JPH0713257B2 - 圧延ままで表面異常相のない軟質線材の製造方法 - Google Patents
圧延ままで表面異常相のない軟質線材の製造方法Info
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- JPH0713257B2 JPH0713257B2 JP14029090A JP14029090A JPH0713257B2 JP H0713257 B2 JPH0713257 B2 JP H0713257B2 JP 14029090 A JP14029090 A JP 14029090A JP 14029090 A JP14029090 A JP 14029090A JP H0713257 B2 JPH0713257 B2 JP H0713257B2
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Description
法にかかわり、さらに詳しくは、自動車用部品、建設機
械用部品等の製造に際して、圧延ままで表面異常相がな
く且つ軟化焼鈍を省略して引き抜き、切削、冷間鍛造等
の冷間加工を容易に行うことができる軟質線材の製造方
法に関するものである。
切削、冷間鍛造等の冷間加工の前に冷間加工性の向上を
目的として、軟化焼鈍が行われている。これらの焼鈍は
通常数時間を要し、焼鈍処理のコストは近年のエネルギ
高騰とともにこれらの機械部品の製造コストのなかで大
きなウェイトを占めようになってきている。このため
に、さらにまた生産性の向上の観点から冷間加工の前の
軟化焼鈍省略の指向は強い。
後700〜850℃まで急冷、その後700〜775℃まで保持もし
くは5℃/秒以下で冷却、その後600〜675℃を0.025〜
0.25℃/秒で冷却する熱間圧延線材の直接熱処理方法が
示されている。
鋼をAc3変態点以上に加熱して熱間圧延し、Ac3変態点〜
Ac3変態点+200℃で総減面率40%以上の仕上げ圧延を行
った後、冷却速度0.05〜0.29℃/秒で徐冷する冷間加工
性の優れた低合金鋼の製造方法が示されている。
の冷却に時間を要して生産性が悪く、また上限近くの冷
却速度を選択すると軟化焼鈍レベルまで十分に軟化しな
い等の欠点がある。また、特公平1−12815号公報によ
る方法では、圧延仕上げ直後のオーステナイト結晶粒度
を6番以上とし、熱間圧延ままで微細なフェライト・パ
ーライト組織を得ることを狙いとしている。しかしなが
ら、この方法で得られる熱間圧延ままでの線材は、冷間
加工性は従来の軟化焼鈍に比べて不十分であり、さら
に、表面にフェライト分率が90%以上である異常相(以
下、表面異常相と呼ぶ)が現出する。
ないのが現状である。
の優れた冷間加工性を保証し、且つ表面異常相が存在し
ない軟質線材の製造方法を提供しようとするものであ
る。
優れた冷間加工性を保証し、且つ表面異常相が存在しな
い軟質線材を実現するために、鋭意検討を行ない次の知
見を得た。
間圧延ままで得るためには、圧延仕上げ直後のオーステ
ナイト結晶粒度を8番以上として、熱間圧延ままでベイ
ナイト分率が5%以下で且つ微細なフェライト・パーラ
イト組織を得なければならない。
以上とするためには、次の3点が必須である。
材を用い、圧延加熱温度を900〜1250℃に限定して、圧
延加熱時のオーステナイト粒の粗大化を防止すること。
行い、再結晶によりオーステナイト粒を6〜7番程度に
細粒化すること。
後、直ちに鋼材表面温度が一旦Ms点〜700℃となるよう
に冷却し、引き続いて減面率10%以上の圧延を行う」工
程を1回以上有する工程で圧延を行うことにより、各パ
スでの歪を累積し、累積大歪による再結晶細粒化を促進
し、さらに最終圧延出側の鋼材表面温度を750〜880℃と
することにより、オーステナイト粒の成長粗大化を抑制
すること。
な冷間加工性を有するためには、捲取り後コイル状で、
700〜550℃を平均冷却速度で0.05〜0.7℃/秒で冷却す
ることが必要である。
がその主たる原因であり、仕上げ圧延後綿材の表面温度
が700〜800℃となるように急冷した後捲取ることによ
り、表面異常相の発生は防止できる。
であって、その要旨とするところは、 重量比として、 C:0.10〜0.50%、 Si:0.01〜0.40%、 Mn:0.25〜1.70%、 S:0.01〜0.15%、 Al:0.015〜0.05%、 N:0.003〜0.020%、 を含有し、 P:0.035%以下に制限し、 さらにまたは、 Cr:1.5%以下、 Ni:3.5%以下、 Mo:1.0%以下、 B:0.005%以下 の1種または2種以上を含有し、 さらにまたは、 Ti:0.005〜0.04%、 Nb:0.005〜0.1%、 V:0.03〜0.3% の1種または2種以上を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物からなる鋼を熱間圧延するに際して、 (A)900〜1250℃に加熱する工程と、 (B)880℃以上の温度範囲で総減面率50%以上の圧延
を行う工程と、 (C)その後、880℃未満の温度範囲で、「減面率10%
以上の圧延後、直ちに鋼材表面温度が一旦Ms点〜700℃
となるように冷却し、引き続いて減面率10%以上の圧延
を行う」工程を1回以上有する工程で圧延を行い、最終
圧延出側の鋼材表面温度を750〜880℃とする工程と、 (D)仕上げ圧延後、該線材の表面温度が700〜800℃な
るように急冷した後捲取る工程と、 (E)その後コイル状で700〜500℃の温度範囲を平均冷
却速度で0.05〜0.7℃/秒で冷却する工程とを有してな
ることを特徴とする圧延ままで表面異常相のない軟質線
材の製造方法にある。
るのに有効な元素であるが、0.10%未満では最終製品の
強度が不足し、また0.50%を越えるとむしろ最終製品の
靱性の劣化を招くので、含有量を0.10〜0.50%とした。
製品の強度を増加させることを目的として添加するが、
0.01%未満ではこれらの効果は不十分であり、一方、0.
4%を超えるとこれらの効果は飽和しむしろ最終製品の
靱性の劣化を招くので、その含有量を0.01〜0.4%とし
た。
せるのに有効な元素であるが、0.25%未満ではこの効果
は不十分であり、一方、1.7%を超えるとこの効果は飽
和しむしろ最終製品の靱性の劣化を招くので、その含有
量を0.25%〜1.7%とした。
び組織の微細化に寄与するが、0.01%未満ではその効果
は不十分である。一方、0.15%を超えるとその効果は飽
和し、むしろ靱性の劣化及び異方性の増加を招く。以上
の理由から、Sの含有量を0.01〜0.15%とした。
するが、0.015%未満ではその効果は不十分であり、一
方、0.05%を超えるとその効果は飽和し、むしろ靱性を
劣化させるので、その含有量を0.015〜0.05%とした。
粒/フェライト・パーライト組織の微細化に寄与する
が、0.003%未満ではその効果は不十分であり、一方、
0.020%超では、その効果は飽和しむしろ靱性の劣化を
招くので、その含有量をN:0.003〜0.020%とした。
化の原因となる。特にPが0.035%を超えると靱性の劣
化が顕著となるため、0.035%を上限とした。
は2種以上を含有させることができる。これらの元素は
焼入れ性の増加により最終製品の強度を増加させるため
に添加する。ただしこれらの元素の多量添加は熱間圧延
ままでベイナイト、マルテンサイト組織を生じて硬さの
増加を招き、また経済性の点で好ましくないためその含
有量を、 Cr:1.5%以下、 Ni:3.5%以下、 Mo:1.0%以下、 B:0.005%以下 とした。
の1種又は2種以上を必須元素として含有させることが
できる。しかしながら、Ti含有量が0.005%未満、Nb含
有量が0.005%未満、V含有量が0.03%未満ではその効
果は不十分であり、一方、Ti:0.040%超、Nb:0.10%
超、V:0.30%超では、その効果は飽和し、むしろ靱性を
劣化させるので、これらの含有量をTi:0.005〜0.040%,
Nb:0.005〜0.1%,V:0.03〜0.3%とした。
ついて述べる。
加熱温度では粗圧延−中間圧延温度が低くなり再結晶域
圧延によるオーステナイト粒の細粒化が不十分であるた
めであり、また1250℃以上の加熱温度ではオーステナイ
ト結晶粒が顕著が粗大化するためである。
を行うのは、再結晶によりオーステナイト粒を6〜7番
程度に細粒化するためであり、総減面率50%以上とした
のは、これ未満では再結晶細粒化の効果が小さいためで
ある。
延後、直ちに鋼材表面温度が一旦Ms点〜700℃となるよ
うに冷却し、引き続いて減面率を10%以上の圧延を行
う」工程を1回以上有する工程で圧延を行い、最終圧延
出側の鋼材表面温度を700〜880℃とするのは、以下の理
由による。880℃未満の温度範囲における圧延では、通
常、再結晶が困難で、主として回復により加工歪の解放
が起こるため、オーステナイト粒の細粒化は困難であ
る。これに対して、圧延後直ちに冷却して回復による加
工歪の解放を抑制して歪を累積させ、実質的に大きな歪
を残存させれば、再結晶細粒化が可能である。この現象
は、「減面率10%以上の圧延後、直ちに鋼材表面温度が
一旦Ms点〜700℃となるように冷却し、引き続いて減面
率10%以上の圧延を行う」工程を1回以上有する工程で
圧延を行うことによって実現可能である。ここで、冷却
前後の減面率10%以上としたのは、減面率10%未満では
累積される歪量が小さいため再結晶細粒化に対する効果
が不十分なためである。また、冷却後の表面温度をMs点
〜700℃としたのは、冷却後の表面温度が700℃を超える
と加工歪の解放の抑制が不十分であり、一方Ms点未満で
あると表層にマルテンサイト組織が生じるためである。
なお、加工歪の解放の抑制の効果は、600℃未満に冷却
することによって特に顕著になることから、可能ならば
冷却後の表面温度をMs点以上、600℃未満とするのが望
ましい。また、本発明では880℃未満の温度範囲におい
て、「減面率10%以上の圧延後、直ちに鋼材表面温度が
一旦Ms点〜700℃となるように冷却し、引き続いて減面
率10%以上の圧延を行う」工程の前後に任意の圧延を行
うことが可能であり、またこの工程を2回以上繰り返す
場合、連続して行っても、任意の圧延をはさんで行って
も良い。次に、最終圧延出側の鋼材表面温度を750〜880
℃の範囲とするのは、750℃未満の仕上げ温度では、仕
上げ圧延前または仕上げ圧延中に鋼材表層部分でフェラ
イトが生成する危険性があり、また仕上げ温度が880℃
を超えた場合、圧延直後のオーステナイト粒が成長粗大
化する危険性があるためである。
るように急冷した後捲取るのは、表面異常相の発生を防
止するためである。捲取り前の温度が800℃を超えると
表面異常相発生防止の効果が不十分であり、また捲取り
前の温度が700℃未満であると微細パーライトが生成し
て硬さが増加する危険性があるため、捲取り温度範囲を
700〜800℃とした。
冷却速度で0.05〜0.7℃/秒で冷却するのは、700〜550
℃の冷却速度が0.7℃/秒を超えると、圧延冷却後の組
織が、ベイナイトが5%以上混在する組織となるためで
あり、一方0.05℃/秒未満では徐冷の効果が飽和し、い
たずらに時間を消費するためである。なお、550℃以下
の冷却は任意の冷却速度を選ぶことができる。また、調
整冷却の方法として、コイル搬送ラインに徐冷カバーを
かける等適宜の方法がとられる。
示す。
2mm角鋼片に分塊圧延後、第2表に示す圧延条件で19mm
径線材に圧延した。本発明法の圧延No.Iおよび比較例の
圧延No.IIについては、圧延後コイル搬送ラインに徐冷
カバーをかけることにより調整冷却を行った。また、比
較例の圧延No.IIIで圧延した材料についてのみ、680℃
×2時間加熱放冷の条件で軟化焼鈍を行った。
各鋼材の材質特性を本発明と比較例を対比して示す。こ
れから明らかなように、比較例圧延No.IIでは、表面異
常相が発生するが、本発明法では、表面異常相の発生が
防止でき、さらに本発明の圧延まま材では、ベイナイト
分率が5%以下に抑えられ、また硬さレベルは比較例圧
延No.IIIの圧延まま材に比べて概ねHVで10以上軟化して
おり、この結果、「比較例圧延No.III(従来法)の圧延
材→軟化焼鈍」材とほぼ同等の軟質化レベルを達成して
いる。
表面異常相がなく、且つ従来の軟化焼鈍レベルの優れた
冷間加工性を保証し得る軟質線材の製造が可能であり、
自動車用部品、建設機械用部品等の製造に際して、冷間
加工の前の軟化焼鈍の省略が可能で、大幅な製造コスト
低減と生産性の向上が可能となり、産業上の効果は極め
て顕著なるものがある。
Claims (3)
- 【請求項1】重量比として、 C:0.10〜0.50%、 Si:0.01〜0.40%、 Mn:0.25〜1.70%、 S:0.01〜0.15%、 Al:0.015〜0.05%、 N:0.003〜0.020%、 を含有し、 P:0.035%以下に制限し、残部が鉄および不可避的不純
物からなる鋼を熱間圧延するに際して、 (A)900〜1250℃に加熱する工程と、 (B)880℃以上の温度範囲で総減面率50%以上の圧延
を行う工程と、 (C)その後、880℃未満の温度範囲で、「減面率10%
以上の圧延後、直ちに鋼材表面温度が一旦Ms点〜700℃
となるように冷却し、引き続いて減面率10%以上の圧延
を行う」工程を1回以上有する工程で圧延を行い、最終
圧延出側の鋼材表面温度を750〜880℃とする工程と、 (D)仕上げ圧延後、該線材の表面温度が700〜800℃と
なるように急冷した後捲取る工程と、 (E)その後コイル状で700〜500℃の温度範囲を平均冷
却速度で0.05〜0.7℃/秒で冷却する工程とを有してな
ることを特徴とする圧延ままで表面異常相のない軟質線
材の製造方法。 - 【請求項2】鋼が、さらに、 Cr:1.5%以下、 Ni:3.5%以下、 Mo:1.0%以下、 B:0.005%以下 の1種または2種以上を含有する、請求項1記載の圧延
ままで表面異常相のない軟質線材の製造方法。 - 【請求項3】鋼が、さらに、 Ti:0.005〜0.04%、 Nb:0.005〜0.1%、 V:0.03〜0.3% の1種または2種以上を含有する、請求項1または2記
載の圧延ままで表面異常相のない軟質線材の製造方法。
Priority Applications (1)
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JP14029090A JPH0713257B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 圧延ままで表面異常相のない軟質線材の製造方法 |
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JP14029090A JPH0713257B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 圧延ままで表面異常相のない軟質線材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0432514A JPH0432514A (ja) | 1992-02-04 |
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JP14029090A Expired - Lifetime JPH0713257B2 (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 圧延ままで表面異常相のない軟質線材の製造方法 |
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