの目的のため上限を1.50%として添加する。し
かし、これを越えて添加した場合、鋼の靭性を劣化させ
使用中の製品の破損等につながることから、1.50%
を越えての添加は好ましくない。したがって、Mn含有
量は1,50%以下と定めた。
(C) An In wear-resistant steel plates, Mn is generally added in large amounts to improve wear resistance, but in the steel plates of Zero Invention, the upper limit is 1.50% for this purpose. . However, if added in excess of 1.50%, it will deteriorate the toughness of the steel and lead to damage to the product during use.
It is not preferable to add more than this amount. Therefore, the Mn content was determined to be 1.50% or less.

なお、Mnの低下は焼入れ性の低下につながることから
少なくとも0.30%以上のMnを添加することが望ま
しい。
Note that since a decrease in Mn leads to a decrease in hardenability, it is desirable to add at least 0.30% or more of Mn.

(d)  P Pは鋼のオーステナイト粒界に偏析することにより、焼
き入れ、焼き戻し後の製品の靭性に大きな影響を有する
ものである。このP含有量は低いほど靭性上好ましいこ
とは言うまでもない。そして、P含有量が0.050%
を越えると粒界にPが偏析し、粒界脆化を生し易くなる
ことからP含有量は0.050%以下と定めたが、望ま
しくは0.020%以下に制限するのがよい。
(d) PP P segregates in the austenite grain boundaries of steel and has a great effect on the toughness of the product after quenching and tempering. It goes without saying that the lower the P content, the better the toughness. And P content is 0.050%
The P content is set at 0.050% or less, since if it exceeds P, it is likely to segregate at grain boundaries and cause grain boundary embrittlement, but it is preferably limited to 0.020% or less.

(e)  S 通常の鋼板においてもSは低い方がよいが、特に本発明
に係わるような高強度鋼板では、MnSの存在が靭性劣
化に著しい影響を及ぼす、このためS含有量を0.05
0%以下と設定したが、望ましくは0.020%以下に
抑えることである。
(e) S The lower the S content in ordinary steel sheets, the better; however, especially in high-strength steel sheets such as those involved in the present invention, the presence of MnS has a significant effect on toughness deterioration, so the S content is reduced to 0.05.
Although it is set to 0% or less, it is desirable to suppress it to 0.020% or less.

(f)  Sb 高炭素鋼に0.01%以上のsbを添加し、これを薄鋼
板に圧延すると焼鈍、或いは焼入れ等の加熱時において
、含有されているsbが表層においてOtガスのO原子
への分解を抑制するため、表層へのO原子の侵入が防止
される。このため、仮表層におけるCとOとの反応が抑
えられることから、脱炭は効果的に防止されることとな
る。
(f) Sb When 0.01% or more of Sb is added to high carbon steel and rolled into a thin steel plate, the contained Sb converts into O atoms of O gas in the surface layer during heating such as annealing or quenching. In order to suppress the decomposition of , O atoms are prevented from penetrating into the surface layer. Therefore, since the reaction between C and O in the temporary surface layer is suppressed, decarburization is effectively prevented.

しかし、sbはP、Snと同様にオーステナイト域に加
熱された場合、オーステナイト粒界に偏析し冷却後の旧
オーステナイト粒界強度を低減し、ここにおける粒界破
壊を生ずる特性をもっている。
However, like P and Sn, when sb is heated to the austenite region, it segregates at the austenite grain boundaries, reduces the prior austenite grain boundary strength after cooling, and causes grain boundary fracture there.

このため、粒界強化の観点からsbの添加量の上限を0
.10%と制限する必要がある。
Therefore, from the viewpoint of grain boundary strengthening, the upper limit of the amount of sb added was set to 0.
.. It is necessary to limit it to 10%.

このため、sb添加量は0.01〜0.10%と制限し
たが、効果的な脱炭抑制作用の確保、または靭性確保の
観点から0.02〜0.08%程度の添加がさらに望ま
しい。
For this reason, the amount of sb added was limited to 0.01 to 0.10%, but it is more desirable to add about 0.02 to 0.08% from the viewpoint of ensuring effective decarburization suppressing action or ensuring toughness. .

さらに、本発明における鋼片は、上記&IIfi、以外
に、必要に応じて、Cr、 Mo、 Niのうちの少な
くとも1種を添加してもよい、これらは、本発明にかか
る鋼の焼入性および加工性等の機械特性をさらに改善す
るために添加されるものであり、これらの添加量および
その理由について、以下、分脱する。
Furthermore, in addition to the above &IIfi, at least one of Cr, Mo, and Ni may be added to the steel billet according to the present invention, if necessary, which improves the hardenability of the steel according to the present invention. and are added to further improve mechanical properties such as processability, and the amounts and reasons for these additions will be explained below.

(濁 Cr Crは主として焼入れ性向上を目的として必要に応じて
添加される成分であるが、1.50%を超えて含有させ
ると鋼の硬質化を招いて脆化する。このことから、本発
明において用いる鋼片では焼入れ性向上のために必要に
応じてCrを添加し、その上限を1.50%とする。ま
た、焼入れ性向上を目的とした場合、0.15%以上を
目標としてCrを添加するのが望ましい。
(Cr) Cr is a component that is added as needed mainly for the purpose of improving hardenability, but if it is contained in excess of 1.50%, it will cause the steel to become hard and brittle. In the steel billet used in the invention, Cr is added as necessary to improve hardenability, and the upper limit is 1.50%.Also, when the purpose is to improve hardenability, the target is 0.15% or more. It is desirable to add Cr.

(ロ)M。(b)M.

Moは必要に応じ添加される成分てあり、MOの添加に
より鋼板の熱処理(焼入れ、焼戻し)前の加工性を劣化
させることなく熱処理後の高靭性を維持する作用をもた
らす。
Mo is a component added as necessary, and the addition of MO has the effect of maintaining high toughness after heat treatment without deteriorating the workability of the steel sheet before heat treatment (quenching, tempering).

一般に、鋼は焼入れ後300℃前後の温度で焼戻しする
と、いわゆる「低温焼戻し脆化Jを生じて著しく脆くな
る。この脆化に対し、Mo添加は有効である。
Generally, when steel is tempered at a temperature of around 300° C. after quenching, it causes so-called "low temperature tempering embrittlement J" and becomes extremely brittle. Mo addition is effective against this embrittlement.

このため、本発明に係る鋼板においては、必要に応して
0.50%を上限としてMoを添加するものとする6 但し、この上限を超えてもこの靭性向上の効果について
は飽和状態となり、またコスト上昇にもつながるのでこ
の上限は超えないものとする。
For this reason, in the steel sheet according to the present invention, Mo shall be added with an upper limit of 0.50% as necessary6.However, even if this upper limit is exceeded, the effect of improving toughness will be saturated; This upper limit should not be exceeded as it will also lead to an increase in costs.

また、この靭性向上効果を得るには0.15%以上のM
o添加が望ましい。
In addition, in order to obtain this toughness improvement effect, M of 0.15% or more is required.
It is desirable to add o.

Q)  Ni Niには鋼の加工性を向上させる作用があり、本発明に
おいても必要に応じて積極的に添加される成分であるが
、その含有量は2.00%以下とすることが望ましい。
Q) Ni Ni has the effect of improving the workability of steel, and is a component that is actively added as necessary in the present invention, but it is desirable that its content be 2.00% or less. .

このNi添加は、圧延時の割れの発生を効果的に抑制し
、さらにユーザーにおける加工に際しても、その加工を
容易にするものである。
This addition of Ni effectively suppresses the occurrence of cracks during rolling, and also facilitates processing by the user.

これは、フェライト母相の変形抵抗を低減するためであ
ると考えられる。
This is considered to be to reduce the deformation resistance of the ferrite matrix.

一方、2.0%を超えてNiを添加しても鋼板の製造コ
スト上昇を招くだけで加工性向上効果は飽和することか
ら添加量の上限を2.0%と設定した。
On the other hand, adding Ni in an amount exceeding 2.0% only increases the manufacturing cost of the steel sheet and the effect of improving workability is saturated, so the upper limit of the amount added was set at 2.0%.

本発明は、上記組成を有する鋼片を熱間圧延を行って巻
き取った後、脱スケ、−ルせずにある特定の温度域で軟
化焼鈍を行う、以下、これらの製造条件について説明す
る。
In the present invention, after hot rolling and winding a steel billet having the above composition, softening annealing is performed in a specific temperature range without descaling or scaling.The manufacturing conditions will be described below. .

0)  熱間圧延は、ArcあるいはAc−意思上の温
度域で行うことがセメンタイトをオーステナイト中へ完
全に固溶させるという観点からは望ましい。
0) It is desirable to carry out the hot rolling in the desired temperature range of Arc or Ac from the viewpoint of completely dissolving cementite into austenite.

次いで、このようにして熱間圧延を終えた鋼板を450
℃以上、好ましくは500℃以上の温度域で巻き取り、
冷却する。このように巻取り温度を制限するのは、得ら
れる熱延板の組織が微細化することにより焼鈍時のセメ
ンタイトの球状化が効率的になされることを利用するた
めである。このため、巻取り温度条件は低い程効果的で
あるが、巻取り時の硬化による割れの発生等の障害が生
ずるため、巻取り温度は、450℃以上と限定した。さ
らに好ましくは500℃以上である。また、この巻き取
り温度の上限は熱延板の組織の微細化の観点から650
℃とすることが望ましい、なお、本発明者らの知見によ
れば、巻き取り後の冷却時の冷却速度の増大により、焼
鈍時のセメンタイトの球状化、微細化が促進されること
から、冷却速度は大きいほど望ましい。
Next, the steel plate that has been hot rolled in this way is rolled at 450 mm.
Winding in a temperature range of ℃ or higher, preferably 500℃ or higher,
Cooling. The reason why the winding temperature is limited in this way is to take advantage of the fact that the structure of the obtained hot rolled sheet becomes finer, so that the cementite is efficiently spheroidized during annealing. Therefore, the lower the winding temperature condition is, the more effective it is, but since problems such as cracking occur due to hardening during winding, the winding temperature was limited to 450° C. or higher. More preferably, the temperature is 500°C or higher. In addition, the upper limit of this winding temperature is set at 650°C from the viewpoint of refining the structure of the hot rolled sheet.
According to the findings of the present inventors, increasing the cooling rate during cooling after winding promotes spheroidization and refinement of cementite during annealing. The higher the speed, the more desirable it is.

(ト)巻取り後の軟化焼鈍温度条件 上述のように450℃以上の比較的低温にて巻取られた
熱延板は、巻取り温度までの冷却速度が大きい場合に特
に、その硬度が大きく、冷間圧延前の酸洗工程、或いは
冷間圧延工程において破断などの障害を生じる恐れがあ
る。
(G) Softening annealing temperature conditions after coiling As mentioned above, hot-rolled sheets coiled at a relatively low temperature of 450°C or higher have a large hardness, especially when the cooling rate to the coiling temperature is high. , there is a risk that problems such as breakage may occur during the pickling process before cold rolling or during the cold rolling process.

この防止対策として、熱延板を酸洗による脱スケールす
ることなく、600〜(Ac+ + 40) ℃−ある
いは600〜(Acc−+ 40) ’Cの温度域まで
加熱し冷却することが必要である。焼鈍温度が600℃
未満であると、硬度および限界圧縮率ともに改善されず
、また(Ac + + 40) ’C超あるいは(Ac
c、+40)℃超であると冷却中にセメンタイトがラメ
ラ−状(層状)に析出するため、冷間圧延に悪影響を与
えることになるからである。
As a preventive measure, it is necessary to heat the hot-rolled sheet to a temperature range of 600 to (Ac+ + 40) °C- or 600 to (Acc-+ 40)'C and then cool it without descaling by pickling. be. Annealing temperature is 600℃
If it is less than (Ac + + 40) 'C or (Ac
This is because if the temperature exceeds +40°C, cementite will precipitate in a lamellar form during cooling, which will have an adverse effect on cold rolling.

この時の雰囲気条件としては、N2、Ar等の不活性雰
囲気かコークスガス、メタン等の浸炭雰囲気、あるいは
大気中において行われ、この雰囲気ガスは脱炭防止のた
めスケールの形成状況により適宜調整するが、従来のS
bを添加しない鋼に比べ、その選択条件は非常に広くな
る。
The atmospheric conditions at this time are an inert atmosphere such as N2 or Ar, a carburizing atmosphere such as coke gas or methane, or the atmosphere, and this atmospheric gas is adjusted as appropriate depending on the scale formation situation to prevent decarburization. However, the conventional S
Compared to steel without the addition of b, the selection conditions are very wide.

また、焼鈍後の冷却条件としては100 ’C/hr以
下の比較的ゆっくりとした速度で冷却することが望まし
い。
Furthermore, as the cooling conditions after annealing, it is desirable to cool at a relatively slow rate of 100'C/hr or less.

このように、脱スケールすることなく軟化焼鈍された熱
延板に対しては、通常の場合酸洗による脱スケールの後
、必要に応じて1回もしくは複数回の冷間圧延および球
状化焼鈍を行う。このようにして、従来の熱延板を酸洗
し冷間圧延を行う場合に比較して、非常に軟質で、大き
な冷圧率を有する高炭素薄鋼板を得ることができる。
In this way, hot-rolled sheets that have been softened and annealed without descaling are usually descaled by pickling, followed by one or more cold rolling and spheroidizing annealing as necessary. conduct. In this way, it is possible to obtain a high carbon thin steel sheet that is extremely soft and has a large cold rolling ratio compared to the conventional case where a hot rolled sheet is pickled and then cold rolled.

実施例により、さらに本発明の詳細な説明するが、これ
はあくまでも本発明の例示であり、これにより本発明が
限定されるものではない。
The present invention will be further explained in detail with reference to Examples, but these are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the present invention.

実施例1 第1表に示す化学lJI戊を有する鋼片N(LAないし
鋼片NαGに対し、 仕上げ圧延温度:850℃ 冷却速度=50″C/Sec 巻取温度=550℃ の条件の熱間圧延を行った後、スケールが付いたまま6
50℃1680’Cまたは740 ’Cの各温度におい
て24時間均熱する焼鈍を行った。なお、熱延板焼鈍で
の加熱冷却速度は40℃/hrであった。
Example 1 A steel billet N (LA or billet NαG) having a chemical lJI value shown in Table 1 was hot rolled under the following conditions: finish rolling temperature: 850°C, cooling rate = 50″C/Sec, coiling temperature = 550°C. After rolling, the scale is still attached 6
Annealing was performed by soaking at 50°C, 1680'C, or 740'C for 24 hours. In addition, the heating and cooling rate in hot-rolled sheet annealing was 40° C./hr.

第 ■ 表 (注)車は本発明の範囲外 このときの表層からの脱炭層の発生(表層からの脱炭深
度)に及ぼすsb添加量の影響を第1図にグラフで示す
Table 2 (Note) Vehicles outside the scope of the present invention Figure 1 graphically shows the influence of the amount of sb added on the generation of a decarburized layer from the surface layer (depth of decarburized from the surface layer).

この結果から、各温度条件において脱炭を効率的に抑制
するには、本発明にかかる範囲内におけるsbの添加を
行った鋼片である鋼片NnA−NαEが適当であること
が認められた。
From this result, it was confirmed that steel billet NnA-NαE, which is a steel billet with sb added within the range according to the present invention, is suitable for efficiently suppressing decarburization under various temperature conditions. .

実施例2 第1表に示す&[I戊の鋼片を下記条件で熱間圧延して
から、脱スケールすることなく軟化焼鈍を行い、この軟
化焼鈍を完了後酸洗した。このときの熱延板の焼鈍温度
による硬度の変化と焼鈍後の限界冷圧率との変化を調べ
、結果を第2図に示した。
Example 2 Steel slabs shown in Table 1 were hot rolled under the following conditions and then subjected to softening annealing without descaling, and after completing the softening annealing, they were pickled. At this time, the change in hardness of the hot rolled sheet depending on the annealing temperature and the change in the critical cold reduction after annealing were investigated, and the results are shown in FIG.

本例の熱間圧延条件は 仕上げ温度:850’C 冷却速度 :  100 ’C/Sec巻取温度 : 
 500℃ の通りであった。なお、熱延板焼鈍時の加熱冷却速度は
40℃/hrであった。
The hot rolling conditions of this example are Finishing temperature: 850'C Cooling rate: 100'C/Sec Coiling temperature:
The temperature was 500℃. Note that the heating and cooling rate during annealing of the hot rolled sheet was 40° C./hr.

これらの結果より600℃より低い温度での焼鈍は、硬
度が高すぎ、また限界冷圧率が非常に低いことが認めら
れる。このことから、本発明の範囲である600℃以上
の温度域での焼鈍により軟質化と、限界冷圧率の向上が
達成されることが確認された。
From these results, it is recognized that annealing at a temperature lower than 600° C. results in too high hardness and a very low critical cold reduction rate. From this, it was confirmed that softening and improvement of the critical cold reduction ratio can be achieved by annealing in the temperature range of 600° C. or higher, which is the range of the present invention.

実施例3 本例では同じく第1表に示す鋼を使用して、本発明にお
いて限定した巻取り温度の条件の影響について調べた。
Example 3 In this example, the influence of the coiling temperature conditions limited in the present invention was investigated using the same steel shown in Table 1.

結果を第3図にまとめて示す。The results are summarized in Figure 3.

なお、このときの熱間圧延および焼鈍条件は、次の通り
であった。
The hot rolling and annealing conditions at this time were as follows.

仕上げ温度=850℃ 冷却速度 :100℃/Sec 熱延板焼鈍条件:窒素中680℃X 24hrこれらの
結果から、巻取り温度が低いほど焼鈍後の硬度が低下す
ることが認められた。
Finishing temperature = 850°C Cooling rate: 100°C/Sec Hot rolled plate annealing conditions: 680°C in nitrogen for 24 hours From these results, it was recognized that the lower the winding temperature, the lower the hardness after annealing.

なお、熱間圧延の仕上げ後の冷却速度については、本発
明においては特に限定していないが、第4図に示すよう
に、冷却速度の増大により、焼鈍後は軟質化することが
認められている。このときの熱間圧延および焼鈍条件は 仕上げ温度  :  850℃ 巻取条件   : 各冷却速度で冷却の後500℃にて
巻取り 熱延板焼鈍条件:窒素中680℃X2Jhr熱延板の加
熱冷却速度 :40℃/hrの通りであった。
Note that the cooling rate after finishing hot rolling is not particularly limited in the present invention, but as shown in Fig. 4, it has been observed that an increase in the cooling rate causes softening after annealing. There is. The hot rolling and annealing conditions at this time were: Finishing temperature: 850°C Coiling conditions: Coiling at 500°C after cooling at each cooling rate Hot rolled sheet Annealing conditions: Heating and cooling rate of hot rolled sheet in nitrogen at 680°C x 2 Jhr :40°C/hr.

前述したようにセメンタイト組織が微細化することによ
り、焼鈍中の球状化がより効率的になされるものであり
、かかるセメンタイトの微細化には、冷却速度は大きい
ほど望ましい、具体的には1〜10℃/sec程度が有
効である。
As mentioned above, by refining the cementite structure, spheroidization during annealing can be made more efficiently, and for such refining of cementite, the higher the cooling rate, the more desirable it is. A rate of about 10° C./sec is effective.

実施例4 第2表に示す鋼片kJないし鋼片N[LYO鋼種につい
て本発明の条件に従って脱スケールを行うことなく熱間
圧延後の焼鈍を行い、続いて冷間圧延、更に仕上げ焼鈍
を行って、板I¥2.5 mmの薄鋼板を作成した。こ
れらの鋼板の焼き入れ、焼き戻し後の硬度と、吸収エネ
ルギー、更に表層からの脱炭深度について調査を行い、
その結果を第2表に示した。
Example 4 Steel slabs kJ to N [LYO steel grades shown in Table 2 were annealed after hot rolling without descaling according to the conditions of the present invention, followed by cold rolling, and then finish annealing. A thin steel plate with a thickness of 2.5 mm was prepared. We investigated the hardness of these steel plates after quenching and tempering, the absorbed energy, and the depth of decarburization from the surface layer.
The results are shown in Table 2.

(以下余白〉 これらの結果に示すように、本発明にかかる方法により
得た鋼板は比較例に対して、吸収エネルギー、脱炭の抑
制状況のいずれも優れたものとなっていることが認めら
れた。
(Left below) As shown in these results, it is recognized that the steel sheet obtained by the method of the present invention is superior to the comparative example in both absorbed energy and decarburization suppression. Ta.

なお、さらにCr : 1 、50%以下、Mo:0.
50%以下およびNi:2.00%以下の合金成分の1
種または2種以上を含有する場合についても試験を行い
、本例と同様の吸収エネルギー、脱炭の抑制効果を確認
した。
Furthermore, Cr: 1, 50% or less, Mo: 0.
50% or less and Ni: 1 of the alloy components of 2.00% or less
Tests were also conducted for cases containing one or more species, and the same absorption energy and decarburization suppressing effects as in this example were confirmed.

(発明の効果) 本発明は、以上説明したように構成されたことによって
、表面の脱炭を効果的に抑制しながら素材の軟質化に必
要な球状化焼鈍および目的の強度を付与するための焼入
、焼戻しあるいはオーステンパー等が行えるという効果
が奏され、産業上極めて有用なものである。
(Effects of the Invention) The present invention, configured as described above, allows for spheroidizing annealing necessary for softening the material and imparting the desired strength while effectively suppressing surface decarburization. It has the effect of being able to be quenched, tempered, austempered, etc., and is extremely useful industrially.

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

第1図は、sbの添加量と脱炭深度との関係を示すグラ
フ; 第2図は、焼!!!温度と限界冷圧率または熱延板焼鈍
後の硬度との関係を示すグラフ; 第3図は、巻取温度と限界冷圧率または熱延板焼鈍後の
硬度との関係を示すグラフ;および第4図は、冷却速度
と限界冷圧率または熱延板焼鈍後の硬度との関係を示す
グラフである。
Figure 1 is a graph showing the relationship between the amount of sb added and the depth of decarburization; Figure 2 is a graph showing the relationship between the amount of sb added and the depth of decarburization; ! ! A graph showing the relationship between temperature and the limit cold reduction or hardness after annealing the hot rolled sheet; FIG. 3 is a graph showing the relationship between the coiling temperature and the limit cold reduction or the hardness after annealing the hot rolled sheet; and FIG. 4 is a graph showing the relationship between cooling rate and critical cold reduction or hardness after annealing a hot rolled sheet.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)重量割合で、 C:0.30〜1.20%、Si:1.00%以下、M
n:1.50%以下、P:0.050%以下、S:0.
050%以下、Sb:0.01〜0.10%、残部Fe
および不可避的不純物からなる鋼組成を有する鋼片を熱
間圧延後、450℃以上の温度域で巻き取り、冷却した
後、脱スケールすることなく600〜(Ac_1+40
)℃あるいは600〜(Ac_c_m+40)℃の温度
域で軟化焼鈍を行うことを特徴とする高炭素薄鋼板の製
造方法。
(1) Weight percentage: C: 0.30 to 1.20%, Si: 1.00% or less, M
n: 1.50% or less, P: 0.050% or less, S: 0.
050% or less, Sb: 0.01 to 0.10%, balance Fe
After hot rolling, a steel billet having a steel composition consisting of unavoidable impurities is rolled up in a temperature range of 450°C or higher, and after cooling, it is heated to 600~(Ac_1+40°C) without descaling.
)C or a temperature range of 600 to (Ac_c_m+40)C.
(2)軟化焼鈍を行った後に、さらに1回もしくは複数
回の冷間圧延および焼鈍を行うことを特徴とする請求項
1記載の高炭素薄鋼板の製造方法。
(2) The method for manufacturing a high carbon thin steel sheet according to claim 1, characterized in that after performing the softening annealing, cold rolling and annealing are further performed one or more times.
(3)重量割合で、前記鋼片がさらにCr:1.50%
以下、Mo:0.50%以下およびNi:2.00%以
下の合金成分の1種または2種以上を含有する請求項1
または請求項2記載の高炭素薄鋼板の製造方法。
(3) In terms of weight percentage, the steel piece further contains Cr: 1.50%
Claim 1 containing one or more of the following alloy components: Mo: 0.50% or less and Ni: 2.00% or less
Or the method for manufacturing a high carbon thin steel sheet according to claim 2.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100388041B1 (en) * 1999-07-29 2003-06-18 주식회사 포스코 A Method for Manufacturing Hot-rolled Steels Having High Hardness
US7147730B2 (en) * 2000-01-27 2006-12-12 Jfe Steel Corporation High carbon steel and production method thereof
JP2008158334A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Menicon Co Ltd Label for contact lens
EP3556895A4 (en) * 2016-12-14 2019-12-25 Posco High-carbon hot-rolled steel sheet having excellent surface quality and manufacturing method therefor

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