JPH04263009A - 鋼の熱処理方法 - Google Patents
鋼の熱処理方法Info
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- JPH04263009A JPH04263009A JP532091A JP532091A JPH04263009A JP H04263009 A JPH04263009 A JP H04263009A JP 532091 A JP532091 A JP 532091A JP 532091 A JP532091 A JP 532091A JP H04263009 A JPH04263009 A JP H04263009A
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- steel
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- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 45
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- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 abstract 1
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋼の熱処理方法に関し、
鋼を脱炭も浸炭も生じない状態で熱処理することのでき
る熱処理方法を提供する。
鋼を脱炭も浸炭も生じない状態で熱処理することのでき
る熱処理方法を提供する。
【０００２】
【従来の技術】鋼の熱処理を脱炭も浸炭も生じない状態
で実施するために、熱処理炉内にＲＸガスやＮＸガスを
供給してカーボンポテンシャルを調節することが行なわ
れている。 この熱処理法は、ガス発生装置を必要と
し、設備費および運転費が嵩むことや、雰囲気を変更す
るときに時間がかかるといった問題を含んでいる。
で実施するために、熱処理炉内にＲＸガスやＮＸガスを
供給してカーボンポテンシャルを調節することが行なわ
れている。 この熱処理法は、ガス発生装置を必要と
し、設備費および運転費が嵩むことや、雰囲気を変更す
るときに時間がかかるといった問題を含んでいる。
【０００３】そこで、気密性を高めた熱処理炉中にＮ２
ガスを送って、Ｎ２ ガス雰囲気中で熱処理を行なう
技術がある。 この熱処理法の問題は、Ｎ２ ガス中
に混入している微量のＯ２ や、周囲から炉内に侵入す
るＯ２ のために、ある程度の脱炭が避けられないこと
である。
ガスを送って、Ｎ２ ガス雰囲気中で熱処理を行なう
技術がある。 この熱処理法の問題は、Ｎ２ ガス中
に混入している微量のＯ２ や、周囲から炉内に侵入す
るＯ２ のために、ある程度の脱炭が避けられないこと
である。
【０００４】出願人は、Ｎ２ ガス雰囲気中で行なう鋼
の熱処理が含んでいるこの問題への対策として、ＣＯガ
スを供給してその濃度を５００〜１５０００ｐｐｍ に
維持するとともに、雰囲気ガスの露点を−４０℃以下に
保って熱処理を行なうことを提案した（特開平２−１２
５８１０号）。
の熱処理が含んでいるこの問題への対策として、ＣＯガ
スを供給してその濃度を５００〜１５０００ｐｐｍ に
維持するとともに、雰囲気ガスの露点を−４０℃以下に
保って熱処理を行なうことを提案した（特開平２−１２
５８１０号）。
【０００５】この熱処理法は、ガス発生装置を必要とせ
ず、コントロールも容易であって有利な方法であるが、
その実施に当って、時に所望の効果が得られず脱炭が起
ることを経験した。 その原因を追求したところ、被
処理鋼材が付着水として熱処理炉内へもち込む水分が、
雰囲気ガスの露点を高めるとともに、供給したＣＯとの
間で ＣＯ＋Ｈ２ Ｏ→ＣＯ２ ＋Ｈ２ の反応によりＣＯ２ を生成し、このＣＯ２ が脱炭作
用をすることがわかった。
ず、コントロールも容易であって有利な方法であるが、
その実施に当って、時に所望の効果が得られず脱炭が起
ることを経験した。 その原因を追求したところ、被
処理鋼材が付着水として熱処理炉内へもち込む水分が、
雰囲気ガスの露点を高めるとともに、供給したＣＯとの
間で ＣＯ＋Ｈ２ Ｏ→ＣＯ２ ＋Ｈ２ の反応によりＣＯ２ を生成し、このＣＯ２ が脱炭作
用をすることがわかった。
【０００６】一方、熱処理の対象となる鋼材は、特定の
ものを大量生産する場合を別にすれば、異なる炭素含有
量のものが同時に発生することが多い。 多品種少量
生産を可能にするためには、それらＣ量の異なる鋼材を
、脱炭も浸炭も生じさせることなく、一緒に熱処理しな
ければならない。 Ｎ２ ガス主体の雰囲気を使用す
る鋼の熱処理法は、設備費も運転費も低額で済み、上記
の要請にこたえる方法として最適のはずである。
ものを大量生産する場合を別にすれば、異なる炭素含有
量のものが同時に発生することが多い。 多品種少量
生産を可能にするためには、それらＣ量の異なる鋼材を
、脱炭も浸炭も生じさせることなく、一緒に熱処理しな
ければならない。 Ｎ２ ガス主体の雰囲気を使用す
る鋼の熱処理法は、設備費も運転費も低額で済み、上記
の要請にこたえる方法として最適のはずである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
のような事情にかんがみ、Ｎ２ ガスを主体とする雰囲
気下に行なう鋼の熱処理法を改良して、被処理鋼材に多
少の付着水があっても脱炭が起ることのない熱処理法を
提供することにある。
のような事情にかんがみ、Ｎ２ ガスを主体とする雰囲
気下に行なう鋼の熱処理法を改良して、被処理鋼材に多
少の付着水があっても脱炭が起ることのない熱処理法を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の鋼の熱処理法は
、熱処理炉内で、Ｎ２ を主成分とし少量のＣＯまたは
ＣＯおよびＨ２ を含有する雰囲気ガス中で鋼を熱処理
するに当り、被処理鋼材の温度が７００℃に上昇するま
での間につぎの条件がみたされるように雰囲気ガスの組
成をコントロールし、 ＣＯ：１〜４％，ＣＯ２ ：０．１５％以下，Ｈ２ ：
０〜４％ 露点：−２０℃以下，ＰＦ＝（％ＣＯ）２ ／（％ＣＯ
２ ）：５０〜２５０ この条件を確保した上で、７００℃を超える所定の温度
に被処理鋼材を加熱することを特徴とする。
、熱処理炉内で、Ｎ２ を主成分とし少量のＣＯまたは
ＣＯおよびＨ２ を含有する雰囲気ガス中で鋼を熱処理
するに当り、被処理鋼材の温度が７００℃に上昇するま
での間につぎの条件がみたされるように雰囲気ガスの組
成をコントロールし、 ＣＯ：１〜４％，ＣＯ２ ：０．１５％以下，Ｈ２ ：
０〜４％ 露点：−２０℃以下，ＰＦ＝（％ＣＯ）２ ／（％ＣＯ
２ ）：５０〜２５０ この条件を確保した上で、７００℃を超える所定の温度
に被処理鋼材を加熱することを特徴とする。
【０００９】この熱処理法を回分式加熱炉を使用して実
施する場合は、昇温時にＮ２ またはＣＯを含有するＮ
２ を炉内に流通させることにより、前記の条件がみた
されるように雰囲気ガスのコントロールを行なって実施
する。
施する場合は、昇温時にＮ２ またはＣＯを含有するＮ
２ を炉内に流通させることにより、前記の条件がみた
されるように雰囲気ガスのコントロールを行なって実施
する。
【００１０】また、この熱処理法を連続式加熱炉を使用
して実施するには、炉内を予備処理ゾーンおよび熱処理
ゾーンに分けて両ゾーンの間の雰囲気を遮断し、予備処
理ゾーンにおいては、Ｎ２ またはＣＯを含有するＮ２
をゾーンに流通させることにより前記の条件がみたさ
れるよう雰囲気ガスのコントロールを行ないながら被処
理鋼材を７００℃以下の所定の温度まで加熱し、熱処理
ゾーンにおいては雰囲気ガスの組成を前記の条件がみた
されるように保ちながら被処理鋼材を７００℃を超える
所定の温度に加熱して実施する。
して実施するには、炉内を予備処理ゾーンおよび熱処理
ゾーンに分けて両ゾーンの間の雰囲気を遮断し、予備処
理ゾーンにおいては、Ｎ２ またはＣＯを含有するＮ２
をゾーンに流通させることにより前記の条件がみたさ
れるよう雰囲気ガスのコントロールを行ないながら被処
理鋼材を７００℃以下の所定の温度まで加熱し、熱処理
ゾーンにおいては雰囲気ガスの組成を前記の条件がみた
されるように保ちながら被処理鋼材を７００℃を超える
所定の温度に加熱して実施する。
【００１１】
【作用】一般に鋼は、７００℃以下の温度では、雰囲気
が熱処理に適切でなくても、脱炭や浸炭はほとんど起ら
ない。 従って、昇温の過程で雰囲気ガスを脱炭浸炭
の生じない組成にコントロールしたのち、所定の熱処理
温度にすることによって、被処理材の付着水やスケール
の影響を断って、熱処理を行なうことができる。雰囲気
ガスに関する前記の条件は、それぞれ下記の理由で選択
したものである。
が熱処理に適切でなくても、脱炭や浸炭はほとんど起ら
ない。 従って、昇温の過程で雰囲気ガスを脱炭浸炭
の生じない組成にコントロールしたのち、所定の熱処理
温度にすることによって、被処理材の付着水やスケール
の影響を断って、熱処理を行なうことができる。雰囲気
ガスに関する前記の条件は、それぞれ下記の理由で選択
したものである。
【００１２】ＣＯ：１〜４％，ＣＯ２ ：０．１５％以
下，ＰＦ＝（％ＣＯ）２ ／（％ＣＯ）：５０〜２５０
雰囲気ガス中のＣＯが１％に達しない少量では、脱炭傾
向を生じる。 一方ＣＯ量が高くなると、さまざまな
Ｃ量の鋼種を一緒に熱処理することが困難になる。
ＣＯ２ 量を０．１５％以内にするのも、同じ理由であ
る。 ＰＦ（ポテンシャルファクター）は、５０に達
しない値では脱炭が、２５０を超える値では浸炭が、そ
れぞれ起る。 ＲＸガスのようなＣＯ２ 量の高い雰
囲気中で熱処理する場合、適切なＰＦの値は各鋼種によ
って異なるそれぞれ狹い範囲にあったが、本発明に従え
ば、５０〜２５０の広い範囲内で多くの鋼を、脱炭浸炭
の心配なく熱処理することができる。
下，ＰＦ＝（％ＣＯ）２ ／（％ＣＯ）：５０〜２５０
雰囲気ガス中のＣＯが１％に達しない少量では、脱炭傾
向を生じる。 一方ＣＯ量が高くなると、さまざまな
Ｃ量の鋼種を一緒に熱処理することが困難になる。
ＣＯ２ 量を０．１５％以内にするのも、同じ理由であ
る。 ＰＦ（ポテンシャルファクター）は、５０に達
しない値では脱炭が、２５０を超える値では浸炭が、そ
れぞれ起る。 ＲＸガスのようなＣＯ２ 量の高い雰
囲気中で熱処理する場合、適切なＰＦの値は各鋼種によ
って異なるそれぞれ狹い範囲にあったが、本発明に従え
ば、５０〜２５０の広い範囲内で多くの鋼を、脱炭浸炭
の心配なく熱処理することができる。
【００１３】Ｈ２ ：０〜４％
Ｈ２ は、炉内酸素と反応してＨ２ Ｏを生成すること
により露点を高くして脱炭の原因となるので、できるだ
け低い含有量が望ましいが、ＣＯガスの製造に伴いＨ２
も生成し、雰囲気ガス中に混入しがちである。 ４
％の値は、その許容限度として定めた。
により露点を高くして脱炭の原因となるので、できるだ
け低い含有量が望ましいが、ＣＯガスの製造に伴いＨ２
も生成し、雰囲気ガス中に混入しがちである。 ４
％の値は、その許容限度として定めた。
【００１４】露点：−２０℃以下
いうまでもなく、Ｈ２ Ｏによる脱炭を防ぐためには雰
囲気ガス中の水分は少いほどよいが、本発明では比較的
ゆるい上記の条件をみたせばよい。
囲気ガス中の水分は少いほどよいが、本発明では比較的
ゆるい上記の条件をみたせばよい。
【００１５】
【実施例】Ｓ４５Ｃ（構造用炭素鋼）、ＳＣＭ４３５（
構造用クロムモリブデン鋼）およびＳＵＰ７（ばね鋼）
の３種を被処理材とし、回分式加熱炉に入れて、図１に
示すサイクルで熱処理した。
構造用クロムモリブデン鋼）およびＳＵＰ７（ばね鋼）
の３種を被処理材とし、回分式加熱炉に入れて、図１に
示すサイクルで熱処理した。
【００１６】雰囲気ガスはＮ２ ＋ＣＯ＋Ｈ２ 混合ガ
スであって、図２に示すプロセスにより用意したもので
ある。
スであって、図２に示すプロセスにより用意したもので
ある。
【００１７】各鋼材の脱炭または浸炭の状況を、雰囲気
ガスのＣＯ２ 濃度とＰＦに関しては図３に、また露点
とＰＦに関しては図４に、それぞれ示す。 これらの
図において、破線で囲まれた部分が、脱炭も浸炭も生じ
ないで熱処理できる本発明の領域である。
ガスのＣＯ２ 濃度とＰＦに関しては図３に、また露点
とＰＦに関しては図４に、それぞれ示す。 これらの
図において、破線で囲まれた部分が、脱炭も浸炭も生じ
ないで熱処理できる本発明の領域である。
【００１８】
【発明の効果】本発明の方法に従えば、異なるＣ量の鋼
を多種類混合して一挙に熱処理することができる。
Ｃ量の範囲は、実施例に挙げたＳ４５Ｃ（０．４５％）
、ＳＣＭ４３５（０．３５％）のレベルに限らず、もっ
と低いもの、たとえばＳ１５Ｃ（０．１５％）から、も
っと高いもの、たとえばＳＵＪ２（軸受鋼、０．９５〜
１．１０％）に及ぶし、ＳＵＰ７のように高Ｓｉ（１．
８０〜２．２０％）のため脱炭しやすいものも包含する
。 従って、本発明は熱処理を施す鋼製品の多品種少
量生産に好適である。
を多種類混合して一挙に熱処理することができる。
Ｃ量の範囲は、実施例に挙げたＳ４５Ｃ（０．４５％）
、ＳＣＭ４３５（０．３５％）のレベルに限らず、もっ
と低いもの、たとえばＳ１５Ｃ（０．１５％）から、も
っと高いもの、たとえばＳＵＪ２（軸受鋼、０．９５〜
１．１０％）に及ぶし、ＳＵＰ７のように高Ｓｉ（１．
８０〜２．２０％）のため脱炭しやすいものも包含する
。 従って、本発明は熱処理を施す鋼製品の多品種少
量生産に好適である。
【図１】 本発明の実施例における熱処理サイクルを
示す概念図。
示す概念図。
【図２】 本発明の熱処理法に使用する雰囲気ガスの
製法について、一例を示すプロセスフローチャート。
製法について、一例を示すプロセスフローチャート。
【図３】 本発明の実施例のデータであって、各種の
鋼材の脱炭浸炭の状況を、ＣＯ２ 濃度およびＰＦとの
関係において示したグラフ。
鋼材の脱炭浸炭の状況を、ＣＯ２ 濃度およびＰＦとの
関係において示したグラフ。
【図４】 図３と同様に、各種の鋼材の脱炭浸炭の状
況を、露点およびＰＦとの関係において示したグラフ。
況を、露点およびＰＦとの関係において示したグラフ。
Claims (3)
- 【請求項１】 熱処理炉内で、Ｎ２ を主成分とし少
量のＣＯまたはＣＯおよびＨ２ を含有する雰囲気ガス
中で鋼を熱処理するに当り、被処理鋼材の温度が７００
℃に上昇するまでの間につぎの条件がみたされるように
雰囲気ガスの組成をコントロールし、 ＣＯ：１〜４％，ＣＯ２ ：０．１５％以下，Ｈ２ ：
０〜４％ 露点：−２０℃以下，ＰＦ＝（％ＣＯ）２ ／（％ＣＯ
２ ）：５０〜２５０ この条件を確保した上で、７００℃を超える所定の温度
に被処理鋼材を加熱することを特徴とする鋼の熱処理方
法。 - 【請求項２】 バッチ式加熱炉を使用し、昇温時にＮ
２ またはＣＯを含有するＮ２ を炉内に流通させるこ
とにより前記の条件がみたされるよう、雰囲気ガスのコ
ントロールを行なって実施する請求項１の熱処理方法。 - 【請求項３】 連続式加熱炉を使用し、炉内を予備処
理ゾーンおよび熱処理ゾーンに分けて両ゾーンの間の雰
囲気を遮断し、予備処理ゾーンにおいてはＮ２またはＣ
Ｏを含有するＮ２ をゾーンに流通させることにより前
記の条件がみたされるよう雰囲気ガスのコントロールを
行ないながら被処理鋼材を７００℃以下の所定の温度ま
で加熱し、熱処理ゾーンにおいては雰囲気ガスの組成を
前記の条件がみたされるように保ちながら被処理鋼材を
７００℃を超える所定の温度に加熱して実施する請求項
１の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP532091A JPH04263009A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 鋼の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP532091A JPH04263009A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 鋼の熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04263009A true JPH04263009A (ja) | 1992-09-18 |
Family
ID=11607965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP532091A Pending JPH04263009A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | 鋼の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04263009A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996017215A1 (fr) * | 1994-12-02 | 1996-06-06 | Kawasaki Steel Corporation | Procede de chauffage non oxidant et appareil afferent |
| JP2012032113A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Air Liquide Japan Ltd | 熱処理雰囲気ガスの供給装置および供給方法 |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP532091A patent/JPH04263009A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996017215A1 (fr) * | 1994-12-02 | 1996-06-06 | Kawasaki Steel Corporation | Procede de chauffage non oxidant et appareil afferent |
| US5700420A (en) * | 1994-12-02 | 1997-12-23 | Kawasaki Steel Corporation | Non-oxidizing heating method and apparatus |
| JP2012032113A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Air Liquide Japan Ltd | 熱処理雰囲気ガスの供給装置および供給方法 |
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