JPH04333519A - 良電磁厚板の製造法 - Google Patents
良電磁厚板の製造法Info
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- JPH04333519A JPH04333519A JP3104489A JP10448991A JPH04333519A JP H04333519 A JPH04333519 A JP H04333519A JP 3104489 A JP3104489 A JP 3104489A JP 10448991 A JP10448991 A JP 10448991A JP H04333519 A JPH04333519 A JP H04333519A
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Landscapes
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Soft Magnetic Materials (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】本発明は高強度で、中磁場での磁
気特性の優れた良電磁厚板の製造法を提供するものであ
る。
気特性の優れた良電磁厚板の製造法を提供するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年最先端科学技術である素粒子研究や
医療機器の進歩に伴って、大型構造物に磁気を用いる装
置が使われ、その性能向上が求められている。直流磁化
条件で使用される粒子加速器用磁極材、リターンヨーク
材では、高い飽和磁束密度の他に１０Ｏｅ（８００Ａ／
ｍ）付近の中磁場での高い磁束密度が求められている。
医療機器の進歩に伴って、大型構造物に磁気を用いる装
置が使われ、その性能向上が求められている。直流磁化
条件で使用される粒子加速器用磁極材、リターンヨーク
材では、高い飽和磁束密度の他に１０Ｏｅ（８００Ａ／
ｍ）付近の中磁場での高い磁束密度が求められている。
【０００３】磁束密度に優れた電磁鋼板としては、従来
から薄板分野で珪素鋼板、電磁軟鉄板をはじめとする数
多くの材料が提供されているのは公知である。しかし、
構造部材として使用するには組立加工及び強度上の問題
があり、厚鋼板を利用する必要が生じてくる。これまで
電磁厚板としては純鉄系成分で製造されている。たとえ
ば、特開昭６０−９６７４９号公報が公知である。
から薄板分野で珪素鋼板、電磁軟鉄板をはじめとする数
多くの材料が提供されているのは公知である。しかし、
構造部材として使用するには組立加工及び強度上の問題
があり、厚鋼板を利用する必要が生じてくる。これまで
電磁厚板としては純鉄系成分で製造されている。たとえ
ば、特開昭６０−９６７４９号公報が公知である。
【０００４】しかしながら、近年の装置の大型化、能力
の向上等に伴いさらに磁気特性の優れた、高強度で、特
に中磁場、たとえば１０Ｏｅ（８００Ａ／ｍ）付近での
磁束密度の高い鋼材開発の要望が強い。前掲の特許等で
開発された鋼材では、強度も低く、１０Ｏｅ付近での中
磁場の高い磁束密度が安定して得られていない。
の向上等に伴いさらに磁気特性の優れた、高強度で、特
に中磁場、たとえば１０Ｏｅ（８００Ａ／ｍ）付近での
磁束密度の高い鋼材開発の要望が強い。前掲の特許等で
開発された鋼材では、強度も低く、１０Ｏｅ付近での中
磁場の高い磁束密度が安定して得られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は以上の
点を鑑みなされたもので、高強度で、中磁場での磁気特
性の優れた良電磁厚板の製造法を提供するものである。
点を鑑みなされたもので、高強度で、中磁場での磁気特
性の優れた良電磁厚板の製造法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は重量％で、Ｃ：
０．０１％以下、Ｓｉ：０．０２％以下、Ｍｎ：０．２
０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．１０％以
上、３．０％以下、Ｎ：０．００４％以下、Ｏ：０．０
０５％以下、Ｈ：０．０００２％以下、残部実質的に鉄
からなる鋼組成の鋼片または、鋳片を９５０〜１１５０
℃に加熱し、８００℃以上で圧延形状比Ａが０．６以上
の圧延パスを１回以上はとる圧延を行ない、引き続き８
００℃以下で圧下率を３５〜７０％とする圧延を行なう
ことを特徴とする高強度で、中磁場での磁気特性の優れ
た良電磁厚板の製造法である。
０．０１％以下、Ｓｉ：０．０２％以下、Ｍｎ：０．２
０％以下、Ｓ：０．０１０％以下、Ａｌ：０．１０％以
上、３．０％以下、Ｎ：０．００４％以下、Ｏ：０．０
０５％以下、Ｈ：０．０００２％以下、残部実質的に鉄
からなる鋼組成の鋼片または、鋳片を９５０〜１１５０
℃に加熱し、８００℃以上で圧延形状比Ａが０．６以上
の圧延パスを１回以上はとる圧延を行ない、引き続き８
００℃以下で圧下率を３５〜７０％とする圧延を行なう
ことを特徴とする高強度で、中磁場での磁気特性の優れ
た良電磁厚板の製造法である。
【０００７】
【数２】
【０００８】
【作用】従来は低磁場で高磁束密度を得るためには、磁
壁の移動の障害となる結晶粒の粗大化が重要な技術とな
っていた（特開昭６０−９６７４９号公報）。これに対
し、中磁場で高磁束密度を得るための方法については知
見がなかった。
壁の移動の障害となる結晶粒の粗大化が重要な技術とな
っていた（特開昭６０−９６７４９号公報）。これに対
し、中磁場で高磁束密度を得るための方法については知
見がなかった。
【０００９】発明者らは、ここにおいて中磁場で高磁束
密度を得るためには、従来言われていた磁壁を移動しや
すくするための結晶粒の粗大化よりも、磁化容易方向が
板面に平行な方向を向いていることが重要であることを
見出した。つまり、〔１００〕方向が板面に平行な方向
にランダムとなることで、中磁場の磁気特性が大幅に向
上すること見出したのである。
密度を得るためには、従来言われていた磁壁を移動しや
すくするための結晶粒の粗大化よりも、磁化容易方向が
板面に平行な方向を向いていることが重要であることを
見出した。つまり、〔１００〕方向が板面に平行な方向
にランダムとなることで、中磁場の磁気特性が大幅に向
上すること見出したのである。
【００１０】さらに、高強度を得るためには、低温領域
である値以上の圧下率を施し、かつ、圧延ままで製品と
することが重要であることを見出した。これらのための
熱間圧延条件として、８００℃以下において３５％以上
７０％以下の圧下率をとることで、〔１００〕の結晶方
位を圧延方向に平行にランダムとなると同時に、高強度
が得られる。
である値以上の圧下率を施し、かつ、圧延ままで製品と
することが重要であることを見出した。これらのための
熱間圧延条件として、８００℃以下において３５％以上
７０％以下の圧下率をとることで、〔１００〕の結晶方
位を圧延方向に平行にランダムとなると同時に、高強度
が得られる。
【００１１】図１に０．０７Ｍｎ−２．１Ａｌ鋼での８
００℃以下の圧下率と１０Ｏｅでの磁束密度を示す。３
５〜７０％の圧下により、高磁束密度が得られる。さら
に中磁場での高磁束密度を得るための手段として、内部
応力の原因となる元素及び空隙性欠陥の作用につき詳細
な検討を行ない、所期の目的を達成した。また、空隙性
欠陥の影響についても種々検討した結果、そのサイズが
１００μ以上のものが磁気特性を大幅に低下することを
知見したものである。そしてこの１００μ以上の有害な
空隙性欠陥をなくすためには圧延形状比Ａが０．６以上
必要であることを見出した。
００℃以下の圧下率と１０Ｏｅでの磁束密度を示す。３
５〜７０％の圧下により、高磁束密度が得られる。さら
に中磁場での高磁束密度を得るための手段として、内部
応力の原因となる元素及び空隙性欠陥の作用につき詳細
な検討を行ない、所期の目的を達成した。また、空隙性
欠陥の影響についても種々検討した結果、そのサイズが
１００μ以上のものが磁気特性を大幅に低下することを
知見したものである。そしてこの１００μ以上の有害な
空隙性欠陥をなくすためには圧延形状比Ａが０．６以上
必要であることを見出した。
【００１２】
【数３】
【００１３】さらに、鋼中の水素の存在も有害で、脱水
素熱処理を行なうことによって磁気特性が大幅に向上す
ることを知見した。高形状比圧延により空隙性欠陥のサ
イズを１００μ以下にし、かつ、脱水素熱処理により鋼
中水素を減少することで中磁場での磁束密度が大幅に上
昇する。
素熱処理を行なうことによって磁気特性が大幅に向上す
ることを知見した。高形状比圧延により空隙性欠陥のサ
イズを１００μ以下にし、かつ、脱水素熱処理により鋼
中水素を減少することで中磁場での磁束密度が大幅に上
昇する。
【００１４】成分元素に関しては、本製造法において、
特にＡｌ添加が低磁場で高磁束密度を得るために非常に
有効であることを見出した。図２は、０．００７Ｃ−０
．０９Ｍｎ鋼にあって、Ａｌ量が中磁場（１０Ｏｅ）で
の磁束密度に及ぼす影響を示したものである。本製造法
において、Ａｌ量が０．１〜３．０％、特に、０．９〜
２．５％の範囲で高い磁束密度を示している。
特にＡｌ添加が低磁場で高磁束密度を得るために非常に
有効であることを見出した。図２は、０．００７Ｃ−０
．０９Ｍｎ鋼にあって、Ａｌ量が中磁場（１０Ｏｅ）で
の磁束密度に及ぼす影響を示したものである。本製造法
において、Ａｌ量が０．１〜３．０％、特に、０．９〜
２．５％の範囲で高い磁束密度を示している。
【００１５】次に成分限定理由を述べる。Ｃは鋼中の内
部応力を高め、磁気特性、特に低磁場での磁束密度を最
も下げる元素であり、極力下げることが中磁場での磁束
密度を低下させないことに寄与する。また、磁気時効の
点からも低いほど経時低下が少なく、磁気特性の良い状
態で恒久的に使用できるものであり、このようなことか
ら、０．０１％以下に限定する。図３に示すようにさら
に、０．００５％以下にすることにより一層高磁束密度
が得られる。
部応力を高め、磁気特性、特に低磁場での磁束密度を最
も下げる元素であり、極力下げることが中磁場での磁束
密度を低下させないことに寄与する。また、磁気時効の
点からも低いほど経時低下が少なく、磁気特性の良い状
態で恒久的に使用できるものであり、このようなことか
ら、０．０１％以下に限定する。図３に示すようにさら
に、０．００５％以下にすることにより一層高磁束密度
が得られる。
【００１６】Ｍｎは中磁場での磁束密度の点から少ない
方が好ましく、ＭｎはＭｎＳ系介在物を生成する点から
も低い方がよい。この意味からＭｎは０．２０％以下に
限定する。Ｍｎに関してはＭｎＳ系介在物を生成する点
よりさらに望ましくは０．１０％以下がよい。
方が好ましく、ＭｎはＭｎＳ系介在物を生成する点から
も低い方がよい。この意味からＭｎは０．２０％以下に
限定する。Ｍｎに関してはＭｎＳ系介在物を生成する点
よりさらに望ましくは０．１０％以下がよい。
【００１７】Ｓ，Ｏは鋼中において非金属介在物を形成
し、結晶粒の粗大化を妨げる害を及ぼし含有量が多くな
るに従って磁束密度の低下が見られ、磁気特性を低下さ
せるので少ない程よい。このため、Ｓは０．０１０％以
下、Ｏは０．００５％以下とした。
し、結晶粒の粗大化を妨げる害を及ぼし含有量が多くな
るに従って磁束密度の低下が見られ、磁気特性を低下さ
せるので少ない程よい。このため、Ｓは０．０１０％以
下、Ｏは０．００５％以下とした。
【００１８】Ａｌは中磁場での磁束密度の点から添加し
た方が有利な元素である。図２に示すように、０．１〜
３．０％の範囲で、さらに望ましくは、０．９〜２．５
％の範囲で添加する。
た方が有利な元素である。図２に示すように、０．１〜
３．０％の範囲で、さらに望ましくは、０．９〜２．５
％の範囲で添加する。
【００１９】Ｎは内部応力を高めかつＡｌＮにより結晶
粒微細化作用により中磁場での磁束密度を低下させるの
で上限は０．００４％とする。Ｈは磁気特性を低下させ
、かつ、空隙性欠陥の減少を妨げるので０．０００２％
以下とする。
粒微細化作用により中磁場での磁束密度を低下させるの
で上限は０．００４％とする。Ｈは磁気特性を低下させ
、かつ、空隙性欠陥の減少を妨げるので０．０００２％
以下とする。
【００２０】次に製造法について述べる。圧延条件につ
いては、まず圧延前加熱温度を１１５０℃以下にするの
は、１１５０℃を超える加熱温度では、加熱γ粒径の板
厚方向のバラツキは大きく、このバラツキが圧延後も残
り最終的な結晶粒が不均一となるため、上限を１１５０
℃とする。加熱温度が９５０℃未満となると圧延の変形
抵抗が大きくなり、以下に述べる空隙性欠陥をなくすた
めの形状比の高い圧延の圧延負荷が大きくなるため、９
５０℃を下限とする。
いては、まず圧延前加熱温度を１１５０℃以下にするの
は、１１５０℃を超える加熱温度では、加熱γ粒径の板
厚方向のバラツキは大きく、このバラツキが圧延後も残
り最終的な結晶粒が不均一となるため、上限を１１５０
℃とする。加熱温度が９５０℃未満となると圧延の変形
抵抗が大きくなり、以下に述べる空隙性欠陥をなくすた
めの形状比の高い圧延の圧延負荷が大きくなるため、９
５０℃を下限とする。
【００２１】熱間圧延にあたり前述の空隙性欠陥は鋼の
凝固過程で大小はあるが、必ず発生するものでありこれ
をなくす手段は圧延によらなければならないので、熱間
圧延の役目は重要である。すなわち、熱間圧延１回当た
りの変形量を大きくし板厚中心部にまで変形が及ぶ熱間
圧延が有効である。
凝固過程で大小はあるが、必ず発生するものでありこれ
をなくす手段は圧延によらなければならないので、熱間
圧延の役目は重要である。すなわち、熱間圧延１回当た
りの変形量を大きくし板厚中心部にまで変形が及ぶ熱間
圧延が有効である。
【００２２】具体的には圧延形状比Ａが０．６以上の圧
延パスが１回以上を含む高形状比圧延を行ない、空隙性
欠陥のサイズを１００μ以下にすることが磁気特性によ
い。圧延中にこの高形状比圧延により空隙性欠陥をなく
すことで、後で行なう脱水素熱処理における脱水素効率
が飛躍的に上昇するのである。
延パスが１回以上を含む高形状比圧延を行ない、空隙性
欠陥のサイズを１００μ以下にすることが磁気特性によ
い。圧延中にこの高形状比圧延により空隙性欠陥をなく
すことで、後で行なう脱水素熱処理における脱水素効率
が飛躍的に上昇するのである。
【００２３】次に８００℃以下の温度において累積圧下
率３５％以上にすることにより、〔１００〕の結晶方位
を圧延方向に平行にランダムとする。ただし７０％超の
圧下率になると、熱処理後結晶粒度が板厚方向に不均一
になり、磁束密度のばらつきを大きくする。さらに、図
４に示すように、８００℃以下の温度において累積圧下
率３５％以上にすることにより、高強度が得られる。従
って高強度で、中磁場で高い磁気特性を得るために、圧
下率を３５〜７０％とする。
率３５％以上にすることにより、〔１００〕の結晶方位
を圧延方向に平行にランダムとする。ただし７０％超の
圧下率になると、熱処理後結晶粒度が板厚方向に不均一
になり、磁束密度のばらつきを大きくする。さらに、図
４に示すように、８００℃以下の温度において累積圧下
率３５％以上にすることにより、高強度が得られる。従
って高強度で、中磁場で高い磁気特性を得るために、圧
下率を３５〜７０％とする。
【００２４】
【実施例】表１に電磁厚板の製造条件とフェライト粒径
、中磁場での磁束密度を示す。
、中磁場での磁束密度を示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】例１〜７は本発明の実施例を示し、例８〜
２０は比較例を示す。例１〜４は板厚１００ｍｍに仕上
げたもので、高強度で、中磁場で高磁束密度を示す。例
１に比べ、例２はさらに低Ｃ、例３，４は低Ｍｎであり
、より高い磁気特性を示す。例５は５００ｍｍ、例６は
４０ｍｍ、例７は６ｍｍに仕上げたもので、高強度で、
中磁場で高磁束密度である。
２０は比較例を示す。例１〜４は板厚１００ｍｍに仕上
げたもので、高強度で、中磁場で高磁束密度を示す。例
１に比べ、例２はさらに低Ｃ、例３，４は低Ｍｎであり
、より高い磁気特性を示す。例５は５００ｍｍ、例６は
４０ｍｍ、例７は６ｍｍに仕上げたもので、高強度で、
中磁場で高磁束密度である。
【００２８】例８はＣが高く、例９はＳｉが高く、例１
０はＭｎが高く、例１１はＳが高く、それぞれ上限、下
段を超えるため低磁気特性となっている。例１２はＡｌ
が低く、強度が低く、低磁気特性となっている。例１３
はＡｌが高く、例１４はＮが高く、例１５はＯが高く、
例１６はＨが高く、それぞれ上限、下限を超えるため低
磁気特性値となっている。例１７は加熱温度が上限を超
え低磁気特性となっている。例１８は加熱温度が下限を
はずれ、低磁気特性となっている。例１９は８００℃以
下の圧下率が下限をはずれ低磁気特性となっている。例
２０は最大形状比が下限をはずれ、低磁気特性となって
いる。
０はＭｎが高く、例１１はＳが高く、それぞれ上限、下
段を超えるため低磁気特性となっている。例１２はＡｌ
が低く、強度が低く、低磁気特性となっている。例１３
はＡｌが高く、例１４はＮが高く、例１５はＯが高く、
例１６はＨが高く、それぞれ上限、下限を超えるため低
磁気特性値となっている。例１７は加熱温度が上限を超
え低磁気特性となっている。例１８は加熱温度が下限を
はずれ、低磁気特性となっている。例１９は８００℃以
下の圧下率が下限をはずれ低磁気特性となっている。例
２０は最大形状比が下限をはずれ、低磁気特性となって
いる。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば適切な成分限定により板
厚の厚い厚鋼板に均質な高電磁特性を具備せしめること
に成功し、直流磁化による磁気特性を利用する構造物に
適用可能としたものであり、かつその製造法も前述の成
分限定と熱間圧延を行なう方式であり、極めて経済的に
製造する方法を提供するもので産業上多大な効果を奏す
るものである。
厚の厚い厚鋼板に均質な高電磁特性を具備せしめること
に成功し、直流磁化による磁気特性を利用する構造物に
適用可能としたものであり、かつその製造法も前述の成
分限定と熱間圧延を行なう方式であり、極めて経済的に
製造する方法を提供するもので産業上多大な効果を奏す
るものである。
【図１】１０Ｏｅにおける磁束密度に及ぼす８００℃以
下の圧下率の影響を示すグラフである。
下の圧下率の影響を示すグラフである。
【図２】１０Ｏｅにおける磁束密度に及ぼすＡｌ量の影
響を示すグラフである。
響を示すグラフである。
【図３】１０Ｏｅにおける磁束密度に及ぼすＣ含有量の
影響を示すグラフである。
影響を示すグラフである。
【図４】引張強さに及ぼす８００℃以下の圧下率の影響
を示すグラフである。
を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．０１％以下、 Ｓｉ：０．０２％以下、 Ｍｎ；０．２０％以下、 Ｓ ：０．０１０％以下、 Ａｌ：０．１０％以上、３．０％以下 Ｎ ：０．００４％以下、 Ｏ ：０．００５％以下、 Ｈ ：０．０００２％以下、 残部実質的に鉄からなる鋼組成の鋼片または、鋳片を９
５０〜１１５０℃に加熱し、８００℃以上で圧延形状比
Ａが０．６以上の圧延パスを１回以上はとる圧延を行な
い、引き読き８００℃以下で圧下率を３５〜７０％とす
る圧延を行なうことを特徴とする高強度で、中磁場での
磁気特性の優れた良電磁厚板の製造法。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104489A JP2503124B2 (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 良電磁厚板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3104489A JP2503124B2 (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 良電磁厚板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04333519A true JPH04333519A (ja) | 1992-11-20 |
| JP2503124B2 JP2503124B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
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-
1991
- 1991-05-09 JP JP3104489A patent/JP2503124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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