JPH04333520A - 良電磁厚板の製造方法 - Google Patents

良電磁厚板の製造方法

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JPH04333520A
JPH04333520A JP3104490A JP10449091A JPH04333520A JP H04333520 A JPH04333520 A JP H04333520A JP 3104490 A JP3104490 A JP 3104490A JP 10449091 A JP10449091 A JP 10449091A JP H04333520 A JPH04333520 A JP H04333520A
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Yukio Tomita
冨田 幸男
Tatsuya Kumagai
達也 熊谷
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Nippon Steel Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は中磁場での磁気特性の優
れた高強度な、良電磁厚板の製造方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。
【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。
【0004】しかしながら、近年の装置の大型化、能力
の向上等に伴い高強度で、さらに磁気特性の優れた、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、強度が低く、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
性の優れた無方向性電磁厚板の製造方法を提供するもの
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:0.10%以上、3.5%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95
0〜1150℃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方法である。
【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。
【0009】発見者らは、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
上することを見出したのである。
【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。
【0011】図1に1.5Si−0.06Mn−1.1
Al鋼での800℃以下の圧下率と10Oeでの磁束密
度を示す。35〜70%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
【0012】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。
【0013】
【数3】
【0014】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。
【0015】成分元素に関しては、本製造法において、
特にSi及び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及び図3は、
0.007C−0.09Mn鋼にあって、Si量及びA
l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、Si量が0.1
〜3.5%、特に0.6〜2.5%の範囲で、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。
【0016】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4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。
【0017】Si,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。Siに関しては、図2
に示すように、0.1〜3.5%の範囲で、さらに望ま
しくは、0.6〜3.0%の範囲で添加する。Alに関
しては、図4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。
【0018】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。
【0019】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。
【0020】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。
【0021】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。
【0022】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。
【0023】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。
【0024】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
5に示すように800℃以下の温度において累積圧下率
を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。
【0025】
【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。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】例1〜7は本発明の実施例を示し、例8〜
21は比較例を示す。例1〜4は板厚90mm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450mm、例6は45
mm、例7は60mmに仕上げたもので高強度で、中磁
場で高磁束密度である。
【0029】例8はCが高く、例9はSiが低く、例1
0はSiが高く、例11はMnが高く、例12はSが高
く、例13はAlが低く、例14はAlが高く、例15
はNが高く、例16はOが高く、例17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18は加熱温度が上限を超え低磁束密度となって
いる。例19は加熱温度が下限をはずれ、低磁束密度と
なっている。例20は800℃以下の圧下率が下限をは
ずれ強度が低く、低磁束密度となっている。例21は最
大形状比が下限をはずれ、低磁束密度となっている。
【0030】
【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、かつその製造方法も前述の
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】10Oeにおける磁束密度におよぼす800℃
以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Si量の影
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Al量の影
響を示すグラフである。
【図4】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。
【図5】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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  重量%で、 C  :0.01%以下、 Si:0.10%以上、3.5%以下、Mn:0.20
    %以下、 S  :0.010%以下、 Al:0.10%以上、3.0%以下、N  :0.0
    04%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95
    0〜1150℃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方法。 【数1】
JP3104490A 1991-05-09 1991-05-09 良電磁厚板の製造方法 Expired - Lifetime JP2503125B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2836930A1 (fr) * 2002-03-11 2003-09-12 Usinor Acier lamine a chaud a tres haute resistance et de faible densite

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