JPH04362125A - 温間加工用鋼材の製造方法 - Google Patents
温間加工用鋼材の製造方法Info
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- JPH04362125A JPH04362125A JP16643291A JP16643291A JPH04362125A JP H04362125 A JPH04362125 A JP H04362125A JP 16643291 A JP16643291 A JP 16643291A JP 16643291 A JP16643291 A JP 16643291A JP H04362125 A JPH04362125 A JP H04362125A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (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、熱間圧延の後、炭化物
の球状化処理を行なわなくとも優れた温間加工性を示す
様な温間加工用鋼材の製造方法に関するものである。
の球状化処理を行なわなくとも優れた温間加工性を示す
様な温間加工用鋼材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】温間加工用鋼材は、冷間加工用鋼材を製
造する方法に準じて、たとえば高熱鋼片を、粗圧延列、
中間圧延列及び仕上圧延列を有する圧延設備によって熱
間圧延し、次いで熱処理を施して製造されている。この
製造工程の中では圧延後の熱処理が特に重要な工程とさ
れており、この熱処理は、析出した炭化物を球状化し、
温間加工を行なうときの割れを防止するうえで欠くこと
のできない工程とされている。
造する方法に準じて、たとえば高熱鋼片を、粗圧延列、
中間圧延列及び仕上圧延列を有する圧延設備によって熱
間圧延し、次いで熱処理を施して製造されている。この
製造工程の中では圧延後の熱処理が特に重要な工程とさ
れており、この熱処理は、析出した炭化物を球状化し、
温間加工を行なうときの割れを防止するうえで欠くこと
のできない工程とされている。
【０００３】この熱処理法としては、たとえば特開昭５
５−３１１６５３公報や特公昭５６−３７２８８号公報
に記載されている様な、冷間加工用鋼材を得る際に適用
される方法を実質的にそのまま利用する方法が考えられ
る。即ち上記特許公開公報に開示された方法は、熱間圧
延終了後５００℃〜Ｍｓ点の温度範囲まで１００℃／ｓ
ｅｃ 以上の速度で冷却して焼入マルテンサイト組織と
し、これを上記温度範囲で１分間以上保持した後、６５
０℃〜Ａ１点の温度範囲で５時間程度の焼もどし処理を
行なって炭化物を球状化する方法であり、また特公昭５
６−３７２８８号公報には、熱間圧延終了後直ちに５５
０℃〜Ｍｓ点の温度範囲まで冷却してベイナイト組織を
発生させ、その後６５０℃〜Ａ１点まで焼もどして直接
球状化処理する方法が示されている。
５−３１１６５３公報や特公昭５６−３７２８８号公報
に記載されている様な、冷間加工用鋼材を得る際に適用
される方法を実質的にそのまま利用する方法が考えられ
る。即ち上記特許公開公報に開示された方法は、熱間圧
延終了後５００℃〜Ｍｓ点の温度範囲まで１００℃／ｓ
ｅｃ 以上の速度で冷却して焼入マルテンサイト組織と
し、これを上記温度範囲で１分間以上保持した後、６５
０℃〜Ａ１点の温度範囲で５時間程度の焼もどし処理を
行なって炭化物を球状化する方法であり、また特公昭５
６−３７２８８号公報には、熱間圧延終了後直ちに５５
０℃〜Ｍｓ点の温度範囲まで冷却してベイナイト組織を
発生させ、その後６５０℃〜Ａ１点まで焼もどして直接
球状化処理する方法が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし何れの方法を採
用するにしても、熱間圧延の後で球状化の為に特別の処
理を施さなければならないので、その分だけ工程数が増
えて生産性が低下するほか、設備費も高くなる。
用するにしても、熱間圧延の後で球状化の為に特別の処
理を施さなければならないので、その分だけ工程数が増
えて生産性が低下するほか、設備費も高くなる。
【０００５】本発明者らはこの様な事情に着目してなさ
れたものであって、その目的は、熱間圧延プロセスを工
夫することによって、球状化熱処理を行なわなくとも、
熱間圧延のままで優れた温間加工性を示す様な鋼材の製
造方法を提供しようとするものである。
れたものであって、その目的は、熱間圧延プロセスを工
夫することによって、球状化熱処理を行なわなくとも、
熱間圧延のままで優れた温間加工性を示す様な鋼材の製
造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明方法の構成は、 ０．１２重量％≦Ｃ≦０．３０重量％ ０．５ 重量％≦Ｍｎ≦２．０ 重量％を含む鋼材（以
下、低炭素鋼材という）、または０．３０重量％≦Ｃ≦
０．５５重量％ Ｍｎ≦２．０ 重量％ を含む鋼材（以下、中炭素鋼材という）を８５０〜１２
５０℃に加熱し、次いで仕上圧延開始前に中間水冷帯に
おいて表層を１００〜５５０℃の範囲に急冷し、その後
自己保有熱による焼もどしが進む途中で、減面率２５％
以上、仕上終了温度Ａ３点以下の仕上圧延を行なうとこ
ろに要旨を有するものである。
のできた本発明方法の構成は、 ０．１２重量％≦Ｃ≦０．３０重量％ ０．５ 重量％≦Ｍｎ≦２．０ 重量％を含む鋼材（以
下、低炭素鋼材という）、または０．３０重量％≦Ｃ≦
０．５５重量％ Ｍｎ≦２．０ 重量％ を含む鋼材（以下、中炭素鋼材という）を８５０〜１２
５０℃に加熱し、次いで仕上圧延開始前に中間水冷帯に
おいて表層を１００〜５５０℃の範囲に急冷し、その後
自己保有熱による焼もどしが進む途中で、減面率２５％
以上、仕上終了温度Ａ３点以下の仕上圧延を行なうとこ
ろに要旨を有するものである。
【０００７】
【作用】本発明者らは、中間水冷帯による水冷を含めて
熱間圧延条件を色々工夫するならば、熱間圧延終了後の
球状化熱処理を行なわなくとも温間加工性の良い鋼材を
得ることが可能であろうとの期待をもって研究を行なっ
た。その結果、中間水冷帯による水冷条件及び仕上圧延
条件を適正にコントロールしてやれば、その後球状化熱
処理をしなくても、仕上圧延のままで優れた温間加工性
を示す鋼材が得られることを知った。
熱間圧延条件を色々工夫するならば、熱間圧延終了後の
球状化熱処理を行なわなくとも温間加工性の良い鋼材を
得ることが可能であろうとの期待をもって研究を行なっ
た。その結果、中間水冷帯による水冷条件及び仕上圧延
条件を適正にコントロールしてやれば、その後球状化熱
処理をしなくても、仕上圧延のままで優れた温間加工性
を示す鋼材が得られることを知った。
【０００８】棒鋼ミル等の熱間圧延設備においては、通
常、粗圧延機列、中間圧延機列、仕上圧延機列が配列さ
れ、仕上圧延機列の前には中間水冷帯が、また後には製
品水冷帯が設けられている。この様な熱間圧延設備を用
いて圧延を行なうに当って、従来は中間水冷帯で格別の
制御冷却を行なうといったことはなされておらず、図２
に略示する様に、被圧延材をＡ３点以上の温度で粗圧延
、中間圧延及び仕上圧延をし、その後製品冷却帯で急冷
しているだけであり、冷間乃至温間加工の為に必要とさ
れる加工性は、その後の焼なましあるいは球状化熱処理
に委ねられていた。
常、粗圧延機列、中間圧延機列、仕上圧延機列が配列さ
れ、仕上圧延機列の前には中間水冷帯が、また後には製
品水冷帯が設けられている。この様な熱間圧延設備を用
いて圧延を行なうに当って、従来は中間水冷帯で格別の
制御冷却を行なうといったことはなされておらず、図２
に略示する様に、被圧延材をＡ３点以上の温度で粗圧延
、中間圧延及び仕上圧延をし、その後製品冷却帯で急冷
しているだけであり、冷間乃至温間加工の為に必要とさ
れる加工性は、その後の焼なましあるいは球状化熱処理
に委ねられていた。
【０００９】これに対し本発明では、図１に略示する様
に粗圧延及び中間圧延後に行なわれる中間水冷を、特に
表層部に注目した制御冷却とし、その後中心部の自己保
有熱による復熱・焼きもどしが進む途中で所定の仕上圧
延を行ない、圧延荷重によって鋼材中の炭化物の分断を
促進し優れた温間加工性を得ようとするものである。
に粗圧延及び中間圧延後に行なわれる中間水冷を、特に
表層部に注目した制御冷却とし、その後中心部の自己保
有熱による復熱・焼きもどしが進む途中で所定の仕上圧
延を行ない、圧延荷重によって鋼材中の炭化物の分断を
促進し優れた温間加工性を得ようとするものである。
【００１０】この様な熱間圧延が行なわれる本発明の対
象鋼としては、０．１２重量％≦Ｃ≦０．３０重量％の
低炭素鋼、または０．３０重量％≦Ｃ≦０．５５重量％
の中炭素鋼が使用される。そしてＭｎは焼入性を高める
元素として含有されるもので、仕上圧延前の中間冷却に
よりマルテンサイト及びベイナイトを発生させるうえで
欠くことのできない元素である。この場合においてＣ量
の少ない低炭素鋼材の場合はＣによる強度向上効果が少
ないので、Ｍｎの強度向上作用に期待するところが大き
く、Ｍｎは０．５０％以上含有させなければならない。 これに対し、Ｃ量が多い中炭素鋼材になるとＣによる強
度向上効果に多くを期待することができるのでＭｎの不
限量は定めなかった。一方上限についてはＭｎが多過ぎ
ると強度が高くなりすぎて靭性が乏しくなるので、２．
０ ％以下に抑えなければならない。
象鋼としては、０．１２重量％≦Ｃ≦０．３０重量％の
低炭素鋼、または０．３０重量％≦Ｃ≦０．５５重量％
の中炭素鋼が使用される。そしてＭｎは焼入性を高める
元素として含有されるもので、仕上圧延前の中間冷却に
よりマルテンサイト及びベイナイトを発生させるうえで
欠くことのできない元素である。この場合においてＣ量
の少ない低炭素鋼材の場合はＣによる強度向上効果が少
ないので、Ｍｎの強度向上作用に期待するところが大き
く、Ｍｎは０．５０％以上含有させなければならない。 これに対し、Ｃ量が多い中炭素鋼材になるとＣによる強
度向上効果に多くを期待することができるのでＭｎの不
限量は定めなかった。一方上限についてはＭｎが多過ぎ
ると強度が高くなりすぎて靭性が乏しくなるので、２．
０ ％以下に抑えなければならない。
【００１１】本発明では上記２種の元素を必須含有元素
として規定するが、必要に応じて他の元素を添加し或は
規制することができる。
として規定するが、必要に応じて他の元素を添加し或は
規制することができる。
【００１２】たとえばＳｉは脱酸剤として作用する有用
な元素であるが、０．４ ％を超えると加工性を悪くす
るので、０．４ ％を上限として含有させることができ
る。またＳｏｌ．Ａｌ及びＮはオーステナイト結晶粒の
粗大化を防止する作用があるが、多過ぎるとＡｌＮの析
出により粒界割れを起こし易くなるので，Ｓｏｌ．Ａｌ
は０．０２０ 〜０．０５５ ％，Ｎは０．００８ 〜
０．０１６ ％の範囲で含有させることが推奨される。 更にＣｒ，Ｍｏは焼入れ性を高める元素であるが、多過
ぎると加工性及び靭性を悪くするので、Ｃｒは１．５０
％，Ｍｏは０．５ ％を上限として含有させることがで
きる。次に本発明で規定する熱間圧延及び制御冷却条件
についてその詳細を説明する。
な元素であるが、０．４ ％を超えると加工性を悪くす
るので、０．４ ％を上限として含有させることができ
る。またＳｏｌ．Ａｌ及びＮはオーステナイト結晶粒の
粗大化を防止する作用があるが、多過ぎるとＡｌＮの析
出により粒界割れを起こし易くなるので，Ｓｏｌ．Ａｌ
は０．０２０ 〜０．０５５ ％，Ｎは０．００８ 〜
０．０１６ ％の範囲で含有させることが推奨される。 更にＣｒ，Ｍｏは焼入れ性を高める元素であるが、多過
ぎると加工性及び靭性を悪くするので、Ｃｒは１．５０
％，Ｍｏは０．５ ％を上限として含有させることがで
きる。次に本発明で規定する熱間圧延及び制御冷却条件
についてその詳細を説明する。
【００１３】熱間圧延に先立って鋼材を加熱する温度は
、８００〜１２５０℃にしなければならない。８００℃
未満では、鋼材の変形抵抗を十分に低くすることができ
ない為圧延機に大きな負荷がかかりすぎ、また１２５０
℃を超えるとオーステナイト結晶粒が粗大化するばかり
でなく脱炭も著しくなり、更には焼割れを起こし易くな
るといった問題が生じてくる。このときのより好ましい
加熱温度は使用する鋼材の成分組成によっても若干異な
り、前記低炭素鋼材の場合は８５０〜１２５０℃、更に
好ましくは１０００〜１２００℃の範囲であり、前記中
炭素鋼材の場合は８００〜１１００℃の範囲である。
、８００〜１２５０℃にしなければならない。８００℃
未満では、鋼材の変形抵抗を十分に低くすることができ
ない為圧延機に大きな負荷がかかりすぎ、また１２５０
℃を超えるとオーステナイト結晶粒が粗大化するばかり
でなく脱炭も著しくなり、更には焼割れを起こし易くな
るといった問題が生じてくる。このときのより好ましい
加熱温度は使用する鋼材の成分組成によっても若干異な
り、前記低炭素鋼材の場合は８５０〜１２５０℃、更に
好ましくは１０００〜１２００℃の範囲であり、前記中
炭素鋼材の場合は８００〜１１００℃の範囲である。
【００１４】粗圧延及び中間圧延の後、中間水冷帯を利
用して行なわれる制御冷却では、仕上圧延前に表層を１
００〜５５０℃の温度範囲に急冷してマルテンサイト及
びベーナイトを発生させる。このとき１００℃未満の温
度まで冷却すると内部の自己保有熱が少なくなり、その
後の仕上圧延による加工中及び加工後の温度がテンパー
温度として不足気味となり、復熱による焼なまし効果が
十分に発揮されなくなる。一方、５５０℃を超える温度
では、フェライト・パーライト組織が粗くなり、その後
の仕上圧延によって炭化物を分断して粒状化を図る効果
が有効に発揮されなくなる。
用して行なわれる制御冷却では、仕上圧延前に表層を１
００〜５５０℃の温度範囲に急冷してマルテンサイト及
びベーナイトを発生させる。このとき１００℃未満の温
度まで冷却すると内部の自己保有熱が少なくなり、その
後の仕上圧延による加工中及び加工後の温度がテンパー
温度として不足気味となり、復熱による焼なまし効果が
十分に発揮されなくなる。一方、５５０℃を超える温度
では、フェライト・パーライト組織が粗くなり、その後
の仕上圧延によって炭化物を分断して粒状化を図る効果
が有効に発揮されなくなる。
【００１５】上記制御冷却の後は、内部保有熱による焼
もどしが進む途中で、減面率２５％以上、仕上終了温度
がＡ３点以下の仕上圧延が行なわれる。このときの減面
率が２５％未満では炭化物の分断が十分に行なわれず、
温間加工性を目標レベルまで高めることができない。一
方仕上終了温度がＡ３点を超えると、鋼材組織がγ組織
となって鋼中の炭素が固溶してしまい、炭化物を分断し
た効果が失われる。
もどしが進む途中で、減面率２５％以上、仕上終了温度
がＡ３点以下の仕上圧延が行なわれる。このときの減面
率が２５％未満では炭化物の分断が十分に行なわれず、
温間加工性を目標レベルまで高めることができない。一
方仕上終了温度がＡ３点を超えると、鋼材組織がγ組織
となって鋼中の炭素が固溶してしまい、炭化物を分断し
た効果が失われる。
【００１６】以上の熱間圧延及び制御冷却条件で熱間圧
延を行なうことにより、炭化物が粒状に分断された組織
を得ることができ、この鋼材は、その後球状化熱処理を
しなくてもそのままの状態で優れた温間加工性を示すも
のとなる。
延を行なうことにより、炭化物が粒状に分断された組織
を得ることができ、この鋼材は、その後球状化熱処理を
しなくてもそのままの状態で優れた温間加工性を示すも
のとなる。
【００１７】
【実施例】実施例１
表１に示す化学成分の鋼材を溶製し、造塊した後表２に
示す条件で熱間圧延を行ない、得られた圧延材の温間加
工性を調べた。
示す条件で熱間圧延を行ない、得られた圧延材の温間加
工性を調べた。
【００１８】結果を図３及び表３に示す。尚図３は、温
間加工温度と７０％圧縮時の割れ発生率の関係を示した
ものであり、比較のため従来の熱間圧延材（その後球状
化熱処理を施したものと、熱間圧延のままのもの）の温
間加工性も併記した。また表３は７７５℃で温間加工し
たときの７０％圧縮時の割れ発生率を、発明鋼と比較鋼
との対比として示したものである。
間加工温度と７０％圧縮時の割れ発生率の関係を示した
ものであり、比較のため従来の熱間圧延材（その後球状
化熱処理を施したものと、熱間圧延のままのもの）の温
間加工性も併記した。また表３は７７５℃で温間加工し
たときの７０％圧縮時の割れ発生率を、発明鋼と比較鋼
との対比として示したものである。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】実施例２
表４に示す化学成分の鋼材を溶製し、造増した後第５表
に示す条件で熱間圧延を行ない、得られた圧延材の温間
加工性を調べた。
に示す条件で熱間圧延を行ない、得られた圧延材の温間
加工性を調べた。
【００２３】結果を図４及び表６に示す。尚図４は、温
間加工温度と８０％圧縮時の割れ発生率の関係を示した
ものであり、比較のため従来の熱間圧延材（その後球状
化熱処理を施したものと、熱間圧延のままのもの）の温
間加工性も併記した。また表６は８００℃で温間加工し
たときの８０％圧縮時の割れ発生率を、発明鋼と比較鋼
について対比したものである。
間加工温度と８０％圧縮時の割れ発生率の関係を示した
ものであり、比較のため従来の熱間圧延材（その後球状
化熱処理を施したものと、熱間圧延のままのもの）の温
間加工性も併記した。また表６は８００℃で温間加工し
たときの８０％圧縮時の割れ発生率を、発明鋼と比較鋼
について対比したものである。
【００２４】
【表４】
【００２５】
【表５】
【００２６】
【表６】
【００２７】実施例３
表７に示す化学成分の鋼材を溶製し、造塊した後表８に
示す条件で熱間圧延を行ない、得られた圧延材の温間加
工性を調べた。
示す条件で熱間圧延を行ない、得られた圧延材の温間加
工性を調べた。
【００２８】結果を図５及び表９に示す。尚図５は、温
間加工温度と８０％圧縮時の割れ発生率の関係を示した
ものであり、比較のため従来の熱間圧延材（その後球状
化熱処理を施したものと、熱間圧延のままのもの）の温
間加工性も併記した。また表９は７５０℃で温間加工し
たときの８０％圧縮時の割れ発生率を、発明鋼と比較鋼
について対比したものである。
間加工温度と８０％圧縮時の割れ発生率の関係を示した
ものであり、比較のため従来の熱間圧延材（その後球状
化熱処理を施したものと、熱間圧延のままのもの）の温
間加工性も併記した。また表９は７５０℃で温間加工し
たときの８０％圧縮時の割れ発生率を、発明鋼と比較鋼
について対比したものである。
【００２９】
【表７】
【００３０】
【表８】
【００３１】
【表９】
【００３２】実施例１〜３の結果からも明らかである様
に、本発明に従って熱間圧延及び制御冷却を行なって得
た鋼材は、熱間圧延後球状化熱処理を施した比較材に比
べて殆ど遜色のない温間加工性を有していることが分か
る。
に、本発明に従って熱間圧延及び制御冷却を行なって得
た鋼材は、熱間圧延後球状化熱処理を施した比較材に比
べて殆ど遜色のない温間加工性を有していることが分か
る。
【００３３】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、熱
間圧延時における中間冷却帯で所定の制御冷却を行なう
と共に仕上圧延条件を特定することによって、熱間圧延
のままで優れた温間加工性を示す鋼材を得ることができ
、従来必須とされていた球状化熱処理を省略し得る様に
なった。
間圧延時における中間冷却帯で所定の制御冷却を行なう
と共に仕上圧延条件を特定することによって、熱間圧延
のままで優れた温間加工性を示す鋼材を得ることができ
、従来必須とされていた球状化熱処理を省略し得る様に
なった。
【図１】本発明で採用される熱間圧延の温度推移を示す
図である。
図である。
【図２】従来例の熱間圧延温度推移を示す図である。
【図３】本発明の実施例で示すもので温間加工温度と割
れ発生率の関係を示すグラフである。
れ発生率の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例で示すもので温間加工温度と割
れ発生率の関係を示すグラフである。
れ発生率の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例で示すもので温間加工温度と割
れ発生率の関係を示すグラフである。
れ発生率の関係を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】 ０．１２ 重量％≦Ｃ≦０．３０重量％０．５重量％≦
Ｍｎ≦２．０ 重量％ を含む鋼を、８００〜１２５０℃に加熱して圧延を行な
い、次いで仕上圧延開始前に中間水冷帯において表層を
１００〜５５０℃の範囲に急冷し、自己保有熱による焼
きもどしが進む途中で、減面率２５％以上、仕上終了温
度Ａ３点以下の仕上圧延を行なうことを特徴とする温間
加工用鋼材の製造方法。 - 【請求項２】 ０．３０重量％≦Ｃ≦０．５５重量％ Ｍｎ≦２．０ 重量％ を含む鋼材を、請求項 （１）と同じ条件で熱間圧延、
表層の急冷及び、仕上圧延することを特徴とする温間加
工用鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16643291A JPH04362125A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 温間加工用鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16643291A JPH04362125A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 温間加工用鋼材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04362125A true JPH04362125A (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=15831308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16643291A Withdrawn JPH04362125A (ja) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | 温間加工用鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04362125A (ja) |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP16643291A patent/JPH04362125A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |