JPH04333527A - 棒鋼線材の球状化焼鈍方法 - Google Patents

棒鋼線材の球状化焼鈍方法

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JPH04333527A
JPH04333527A JP13022491A JP13022491A JPH04333527A JP H04333527 A JPH04333527 A JP H04333527A JP 13022491 A JP13022491 A JP 13022491A JP 13022491 A JP13022491 A JP 13022491A JP H04333527 A JPH04333527 A JP H04333527A
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JP
Japan
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temp
holding temperature
steel
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Withdrawn
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JP13022491A
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English (en)
Inventor
Tatsuro Ochi
達朗 越智
Yoshiro Koyasu
子安 善郎
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は棒鋼線材の球状化焼鈍方
法にかかわり、さらに詳しくは、各種ボルト部品、自動
車部品、建設機械部品、軸受け部品等の製造に際して、
球状化焼鈍による軟質化レベルを向上し、その後の切断
、冷間鍛造、切削等の冷間成形を容易に行うことを可能
にした球状化焼鈍方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、各種ボルト部品、自動車部品、建
設機械部品、軸受け部品等の大半は、棒鋼線材を切断、
冷間鍛造、切削等の冷間成形を行うことによって製造さ
れている。冷間成形に際しては、圧延ままでは通常硬す
ぎて冷間成形が困難であるため、冷間成形の前に冷間加
工性の向上を目的として、球状化焼鈍が行われている。 しかしながら、現状では十分な軟質化レベルに達してお
らず、例えば冷間鍛造の場合では、工具寿命を一層向上
させるために、鋼材の一層の軟質化が求められている。 これに対して、特公昭41−19283号公報には、棒
鋼線材を200℃〜再結晶温度域で30%以上の加工を
加えることを特徴とする鋼の球状化焼鈍のための予備処
理法が示されている。この方法を用いれば、球状化焼鈍
により炭化物の球状化が促進され、強度も顕著に低下す
る。しかしながら、200℃〜再結晶温度域での加工付
与には特殊な装置が必要なため、必ずしも普及していな
いのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、焼鈍
前の予備加工処理なしに球状化焼鈍のみで優れた軟質化
レベルを実現し得る棒鋼線材の球状化焼鈍方法を提供し
ようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段、作用】本発明者らは、球
状化焼鈍のみで優れた軟質化レベルを実現するために、
鋭意検討を行ない次の知見を得た。 (1)良好な球状化組織を得るためには、次の4点がポ
イントである。 ■鋼材がMn、Crを含有する炭素鋼であること。 ■徐冷前の加熱保定時に未溶解セメンタイトを適量残存
させること。 ■未溶解セメンタイトを適量残存させるためには、セメ
ンタイト中にMn等の第三元素が適量溶存することが必
須であり、そのためには昇温過程でAc1−100℃〜
Ac1で保定することが有効であること。 ■球状炭化物の生成は、Ar1点直下で未溶解セメンタ
イトが球状化成長することにより起こるため、冷却過程
でAr1〜Ar1−70℃の温度範囲を徐冷するか(平
均冷却速度で0.05℃/分以上、0.4℃/分以下)
、またはAr1−5〜Ar1−50℃の温度範囲で保定
すること(60〜240分)。 (2)棒鋼線材が粒度9番以上のフェライト・パーライ
ト組織を有する鋼材を用いることによりさらに良好な球
状化組織が得られる。本発明は以上の新規なる知見にも
とずいてなされたものであって、その要旨とするところ
は、 C:0.1〜0.5%、Mn:0.25〜2.0%、C
r:0.1〜2.0%を含有する鋼を球状化焼鈍するに
際して、第一保定温度をAc1−100〜Ac1とし、
第二保定温度をC≦0.8%の場合Ac1+5〜Ac3
−5℃、C>0.8%の場合Ac1+5〜Accm−5
℃とし、第三保定温度をAr1−5〜Ar1−50℃と
し、A)第一保定温度まで任意の加熱速度で加熱し、該
温度で30〜120分保定する工程、 B)その後、第二保定温度まで任意の加熱速度で加熱し
、該温度で180分以内保持する工程、C)その後、A
r1まで任意の冷却速度で冷却し、Ar1〜Ar1−7
0℃の温度範囲を平均冷却速度で0.05℃/分以上、
0.4℃/分以下の冷却速度で冷却するか、または第三
保定温度まで任意の冷却速度で冷却し、該温度において
60〜240分保持する工程、D)その後、任意の冷却
速度で冷却する工程。 上記各工程を連続して行うことを特徴とする棒鋼線材の
球状化焼鈍方法、またはさらに上記の棒鋼線材が粒度9
番以上のフェライト・パーライト組織を有する鋼材とす
る棒鋼線材の球状化焼鈍方法にある。
【0005】以下に、本発明を詳細に説明する。まず、
対象鋼材として、C:0.1〜1.5%、Mn:0.2
5〜2.0%、Cr:0.1〜2.0%を含有する鋼と
したのは、次の理由による。本発明で対象としている棒
鋼線材は、最終工程で焼入れ焼戻し処理をして所定の強
度靱性を確保するが、Cが0.1未満では十分な強度が
得られず、Cが1.5%を超えるとかえって靱性が劣化
するので、C:0.1〜1.5%とした。次にMn、C
rは焼入れ性の確保、およびセメンタイト中に溶存して
安定化し焼鈍加熱時に未溶解セメンタイトを適量残存さ
せるために重要であるが、Mn:0.25%未満、Cr
:0.1%未満ではその効果は小さく、一方Mn:2%
超、Cr:2.0%超ではこれらの効果は飽和するので
、Mn:0.25〜2.0%、Cr:0.1〜2.0%
とした。なお、本発明では、上記のC、Mn、Crの含
有を必須とするが、このほかに脱酸元素としてSi、A
lを、焼入れ性増加を目的としてCr、Mo、Niを、
粒度調整を目的としてNb、V、Ti、Nを、被削性向
上を目的としてSを必要に応じて含有することができる
【0006】次に、球状化焼鈍するに際して、本発明で
はまず第一保定温度Ac1−100℃〜Ac1で30〜
120分保定するのであるが、これはセメンタイト中に
Mn等の第三元素を適量濃縮させて、セメンタイトを安
定化させるためである。保定温度Ac1−100℃未満
、保定時間30分未満ではこの効果は小さく、一方保定
温度がAc1を超えるとセメンタイトが溶けてしまうの
でこの効果はなくなり、また保定時間が120分を超え
るとこの効果は飽和するので第一保定温度Ac1−10
0℃〜Ac1で30〜120分保定とした。次に、第二
保定温度をC≦0.8%の場合Ac1+5〜Ac3−5
℃、C>0.8%の場合Ac1+5〜Accm−5℃と
したのは、Ac1+5未満では、ラメラ状の未溶解セメ
ンタイトが残り、軟質化が不十分なためであり、またA
c3−5℃またはAccm−5℃を超えると逆にセメン
タイトのほとんどが溶解し球状炭化物の核がなくなるた
め、再生パーライトが生じて軟質化が不十分になるため
である。また、第二保定温度で180分以内保定するの
は、保定時間が180分を超えるとセメンタイトが過度
に溶解して、球状炭化物の核となる未溶解セメンタイト
が少なくなり、軟質化レベルが劣化するためである。そ
の後、Ar1〜Ar1−70℃の温度範囲を平均冷却速
度で0.05℃/分以上、0.4℃/分以下の冷却速度
で冷却するか、または第三保定温度Ar1−5〜Ar1
−50℃において60〜240分保持するのは次の理由
による。 まず連続冷却の場合、 球状セメンタイトは
Ar1〜Ar1−70℃の温度範囲で析出する。したが
って、徐冷開始温度がAr1未満あるいは徐冷終了温度
がAr1−70℃を超えると球状セメンタイトの析出が
妨げられ球状化組織が著しく劣化するため、徐冷温度範
囲をAr1〜Ar1−70℃とした。次に、この区間の
冷却速度が0.4℃/分を超えれば再生パーライトが発
生しやすくなるため、0.4℃/分以下とした。また、
徐冷速度は小さいほど良いが、0.05℃/分未満では
その効果は飽和しいたずらに焼鈍時間を延長させること
になるため下限を0.05℃/分とした。次に、等温保
持する場合、第三保定温度を、Ar1−5〜Ar1−5
0℃の範囲とするのは次の理由による。等温変態におい
て、球状セメンタイトはAr1〜Ar1−50℃の温度
範囲で析出する。ただし、第三保定温度がAr1−50
℃を超えると球状セメンタイトの析出に長時間を要する
ので、第三保定温度の上限をAr1−5とした。一方、
第三保定温度がAr1−50℃未満であると球状セメン
タイト組織が過度に微細となり強度が増加するため、第
三保定温度の下限をAr1−50℃とした。また、第三
保定温度において60〜240分保持するのは、保持時
間が60分未満では、球状セメンタイトの析出が不十分
であり、再生パーライトが発生して球状化組織が劣化す
るためであり、一方球状セメンタイトの析出は240分
以内で十分に完了するため、保持時間が240分を超え
た場合いたずらに焼鈍時間を延長させることになるため
、上限を240分とした。
【0007】請求項3記載の本発明法はより一層球状化
組織の改善を目的としたものであり、棒鋼線材が粒度9
番以上のフェライト・パーライト組織を有する鋼材とす
るのは以下の理由による。球状化焼鈍加熱時のオーステ
ナイト粒径が微細なほど、球状セメンタイトの析出はよ
り高温で起こるため球状化組織はより良好となる。球状
化焼鈍加熱時のオーステナイト粒径を微細にするために
は、焼鈍加熱前のフェライト・パーライト組織が微細で
あることが有効であり、焼鈍加熱前の組織が粒度9番未
満ではこの効果は小さい。以上の理由で、棒鋼線材が粒
度9番以上のフェライト・パーライト組織を有する鋼材
とした。なお、本発明では熱間圧延による棒鋼線材の製
造において、粒度9番以上のフェライト・パーライト組
織を有する棒鋼線材を実現すれば、いかなる圧延条件を
用いても良い。例えば900℃以下の温度範囲で総減面
率40%以上の仕上げ圧延を行う方法が挙げられるが、
本発明では特に限定するものではない。以下に、本発明
の効果を実施例により、さらに具体的に示す。
【0008】
【実施例】表1に供試材の化学成分を示す。これらはい
ずれも転炉溶製後連続鋳造で鋳造された。162mm各
鋼片に分塊圧延後13mm丸線材に圧延した。一部の鋼
材については制御圧延を行った。これらの鋼材について
球状化焼鈍を行い、引張強さ・球状化度の評価を行った
。球状化度の評価は、JIS  G3539の規定に基
づいて行い、焼鈍材の材質達成目標は、通常の冷鍛鋼の
規格相当である球状化度がNo.2以下とした。表2、
3に焼鈍条件、各鋼材のAc1変態点温度、Ac3変態
点温度、球状化焼鈍材の材質特性をあわせて示す。なお
、表2で徐冷区間未満の温度域、および表3で第3保定
後は、全て空冷した。表2,3から明らかなように、本
発明例はいずれも球状化度がNo.2以下であり、引張
強さもより低いレベルにあることがわかる。これに対し
て、比較例はいずれも球状化度がNo.2を超えており
、軟質化の程度も十分とは言えない。まず、表2では、
比較例2,20は第1保定温度が、比較例6は第2保定
温度が、本発明の範囲の下限値を下回った場合であり、
比較例3,21は第1保定温度が、比較例7は第2保定
温度が本発明の範囲の上限値を上回った場合であり、比
較例4,22は第1保定時間が本発明の範囲の下限値を
下回った場合であり、比較例8は第2保定時間が本発明
の範囲の上限値を上回った場合であり、比較例11は徐
冷開始温度が本発明の規定を下回った場合であり、比較
例12は徐冷終了温度が本発明の規定を上回った場合で
あり、比較例9,13は徐冷速度が本発明の範囲の上限
値を上回った場合である。また、比較例23,24,2
5は、Mn、Crのいずれか一方または両方が、本発明
の範囲の下限値を下回った場合である。次に、表3では
、比較例5は第1保定温度が、比較例9は第2保定温度
が、比較例14は第3保定温度がいずれも本発明の範囲
の下限値を下回った場合であり、比較例6は第1保定温
度が、比較例10は第2保定温度が、比較例13は第3
保定温度が本発明の範囲の上限値を上回った場合であり
、比較例7は第1保定時間が、比較例15は第3保定時
間が本発明の範囲の下限値を下回った場合であり、比較
例11は第2保定時間が本発明の範囲の上限値を上回っ
た場合であり、比較例18,19,20は、Mn、Cr
のいずれか一方または両方が、本発明の範囲の下限値を
下回った場合である。
【0009】
【表1】
【0010】
【表2A】
【0011】
【表2B】
【0012】
【表2C】
【0013】
【表3A】
【0014】
【表3B】
【0015】
【表3C】
【0016】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明法を用いれば
、焼鈍前の予備加工処理なしに球状化焼鈍のみで優れた
軟質化レベルの実現が可能であり、各種ボルト部品、自
動車部品、建設機械部品、軸受け部品等の製造に際して
、焼鈍後の切断、冷間鍛造、切削等の冷間成形を容易に
行うことが可能となり、産業上の効果は極めて顕著なる
ものがある。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  C:0.1〜1.5%、Mn:0.2
    5〜2.0%、Cr:0.1〜2.0%を含有する鋼を
    球状化焼鈍するに際して、第一保定温度をAc1−10
    0℃〜Ac1とし、第二保定温度をC≦0.8%の場合
    Ac1+5〜Ac3−5℃、C>0.8%の場合Ac1
    +5〜Accm−5℃とし、 A)第一保定温度まで任意の加熱速度で加熱し、該温度
    で30〜120分保定する工程、 B)その後、第二保定温度まで任意の加熱速度で加熱し
    、該温度で180分以内保持する工程、C)その後、A
    r1まで任意の冷却速度で冷却し、Ar1〜Ar1−7
    0℃の温度範囲を平均冷却速度で0.05℃/分以上、
    0.4℃/分以下の冷却速度で冷却する工程、 D)その後、任意の冷却速度で冷却する工程。 上記各工程を連続して行うことを特徴とする棒鋼線材の
    球状化焼鈍方法。
  2. 【請求項2】  C:0.1〜1.5%、Mn:0.2
    5〜2.0%、Cr:0.1〜2.0%を含有する鋼を
    球状化焼鈍するに際して、第一保定温度をAc1−10
    0〜Ac1とし、第二保定温度をC≦0.8%の場合T
    H=Ac1+5〜Ac3−5℃、C>0.8%の場合A
    c1+5〜Accm−5℃とし、第三保定温度をAr1
    −5〜Ar1−50℃とし、 A)第一保定温度まで任意の加熱速度で加熱し、該温度
    で30〜120分保定する工程、 B)その後、第二保定温度まで任意の加熱速度で加熱し
    、該温度で180分以内保持する工程、C)その後、第
    三保定温度まで任意の冷却速度で冷却し、該温度におい
    て60〜240分保持する工程、D)その後、任意の冷
    却速度で冷却する工程。 上記各工程を連続して行うことを特徴とする棒鋼線材の
    球状化焼鈍方法。
  3. 【請求項3】  棒鋼線材がC:0.1〜1.5%、M
    n:0.25〜2.0%、Cr:0.1〜2.0%を含
    有し、粒度9番以上のフェライト・パーライト組織を有
    する鋼材である請求項1または2記載の棒鋼線材の球状
    化焼鈍方法。
JP13022491A 1991-05-07 1991-05-07 棒鋼線材の球状化焼鈍方法 Withdrawn JPH04333527A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014201813A (ja) * 2013-04-08 2014-10-27 株式会社神戸製鋼所 冷間鍛造用鋼の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014201813A (ja) * 2013-04-08 2014-10-27 株式会社神戸製鋼所 冷間鍛造用鋼の製造方法

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