JPH0674453B2

JPH0674453B2 - 球状化鋼の製造方法

Info

Publication number: JPH0674453B2
Application number: JP9664987A
Authority: JP
Inventors: 裕金築; 正昭勝亦; 始夫佐藤; 洋一芥川; 満森高
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1987-04-20
Filing date: 1987-04-20
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPS63262420A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、冷間及び温間での鍛造加工に適する球状化鋼
の製造方法に関する。

従来の技術一般に、機械構造用鋼を用いて各種の機械部品を製造す
る場合、棒鋼に鍛造、切削等の加工を施すことによつ
て、形状が整えられる。

上記鍛造加工のうち、冷間鍛造は、素材に厳しい変形能
が要求されるので、最終製品に所定の強度や靱性を付与
するための材料組織とは別に、できる限りにおいて低応
力にて等方的にすぐれた変形能を有することが必要であ
る。かかる目的のための熱処理法として、従来より球状
化焼鈍が知られており、この方法によれば、パーライト
中のセメンタイトが板状から球状に変化し、素材鋼にす
ぐれた変形能を与えることができる。

しかし、従来、棒鋼の製造過程において、ビレツトは、
オーステナイト状態にて熱間圧延を終了して丸棒とされ
た後、オフラインにてA₁変態点の直上又は直下にて長時
間にわたつて保持した後、徐冷することによつて球状化
処理されているので、エネルギー消費量が極めて多い。

発明が解決しようとする問題点そこで、本発明者らは、従来の球状化処理における上記
した問題を解決するために鋭意研究した結果、熱間圧延
時に制御冷却を行ない、この間に棒鋼に所定の引張応力
を付与して変態を促進すると共に、その後の圧延におい
てセメンタイトを著しく分断させることによつて、後工
程における球状化処理を著しく簡単化し得ることを見出
して、本発明に至つたものである。

問題点を解決するための手段本発明による球状化鋼の製造方法は、重量％で C 0.2〜0.6％、 Si 0.15〜0.35％、 Mn 0.3〜0.9％、 Ni 0.2％以下、 Cr 0.2％以下、残部鉄及び不可避的不純物よりなる中高炭素鋼を熱間圧
延の途中において、中心温度が400〜650℃の範囲の温度
まで、臨海冷却速度以下の冷却速度にて冷却し、この冷
却速度をＡ（℃／分）とするとき、引張応力≧55−21.3logA なる式を満足する引張応力を上記冷却中に加え、その
後、600℃からA₁点の間の温度にて圧延し、徐冷するこ
とを特徴とする。

本発明においては、パーライト組織の球状化を容易にす
るために、Ｃは0.2％以上の添加を必要とする。しか
し、0.6％よりも過多に添加する場合は、冷媒に水を用
いるような連続冷却に際して、表面部に過冷マルテンサ
イト相が生成し、焼き割れを生じる。従つて、本発明に
おいては、Ｃ量は0.2〜0.6％の範囲とする。但し、恒温
変態が可能であるときは、Ｃ量が0.6％以上でもよい。

本発明による方法は、圧延ラインにおいて、パーライト
変態中に応力を付加するため、焼入れ性を著しく高める
元素については、パーライト変態までの時間を必要と
し、従つて、Ni及びCrについては、その添加量の上限を
それぞれ0.2％とする。また、Siの添加量は0.15〜0.35
％の範囲とし、Mnの添加量は0.3〜0.9％の範囲とする。

更に、本発明の方法においてはCa、Ｓ、Pb、REM等は、
焼入れ性に特に影響を与えないので、鋼はかかる元素を
含有ししていてもよい。

本発明の方法によれば、第１図に示すように、上記した
成分組成を有する鋼を熱間圧延の途中において、質量効
果による中心と表面との間の温度差をできるだけ少なく
して、均一な球状化組織を得ることができるように、中
心温度が400〜650℃の範囲の温度まで、パーライト変態
の起こる臨界冷却速度以下の冷却速度にて冷却し、この
冷却速度をＡ（℃／分）とするとき、引張応力≧55−21.3 log A なる式を満足する引張応力を上記冷却中に加え、その
後、600℃からA₁点の間の温度にて圧延し、徐冷して、
棒鋼を得るものである。

従来は、鋼を高温状態から加工、冷却を繰り返し、最終
形状で室温まで冷却され、この最終冷却時にフエライト
・パーライト変態が起こり、その後にオフラインにて球
状化処理が施される。しかし、本発明の方法によれば、
上記フエライト・パーライト変態が起こる段階で引張応
力を加え、変態中のセメンタイトを予め球状化しやすい
状態にすることができる。

即ち、本発明に従つて、フエライト・パーライト変態中
に引張応力を加え、この変態後のフエライト・パーライ
ト組織にA₁点の直下で変形を与えた場合は、応力を与え
ない場合に比べて、セメンタイト板が細かく分断される
結果、セメンタイトが球状化に極めて適した状態とな
り、その後の処理を簡単化することができるのである。
この現象は、高歪み速度で起こり、従つて、熱間圧延中
に一度変態を起こさせる程度にまで、例えば、好ましく
は、500〜600℃程度まで冷却すれば、熱間圧延ラインで
の実施が可能である。また、A₁変態点近傍での加工時、
加工応力が極めて低下するため、直接、温間圧延するこ
とができる。

即ち、本発明においては、熱間圧延時における制御冷却
によつて、変態を起こさせるために、中心温度が400〜6
50℃の範囲の温度になるまで冷却する。この冷却速度は
鋼組成によつて異なるが、臨界冷却速度を超えることは
ない。

本発明において、熱間圧延中の引張応力は、冷却部分の
前後のロールの速度調整によつて、これを付加すること
ができる。従つて、本発明において、熱間圧延は、棒及
び線へのそれに限定されるものではなく、鋼板において
も、0.2％以上のＣを含むものであれば、同様に適用す
ることができる。上記制御冷却の間の引張応力は、冷却
速度に対して、前記所定の関係を満たすことが必要であ
り、かかる引張応力を加えることによつて、微細に分断
されたセメンタイトを得ることができる。

発明の効果以上のように、本発明の方法によれば、熱間圧延時に制
御冷却を行なつて、棒鋼に引張応力を付与し、変態を促
進すると共に、その後の圧延においてセメンタイトを著
しく分断させるので、後工程における球状化処理を著し
く簡単化することができる。

実施例以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

C 0.49％、 Si 0.21％、 Mn 0.74％、 P 0.023％、 S 0.017％、 Cu 0.01％、 Ni 0.01％、 Cr 0.10％、残部鉄及び不可避的不純物よりなるS48C鋼を熱間圧延の
途中において、中心温度が500℃となるように215℃／分
の冷却速度にて冷却しながら、10kgf/mm²の引張応力を
加え、その後、650℃で圧延し、本発明の方法における
効果を圧延直後にて示すために、急冷した。更に、徐冷
すれば、その冷却速度に応じて、球状化が一層進行する
ことが容易に理解されよう。

第２図に上記のようにして得られた棒鋼の組織を示し、
第３図に上記の方法において、引張応力を加えることな
く、変態させた棒鋼の組織を示す。第２図に明らかなよ
うに、本発明の方法によれば、セメンタイト組織が分断
されており、従つて、球状化処理におけるエネルギー量
が大幅に低減される。

第４図は、冷却速度と引張応力と得られる棒鋼における
微細セメンタイトの低硬度領域を示すグラフであつて、
斜線領域部が本発明の範囲である。即ち、冷却速度に対
して、前述したように、所定の関係を満たすように、制
御冷却時に引張応力を鋼に与えることによつて、微細セ
メンタイト組織を得ることができる。尚、図中、○で囲
んだ数字はHv硬さを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法における熱処理パターンを示す
グラフ、第２図は、本発明の方法によつて得られた棒鋼
の組織を示す顕微鏡写真、第３図は、比較例としての棒
鋼の組織を示す顕微鏡写真、第４図は、冷却速度と引張
応力と得られる棒鋼における微細セメンタイトの低硬度
領域を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森高満兵庫県神戸市東灘区深江本町３丁目９−１ −910

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％でＣ 0.2〜0.6％、 Si 0.15〜0.35％、 Mn 0.3〜0.9％、 Ni 0.2％以下、 Cr 0.2％以下、残部鉄及び不可避的不純物よりなる中高炭素鋼を熱間圧
延の途中において、中心温度が400〜650℃の範囲の温度
まで、臨界冷却速度以下の冷却速度にて冷却し、この冷
却速度をＡ（℃／分）とするとき、引張応力≧55−21.3 log A なる式を満足する引張応力を上記冷却中に加え、その
後、600℃からA₁点の間の温度にて圧延し、徐冷するこ
とを特徴とする球状化鋼の製造方法。