JPH0770635A - 冷延特殊鋼表面脱炭鋼帯の製造方法 - Google Patents
冷延特殊鋼表面脱炭鋼帯の製造方法Info
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- JPH0770635A JPH0770635A JP24070693A JP24070693A JPH0770635A JP H0770635 A JPH0770635 A JP H0770635A JP 24070693 A JP24070693 A JP 24070693A JP 24070693 A JP24070693 A JP 24070693A JP H0770635 A JPH0770635 A JP H0770635A
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- decarburizing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械部品，工具類，刃物等に使用される高炭
素鋼冷延鋼帯の表面脱炭および球状化焼鈍処理の改良に
関し、脱炭層深さを精度よく制御することを可能にす
る。 【構成】 ラメラーパーライト組織を有する高炭素冷間
圧延鋼帯をオープンコイルに巻き直し、脱炭性還元雰囲
気（約33〜90％Ｈ2 −Ｎ2 ガス、露点約20〜65℃) に保
持された焼鈍炉中、Ａ1 変態点直下〜Ａ1 変態点−１２
０℃の温度域で焼鈍処理し、処理時間ｔ（Ｈｒ）と、形
成される脱炭層深さξ（μｍ）との間に成立する下式
（式中のａは、処理温度，雰囲気ガスの組成・露点，鋼
中初期Ｃ濃度等の処理条件により定まる定数） ξ＝ａ・ｔ に基づいて、焼鈍処理時間により脱炭層の深さを制御す
る。
素鋼冷延鋼帯の表面脱炭および球状化焼鈍処理の改良に
関し、脱炭層深さを精度よく制御することを可能にす
る。 【構成】 ラメラーパーライト組織を有する高炭素冷間
圧延鋼帯をオープンコイルに巻き直し、脱炭性還元雰囲
気（約33〜90％Ｈ2 −Ｎ2 ガス、露点約20〜65℃) に保
持された焼鈍炉中、Ａ1 変態点直下〜Ａ1 変態点−１２
０℃の温度域で焼鈍処理し、処理時間ｔ（Ｈｒ）と、形
成される脱炭層深さξ（μｍ）との間に成立する下式
（式中のａは、処理温度，雰囲気ガスの組成・露点，鋼
中初期Ｃ濃度等の処理条件により定まる定数） ξ＝ａ・ｔ に基づいて、焼鈍処理時間により脱炭層の深さを制御す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種機械部品、工具
類、および刃物等の材料として有用な、表面に所定深さ
の脱炭層が形成された球状炭化物組織を有する冷延特殊
鋼表面脱炭鋼帯の製造方法に関する。
類、および刃物等の材料として有用な、表面に所定深さ
の脱炭層が形成された球状炭化物組織を有する冷延特殊
鋼表面脱炭鋼帯の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高炭素鋼板は、硬度，強度，耐摩耗性等
を要求される各種機械部品，工具類，および刃物等に広
く使用されている。これらの用途に供される高炭素鋼板
は、その冷延鋼帯を球状化焼鈍処理し、調質圧延の後、
脱炭焼鈍処理する工程を経て製造され、これに焼入れ・
焼戻し等の熱処理が加えられて所定の機械性質に調整さ
れ、ついで打抜き，曲げ，絞り等の成形加工工程を経て
最終製品に仕上げられる。上記高炭素鋼の球状化焼鈍処
理は、冷延鋼帯のラメラーパーライト組織を球状化炭化
物組織に変えることにより、鋼帯の延性・靱性を高め、
成形加工性を良好にすると共に、成形加工後の焼入れ硬
化の際の不均一な変形・焼割等をできるだけ抑制緩和す
るものであり、その焼鈍処理は、冷延鋼帯のタイトコイ
ルを、還元雰囲気（代表的には、水素ガス約10容積％を
含むＨ2 −Ｎ2 混合ガスであるＨＮガス等）の焼鈍炉内
で、Ａ1 変態点の直下ないしそれより約１００℃低い温
度域に適当時間保持することにより行われている。ま
た、脱炭焼鈍処理は、成形加工過程で生じ易い表面クラ
ック等を抑制防止するために、鋼帯表面に脱炭層を形成
するものであり、その焼鈍処理は、前記球状化焼鈍処理
された鋼帯コイルを、オープンコイルに巻き直して、脱
炭性還元雰囲気（代表的には、水素ガス約75容積％を含
むＨ2 −Ｎ2 混合ガスであるＡＸガス等）の焼鈍炉中、
Ａ1 変態点ないしそれより約１２０℃低い温度域に適当
時間保持することにより行われている。
を要求される各種機械部品，工具類，および刃物等に広
く使用されている。これらの用途に供される高炭素鋼板
は、その冷延鋼帯を球状化焼鈍処理し、調質圧延の後、
脱炭焼鈍処理する工程を経て製造され、これに焼入れ・
焼戻し等の熱処理が加えられて所定の機械性質に調整さ
れ、ついで打抜き，曲げ，絞り等の成形加工工程を経て
最終製品に仕上げられる。上記高炭素鋼の球状化焼鈍処
理は、冷延鋼帯のラメラーパーライト組織を球状化炭化
物組織に変えることにより、鋼帯の延性・靱性を高め、
成形加工性を良好にすると共に、成形加工後の焼入れ硬
化の際の不均一な変形・焼割等をできるだけ抑制緩和す
るものであり、その焼鈍処理は、冷延鋼帯のタイトコイ
ルを、還元雰囲気（代表的には、水素ガス約10容積％を
含むＨ2 −Ｎ2 混合ガスであるＨＮガス等）の焼鈍炉内
で、Ａ1 変態点の直下ないしそれより約１００℃低い温
度域に適当時間保持することにより行われている。ま
た、脱炭焼鈍処理は、成形加工過程で生じ易い表面クラ
ック等を抑制防止するために、鋼帯表面に脱炭層を形成
するものであり、その焼鈍処理は、前記球状化焼鈍処理
された鋼帯コイルを、オープンコイルに巻き直して、脱
炭性還元雰囲気（代表的には、水素ガス約75容積％を含
むＨ2 −Ｎ2 混合ガスであるＡＸガス等）の焼鈍炉中、
Ａ1 変態点ないしそれより約１２０℃低い温度域に適当
時間保持することにより行われている。
【０００３】上記高炭素鋼板は、予定された成形加工条
件や具体的用途等に応じた過不足のない脱炭層深さを有
することが必要である。脱炭層深さが浅過ぎると、成形
加工工程で割れ等を生じ易く、逆に脱炭層が深過ぎる場
合には、表面の硬度・耐摩耗性等の不足をきたし、部材
の耐久性・信頼性等を損なう原因となるからである。こ
のため、表面脱炭処理における脱炭反応の制御について
は、律速過程が鋼中Ｃ原子の拡散速度支配であるとの観
点に立脚した種々の研究報告がなされており、高炭素鋼
の脱炭反応に関しては、例えば脱炭層深さξと、脱炭焼
鈍処理時間ｔとの相関を示すものとして、ξ2 ＝２（Ｃ
α／Ｃｏ）Ｄα・ｔ〔式中、Ｃｏ：鋼中の初期Ｃ濃度，
Ｃα：フェライト相のＣ濃度，Ｄα：フェライト相中の
Ｃの拡散係数〕で示される関係式が知られている。
件や具体的用途等に応じた過不足のない脱炭層深さを有
することが必要である。脱炭層深さが浅過ぎると、成形
加工工程で割れ等を生じ易く、逆に脱炭層が深過ぎる場
合には、表面の硬度・耐摩耗性等の不足をきたし、部材
の耐久性・信頼性等を損なう原因となるからである。こ
のため、表面脱炭処理における脱炭反応の制御について
は、律速過程が鋼中Ｃ原子の拡散速度支配であるとの観
点に立脚した種々の研究報告がなされており、高炭素鋼
の脱炭反応に関しては、例えば脱炭層深さξと、脱炭焼
鈍処理時間ｔとの相関を示すものとして、ξ2 ＝２（Ｃ
α／Ｃｏ）Ｄα・ｔ〔式中、Ｃｏ：鋼中の初期Ｃ濃度，
Ｃα：フェライト相のＣ濃度，Ｄα：フェライト相中の
Ｃの拡散係数〕で示される関係式が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、脱炭反
応を拡散律速とする観点に立脚して脱炭焼鈍処理を制御
する従来の高炭素鋼板の製造法においては、表面脱炭層
の層深さを処理時間により精度よく制御し得るような両
者の対応関係をを見出すことは困難であり、このため実
操業では、個々の具体的操業条件に応じて経験的に処理
時間を設定しているのが実情であり、またそのために脱
炭層深さをその製品仕様に応じて適切に制御することは
容易でなく、脱炭層深さの過不足をきたすことも少なく
ない。また、鋼帯表面に形成される脱炭層は、所定の深
さを有することと併せて、その内側に形成される球状化
炭化物組織との境界が明瞭であることが望まれるが、従
来の製法による高炭素鋼板の表面脱炭層は、深さ方向の
脱炭カーブ（Ｃ濃度の勾配）が緩慢で、内側の球状化炭
化物組織との境界が不明瞭なものとなり易い傾向があ
る。そこで、本発明は、鋼帯表面に形成される脱炭層深
さを精度良く制御することができ、かつその内側領域に
形成される球状化炭化物組織との境界の明瞭な脱炭層を
有する高炭素鋼板の製造方法を提供しようとするもので
ある。
応を拡散律速とする観点に立脚して脱炭焼鈍処理を制御
する従来の高炭素鋼板の製造法においては、表面脱炭層
の層深さを処理時間により精度よく制御し得るような両
者の対応関係をを見出すことは困難であり、このため実
操業では、個々の具体的操業条件に応じて経験的に処理
時間を設定しているのが実情であり、またそのために脱
炭層深さをその製品仕様に応じて適切に制御することは
容易でなく、脱炭層深さの過不足をきたすことも少なく
ない。また、鋼帯表面に形成される脱炭層は、所定の深
さを有することと併せて、その内側に形成される球状化
炭化物組織との境界が明瞭であることが望まれるが、従
来の製法による高炭素鋼板の表面脱炭層は、深さ方向の
脱炭カーブ（Ｃ濃度の勾配）が緩慢で、内側の球状化炭
化物組織との境界が不明瞭なものとなり易い傾向があ
る。そこで、本発明は、鋼帯表面に形成される脱炭層深
さを精度良く制御することができ、かつその内側領域に
形成される球状化炭化物組織との境界の明瞭な脱炭層を
有する高炭素鋼板の製造方法を提供しようとするもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の冷延特殊鋼表面
脱炭鋼帯の製造方法は、ラメラーパーライト組織を有す
る高炭素鋼冷延鋼帯をオープンコイルとし、脱炭性還元
雰囲気に保持された焼鈍炉中、Ａ1 変態点直下〜Ａ1 変
態点−１２０℃の温度域に加熱保持して、鋼帯表面に脱
炭層を形成すると共に、その内側の非脱炭領域を球状化
炭化物組織となす焼鈍処理における焼鈍処理時間を、下
式：
脱炭鋼帯の製造方法は、ラメラーパーライト組織を有す
る高炭素鋼冷延鋼帯をオープンコイルとし、脱炭性還元
雰囲気に保持された焼鈍炉中、Ａ1 変態点直下〜Ａ1 変
態点−１２０℃の温度域に加熱保持して、鋼帯表面に脱
炭層を形成すると共に、その内側の非脱炭領域を球状化
炭化物組織となす焼鈍処理における焼鈍処理時間を、下
式：
【数２】ξ＝ａ・ｔ …〔１〕 〔式中、ξ：脱炭層深さ（μｍ） ｔ：処理時間（Ｈｒ） ａ：定数 〕 に基づいて調節することにより脱炭層深さを所望の深さ
に制御することを特徴としている。
に制御することを特徴としている。
【０００６】
【作用】鋼板表面の脱炭は、鋼中の固溶Ｃが表面に拡散
し、雰囲気ガスとの反応によりＣＯガスとなって脱出す
る現象であり、鋼中のＣ量が固溶限以下になると、炭化
物（セメンタイト）は、分解反応（Fe3 C →α-Fe +C）
を生じて消失し脱炭反応は進行する。本発明者等の研究
結果によれば、高炭素鋼冷延鋼帯の脱炭反応は、反応律
速であり、形成される脱炭層の層深さとその処理時間と
の間には上記〔１〕式で示される相関が成り立つ。式中
のａは、焼鈍処理温度（均熱温度）、鋼中の初期Ｃ濃
度、雰囲気ガスの組成・露点等により定まる定数であ
る。すなわち、高炭素鋼冷延鋼帯の脱炭性還元雰囲気中
での焼鈍処理により形成される表面脱炭層の層深さξ
は、処理時間ｔの一次関数であり、〔１〕式により脱炭
層深さを予測でき、形成される脱炭層深さはこの相関に
基づく処理時間の調整により精度よく制御される。
し、雰囲気ガスとの反応によりＣＯガスとなって脱出す
る現象であり、鋼中のＣ量が固溶限以下になると、炭化
物（セメンタイト）は、分解反応（Fe3 C →α-Fe +C）
を生じて消失し脱炭反応は進行する。本発明者等の研究
結果によれば、高炭素鋼冷延鋼帯の脱炭反応は、反応律
速であり、形成される脱炭層の層深さとその処理時間と
の間には上記〔１〕式で示される相関が成り立つ。式中
のａは、焼鈍処理温度（均熱温度）、鋼中の初期Ｃ濃
度、雰囲気ガスの組成・露点等により定まる定数であ
る。すなわち、高炭素鋼冷延鋼帯の脱炭性還元雰囲気中
での焼鈍処理により形成される表面脱炭層の層深さξ
は、処理時間ｔの一次関数であり、〔１〕式により脱炭
層深さを予測でき、形成される脱炭層深さはこの相関に
基づく処理時間の調整により精度よく制御される。
【０００７】また、高炭素鋼冷延鋼帯の表面脱炭と内側
の非脱炭領域の球状化処理を一工程の焼鈍処理で行う本
発明では、球状化焼鈍処理の後に脱炭焼鈍処理を行う従
来の製造法と異なって、形成される脱炭層の深さ方向の
Ｃ濃度勾配（脱炭カーブ）が急峻であり、従来法による
ものに比べて、内側領域の球状化炭化物組織との境界が
明瞭である。これは、後述するように、冷延ままの鋼帯
の生地組織（ラメラーパーライト組織）と、球状化焼鈍
された鋼帯の球状化炭化物組織とにおける炭化物（セメ
ンタイト）の分解反応および固溶Ｃの拡散の様相が異な
ることによるものである。
の非脱炭領域の球状化処理を一工程の焼鈍処理で行う本
発明では、球状化焼鈍処理の後に脱炭焼鈍処理を行う従
来の製造法と異なって、形成される脱炭層の深さ方向の
Ｃ濃度勾配（脱炭カーブ）が急峻であり、従来法による
ものに比べて、内側領域の球状化炭化物組織との境界が
明瞭である。これは、後述するように、冷延ままの鋼帯
の生地組織（ラメラーパーライト組織）と、球状化焼鈍
された鋼帯の球状化炭化物組織とにおける炭化物（セメ
ンタイト）の分解反応および固溶Ｃの拡散の様相が異な
ることによるものである。
【０００８】以下、本発明について詳しく説明する。冷
間圧延された高炭素鋼帯のコイルは、オープンコイルに
巻き直されてバッチ式焼鈍炉に装入され、脱炭性還元雰
囲気下の焼鈍処理により、表面層の脱炭層の形成と、そ
の内側領域の生地組織の球状化炭化物組織の形成とが行
われる。その焼鈍処理における脱炭性還元雰囲気ガス
は、Ｈ2 −Ｎ2 混合ガスが適用される。混合ガスの水素
ガス濃度は、約３３〜９０容積％（以下単に「％」）が
適当である。水素ガス濃度が約３３％に満たないと、そ
の雰囲気が鋼中鉄分に対して酸化性となり、表面精度や
美麗さが損なわれ、他方９０％を越える高濃度では、鋼
中炭素に対する脱炭性が弱く、脱炭反応を十分に進める
ことが困難となるからである。また、その混合ガスは、
約２０〜６５℃の範囲の露点に調節されることが望まし
い。露点が約２０℃より低いと、鋼帯表面における脱炭
反応（Ｃ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋Ｈ2 ）を十分に進めることが
困難であり、他方約６５℃を越えるような高い露点の場
合には、鋼帯表面の酸化（スケールの生成）が無視でき
なくなるからである。
間圧延された高炭素鋼帯のコイルは、オープンコイルに
巻き直されてバッチ式焼鈍炉に装入され、脱炭性還元雰
囲気下の焼鈍処理により、表面層の脱炭層の形成と、そ
の内側領域の生地組織の球状化炭化物組織の形成とが行
われる。その焼鈍処理における脱炭性還元雰囲気ガス
は、Ｈ2 −Ｎ2 混合ガスが適用される。混合ガスの水素
ガス濃度は、約３３〜９０容積％（以下単に「％」）が
適当である。水素ガス濃度が約３３％に満たないと、そ
の雰囲気が鋼中鉄分に対して酸化性となり、表面精度や
美麗さが損なわれ、他方９０％を越える高濃度では、鋼
中炭素に対する脱炭性が弱く、脱炭反応を十分に進める
ことが困難となるからである。また、その混合ガスは、
約２０〜６５℃の範囲の露点に調節されることが望まし
い。露点が約２０℃より低いと、鋼帯表面における脱炭
反応（Ｃ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋Ｈ2 ）を十分に進めることが
困難であり、他方約６５℃を越えるような高い露点の場
合には、鋼帯表面の酸化（スケールの生成）が無視でき
なくなるからである。
【０００９】焼鈍処理温度（均熱温度）は、Ａ1 変態点
（以下、「Ａ1 点」）の直下ないしＡ1 点より約１２０
℃低い温度（Ａ1 点−１２０℃）の範囲に規制される。
Ａ1点を直下を上限とするのは、オーステナイト相の生
成を回避するためであり、他方、Ａ1 点−１２０℃を下
限温度とするのは、それより低い温度では、鋼帯表層の
固溶Ｃの拡散速度、および鋼帯表面の脱炭反応（Ｃ＋Ｈ
2 Ｏ→ＣＯ＋Ｈ2 ）の進行が緩慢となり、脱炭層の形成
とその内側領域の炭化物の球状化反応を効率良く短時間
で達成することが困難となるからであり、好ましくはＡ
1 点−７０℃を下限温度とする。
（以下、「Ａ1 点」）の直下ないしＡ1 点より約１２０
℃低い温度（Ａ1 点−１２０℃）の範囲に規制される。
Ａ1点を直下を上限とするのは、オーステナイト相の生
成を回避するためであり、他方、Ａ1 点−１２０℃を下
限温度とするのは、それより低い温度では、鋼帯表層の
固溶Ｃの拡散速度、および鋼帯表面の脱炭反応（Ｃ＋Ｈ
2 Ｏ→ＣＯ＋Ｈ2 ）の進行が緩慢となり、脱炭層の形成
とその内側領域の炭化物の球状化反応を効率良く短時間
で達成することが困難となるからであり、好ましくはＡ
1 点−７０℃を下限温度とする。
【００１０】焼鈍処理時間（均熱温度での保持時間）
は、前記〔１〕式に基づき、形成しようとする所望の脱
炭層深さに応じて決められる。式中の定数ａは前記のよ
うに、被処理鋼帯の初期Ｃ濃度，処理温度，雰囲気ガス
組成・露点等の焼鈍処理の具体的条件に応じて予め設定
される。例えば、鋼帯の初期Ｃ濃度：0.55±0.05、処理
温度：約680 〜710 ℃、雰囲気ガス（Ｈ2 −Ｎ2 ガ
ス）：Ｈ2 濃度約65±15％, 露点約45±10℃の焼鈍処理
条件において、50％脱炭層深さξ(50%) （μｍ）を予測
しようとする場合には、処理時間ｔ（Ｈｒ）との相関を
示す前記〔１〕式の定数ａを、約30.0±2.0 の範囲の値
に設定して好結果を得ることができる。各種工具類、刃
物等について実用上要求される脱炭層深さを形成するの
に必要な処理時間は、概ね１〜１５Ｈｒの範囲である。
また、その焼鈍処理時間内で、非脱炭領域の基地組織を
良好な球状化炭化物組織とすることができる。
は、前記〔１〕式に基づき、形成しようとする所望の脱
炭層深さに応じて決められる。式中の定数ａは前記のよ
うに、被処理鋼帯の初期Ｃ濃度，処理温度，雰囲気ガス
組成・露点等の焼鈍処理の具体的条件に応じて予め設定
される。例えば、鋼帯の初期Ｃ濃度：0.55±0.05、処理
温度：約680 〜710 ℃、雰囲気ガス（Ｈ2 −Ｎ2 ガ
ス）：Ｈ2 濃度約65±15％, 露点約45±10℃の焼鈍処理
条件において、50％脱炭層深さξ(50%) （μｍ）を予測
しようとする場合には、処理時間ｔ（Ｈｒ）との相関を
示す前記〔１〕式の定数ａを、約30.0±2.0 の範囲の値
に設定して好結果を得ることができる。各種工具類、刃
物等について実用上要求される脱炭層深さを形成するの
に必要な処理時間は、概ね１〜１５Ｈｒの範囲である。
また、その焼鈍処理時間内で、非脱炭領域の基地組織を
良好な球状化炭化物組織とすることができる。
【００１１】また、本発明により形成される表面脱炭層
は、従来の製造法（冷延鋼帯に球状化焼鈍処理を施した
後、脱炭焼鈍処理を行う）により得られるものと異なっ
て、脱炭カーブが急峻である。これは、冷延ままの鋼帯
のラメラーパーライト組織と、球状化焼鈍された鋼帯の
球状化炭化物組織とにおける炭化物（セメンタイト）の
分解反応および固溶Ｃの拡散の様相が異なることによ
る。すなわち、球状化炭化物組織におけるフェライト
（αＦｅ）基地中の球状化した炭化物（セメンタイト）
は、比較的粗大で、分解反応（αＦｅとＣへの分解）を
生じ難く、反面その炭化物粒子相互間のフェライト相は
広い領域に存在するため、フェライト相中の固溶Ｃの拡
散は容易であり、それ故に脱炭反応は、深さ方向に緩や
かなＣ濃度勾配を保ちながら進行し、結果として表面脱
炭層と非脱炭層との境界は不明瞭となり易い。これに対
し、冷延ままの鋼帯のラメラーパーライト組織（圧延方
向に延伸した変形集合組織をなしている）は、炭化物
（セメンタイト）が微細で、かつフェライト相は、炭化
物で細かく分断されているため、鋼帯表面では炭化物の
分解消失と固溶Ｃの表面からの脱出が容易である一方、
深部の固溶Ｃの拡散は細かく分散して存在する炭化物に
妨げられ、かつその領域の炭化物の分解消失反応も抑制
される。このため、表面の脱炭反応は、急峻なＣ濃度勾
配が維持された状態で進行し、内側の非脱炭層との境界
の明瞭な脱炭層が形成されるのである。
は、従来の製造法（冷延鋼帯に球状化焼鈍処理を施した
後、脱炭焼鈍処理を行う）により得られるものと異なっ
て、脱炭カーブが急峻である。これは、冷延ままの鋼帯
のラメラーパーライト組織と、球状化焼鈍された鋼帯の
球状化炭化物組織とにおける炭化物（セメンタイト）の
分解反応および固溶Ｃの拡散の様相が異なることによ
る。すなわち、球状化炭化物組織におけるフェライト
（αＦｅ）基地中の球状化した炭化物（セメンタイト）
は、比較的粗大で、分解反応（αＦｅとＣへの分解）を
生じ難く、反面その炭化物粒子相互間のフェライト相は
広い領域に存在するため、フェライト相中の固溶Ｃの拡
散は容易であり、それ故に脱炭反応は、深さ方向に緩や
かなＣ濃度勾配を保ちながら進行し、結果として表面脱
炭層と非脱炭層との境界は不明瞭となり易い。これに対
し、冷延ままの鋼帯のラメラーパーライト組織（圧延方
向に延伸した変形集合組織をなしている）は、炭化物
（セメンタイト）が微細で、かつフェライト相は、炭化
物で細かく分断されているため、鋼帯表面では炭化物の
分解消失と固溶Ｃの表面からの脱出が容易である一方、
深部の固溶Ｃの拡散は細かく分散して存在する炭化物に
妨げられ、かつその領域の炭化物の分解消失反応も抑制
される。このため、表面の脱炭反応は、急峻なＣ濃度勾
配が維持された状態で進行し、内側の非脱炭層との境界
の明瞭な脱炭層が形成されるのである。
【００１２】上記焼鈍処理により表面の脱炭と非脱炭層
の炭化物の球状化反応を達成して得られた高炭素鋼帯
は、常法に従つて形状矯正および降伏点伸びの解消等を
目的とする調質圧延が施されて最終製品に仕上げられ
る。
の炭化物の球状化反応を達成して得られた高炭素鋼帯
は、常法に従つて形状矯正および降伏点伸びの解消等を
目的とする調質圧延が施されて最終製品に仕上げられ
る。
【００１３】なお、本発明における高炭素鋼帯とは、代
表的には、Ｃ含有量約０．３〜２％のリムド炭素鋼、キ
ルド炭素鋼（アルミキルド，シリコンキルド，チタンキ
ルド等）であるが、これに限定されず、材質の改善を目
的として少量の合金元素、例えば０．３％以下のＮｉ，
０．３％以下のＣｒ，０．４５％以下のＳｉ，０．５〜
０．８％のＭｎ等の１種ないし２種以上を含有する鋼種
をも包含される。
表的には、Ｃ含有量約０．３〜２％のリムド炭素鋼、キ
ルド炭素鋼（アルミキルド，シリコンキルド，チタンキ
ルド等）であるが、これに限定されず、材質の改善を目
的として少量の合金元素、例えば０．３％以下のＮｉ，
０．３％以下のＣｒ，０．４５％以下のＳｉ，０．５〜
０．８％のＭｎ等の１種ないし２種以上を含有する鋼種
をも包含される。
【００１４】
〔１〕供試鋼板の製造 高炭素鋼冷延鋼帯のコイルを、オープンコイルに巻き直
し、バッチ式焼鈍炉に装入し、脱炭性還元雰囲気下に焼
鈍処理する。 （１）鋼帯材種 ：Ｓ５５Ｃ炭素鋼 （２）鋼帯サイズ ：板厚２．２１ｍｍ、板幅９１
４ｍｍ （３）鋼帯の初期Ｃ濃度：０．５５〜０．５７容積％ （４）雰囲気 ：７５％Ｈ2 −Ｎ2 （ＡＸガ
ス），露点 ＋５０℃ （５）均熱温度 ：７００℃（Ａ1 点−約２３
℃） （６）処理量 ：５〜１２ton
し、バッチ式焼鈍炉に装入し、脱炭性還元雰囲気下に焼
鈍処理する。 （１）鋼帯材種 ：Ｓ５５Ｃ炭素鋼 （２）鋼帯サイズ ：板厚２．２１ｍｍ、板幅９１
４ｍｍ （３）鋼帯の初期Ｃ濃度：０．５５〜０．５７容積％ （４）雰囲気 ：７５％Ｈ2 −Ｎ2 （ＡＸガ
ス），露点 ＋５０℃ （５）均熱温度 ：７００℃（Ａ1 点−約２３
℃） （６）処理量 ：５〜１２ton
【００１５】上記焼鈍処理条件における、処理時間ｔ
（Ｈｒ）と形成される５０％脱炭層深さξ(50%) （μ
ｍ）との間には、次式で示される相関（〔１〕式におけ
る定数ａ＝３１）が成り立っている。
（Ｈｒ）と形成される５０％脱炭層深さξ(50%) （μ
ｍ）との間には、次式で示される相関（〔１〕式におけ
る定数ａ＝３１）が成り立っている。
【数３】ξ(50%) ＝31・ｔ … 〔１’〕
【００１６】〔２〕脱炭層深さの測定 供試鋼板No.1〜No.4のトップおよびボトム側から試験片
を切出し、ＪＩＳ Ｇ０５５８の規定に準拠し、顕微鏡
観察により、５０％脱炭層深さ〔ＤＭ−Ｓ（５０）〕を
測定した。表１に、各供試鋼帯の５０％脱炭層深さ（μ
ｍ）の測定結果を、初期Ｃ濃度（容積％）、焼鈍処理時
間（Ｈｒ）、および前記〔１’〕式による５０％脱炭層
深さの予測値ξ(50%) と共に示す。図１は、その処理時
間（Ｈｒ）と５０％脱炭深さ（μｍ）の測定値の関係を
図示したものである。各供試鋼板の脱炭層深さは、
〔１’〕式による予測値とよく一致していることがわか
る。
を切出し、ＪＩＳ Ｇ０５５８の規定に準拠し、顕微鏡
観察により、５０％脱炭層深さ〔ＤＭ−Ｓ（５０）〕を
測定した。表１に、各供試鋼帯の５０％脱炭層深さ（μ
ｍ）の測定結果を、初期Ｃ濃度（容積％）、焼鈍処理時
間（Ｈｒ）、および前記〔１’〕式による５０％脱炭層
深さの予測値ξ(50%) と共に示す。図１は、その処理時
間（Ｈｒ）と５０％脱炭深さ（μｍ）の測定値の関係を
図示したものである。各供試鋼板の脱炭層深さは、
〔１’〕式による予測値とよく一致していることがわか
る。
【００１７】また、各供試鋼板No.1〜No.4の非脱炭層領
域は炭化物の球状化反応が十分に達成され、良好な球状
化炭化物組織を有していることが観察された。図２は供
試鋼板No.2の組織であり、表層（図中、上側部分）は脱
炭層が成形され、その内側領域は炭化物の球状化反応が
達成されていることがわかる。
域は炭化物の球状化反応が十分に達成され、良好な球状
化炭化物組織を有していることが観察された。図２は供
試鋼板No.2の組織であり、表層（図中、上側部分）は脱
炭層が成形され、その内側領域は炭化物の球状化反応が
達成されていることがわかる。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、各種の機械部品，工具
類，刃物等に使用される高炭素鋼板の焼鈍処理における
表面脱炭層の層深さが精度よく制御され、製品仕様に応
じた適正な脱炭層深さを有する鋼板を製造することがで
きる。しかも、従来の製造法では、球状化焼鈍処理と脱
炭焼鈍処理との二工程の焼鈍処理を必要としているのに
対し、本発明によれば、表面脱炭層の形成と、その内側
領域の球状化炭化物組織の形成を一工程の焼鈍処理で完
結することができ、工程の簡略化・製造コストの節減効
果も大である。
類，刃物等に使用される高炭素鋼板の焼鈍処理における
表面脱炭層の層深さが精度よく制御され、製品仕様に応
じた適正な脱炭層深さを有する鋼板を製造することがで
きる。しかも、従来の製造法では、球状化焼鈍処理と脱
炭焼鈍処理との二工程の焼鈍処理を必要としているのに
対し、本発明によれば、表面脱炭層の形成と、その内側
領域の球状化炭化物組織の形成を一工程の焼鈍処理で完
結することができ、工程の簡略化・製造コストの節減効
果も大である。
【図１】本発明の焼鈍処理における処理時間と、脱炭層
深さの相関の例を示すグラフである。
深さの相関の例を示すグラフである。
【図２】本発明により得られる鋼帯の表層近傍の金属組
織を示す図面代用顕微鏡写真である（倍率 ×４０
０）。
織を示す図面代用顕微鏡写真である（倍率 ×４０
０）。
Claims (1)
- 【請求項１】 ラメラーパーライト組織を有する高炭素
鋼冷延鋼帯をオープンコイルとし、脱炭性還元雰囲気に
保持された焼鈍炉中、Ａ1 変態点直下〜Ａ1変態点−１
２０℃の温度域に加熱保持して、鋼帯表面に脱炭層を形
成すると共に、その内側の非脱炭領域を球状化炭化物組
織となす焼鈍処理における焼鈍処理時間を、下式
〔１〕： 【数１】ξ＝ａ・ｔ …〔１〕 〔式中、ξ：脱炭層深さ（μｍ） ｔ：処理時間（Ｈｒ） ａ：定数 〕 に基づいて調節することにより脱炭層深さを所望の深さ
に制御することを特徴とする冷延特殊鋼表面脱炭鋼帯の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24070693A JPH0770635A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 冷延特殊鋼表面脱炭鋼帯の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24070693A JPH0770635A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 冷延特殊鋼表面脱炭鋼帯の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0770635A true JPH0770635A (ja) | 1995-03-14 |
Family
ID=17063500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24070693A Pending JPH0770635A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 冷延特殊鋼表面脱炭鋼帯の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770635A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6127715A (en) * | 1995-07-24 | 2000-10-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photodetector element containing circuit element and manufacturing method thereof |
| JP2010537045A (ja) * | 2007-08-17 | 2010-12-02 | ティッセンクルップ スチール ヨーロッパ アクチェンゲゼルシャフト | 表面脱炭熱間圧延ストリップの製造方法 |
| KR20210105305A (ko) | 2020-02-18 | 2021-08-26 | 주식회사 포스코 | 표면 품질이 우수한 강판 및 그 제조방법 |
| WO2021167331A1 (ko) | 2020-02-18 | 2021-08-26 | 주식회사 포스코 | 표면 품질이 우수한 고탄소 강판 및 그 제조방법 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP24070693A patent/JPH0770635A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6127715A (en) * | 1995-07-24 | 2000-10-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Photodetector element containing circuit element and manufacturing method thereof |
| JP2010537045A (ja) * | 2007-08-17 | 2010-12-02 | ティッセンクルップ スチール ヨーロッパ アクチェンゲゼルシャフト | 表面脱炭熱間圧延ストリップの製造方法 |
| US8449694B2 (en) | 2007-08-17 | 2013-05-28 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Method for producing a surface-decarburised hot-rolled strip |
| KR20210105305A (ko) | 2020-02-18 | 2021-08-26 | 주식회사 포스코 | 표면 품질이 우수한 강판 및 그 제조방법 |
| WO2021167331A1 (ko) | 2020-02-18 | 2021-08-26 | 주식회사 포스코 | 표면 품질이 우수한 고탄소 강판 및 그 제조방법 |
| WO2021167332A1 (ko) | 2020-02-18 | 2021-08-26 | 주식회사 포스코 | 표면 품질이 우수한 강판 및 그 제조방법 |
| KR20210105304A (ko) | 2020-02-18 | 2021-08-26 | 주식회사 포스코 | 표면 품질이 우수한 고탄소 강판 및 그 제조방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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