JPH06330164A - 熱間加工鋼材の組織予測方法 - Google Patents
熱間加工鋼材の組織予測方法Info
- Publication number
- JPH06330164A JPH06330164A JP5121535A JP12153593A JPH06330164A JP H06330164 A JPH06330164 A JP H06330164A JP 5121535 A JP5121535 A JP 5121535A JP 12153593 A JP12153593 A JP 12153593A JP H06330164 A JPH06330164 A JP H06330164A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transformation
- rate
- ferrite
- steel
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 製品に対する物理的な調査の必要なく、熱間
加工によって製造される鋼材の組織を製造段階で予測す
る。 【構成】 粒径,転位密度,冷却条件,鋼成分等を計算
又は実測で求め、これら値を基にして冷却温度に伴って
変化する熱力学的自由エネルギー濃度曲線を算出し、算
出値に基づき変態開始条件を判断し、変態挙動及び析出
したセメンタイト体積率を算出し、冷却後の組織を予測
する。 【効果】 冷却後の組織を予測することにより適格な冷
却条件の設定が可能となり、最適条件の熱間加工によっ
て鋼材製品が製造される。
加工によって製造される鋼材の組織を製造段階で予測す
る。 【構成】 粒径,転位密度,冷却条件,鋼成分等を計算
又は実測で求め、これら値を基にして冷却温度に伴って
変化する熱力学的自由エネルギー濃度曲線を算出し、算
出値に基づき変態開始条件を判断し、変態挙動及び析出
したセメンタイト体積率を算出し、冷却後の組織を予測
する。 【効果】 冷却後の組織を予測することにより適格な冷
却条件の設定が可能となり、最適条件の熱間加工によっ
て鋼材製品が製造される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製品に対する物理的,
化学的な調査の必要なく、熱間加工鋼材の組織を加工条
件から製造段階で予測する方法に関する。
化学的な調査の必要なく、熱間加工鋼材の組織を加工条
件から製造段階で予測する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱間圧延工程で製造される鋼材の材質
は、成分,熱間圧延終了温度,巻取り温度,冷却終了温
度等を変数にした重回帰モデルに従って推定されてい
る。しかし、材質を直接に決定している組織の強度,変
態率等を因子としたものは知られておらず、間接的な製
造因子から材質を推定するに留まっている。たとえば、
特公昭58−2246号公報では、冷却曲線から求めら
れた変態率に基づいて鋼材の材質を予測する方法が開示
されている。しかし、熱間圧延の効果に対する考慮がさ
れておらず、予測精度に問題がある。また、変態率の計
算に予め定量的に表現された等温変態曲線を用意するこ
とが必要とされ、汎用性に乏しい。特開昭59−673
24号公報では、実機圧延機の荷重から最終到達オース
テナイト粒径及び歪み量を計算し、その後の冷却過程に
おけるフェライト粒径を計算し、フェライト粒径及び冷
却速度から得られる組織強化パラメータに基づいて強度
を推定している。しかし、この推定方式は、パーライト
等の第2相組織に対する考慮がなく、熱間加工条件によ
っては複雑に変化する材質を適格に把握することはでき
ない。
は、成分,熱間圧延終了温度,巻取り温度,冷却終了温
度等を変数にした重回帰モデルに従って推定されてい
る。しかし、材質を直接に決定している組織の強度,変
態率等を因子としたものは知られておらず、間接的な製
造因子から材質を推定するに留まっている。たとえば、
特公昭58−2246号公報では、冷却曲線から求めら
れた変態率に基づいて鋼材の材質を予測する方法が開示
されている。しかし、熱間圧延の効果に対する考慮がさ
れておらず、予測精度に問題がある。また、変態率の計
算に予め定量的に表現された等温変態曲線を用意するこ
とが必要とされ、汎用性に乏しい。特開昭59−673
24号公報では、実機圧延機の荷重から最終到達オース
テナイト粒径及び歪み量を計算し、その後の冷却過程に
おけるフェライト粒径を計算し、フェライト粒径及び冷
却速度から得られる組織強化パラメータに基づいて強度
を推定している。しかし、この推定方式は、パーライト
等の第2相組織に対する考慮がなく、熱間加工条件によ
っては複雑に変化する材質を適格に把握することはでき
ない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この点、特開平3−1
30318号公報,特開平3−153826号公報等で
は、フェライト変態モデル,ベーナイト変態モデル,変
態時の粒径変換比モデル等を用いて熱間圧延後の材質を
予測している。この予測方法は、残留オーステナイトを
含む高強度熱延鋼板の材質特性を予測対象としており、
特殊鋼を含む広範囲の鋼材には適用されない。たとえ
ば、特開平3−153826号公報では、Ni,Cr,
Mo等の合金元素による影響が取り込まれておらず、適
用される鋼種が限られる。また、何れの予測方法におい
ても、C量の増加によって析出する初析セメンタイトの
変態率を予測できない。しかし、高張力鋼板及び特殊鋼
の材質予測では、初析セメンタイトの取扱いやNi,C
r,Mo等の合金元素の取扱いが大きく異なっている。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたもの
であり、C含有量に制限を無くすと共にCr,Mn,M
o等の影響も取り込むことにより、共析組成以上の量で
Cを含む鋼材に対しても、容易に且つ正確に熱間加工鋼
材の組織を予測することを目的とする。
30318号公報,特開平3−153826号公報等で
は、フェライト変態モデル,ベーナイト変態モデル,変
態時の粒径変換比モデル等を用いて熱間圧延後の材質を
予測している。この予測方法は、残留オーステナイトを
含む高強度熱延鋼板の材質特性を予測対象としており、
特殊鋼を含む広範囲の鋼材には適用されない。たとえ
ば、特開平3−153826号公報では、Ni,Cr,
Mo等の合金元素による影響が取り込まれておらず、適
用される鋼種が限られる。また、何れの予測方法におい
ても、C量の増加によって析出する初析セメンタイトの
変態率を予測できない。しかし、高張力鋼板及び特殊鋼
の材質予測では、初析セメンタイトの取扱いやNi,C
r,Mo等の合金元素の取扱いが大きく異なっている。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたもの
であり、C含有量に制限を無くすと共にCr,Mn,M
o等の影響も取り込むことにより、共析組成以上の量で
Cを含む鋼材に対しても、容易に且つ正確に熱間加工鋼
材の組織を予測することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の組織予測方法
は、その目的を達成するため、C:1.8重量%以下,
Si:2.5重量%以下及びMn:2.5重量%以下を
含む鋼の鋳片を熱間加工した後、冷却して鋼材とする
際、成分,加熱条件及び加工条件から求められる初期γ
粒径及びオーステナイト転位密度に応じて、(1)〜
(6)式の変態予測モデルから実行冷却条件下でのフェ
ライト,パーライト,ベーナイト,マルテンサイト又は
セメンタイトの各変態率を求めることを特徴とする。熱
間加工される鋳片は、更にNi:4.5重量%以下,C
r:2.5重量%以下及びMo:1.2重量%以下の1
種又は2種以上を含んでいてもよい。 Cx=f(Xf,Xp,Xb,Cα,Cγ,T) ・・・・(1) Xf=f(R,Cα,Cγ,T,t,ρ) ・・・・(2) Xp=f(Xf,Cx,T,t,ρ) ・・・・(3) Xb=f(Xf,Xp,Cx,T,t,ρ) ・・・・(4) Xm=f(Xf,Xp,Xb,Cx,T,t,ρ)・・・・(5) Sc=f(R,Cx,T,t,ρ) ・・・・(6)
は、その目的を達成するため、C:1.8重量%以下,
Si:2.5重量%以下及びMn:2.5重量%以下を
含む鋼の鋳片を熱間加工した後、冷却して鋼材とする
際、成分,加熱条件及び加工条件から求められる初期γ
粒径及びオーステナイト転位密度に応じて、(1)〜
(6)式の変態予測モデルから実行冷却条件下でのフェ
ライト,パーライト,ベーナイト,マルテンサイト又は
セメンタイトの各変態率を求めることを特徴とする。熱
間加工される鋳片は、更にNi:4.5重量%以下,C
r:2.5重量%以下及びMo:1.2重量%以下の1
種又は2種以上を含んでいてもよい。 Cx=f(Xf,Xp,Xb,Cα,Cγ,T) ・・・・(1) Xf=f(R,Cα,Cγ,T,t,ρ) ・・・・(2) Xp=f(Xf,Cx,T,t,ρ) ・・・・(3) Xb=f(Xf,Xp,Cx,T,t,ρ) ・・・・(4) Xm=f(Xf,Xp,Xb,Cx,T,t,ρ)・・・・(5) Sc=f(R,Cx,T,t,ρ) ・・・・(6)
【0005】ただし、上式(1)〜(6)において、C
α及びCγは温度Tにおける平衡時のフェライト及びオ
ーステナイト中のC濃度,Tは鋼材の温度,Cxはフェ
ライト変態及びセメンタイトの析出により変化したオー
ステナイト中のC濃度,Xf,Xp,Xb及びXmはそ
れぞれフェライト変態率,パーライト変態率,ベーナイ
ト変態率,マルテンサイト変態率,Acmは温度Tにお
けるAcm線上でのC濃度,Scは初析セメンタイトの
変態率,Rは初期オーステナイト粒径,tは冷却時間,
ρは転位密度を示す。
α及びCγは温度Tにおける平衡時のフェライト及びオ
ーステナイト中のC濃度,Tは鋼材の温度,Cxはフェ
ライト変態及びセメンタイトの析出により変化したオー
ステナイト中のC濃度,Xf,Xp,Xb及びXmはそ
れぞれフェライト変態率,パーライト変態率,ベーナイ
ト変態率,マルテンサイト変態率,Acmは温度Tにお
けるAcm線上でのC濃度,Scは初析セメンタイトの
変態率,Rは初期オーステナイト粒径,tは冷却時間,
ρは転位密度を示す。
【0006】本発明においては、熱間加工後のオーステ
ナイト中の転位密度及び変態開始前のオーステナイト粒
径を予めシミュレーションモデルを使用して算出又は実
測しておく。そして、これら転位密度や粒径に、冷却条
件,化学組成等を取り込んで、冷却開始温度から予め設
定された温度差で冷却する条件下又はある温度における
オーステナイト,フェライト及びセメンタイトの自由エ
ネルギー濃度曲線を算出する。これら各相の自由エネル
ギーに基づき、平衡組成,各変態の駆動力,各変態の開
始条件等を演算する。演算結果及び計算を実行している
温度から、フェライト,パーライト,ベーナイト,マル
テンサイトのどの変態が起こるか、或いは未変態領域で
あるのかを判断する。
ナイト中の転位密度及び変態開始前のオーステナイト粒
径を予めシミュレーションモデルを使用して算出又は実
測しておく。そして、これら転位密度や粒径に、冷却条
件,化学組成等を取り込んで、冷却開始温度から予め設
定された温度差で冷却する条件下又はある温度における
オーステナイト,フェライト及びセメンタイトの自由エ
ネルギー濃度曲線を算出する。これら各相の自由エネル
ギーに基づき、平衡組成,各変態の駆動力,各変態の開
始条件等を演算する。演算結果及び計算を実行している
温度から、フェライト,パーライト,ベーナイト,マル
テンサイトのどの変態が起こるか、或いは未変態領域で
あるのかを判断する。
【0007】各変態及び析出の開始は、次の条件で設定
する。また、計算温度が各変態及び析出開始条件以下の
温度になったとき、変態率の計算を開始する。 フェライト変態: 計算温度がAr3点以下であること。 フェライト変態の計算に際しては、温度T,拡散定数等
から核生成速度を、拡散定数,平衡時のフェライト中の
C濃度Cα,平衡時のオーステナイト中のC濃度Cγ,
母相のC濃度等から核成長速度を、これらの生成速度及
び成長速度からフェライトの変態率Xfを求める。
する。また、計算温度が各変態及び析出開始条件以下の
温度になったとき、変態率の計算を開始する。 フェライト変態: 計算温度がAr3点以下であること。 フェライト変態の計算に際しては、温度T,拡散定数等
から核生成速度を、拡散定数,平衡時のフェライト中の
C濃度Cα,平衡時のオーステナイト中のC濃度Cγ,
母相のC濃度等から核成長速度を、これらの生成速度及
び成長速度からフェライトの変態率Xfを求める。
【0008】パーライト変態: フェライト変態により
未変態オーステナイト域に濃化したC濃度がAcm線と
一致すること。 パーライト変態の計算に際しては、温度T,拡散定数等
から核生成速度を、拡散定数,フェライト変態及びセメ
ンタイトの析出で変化したオーステナイト中のC濃度C
xからパーライトの変態率Xpを求める。また、初析セ
メンタイトの析出が起こったときのパーライト変態は、
セメンタイトの析出により変化するオーステナイト中の
C濃度がA3 線のC濃度と一致する温度で計算を開始す
る。
未変態オーステナイト域に濃化したC濃度がAcm線と
一致すること。 パーライト変態の計算に際しては、温度T,拡散定数等
から核生成速度を、拡散定数,フェライト変態及びセメ
ンタイトの析出で変化したオーステナイト中のC濃度C
xからパーライトの変態率Xpを求める。また、初析セ
メンタイトの析出が起こったときのパーライト変態は、
セメンタイトの析出により変化するオーステナイト中の
C濃度がA3 線のC濃度と一致する温度で計算を開始す
る。
【0009】ベーナイト変態: 核となるフェライトの
生成条件を満足し、且つ生成した核が成長する駆動力が
核生成に伴う歪みエネルギーよりも大きいこと。 ベーナイト変態についても、フェライト変態と同様に温
度,拡散定数等を使用して核生成速度を、拡散定数,C
α,Cγ,フェライト変態によりオーステナイト中に濃
化したC濃度等からベーナイトの変態率Xbを求める。 マルテンサイト変態: フェライト,パーライト及びベ
ーナイトの各変態率及び変態温度に基づき算出する。 セメンタイトの析出: Acm線のC濃度がオーステナ
イト中のC濃度と一致する温度(セメンタイトの析出開
始温度)になること。 セメンタイトの析出に関しては、温度T,拡散定数等か
ら核生成速度を、拡散定数,Cα,Cγ,母相のC濃度
等から核成長速度を求め、得られた核生成速度及び核成
長速度から体積率Scを演算する。
生成条件を満足し、且つ生成した核が成長する駆動力が
核生成に伴う歪みエネルギーよりも大きいこと。 ベーナイト変態についても、フェライト変態と同様に温
度,拡散定数等を使用して核生成速度を、拡散定数,C
α,Cγ,フェライト変態によりオーステナイト中に濃
化したC濃度等からベーナイトの変態率Xbを求める。 マルテンサイト変態: フェライト,パーライト及びベ
ーナイトの各変態率及び変態温度に基づき算出する。 セメンタイトの析出: Acm線のC濃度がオーステナ
イト中のC濃度と一致する温度(セメンタイトの析出開
始温度)になること。 セメンタイトの析出に関しては、温度T,拡散定数等か
ら核生成速度を、拡散定数,Cα,Cγ,母相のC濃度
等から核成長速度を求め、得られた核生成速度及び核成
長速度から体積率Scを演算する。
【0010】フェライト,パーライト,ベーナイト等の
変態が生じたとき、変態の進行に伴って未変態オーステ
ナイト中にCが濃縮する。このC濃縮は、式(1)によ
って求められる。計算温度におけるフェライト及びオー
ステナイト中のC濃度と転位密度から算出された核生成
速度と、初期オーステナイト粒径から求められるオース
テナイト/オーステナイト界面面積(以下、γ/γ界面
積という)から生成する核の個数が求められる。また、
計算温度におけるフェライト及びオーステナイト中のC
濃度と、変態の進行に伴って未変態オーステナイト中に
濃化するC量から生成した核の成長速度が求められる。
このようにして得られた核の生成個数及び核成長速度か
ら生成したフェライトの体積が求められ、式(2)に基
づいてフェライト変態率Xfが算出される。
変態が生じたとき、変態の進行に伴って未変態オーステ
ナイト中にCが濃縮する。このC濃縮は、式(1)によ
って求められる。計算温度におけるフェライト及びオー
ステナイト中のC濃度と転位密度から算出された核生成
速度と、初期オーステナイト粒径から求められるオース
テナイト/オーステナイト界面面積(以下、γ/γ界面
積という)から生成する核の個数が求められる。また、
計算温度におけるフェライト及びオーステナイト中のC
濃度と、変態の進行に伴って未変態オーステナイト中に
濃化するC量から生成した核の成長速度が求められる。
このようにして得られた核の生成個数及び核成長速度か
ら生成したフェライトの体積が求められ、式(2)に基
づいてフェライト変態率Xfが算出される。
【0011】パーライト変態に関しては、拡散速度及び
温度から核の生成速度が算出される。このとき、核の生
成箇所は、オーステナイト/フェライト界面(γ/α界
面)と仮定する。γ/α界面積は、初期オーステナイト
粒径及び式(2)によって求めたフェライト変態率Xf
から幾何学的に求められる。生成する核の個数は、この
γ/α界面積と核の生成速度から求められる。また、変
態の進行に伴って未変態オーステナイト中に濃化するC
量、拡散定数から求められた成長速度と核の個数から生
成したパーライトの体積を求め、式(3)に基づいてパ
ーライト変態率Xpを算出する。ただし、初析セメンタ
イトに引き続き変態するパーライトは、核の生成がフェ
ライトと同様にγ/γ界面で行われるものと仮定する。
温度から核の生成速度が算出される。このとき、核の生
成箇所は、オーステナイト/フェライト界面(γ/α界
面)と仮定する。γ/α界面積は、初期オーステナイト
粒径及び式(2)によって求めたフェライト変態率Xf
から幾何学的に求められる。生成する核の個数は、この
γ/α界面積と核の生成速度から求められる。また、変
態の進行に伴って未変態オーステナイト中に濃化するC
量、拡散定数から求められた成長速度と核の個数から生
成したパーライトの体積を求め、式(3)に基づいてパ
ーライト変態率Xpを算出する。ただし、初析セメンタ
イトに引き続き変態するパーライトは、核の生成がフェ
ライトと同様にγ/γ界面で行われるものと仮定する。
【0012】ベーナイト変態についても、拡散速度及び
温度から核の生成速度を計算する。また、初期オーステ
ナイト粒径,フェライト変態率Xf,パーライト変態率
Xpから求められるγ/γ界面積と核の生成速度からベ
ーナイト核の個数を求める。計算温度におけるフェライ
ト及びオーステナイト中のC濃度,変態の進行に伴って
未変態オーステナイト中に濃化するC量から、生成した
核の成長速度を求める。そして、生成した核の個数及び
成長速度から生成したベーナイトの体積を求め、式
(4)に基づいてベーナイト変態率Xbを算出する。フ
ェライト変態率Xf,パーライト変態率Xp及びベーナ
イト変態率Xbの各計算結果から、未変態のオーステナ
イト量が定まる。この未変態オーステナイト量とマルテ
ンサイト変態開始温度からの過冷度から、式(5)に基
づいてマルテンサイト変態率Xmを算出する。
温度から核の生成速度を計算する。また、初期オーステ
ナイト粒径,フェライト変態率Xf,パーライト変態率
Xpから求められるγ/γ界面積と核の生成速度からベ
ーナイト核の個数を求める。計算温度におけるフェライ
ト及びオーステナイト中のC濃度,変態の進行に伴って
未変態オーステナイト中に濃化するC量から、生成した
核の成長速度を求める。そして、生成した核の個数及び
成長速度から生成したベーナイトの体積を求め、式
(4)に基づいてベーナイト変態率Xbを算出する。フ
ェライト変態率Xf,パーライト変態率Xp及びベーナ
イト変態率Xbの各計算結果から、未変態のオーステナ
イト量が定まる。この未変態オーステナイト量とマルテ
ンサイト変態開始温度からの過冷度から、式(5)に基
づいてマルテンサイト変態率Xmを算出する。
【0013】初析セメンタイトに関しては、計算温度に
おけるオーステナイト中のC濃度及び転位密度から、単
位面積当りの核生成速度が算出される。そして、初期オ
ーステナイト粒径から核の生成箇所となるγ/γ界面積
を求める。核生成速度及びγ/γ界面積から析出する核
の個数が算出される。この核の個数と、セメンタイト析
出の進行に伴って変化した未変態オーステナイト中のC
量と、計算によって求められるその温度におけるオース
テナイト中のC量から、生成した核の成長速度が求めら
れる。この成長速度と核の個数から、式(6)に従って
析出したセメンタイトの体積が算出される。以上説明し
た各相の変態率に関する計算を、図1のフローチャート
に示す。
おけるオーステナイト中のC濃度及び転位密度から、単
位面積当りの核生成速度が算出される。そして、初期オ
ーステナイト粒径から核の生成箇所となるγ/γ界面積
を求める。核生成速度及びγ/γ界面積から析出する核
の個数が算出される。この核の個数と、セメンタイト析
出の進行に伴って変化した未変態オーステナイト中のC
量と、計算によって求められるその温度におけるオース
テナイト中のC量から、生成した核の成長速度が求めら
れる。この成長速度と核の個数から、式(6)に従って
析出したセメンタイトの体積が算出される。以上説明し
た各相の変態率に関する計算を、図1のフローチャート
に示す。
【0014】本発明に従った組織予測方法は、亜共析組
成,過共析組成の何れの鋼に対しても適用される。本発
明が適用される鋼材は、具体的にはC:1.8重量%以
下,Si:2.5重量%以下及びMn:2.5重量%以
下を含んでいる。更に、必要に応じてNi:4.5重量
%以下,Cr:2.5重量%以下及びMo:1.2重量
%以下の1種又は2種以上を含んでいてもよい。Cは、
鋼の強化に不可欠な元素である。しかし、多量のC添加
は鋼を脆化させることから、C含有量の上限を1.8重
量%に規定した。Siは、含有量が上昇するに従ってフ
ェライトの生成に有利に働く。しかし、含有量が2.5
重量%を超えるとSiの効果が飽和し、却ってスケール
性状を悪化させる。したがって、Si含有量は、上限を
2.5重量%に規定した。Mnは、過剰に含まれている
と溶接性の劣化等の悪影響を及ぼすことから、含有量の
上限を2.5重量%に規定した。任意成分として添加さ
れるNiは、フェライト組織を強化する作用を呈する
が、Ni含有量が4.5重量%を超えるとき強化能が飽
和する。Crは、浸炭性を向上させる作用を呈するが、
その効果は4.5重量%で飽和する。Moは、引張り強
さを向上させる上で有効な合金元素であるが、1.2重
量%を超える含有量では増量に見合った引張り強さの上
昇がみられない。
成,過共析組成の何れの鋼に対しても適用される。本発
明が適用される鋼材は、具体的にはC:1.8重量%以
下,Si:2.5重量%以下及びMn:2.5重量%以
下を含んでいる。更に、必要に応じてNi:4.5重量
%以下,Cr:2.5重量%以下及びMo:1.2重量
%以下の1種又は2種以上を含んでいてもよい。Cは、
鋼の強化に不可欠な元素である。しかし、多量のC添加
は鋼を脆化させることから、C含有量の上限を1.8重
量%に規定した。Siは、含有量が上昇するに従ってフ
ェライトの生成に有利に働く。しかし、含有量が2.5
重量%を超えるとSiの効果が飽和し、却ってスケール
性状を悪化させる。したがって、Si含有量は、上限を
2.5重量%に規定した。Mnは、過剰に含まれている
と溶接性の劣化等の悪影響を及ぼすことから、含有量の
上限を2.5重量%に規定した。任意成分として添加さ
れるNiは、フェライト組織を強化する作用を呈する
が、Ni含有量が4.5重量%を超えるとき強化能が飽
和する。Crは、浸炭性を向上させる作用を呈するが、
その効果は4.5重量%で飽和する。Moは、引張り強
さを向上させる上で有効な合金元素であるが、1.2重
量%を超える含有量では増量に見合った引張り強さの上
昇がみられない。
【0015】亜共析組成の鋼材では、フェライト変態の
開始温度(Ar3変態温度)を決定する。計算温度がフェ
ライト変態開始温度以下の場合、フェライト変態率の演
算を開始する。フェライト変態率の演算と共に、第2相
の変態開始点の計算を行う。フェライトの生成に伴って
オーステナイト中に濃化するC濃度がAcm線と一致し
たとき、パーライト変態の変態率の計算を開始する。ベ
ーナイト変態に関しては、核となるフェライトの生成条
件を満足し、且つ生成した核が成長する駆動力が核生成
に伴う歪みエネルギーよりも大きくなる場合に、変態率
の演算を開始する。マルテンサイト変態に関しては、変
態の駆動力がオーステナイト中に濃化したC量及び温度
から求められる変態条件を満足したときに、変態率の計
算を開始する。これらの変態開始条件を基に、それぞれ
の変態率を計算する。また、何れかの変態が生じない場
合、次の変態温度における計算を開始する。
開始温度(Ar3変態温度)を決定する。計算温度がフェ
ライト変態開始温度以下の場合、フェライト変態率の演
算を開始する。フェライト変態率の演算と共に、第2相
の変態開始点の計算を行う。フェライトの生成に伴って
オーステナイト中に濃化するC濃度がAcm線と一致し
たとき、パーライト変態の変態率の計算を開始する。ベ
ーナイト変態に関しては、核となるフェライトの生成条
件を満足し、且つ生成した核が成長する駆動力が核生成
に伴う歪みエネルギーよりも大きくなる場合に、変態率
の演算を開始する。マルテンサイト変態に関しては、変
態の駆動力がオーステナイト中に濃化したC量及び温度
から求められる変態条件を満足したときに、変態率の計
算を開始する。これらの変態開始条件を基に、それぞれ
の変態率を計算する。また、何れかの変態が生じない場
合、次の変態温度における計算を開始する。
【0016】過共析組成の鋼材では、状態図から求めた
Acm線に基づきセメンタイトの析出開始温度を決定す
る。計算温度がセメンタイト析出開始温度以下のとき、
初析セメンタイトの変態率の計算を開始する。析出量の
計算と共に、オーステナイト中のC濃度がA3 線と一致
した温度でパーライト変態の計算を開始する。なお、本
発明においては、通常のA3 線に加え、計算によって求
められるその延長線もA3 線として扱う。本発明で使用
するモデルは、過共析組成におけるセメンタイトの析出
も取り込んでいることから、添加元素の量に影響され
ず、特殊鋼を含む広範囲の鋼種において添加元素量及び
その影響の計算が可能となる。
Acm線に基づきセメンタイトの析出開始温度を決定す
る。計算温度がセメンタイト析出開始温度以下のとき、
初析セメンタイトの変態率の計算を開始する。析出量の
計算と共に、オーステナイト中のC濃度がA3 線と一致
した温度でパーライト変態の計算を開始する。なお、本
発明においては、通常のA3 線に加え、計算によって求
められるその延長線もA3 線として扱う。本発明で使用
するモデルは、過共析組成におけるセメンタイトの析出
も取り込んでいることから、添加元素の量に影響され
ず、特殊鋼を含む広範囲の鋼種において添加元素量及び
その影響の計算が可能となる。
【0017】
【実施例】熱間加工の一例として、熱間圧延に本発明を
適用した実施例を説明する。表1に示した成分・組成の
鋼を使用し、実験室で熱間圧延をシミュレートした冷却
条件で変態実験を行い、フェライト,パーライト,ベー
ナイト及びセメンタイトの各変態率を求めた。表2は、
このモデルにおける計算結果を示す。その結果、表2に
示されているように、高い精度で組織分率が求められ
た。
適用した実施例を説明する。表1に示した成分・組成の
鋼を使用し、実験室で熱間圧延をシミュレートした冷却
条件で変態実験を行い、フェライト,パーライト,ベー
ナイト及びセメンタイトの各変態率を求めた。表2は、
このモデルにおける計算結果を示す。その結果、表2に
示されているように、高い精度で組織分率が求められ
た。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】ラボテストによって信頼性の高い結果が得
られたことから、実機によって鋼材を熱間圧延する際、
本発明に従って組織予測をした。使用した鋼材を表3
に、実測値と予測値との関係を表4にそれぞれ示す。表
4から明らかなように、実機テストでも高精度で組織分
率が求められていることが判る。
られたことから、実機によって鋼材を熱間圧延する際、
本発明に従って組織予測をした。使用した鋼材を表3
に、実測値と予測値との関係を表4にそれぞれ示す。表
4から明らかなように、実機テストでも高精度で組織分
率が求められていることが判る。
【0021】
【表3】
【0022】
【表4】
【0023】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によると
き、普通鋼は勿論、特殊鋼についても、製品に対する物
理的な調査の必要なく、任意の冷却速度で処理された熱
間加工鋼材の組織変化を予測することができる。そのた
め、汎用性のある方法として、種々の鋼材に対する熱間
圧延等の加工条件を制御することに有効に利用される。
また、組織の予測が製造段階で行われるため、目標組織
をもつ鋼材を高い歩留りで製造することが可能になる。
き、普通鋼は勿論、特殊鋼についても、製品に対する物
理的な調査の必要なく、任意の冷却速度で処理された熱
間加工鋼材の組織変化を予測することができる。そのた
め、汎用性のある方法として、種々の鋼材に対する熱間
圧延等の加工条件を制御することに有効に利用される。
また、組織の予測が製造段階で行われるため、目標組織
をもつ鋼材を高い歩留りで製造することが可能になる。
【図1】 本発明に従った変態組織予測モデルの計算フ
ロー
ロー
Claims (2)
- 【請求項1】 C:1.8重量%以下,Si:2.5重
量%以下及びMn:2.5重量%以下を含む鋼の鋳片を
熱間加工した後、冷却して鋼材とする際、成分,加熱条
件及び加工条件から求められる初期γ粒径及びオーステ
ナイト転位密度に応じて、(1)〜(6)式の変態予測
モデルから実行冷却条件下でのフェライト,パーライ
ト,ベーナイト,マルテンサイト又はセメンタイトの各
変態率を求めることを特徴とする熱間加工鋼材の組織予
測方法。 【数1】 - 【請求項2】 請求項1記載の鋼として、更にNi:
4.5重量%以下,Cr:2.5重量%以下及びMo:
1.2重量%以下の1種又は2種以上を含むものを使用
する熱間鋼材の組織予測方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5121535A JPH06330164A (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | 熱間加工鋼材の組織予測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5121535A JPH06330164A (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | 熱間加工鋼材の組織予測方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06330164A true JPH06330164A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=14813654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5121535A Withdrawn JPH06330164A (ja) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | 熱間加工鋼材の組織予測方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06330164A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005297015A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 巻取温度制御装置 |
JP2006523143A (ja) * | 2003-03-28 | 2006-10-12 | ターター スチール リミテッド | 熱間ストリップ圧延機における熱間圧延コイルのオンライン特性予測システムおよび方法 |
JP2008007809A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 鋼材組織の予測方法、鋼材組織の予測装置、及びプログラム |
US7519446B2 (en) | 2005-04-20 | 2009-04-14 | Omron Corporation | Manufacture condition setting system, manufacture condition setting method, control program, and computer-readable record medium recording control program therein |
-
1993
- 1993-05-24 JP JP5121535A patent/JPH06330164A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006523143A (ja) * | 2003-03-28 | 2006-10-12 | ターター スチール リミテッド | 熱間ストリップ圧延機における熱間圧延コイルのオンライン特性予測システムおよび方法 |
EP1608472B1 (en) | 2003-03-28 | 2016-09-07 | Tata Steel Limited | A system for on-line property prediction for hot rolled coil in a hot strip mill |
JP2005297015A (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 巻取温度制御装置 |
US7519446B2 (en) | 2005-04-20 | 2009-04-14 | Omron Corporation | Manufacture condition setting system, manufacture condition setting method, control program, and computer-readable record medium recording control program therein |
JP2008007809A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 鋼材組織の予測方法、鋼材組織の予測装置、及びプログラム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6430461B1 (en) | Process for monitoring and controlling the quality of rolled products from hot-rolling processes | |
Han et al. | Effects of temperature and strain rate on the dynamic recrystallization of a medium-high-carbon high-silicon bainitic steel during hot deformation | |
US5357443A (en) | Method of estimating properties of steel product | |
KR20160105464A (ko) | 미세조직 시뮬레이터, 모니터 및/또는 모델을 이용한, 열연 및 후판 공장에서 금속 강 합금 및 철 합금의 최적 제조 방법 | |
JP2016524038A (ja) | 良好な耐久性を示す高強度鋼、および焼入れと亜鉛浴による分配処理とによる製造方法 | |
JPS63241114A (ja) | 耐応力腐食割れ性の優れた高靭性高張力鋼の製造法 | |
JPS62158816A (ja) | 熱間圧延鋼材の製造方法 | |
JPH06330164A (ja) | 熱間加工鋼材の組織予測方法 | |
JPH05142126A (ja) | 鋼板の材質予測方法 | |
Perlade et al. | Application of microstructural modelling for quality control and process improvement in hot rolled steels | |
Hart-Rawung et al. | Extension of a phase transformation model for partial hardening in hot stamping | |
JPH044911A (ja) | 鋼板材質予測方法 | |
Záhumenský et al. | Austenite–ferrite transformation temperature regression equations for low carbon steels with cooling rate account | |
Gutiérrez | Effect of microstructure on the impact toughness of high strength steels | |
JP4333282B2 (ja) | 高強度鋼板の製造方法 | |
Stewart et al. | Process design for quenching and partitioning of plate steels | |
JP2672572B2 (ja) | 熱間圧延鋼材の製造方法 | |
Chen et al. | Microstructure modeling of HAZ softening in microalloyed high strength linepipe steels | |
JPH04361158A (ja) | 鋼板の材質予測制御方法 | |
Chen et al. | Dynamic Recrystallization and Recovery Behaviors in Austenite of a Novel Fe‐1.93 Mn‐0.07 Ni‐1.96 Cr‐0.35 Mo Ultrahigh Strength Steel | |
Olshanskaya et al. | Development of methods for forecasting the microstructure of the welded joint with reference to the temperature-time modes of electron-beam welding | |
JPH10267917A (ja) | 鋼材中の析出物予測方法 | |
JPH05279737A (ja) | 鋼板材質予測装置 | |
JP4620529B2 (ja) | 高強度熱延鋼板の製造方法 | |
JPH0426719A (ja) | 高強度、高延性13Crステンレス鋼の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000801 |