JPH08246040A - Rapid continuous spheroidizing annealing treatment for steel material - Google Patents

Rapid continuous spheroidizing annealing treatment for steel material

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JPH08246040A
JPH08246040A JP7045799A JP4579995A JPH08246040A JP H08246040 A JPH08246040 A JP H08246040A JP 7045799 A JP7045799 A JP 7045799A JP 4579995 A JP4579995 A JP 4579995A JP H08246040 A JPH08246040 A JP H08246040A
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JP
Japan
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cementite
heating
point
temperature
temp
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7045799A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Aihara
賢治 相原
Michitaka Fujita
通孝 藤田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To attain revolutionary rapid spheroidizing annealing capable of shortening spheroidizing annealing treatment time from conventional 25 to 30hr or more to <=1hr. CONSTITUTION: In the course of temp. rise for a steel material, the following element processes are combinedly performed once or two or more times: element process (1), the steel material is subjected to temp. rise and heating up to a temp. in the region between the Ae1 point and (Ae1 point +150K) at >=1K/sec temp. rise rate, held in the temp. region for 0-<600sec, and then cooled through the temp. region between (Ae1 point +50K) and (Ae1 point -150K) at <=5K/sec cooling rate or held at a temp. in this temp. region; element process (2), the steel material is subjected to temp. rise and heating up to a temp. in the region between (Ae1 point +80K) and (Ae1 point +270K) at >=1K/sec temp. rise rate, held in the temp. region for 0-<120sec, and then cooled through the temp. region between the Ae1 point and (Ae1 point -150K) at <=5K/sec cooling rate or held at a temp. in this temp. region.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、線材、棒鋼、帯鋼、鋼
板などの鋼材( 以下単に鋼材という) の急速連続球状化
焼鈍処理法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rapid continuous spheroidizing annealing method for steel materials such as wire rods, steel bars, strip steels, steel plates (hereinafter simply referred to as steel materials).

【0002】[0002]

【従来の技術】軸受鋼や各種冷間鍛造用鋼材に対する従
来の球状化焼鈍処理は、鋼材を大重量のコイルの状態で
ポット焼鈍炉に装入して所要の熱履歴を与えるか、また
は、こうしたコイルの状態のまま焼鈍炉の炉中を連続移
動させ、その間に所要の熱履歴を与えるかして行われて
きた。
2. Description of the Related Art Conventional spheroidizing annealing for bearing steel and various cold forging steel materials is performed by charging the steel material into a pot annealing furnace in a state of a large weight coil, or by giving a required heat history, or It has been carried out by continuously moving in the furnace of the annealing furnace in the state of such a coil and giving a required heat history during that time.

【0003】図1はかかる従来法におけるコイルのバッ
チ炉による球状化焼鈍のヒートパターンを示す説明図で
あって、図中、昇温→均熱→徐冷の各過程を経て球状化
が図られる。
FIG. 1 is an explanatory view showing a heat pattern of spheroidizing annealing of a coil in a batch furnace in such a conventional method. In the figure, spheroidization is achieved through steps of temperature rising → soaking → slow cooling. .

【0004】なお、冷延鋼板の焼鈍では鋼板のコイルを
巻きほぐしつつ連続的に焼鈍炉中を走行させて処理す
る、いわゆる鋼板の連続急速焼鈍処理技術があるが、こ
の急速連続焼鈍はAe1 変態点以下の加熱でフェライトを
軟化焼鈍するもので、本発明の対象としている炭化物を
球状化するための球状化焼鈍とは冶金学的意義がまった
く異なるものである。
In the annealing of cold-rolled steel sheets, there is a so-called continuous rapid annealing treatment method for a steel sheet, in which a coil of the steel sheet is unwound and continuously run in an annealing furnace for treatment. This rapid continuous annealing is Ae 1 The ferrite is softened and annealed by heating at a temperature below the transformation point, and has a completely different metallurgical significance from the spheroidized annealing for spheroidizing the carbide which is the object of the present invention.

【0005】このような従来技術としては、例えば特開
昭59−110736号公報が挙げられるが、このような従来の
球状化焼鈍方法には次のような欠点が見られる。 (1) 球状化焼鈍時間のさらなる短縮が困難であること: 従来の球状化焼鈍方法では焼鈍時の加熱でセメンタイ
トをオーステナイト中へ充分に分解固溶させてしまい、
わずかに残存した炭化物などを核にして焼鈍の冷却時に
セメンタイトを球状に再析出成長させる方法を採ってい
る。
As such a conventional technique, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-110736 can be cited. However, such a conventional spheroidizing annealing method has the following drawbacks. (1) Difficulty in further shortening the spheroidizing annealing time: With the conventional spheroidizing annealing method, the cementite is sufficiently decomposed and dissolved in austenite by heating during annealing,
A method of reprecipitating and growing cementite into a spherical shape during the cooling of annealing is adopted by using slightly remaining carbides as nuclei.

【0006】したがって、球状化焼鈍における冷却過程
はセメンタイトが球状に析出成長するように充分に時間
をかけて徐冷する必要があり、数時間から数十時間かけ
て徐冷却しないとセメンタイトが棒状あるいは層状に析
出してしまう。このため、セメンタイトの球状化には本
質的に長い時間が必要であるとする認識が斯界での常識
になっている。
Therefore, in the cooling process in the spheroidizing annealing, it is necessary to slowly cool the cementite for a sufficient time so that the cementite precipitates and grows in a spherical shape. If the cementite is not gradually cooled for several hours to several tens of hours, the cementite becomes rod-shaped or It deposits in layers. Therefore, it is common knowledge in the art that spheroidizing of cementite requires an essentially long time.

【0007】大重量のコイル状態で加熱・冷却の熱履
歴を与えるために熱慣性が極めて大きく、昇温・冷却に
非常な長時間を要する。このため、極めて生産性が低
く、熱処理コストが高くなる。例えば、SUJ2軸受鋼の場
合、昇温に8時間、均熱に8時間、徐冷却に例えばに14
時間、合計30時間も要し、冷間鍛造用中炭素低合金鋼の
場合には昇温に8時間、均熱に8時間、徐冷却に8時
間、合計24時間も要している。
Since a thermal history of heating / cooling is applied in a heavy coil state, the thermal inertia is extremely large, and it takes a very long time to raise / cool the temperature. Therefore, the productivity is extremely low and the heat treatment cost is high. For example, in the case of SUJ2 bearing steel, the temperature rise is 8 hours, soaking is 8 hours, and slow cooling is, for example, 14 hours.
It takes 30 hours in total, and in the case of a medium carbon low alloy steel for cold forging, it takes 8 hours for temperature rise, 8 hours for soaking, 8 hours for slow cooling, for a total of 24 hours.

【0008】一方、特公昭61−15930 号公報および特公
昭61−57891 号公報において、線材を連続的に急速球状
化焼鈍する法が提案されている。前者の発明は、線材を
コイル状態のまま処理することをやめてコイルを巻戻し
て1本通しにして連続的に加熱と冷却を施すことで球状
化焼鈍の時間短縮をはかったものである。
On the other hand, Japanese Patent Publication No. 61-15930 and Japanese Patent Publication No. 61-57891 propose a method of continuously and rapidly spheroidizing a wire. The former invention aims at shortening the time of spheroidizing annealing by stopping the treatment of the wire rod in the coil state and rewinding the coil and continuously heating and cooling it by passing one coil.

【0009】後者の発明は、連続的に脱スケール処理、
および冷間伸線加工を加えつつその後、連続的に加熱と
冷却を施すことで球状化焼鈍の時間短縮を中心にして焼
鈍線材の製造工程の大幅な合理化を図ったものである。
The latter invention is a continuous descaling process,
In addition, while cold drawing is applied, heating and cooling are continuously performed to shorten the time for spheroidizing annealing, thereby substantially streamlining the manufacturing process of annealed wire rods.

【0010】図2はこのような従来法における1本通し
繰り返し法による球状化焼鈍のヒートパターンの説明図
であって、図中、一例として加熱温度、時間を示すよう
な各過程を経て球状化が図られる。
FIG. 2 is an explanatory view of a heat pattern of spheroidizing annealing by such a single-pass repeating method in the conventional method. In the figure, as an example, spheroidizing is performed through each process showing heating temperature and time. Is planned.

【0011】しかしながら、これらの従来技術において
球状化のための熱履歴を効率的に付与する方法が技術の
主体であって、セメンタイトの球状化はに記載した従
来の球状化機構に基づいており、セメンタイトの球状化
機構を本質から改革した革新的技術ではない。
However, in these conventional techniques, the method of efficiently imparting a heat history for spheroidization is the main technique, and the spheroidization of cementite is based on the conventional spheroidizing mechanism described in It is not an innovative technology that has reformed the spheroidizing mechanism of cementite from the essence.

【0012】これら先行技術に対し球状化時間をさらに
短時間化するには、こうした処理方法の改善・効率化だ
けでは限界に到達しつつあり、セメンタイトの球状化機
構の本質からの技術革新なくしては、球状化焼鈍のさら
なる急速化・短縮化は困難な状況にある。
In order to further shorten the spheroidizing time with respect to these prior arts, the limit is reached only by improving and improving the efficiency of such a treatment method, and without technological innovation from the essence of the spheroidizing mechanism of cementite. Is in a situation where it is difficult to further speed up and shorten spheroidizing annealing.

【0013】(2) 球状化されたセメンタイト粒子のサイ
ズが微細であること: 従来技術での長時間の球状化焼鈍では極めてゆっくり
した冷却速度で徐冷されるため生成したセメンタイト粒
子は充分に大きなサイズに成長できる。これに対して、
先行技術として示した急速球状化焼鈍ではセメンタイト
の成長する時間的余裕が少ないためセメンタイトは球状
化できてもそのサイズは非常に小さなものが多くなり、
焼鈍後の組織と硬度や延性に局部的に不均一を生じ易
い。
(2) The size of the spheroidized cementite particles is fine: In the conventional spheroidizing annealing for a long time, the cementite particles formed are sufficiently large because they are gradually cooled at an extremely slow cooling rate. Can grow to size. On the contrary,
In the rapid spheroidizing annealing shown as the prior art, there is little time margin for the growth of cementite, so even if cementite can be spheroidized, its size is often very small.
The structure after annealing, hardness and ductility tend to be locally non-uniform.

【0014】この微細セメンタイトが不均一に分散す
る原因は、次の事情によると考えられる: a) 焼鈍時の加熱でセメンタイトをオーステナイト中に
分解固溶させてしまい、わずかに残存した炭化物などを
核にして焼鈍の冷却時にセメンタイトを球状に再析出成
長させるという従来の球状化手法を採っているため、大
きなサイズのセメンタイトに析出成長させるためにはセ
メンタイトを構成しているC原子とFeおよびCr等の合金
原子が拡散して充分に凝集する必要がある。
The reason why the fine cementite is unevenly dispersed is considered to be due to the following circumstances: a) The cementite is decomposed into a solid solution in austenite by heating during annealing, and a small amount of remaining carbides and the like are nucleated. Since the conventional spheroidization method of re-precipitating and growing cementite into a spherical shape during cooling during annealing is adopted, in order to precipitate and grow to a large size of cementite, C atoms and Fe, Cr, etc. which compose cementite, etc. It is necessary that the alloy atoms of (3) diffuse and coagulate sufficiently.

【0015】b) しかしながら、先行技術の方法では上
記のセメンタイト粒子の成長機構になんら改良が加えら
れていないため、セメンタイト粒子は徐冷時の冷却速度
が大きくなるにつれて微細なものになる、すなわち急速
に球状化焼鈍しようとするほどセメンタイト粒子は微細
になる、という傾向はどうしても回避不可能である。
B) However, the prior art methods do not make any improvement to the above-described growth mechanism of the cementite particles, so that the cementite particles become finer as the cooling rate during slow cooling increases, that is, rapidly. The tendency that the cementite particles become finer as the spheroidizing annealing is attempted becomes unavoidable.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】かくして、本発明の一
般的な目的は、従来、20時間程度の処理時間を必要とし
ていた鋼の球状化焼鈍処理 (特に軸受鋼のような合金鋼
では25〜30時間以上の長時間の処理を必要としていた)
を1時間以下 (好ましくは30分以下) の極めて短い時間
で処理することのできる革新的な急速球状化焼鈍方法を
実現する技術を開発することである。
Thus, the general object of the present invention is to provide a spheroidizing annealing treatment for steel which has conventionally required a treatment time of about 20 hours (especially for alloy steels such as bearing steels having a grain size of 25- (It required a long-time treatment of 30 hours or more)
The objective is to develop a technology that realizes an innovative rapid spheroidizing annealing method capable of treating C. for a very short time of 1 hour or less (preferably 30 minutes or less).

【0017】本発明のより具体的な目的は、セメンタイ
ト球状化を迅速化する新たな焼鈍熱処理ヒートパターン
を確立すると同時に、球状化焼鈍を急速化したときに不
可避的に現れる球状炭化物の微細化傾向を防止する新し
い加工熱処理方法を確立することである。
A more specific object of the present invention is to establish a new annealing heat treatment heat pattern for accelerating cementite spheroidization, and at the same time, to reduce the spheroidizing tendency of spheroidal carbide, which is unavoidable when spheroidizing annealing is accelerated. It is to establish a new thermo-mechanical treatment method to prevent this.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】すでに述べたように、従
来の焼鈍技術では本質的にいま以上の球状化の急速化と
セメンタイト粒子の肥大化とを同時に実現することは困
難である。そこで、本発明者らはセメンタイトの形態変
化の過程を詳細に再検討し、セメンタイトが球状化する
機構を基本から見直すことから研究を開始し、新たな技
術思想と技術手法とにもとづく新たな急速球状化焼鈍技
術の開発を目指した。
As already mentioned, it is essentially difficult for the conventional annealing technology to simultaneously realize the further rapid spheroidization and the enlargement of the cementite particles. Therefore, the present inventors re-examined the process of morphological change of cementite in detail, and started the research by reexamining the mechanism of spheroidization of cementite from the basics, and started a new rapid study based on a new technical idea and technical method. We aimed to develop a spheroidizing technology.

【0019】ここに、炭化物の球状化現象はFeおよびCr
などの合金元素とCのオーステナイト中での拡散・再析
出で進行する現象であり、本質的に温度と時間とに支配
された拡散と粒成長とに律速されている過程である。従
って、セメンタイトの球状析出を加速して球状化焼鈍を
短時間化すると同時にセメンタイト粒子を肥大化させる
ことの両方を同時に実現することは原理的に極めて困難
である。
Here, the spheroidizing phenomenon of the carbide is due to Fe and Cr.
Is a phenomenon that progresses by diffusion and reprecipitation of alloying elements such as C and austenite in C, and is a process that is essentially rate-controlled by diffusion and grain growth controlled by temperature and time. Therefore, it is extremely difficult in principle to simultaneously realize both spheroidizing annealing of cementite and spheroidizing annealing in a short time, and at the same time, enlargement of cementite particles.

【0020】ここに、本発明者らは、従来の球状化焼鈍
方法でとられている「焼鈍時の加熱でセメンタイトをオ
ーステナイト中に分解固溶させてしまい、わずかに残存
した炭化物などを核にして焼鈍の冷却時にセメンタイト
を球状に再析出成長させる方法」から脱却し、「固溶消
失させたい非球状化セメンタイト粒子および微細なセメ
ンタイト粒子の周囲だけをオーステナイトに変態させ
て、固溶消失させたいセメンタイト粒子をすみやかに周
囲のオーステナイト中へ分解固溶させることにより、好
ましくないセメンタイトを速やかに固溶消失させてセメ
ンタイトを構成するC原子が広範囲な領域に拡散させ、
その後の冷却時にセメンタイトが球状析出するのを容易
にする」とともに、「焼鈍時の加熱段階で微細なセメン
タイト粒子だけを優先的にオーステナイト中に分解固溶
させ、大きなセメンタイト粒子は未分解・未固溶のまま
に残存させ、微細セメンタイト粒子が分解消失して固溶
したC原子を残存している未分解・未固溶のセメンタイ
ト粒子のまわりに再析出・成長肥大させる」という、非
平衡状態の反応を活用することに着想し、球状化焼鈍に
おける加熱過程でのセメンタイトの分解固溶挙動を詳細
に調査した結果、新たに次の諸知見を得た。
Here, the inventors of the present invention used the conventional spheroidizing annealing method, "Cementite was dissolved and dissolved in austenite by heating during annealing, and a small amount of carbide remained as a core. From the method of reprecipitating and growing cementite into spheres during cooling by annealing, and `` I want to eliminate solid solution by dissolving only non-spheroidized cementite particles and fine cementite particles around the austenite and want to eliminate solid solution '' By promptly dissolving and dissolving the cementite particles in the surrounding austenite, the undesired cementite is promptly dissolved into solid solution and the C atoms constituting the cementite are diffused in a wide range.
It also facilitates spherical precipitation of cementite during subsequent cooling, "and" only fine cementite particles are preferentially decomposed and dissolved in austenite during the heating stage during annealing, and large cementite particles are undecomposed and unsolidified. " In the non-equilibrium state, the fine cementite particles are decomposed and disappeared to remain in a molten state, and the solid-dissolved C atoms are re-precipitated and grow around the remaining undecomposed / undissolved cementite particles. Based on the idea of utilizing the reaction, the decomposition and solid solution behavior of cementite during the heating process in spheroidizing annealing were investigated in detail, and the following new findings were obtained.

【0021】(I) セメンタイトの分解固溶する順序は、
(1) 層状の共析パーライト、(2) 棒状セメンタイト、
(3) 塊状もしくは球状セメンタイト、の順であり、球状
化処理を必要とする非球状状態のセメンタイトほど速く
優先的に分解固溶する。
(I) The order of decomposition and solid solution of cementite is as follows.
(1) layered eutectoid pearlite, (2) rod-shaped cementite,
(3) The order is lumpy or spherical cementite, and the more non-spherical cementite that requires spheroidizing, the faster and preferentially decomposed and solid-dissolved.

【0022】(II)微細なセメンタイト粒子ほど速く分解
固溶して消失する。 (III) セメンタイトのこれらの固溶消失には加熱温度と
加熱時間の両方が影響するが、加熱温度が高くて加熱時
間の短いほど、すなわち高温急速加熱処理であるほど、
上記(I) 、(II)の傾向が強まる。
(II) The finer cementite particles are decomposed and solid-dissolved faster and disappear. (III) Both the heating temperature and the heating time affect the disappearance of these solid solutions of cementite, but the higher the heating temperature and the shorter the heating time, that is, the higher temperature rapid heat treatment,
The tendencies of (I) and (II) above are strengthened.

【0023】(IV)上記(I) 、(II)の現象は非平衡の過渡
的な現象であって、数秒〜数分の時間で速やかに従来の
焼鈍熱処理においてみられる平衡的な固溶消失状態に到
達してしまう。
(IV) The phenomena of (I) and (II) above are non-equilibrium transient phenomena, and the equilibrium solid solution disappearance rapidly observed in the conventional annealing heat treatment in a time of several seconds to several minutes. Reach the state.

【0024】さらに本発明者らの知見によれば、次のよ
うに加熱途上で塑性変形を加えることで球状化の短縮化
効果は一層促進されることが判明した。 (V) オーステナイト中に固溶したC原子が冷却途上再び
セメンタイトに析出する際、C原子が広範囲に希薄に分
布していると大きな球状セメンタイト粒子に凝集析出す
ることが非常に困難になる。固溶したC原子はあまり広
範囲に希薄分布せずに未固溶のセメンタイト粒子の周囲
に濃化していることが急速な冷却でもセメンタイトが大
きく球状に析出するために極めて有効である。
Further, according to the knowledge of the present inventors, it has been found that the effect of shortening the spheroidization is further promoted by adding plastic deformation during heating as follows. (V) When C atoms solid-dissolved in austenite precipitate on cementite again during cooling, it becomes very difficult to agglomerate and precipitate on large spherical cementite particles if C atoms are distributed in a wide range in a dilute manner. It is extremely effective that the solid-dissolved C atoms are not distributed over a very wide range and are concentrated around the undissolved cementite particles because the cementite is largely spherically precipitated even during rapid cooling.

【0025】そこで、フェライトからオーステナイトへ
変態する直前の塑性歪を付与すると、セメンタイト粒子
の周囲に加工による転位が密に集積してセメンタイト粒
子の周辺のフェライトは非常に急速にオーステナイト化
する。したがって、急速加熱の昇温途上で変態まえに加
工を加えると、セメンタイトの周辺だけがいたるところ
で微細にオーステナイト化しそれに接しているセメンタ
イト粒子を速やかに分解固溶する。
Therefore, when a plastic strain immediately before the transformation from ferrite to austenite is applied, dislocations due to processing are densely accumulated around the cementite particles, and the ferrite around the cementite particles becomes austenite very rapidly. Therefore, if processing is performed before transformation during the temperature rise of rapid heating, the cementite particles are finely austenized everywhere only around the cementite, and the cementite particles in contact therewith are rapidly decomposed to form a solid solution.

【0026】このとき、オーステナイトは通常の加熱で
現れるものとは著しく異なり炭化物を極く薄くとりまく
ようにして生成しているので、C原子はそうしたオース
テナイトの中に濃化して固溶している。
At this time, since the austenite is remarkably different from the one appearing by ordinary heating and is formed by surrounding the carbide very thinly, the C atom is concentrated and dissolved in such austenite.

【0027】ここに、すでに述べたように、従来の焼鈍
処理技術は先行例の急速化された技術も含めてすべて平
衡的な固溶消失状態での現象にもとづく技術である。そ
れに対して本発明の技術は先行例の急速化された技術も
含めたすべての焼鈍処理技術でありえなかった加熱 (均
熱) 時間0秒〜数分の超短時間で、まだ過渡的段階にあ
る非平衡現象を使っており、しかもオーステナイト変態
直前に加工を加えることによって、こうした過渡的非平
衡状態が極めて短時間で極めて局所的にセメンタイト周
辺だけに限定して起こっていることを活用しており、こ
れらの点が従来技術と決定的に相違する点である。
As described above, the conventional annealing treatment techniques, including the accelerated technique of the prior art, are all techniques based on the phenomenon in the state of solid solution disappearance. On the other hand, the technique of the present invention was not possible in all annealing treatment techniques including the accelerated technique of the prior example, and the heating (soaking) time was from 0 seconds to several minutes, which was an extremely short time, and was still in a transitional stage. By utilizing a certain non-equilibrium phenomenon, and by adding processing just before the austenite transformation, it is possible to take advantage of the fact that these transient non-equilibrium states occur extremely locally in the very vicinity of cementite. However, these points are the points that decisively differ from the prior art.

【0028】上記の急速昇温途上で加工歪の助けをかり
て極めて局所的に極めて数多く非平衡・過渡的現象生起
せしめ、それによって不都合なセメンタイトだけを消失
させてセメンタイト粒子を球状肥大化させることが可能
になる。さらに、これらの非平衡・過渡的現象を活用す
るために従来技術ではありえなかった急速処理が必要に
なるが、これはまさに本発明の目的に合うものである。
With the help of processing strain during the above rapid temperature rise, a very large number of non-equilibrium / transient phenomena are locally generated, thereby eliminating only inconvenient cementite and spherically expanding the cementite particles. Will be possible. Furthermore, in order to take advantage of these non-equilibrium and transient phenomena, rapid processing, which was impossible in the prior art, is required, which is exactly the purpose of the present invention.

【0029】本発明の急速熱処理における加熱過程での
セメンタイトの分解固溶過程をさらに次の2つの素過程
に分けた。焼鈍前の鋼材のセメンタイトの形態に応じて
これらの素過程を使い分け、各々の長所を活用しつつ短
所を補完し合うようにすることができる。
The decomposition and solid solution process of cementite in the heating process in the rapid thermal treatment of the present invention was further divided into the following two elementary processes. These elementary processes can be selectively used according to the cementite morphology of the steel material before annealing, and the respective advantages can be utilized while complementing the disadvantages.

【0030】大きなパーライトや棒状セメンタイトが
多く存在した非球状化組織の場合は、加熱温度をやや低
めにかつ加熱時間をやや長めに設定して、これら不都合
なセメンタイトの完全消失をはかるような素過程を活用
する。
In the case of a non-spheroidized structure in which a large amount of large pearlite or rod-shaped cementite is present, the heating process is set to be slightly low and the heating time is set to be slightly long, so that these inconvenient cementites are completely eliminated. Take advantage of.

【0031】必要に応じて、このときにAc1 変態点直前
で加工歪を加え、その塑性歪によってセメンタイト粒子
の周辺に集積した転位密度が回復などで低下しないうち
にセメンタイト粒子周辺だけにAc1 変態をおこさせるよ
うにするのが好ましい。
If necessary, a processing strain is applied just before the Ac 1 transformation point at this time, and the plastic strain causes the Ac 1 only around the cementite particles before the dislocation density accumulated around the cementite particles decreases due to recovery or the like. It is preferable to cause the transformation.

【0032】微細なセメンタイト粒子が多く存在して
おり、球状化は比較的良好だが硬度が高い微細組織の場
合は加熱温度を高めにかつ加熱時間を非常に短時間に設
定してこれら不都合な微細セメンタイト粒子だけの完全
消失をはかるようにする。この素過程においてもAc1
態直前で加工歪を加え、その塑性歪によってセメンタイ
ト粒子の周辺に集積した転位密度が回復などで低下しな
いうちにセメンタイト粒子周辺だけにAc1 変態をおこさ
せることは極めて有効である。
In the case of a fine structure in which many fine cementite particles are present and the spheroidization is relatively good but the hardness is high, the heating temperature is set high and the heating time is set to a very short time so that these inconvenient fine particles are formed. Try to completely eliminate only the cementite particles. Also Ac 1 a processing strain added immediately before transformation in this elementary process, very possible to cause only the Ac 1 transformation near the cementite particles while the dislocation density integrated around the cementite particles by the plastic strain is not reduced by such recovery It is valid.

【0033】これらの素過程を組み合わせあるいは反復
することによりセメンタイトの形状とサイズの分布を所
望のものに近づける。特に、素過程の場合は微細な球
状セメンタイトが再析出しやすいが、素過程によって
それらを消失させることができ、2つの素過程は互いに
有効な補完関係にある。
By combining or repeating these elementary processes, the shape and size distribution of cementite can be made close to a desired one. Particularly, in the case of the elementary process, fine spherical cementite is easily re-precipitated, but they can be eliminated by the elementary process, and the two elementary processes have an effective complementary relationship with each other.

【0034】このように、従来の焼鈍処理技術は先行例
の急速化された技術も含めてすべて平衡的な固溶消失状
態での現象にもとづく技術の適正反復である。それに対
して本発明は、先行例の急速化された技術も含めて、従
来のすべての焼鈍処理技術でありえなかった加熱 (均
熱) 時間0秒〜数分の超短時間でまだ過渡的段階にある
2種類の非平衡現象を使って、被熱処理材の前組織と所
望する球状化処理組織とに応じてこれら2種の素過程
、を複合させ互いに有効な補完関係をはかりつつセ
メンタイトの形状とサイズの分布を所望のものに近づけ
るものである。
As described above, the conventional annealing treatment techniques, including the accelerated technique of the prior art, are all appropriate repetitions of the technique based on the phenomenon in the state of solid solution disappearance in equilibrium. On the other hand, the present invention, including the accelerated technology of the prior art, has a heating (soaking) time of 0 seconds to several minutes, which is not possible with all conventional annealing treatment technologies, and is still in a transient stage. By using the two types of non-equilibrium phenomena described in 1., these two types of elementary processes are compounded according to the pre-structure of the material to be heat treated and the desired spheroidized structure, and the shape of cementite is formed while achieving an effective complementary relationship with each other. And size distribution close to the desired one.

【0035】ここに、本発明の要旨とするところは次の
通りである。 (1) 鋼材に下記の各素過程を単独でまたは組み合わせて
1回もしくは2回以上行うことを特徴とする鋼材の急速
連続球状化焼鈍処理法。
The gist of the present invention is as follows. (1) A rapid continuous spheroidizing annealing method for a steel material, which is characterized by performing the following elementary processes individually or in combination once or twice or more on a steel material.

【0036】素過程: Ae1 点以上、Ae1 点+150K 以下
の温度域に、1K/秒以上の昇温速度で昇温加熱し、当該
温度域内で0秒以上600 秒未満の時間保持した後、Ae1
点+50K〜Ae1 点-150K の温度域内を5K/秒以下の冷却速
度で冷却するかまたは当該温度域内の温度に保持するこ
と; および 素過程: Ae1 点 +80K 以上、Ae1 点+300K 以下の温度
域内に1K/秒以上の昇温速度で昇温加熱し、当該温度域
内で0秒以上120 秒未満の時間保持した後、Ae1 点〜Ae
1 点-150K の温度域内を5K/秒以下の冷却速度で冷却す
るかまたは当該温度域内の温度に保持すること。
Elementary process: Ae 1 point or more, Ae 1 point + 150K or less in a temperature range at a heating rate of 1 K / sec or more, and kept in the temperature range for 0 second or more and less than 600 seconds. After, Ae 1
It holds the temperature range of the point + 50K~Ae 1 point -150K to or the temperature range of the temperature is cooled below the cooling rate of 5K / sec; and fundamental processes: Ae 1 point + 80K or more, Ae 1 point + Ae 1 point to Ae after heating up in the temperature range of 300K or less at a heating rate of 1K / sec or more and holding in the temperature range for 0 second or more and less than 120 seconds
1 point-Cool within the temperature range of -150K at a cooling rate of 5K / sec or less, or keep the temperature within the temperature range.

【0037】(2) 前記素過程およびのそれぞれにお
いてその昇温途上で鋼材にAc1 点未満、623K以上の温度
域内で7%以上の歪の塑性加工を加える上記(1) 記載の
方法。 (3) 鋼材をAe1 点未満の温間または冷間にて15%以上の
塑性加工を加えた後に行う上記(1) または(2) 記載の方
法。
(2) The method according to (1) above, in which the steel material is subjected to plastic working with a strain of 7% or more within a temperature range of less than Ac 1 point and 623 K or more during the temperature rise in each of the elementary steps and each of the steps. (3) The method according to (1) or (2) above, which is performed after the steel material is subjected to plastic working of 15% or more in warm or cold with Ae less than 1 point.

【0038】(4) 繰り返し加熱冷却サイクルから成る鋼
材の連続球状化焼鈍処理法において、繰り返し加熱冷却
サイクルのうちの1つもしくは2つ以上のサイクルを上
記(1)または(2) における素過程および素過程の組
み合わせに置き換えることからなる、鋼材の急速連続球
状化焼鈍処理方法。
(4) In the continuous spheroidizing annealing treatment method for steel products comprising repeated heating / cooling cycles, one or more cycles of the repeating heating / cooling cycles are subjected to the elementary process in (1) or (2) above and A rapid continuous spheroidizing annealing method for steel products, which comprises replacing with a combination of elementary processes.

【0039】[0039]

【作用】次に、本発明において上述のように処理条件を
限定した理由とその作用効果について詳述する。なお、
本発明において対象となる「鋼材」は、熱間圧延鋼材だ
けでなく、あらかじめ各種の熱処理を施した鋼材 (例え
ば焼準、焼入焼戻、焼鈍等) あるいはあらかじめ各種の
塑性加工 (例えば冷間加工、温間加工等) を施された鋼
材、であってもよい。
Next, the reason why the processing conditions are limited in the present invention as described above and the function and effect thereof will be described in detail. In addition,
The `` steel material '' targeted in the present invention is not only hot rolled steel material, but also steel material that has been subjected to various heat treatments in advance (e.g. normalization, quenching and tempering, annealing, etc.) or various plastic working (e.g. cold working). Steel material that has been subjected to working, warm working, etc.).

【0040】対象については鋼とのみ表現しており、球
状化焼鈍を施すようなすべての鋼種をさしている。した
がって、対象鋼についてその成分などの数値限定はしな
い。図3は本発明にかかる連続球状化焼鈍処理のヒート
パターンを素過程およびを連続して行う場合につい
て示す説明図であり、基本的には各過程とも (加熱) →
(昇温) → (均熱) → (冷却) → (徐冷) の各段階から
成る。本発明にかかる加熱処理における加熱手段として
は所期の加熱条件が実現できれば特に制限ないが、実用
上は誘導加熱、通電加熱などがあり、特に後述する実施
例でも用いるように通電加熱が好ましい。
The object is expressed only as steel, and refers to all steel types to which spheroidizing annealing is applied. Therefore, numerical values such as the composition of the target steel are not limited. FIG. 3 is an explanatory view showing a case where the heat pattern of the continuous spheroidizing annealing process according to the present invention is continuously performed in the elementary steps and, basically, in each step (heating) →
It consists of the steps of (heating) → (uniform heating) → (cooling) → (gradual cooling). The heating means in the heat treatment according to the present invention is not particularly limited as long as the desired heating conditions can be realized, but in practice, there are induction heating, electric heating, etc., and electric heating is particularly preferable as used in Examples described later.

【0041】(1) 素過程について: (i) 加熱温度:Ae1 以上、Ae1+150K以下 本発明の素過程においては、球状化不十分な粗大セメ
ンタイト粒子を一旦オーステナイト中へ分解固溶させる
ことを目的としているため加熱温度がAe1 点以上にする
必要のあることは当然である。
(1) Elementary process: (i) Heating temperature: Ae 1 or higher, Ae 1 + 150K or lower In the elementary process of the present invention, coarse spheroidized coarse cementite particles are once decomposed and solid-dissolved in austenite. Therefore, the heating temperature must be Ae 1 point or higher.

【0042】加熱温度がAe1+150Kを越えると分解固溶さ
せたい共析パーライト組織のセメンタイトだけでなく残
存させておきたい球状のセメンタイト粒子まで分解固溶
させてしまうため、上限温度をAe1 + 150Kとした。さら
に、加熱温度がこの上限値を越えると、塑性加工で誘起
させたセメンタイト粒子周辺に限定されたオーステナイ
ト領域が一気に成長粗大化してしまうため塑性加工を昇
温過程で付与する効果が完全に消失してしまう。加熱温
度の下限は、好ましくはAe1 +25K とした。Ae1 〜Ae1
+25K の間では分解固溶させたい共析パーライトのセメ
ンタイトが充分に分解固溶しないことがあるからであ
る。
When the heating temperature exceeds Ae 1 + 150K, not only the cementite of the eutectoid pearlite structure to be decomposed and solid-dissolved but also the spherical cementite particles to be left to be decomposed and solid-dissolved, the upper limit temperature is set to Ae 1 + 150K Furthermore, if the heating temperature exceeds this upper limit, the austenite region limited around the cementite particles induced by plastic working grows and grows at once, so the effect of imparting plastic working in the temperature rising process disappears completely. Will end up. The lower limit of the heating temperature is preferably Ae 1 + 25K. Ae 1 ~ Ae 1
This is because the cementite of eutectoid pearlite, which is desired to be decomposed and dissolved, may not be sufficiently decomposed and dissolved between + 25K.

【0043】(ii)昇温速度:1K/s以上 素過程における加熱時の昇温速度もまた大事な要素で
ある。昇温速度が通常の熱処理におけるようなゆっくり
とした昇温であると昇温過程中でセメンタイトが平衡状
態まで分解固溶してしまうため本発明の狙いである微小
なセメンタイトだけを優先的に固溶消失させるという意
図が実現しなくなり、加熱温度が高すぎたのと同じこと
になってしまう。また折角加工して導入した転位が回
復、再結晶などで減少消失してしまってセメンタイト粒
子周辺だけにAc1 変態を起こさせるようにすることがで
きなくなる。このため、昇温速度は1K/s以上が必要であ
る。昇温速度はいくら大きくても不都合はなさそうであ
るが、現実には昇温速度が大きすぎると温度制御が困難
になり、到達加熱温度が高くなりすぎたり低くなりすぎ
たりして上述のトラブルが起こりやすくなるので注意を
要する。
(Ii) Rate of temperature rise: 1 K / s or more The rate of temperature rise during heating in the elementary process is also an important factor. If the heating rate is a slow heating rate as in ordinary heat treatment, the cementite will decompose and form a solid solution during the heating process until it reaches an equilibrium state. The intention of melting and disappearing will not be realized, and it will be the same as if the heating temperature was too high. In addition, the dislocations introduced by the bending process are recovered, and the dislocations are reduced and disappeared by recrystallization, so that it becomes impossible to cause the Ac 1 transformation only around the cementite particles. For this reason, the temperature rising rate needs to be 1 K / s or more. No matter how high the heating rate is, there seems to be no inconvenience, but in reality, if the heating rate is too high, temperature control becomes difficult, and the reached heating temperature becomes too high or too low and the above problems occur. Be careful because it is likely to happen.

【0044】(iii) 均熱時間:0s 以上、600s以下 (好
ましくは10s 以上、300s以下) 均熱時間は加熱温度とともにもっとも重要な因子であ
る。素過程では前組織中に残っている非球状化セメン
タイトを完全に固溶消失させておくことがひとつの使命
であるが、均熱時間はこの使命を果たすために非常に重
要なのである。したがって、均熱時間の長さは前組織の
ありかたによって適正に選ばなければならない。一般に
は短くてすむほど良いのであるが、素過程における不
完全球状化セメンタイトを分解固溶させる目的のために
は10秒以上均熱することが好ましいことが多い。一方、
均熱時間が600 秒までになるとセメンタイト周辺に加工
誘起生成したオーステナイトが成長粗大化してしまった
セメンタイトの分解固溶量が増加し、C原子拡散が進行
してC原子の濃度が希薄になるため、かえってその後の
冷却で微細なセメンタイトが再析出してくるため具合が
悪くなるので、上限を600 秒とした。
(Iii) Soaking time: 0 s or more and 600 s or less (preferably 10 s or more and 300 s or less) The soaking time is the most important factor together with the heating temperature. In the elementary process, one of the missions is to completely dissolve the non-sphericalized cementite remaining in the pre-structure into a solid solution, and the soaking time is very important to fulfill this mission. Therefore, the length of the soaking time must be properly selected according to the way of the pre-structure. Generally, the shorter the better, the better, but for the purpose of decomposing and solidifying the incompletely spheroidized cementite in the elementary process, it is often preferable to soak for at least 10 seconds. on the other hand,
When the soaking time is up to 600 seconds, the amount of decomposed solid solution of cementite in which the austenite generated by work-induced growth around the cementite has grown and coarsened increases, and the diffusion of C atoms progresses and the concentration of C atoms becomes diluted. On the contrary, since the fine cementite re-precipitates on subsequent cooling and the physical condition deteriorates, the upper limit was set to 600 seconds.

【0045】(iv)冷却: Ae1+50K〜 Ae1-150K(Ae1+50℃
〜 Ae1-150℃) の温度域内を5K/秒(300℃/分) 以下
[好ましくは5K/秒(300℃/分) 以下、0.1K/秒(6℃/
分) 以上] の冷却速度で冷却するかまたは当該温度域内
の温度に保持する。徐冷温度域を Ae1+50K〜Ae1-150Kに
したのは、この範囲が主としてオーステナイトからセメ
ンタイトの析出が起こる温度域だからである。
(Iv) Cooling: Ae 1 + 50K to Ae 1 -150K (Ae 1 + 50 ° C
~ Ae 1 -150 ℃) within 5K / sec (300 ℃ / min)
[Preferably 5K / sec (300 ° C / min) or less, 0.1K / sec (6 ° C / min)
Min) or above] or keep the temperature within the temperature range. The slow cooling temperature range was to Ae 1 + 50K~Ae 1 -150K, this range is because it is mainly temperature range in which precipitation of cementite from austenite occur.

【0046】徐冷速度を5K/秒(300℃/分) 以下、好ま
しくは5K/秒(300℃/分) 以下で0.1K/秒(6℃/分) 以
上、としたのは、析出するセメンタイトが球状になるた
めには徐冷速度を5K/秒以下にする必要があるためであ
り、好ましくは0.1K/以上としたのは本発明の目的であ
る短時間急速焼鈍を実現するためである。昇温過程での
塑性加工付与によりオーステナイト化が各セメンタイト
粒子の周辺で局部的に集中して生起させることができる
ので、本発明での冷却速度は従来技術におけるよりもさ
らに急速化が可能になる。
The slow cooling rate is 5 K / sec (300 ° C./min) or less, preferably 5 K / sec (300 ° C./min) or less and 0.1 K / sec (6 ° C./min) or more because precipitation occurs. This is because the slow cooling rate needs to be 5 K / sec or less in order for the cementite to be spherical, and preferably 0.1 K / sec or more in order to realize the short-time rapid annealing which is the object of the present invention. is there. Since the austenitization can be locally generated around each cementite particle by applying plastic working in the temperature rising process, the cooling rate in the present invention can be further increased as compared with the prior art. .

【0047】(v) 素過程においては、必要により、昇
温途上でのAc1 点未満623K(350℃) 以上の温度域内で7
%以上の歪の塑性加工を加えてもよい:本発明における
素過程での塑性加工は極めて効果的である。その理由は
上記で述べた通りである。塑性歪は凝集球状化しようと
する炭化物のまわりのまさにオーステナイトに変態しよ
うとするフェライト地に転位を集中的に集積させるため
に付与するものであり、Ac1 点未満でなければならない
ことは当然である。さらに、塑性加工温度は転位を炭化
物のまわりのフェライトに集中的に集積させることがで
きればよいから、せっかく加工して導入した転位が回
復、再結晶などで減少消失してしまっては効果がなくな
るので、再結晶温度以下の低い温度域で加工することが
有効と考えられるが、加工温度が623K(350℃) 以下であ
るとその後のAe1 点以上に急速昇温する途中で転位が回
復、再結晶などで減少消失してしまうので、623K(350
℃) を下限温度とした。付加する塑性歪量は大きいほど
良いが、その上限値は鋼材の加工における変形能によっ
ておのずと定まるので、特に限定しなかった。付加する
塑性歪量は小さいほうが設備的にも操業上も容易である
が、球状セメンタイトの析出促進とサイズ肥大化を有効
に行わしめるためには少なくとも7%以上の塑性歪が必
要であるので、7%を塑性歪量の下限値とした。
(V) In the elementary process, if necessary, within the temperature range of 623K (350 ° C) or more below the Ac 1 point during the temperature rise.
% Or more strain plastic working may be added: The plastic working in the elementary process in the present invention is extremely effective. The reason is as described above. Plastic strain is given to concentrate dislocations intensively on the ferrite material that is about to transform into austenite around the carbide to be agglomerated and spheroidized, and naturally it must be less than Ac 1 point. is there. Furthermore, since the plastic working temperature only needs to be able to concentrate dislocations in the ferrite around the carbides, the dislocations introduced by the working process are recovered, and if the dislocations are reduced and disappeared by recrystallization or the like, the effect is lost. However, it is considered effective to process in a low temperature range below the recrystallization temperature, but if the processing temperature is below 623K (350 ° C), the dislocations recover and regenerate during the subsequent rapid temperature rise to Ae 1 point or higher. Since it decreases and disappears due to crystals, etc., 623K (350
(° C) was set as the lower limit temperature. The larger the amount of plastic strain to be added, the better, but the upper limit value is naturally determined by the deformability in the processing of steel materials, so there is no particular limitation. The smaller the amount of plastic strain added, the easier the facility and the operation, but in order to effectively promote the precipitation of spherical cementite and the size enlargement, at least 7% or more of plastic strain is necessary. 7% was set as the lower limit of the amount of plastic strain.

【0048】(2) 素過程について: (i) 加熱温度:Ae1+80K 以上、Ae1+300K以下 (好ましく
はAe1+80K 以上、Ae1+270K以下) 素過程における加熱時の加熱温度は Ac1点+80℃未満
では低すぎて非常に微細セメンタイトといえども分解せ
ずに多く存在したままになって球状セメンタイトの平均
サイズを大きくするという本発明の目的を果たさないの
で下限値をAe1+80K とした。
(2) Elementary process: (i) Heating temperature: Ae 1 + 80K or more, Ae 1 + 300K or less (preferably Ae 1 + 80K or more, Ae 1 + 270K or less) Heating temperature during heating in the elementary process Is too low at less than Ac 1 point + 80 ° C, and even if it is very fine cementite, it does not decompose and remains in large quantity and does not fulfill the purpose of the present invention of increasing the average size of spherical cementite, so the lower limit value is Ae. 1 + 80K.

【0049】素過程における加熱時の加熱温度は1273
K(1000℃) を越えると、もはや高すぎてセメンタイトが
ほとんど分解固溶して消失してしまうため、本発明法に
おいては致命的状況になる。こうなるともはや本発明の
技術では再析出するセメンタイトの球状化は実現し得
ず、従来法のように非常な長時間をかけて徐冷しながら
セメンタイトが球状に析出するのを待つしか回復手段は
なくなるので、上限値をAe1+300K、好ましくはAe1+270K
にした。
The heating temperature during heating in the elementary process is 1273.
If it exceeds K (1000 ° C), it is too high and most of the cementite is decomposed to form a solid solution and disappears, which is a fatal situation in the method of the present invention. When this happens, the spheroidizing of re-precipitated cementite can no longer be realized by the technique of the present invention, and the recovery means can only be achieved by waiting for the cementite to precipitate spherically while slowly cooling it over a very long time as in the conventional method. The upper limit is Ae 1 + 300K, preferably Ae 1 + 270K
I made it.

【0050】(ii)昇温速度:1K/s以上 素過程における加熱時の昇温速度は極めて大事な要素
である。昇温速度が通常の熱処理におけるようなゆっく
りとした昇温であると昇温過程中でセメンタイトが平衡
状態まで分解固溶してしまうため本発明の狙いである微
小なセメンタイトだけを優先的に固溶消失させるという
意図が実現しなくなり、加熱温度が高すぎたのと同じこ
とになってしまう。素過程では加熱温度を高くし加熱
時間を短くして昇温途上での非平衡過程における微細セ
メンタイトだけの固溶消失を狙っているために、昇温速
度が小さすぎると上述のような致命的状況に陥ってしま
う。このため、昇温速度は1K/s 以上である必要があ
る。昇温速度はいくら大きくても不都合はなさそうであ
るが、現実には昇温速度が大きすぎると温度制御が困難
になり、到達加熱温度が高くなりすぎたり低すぎたりし
て上述のトラブルが起こりやすくなるので注意を要す
る。
(Ii) Temperature rising rate: 1 K / s or more The temperature rising rate during heating in the elementary process is an extremely important factor. If the heating rate is a slow heating rate as in ordinary heat treatment, the cementite will decompose and form a solid solution during the heating process until it reaches an equilibrium state. The intention of melting and disappearing will not be realized, and it will be the same as if the heating temperature was too high. In the elementary process, the heating temperature is raised and the heating time is shortened in order to eliminate solid solution of only fine cementite in the non-equilibrium process during the heating process. It falls into a situation. Therefore, the temperature rising rate needs to be 1 K / s or more. No matter how high the heating rate is, there seems to be no inconvenience, but in reality, if the heating rate is too high, temperature control becomes difficult, and the above-mentioned troubles occur because the reached heating temperature becomes too high or too low. Be careful because it will be easier.

【0051】(iii) 均熱時間:0s 以上、120s以下 (好
ましくは0s 以上、10s 以下) 均熱時間は加熱温度とともにもっとも重要な因子であ
る。素過程では前組織中に残っている非常に微細な球
状化セメンタイトだけを固溶消失させて平均セメンタイ
ト粒子径を大きくさせることが使命であるが、均熱時間
はこの使命に影響を与えるものとして重要である。均熱
時間の長さは前組織のありかたによって適正に選ばなけ
ればならない。一般には短くてすむほど好ましく、150
秒までになると大きな球状セメンタイトまでが分解固溶
してしまい、その後の冷却で微細なセメンタイトが再析
出してくるため非常に具合が悪いので、上限を120 秒と
した。微細なセメンタイト粒子が少なくなるほどこの時
間の適正値は長くとれるが、一般の組織では10秒以下で
処理することが望ましい。
(Iii) Soaking time: 0 s or more and 120 s or less (preferably 0 s or more and 10 s or less) The soaking time is the most important factor together with the heating temperature. In the elementary process, the mission is to dissolve only the very fine spheroidized cementite remaining in the pre-structure and to increase the average cementite particle size, but the soaking time is considered to affect this mission. is important. The length of soaking time must be properly selected according to the method of the previous structure. Generally, the shorter the better, the better.
At the end of the second, even large spherical cementite decomposes and forms a solid solution, and fine cementite re-precipitates on subsequent cooling, which is extremely unsatisfactory, so the upper limit was set to 120 seconds. The smaller the amount of fine cementite particles, the longer the proper value of this time can be taken, but it is desirable to process in 10 seconds or less for general structures.

【0052】(iv)冷却: Ae1〜Ae1-150K(Ae1〜Ae1-150
℃) の温度域内を5K/秒(300℃/分)以下 [好ましくは5
K/秒(300℃/分) 以下、0.5K/秒(30 ℃/分) 以上]
の冷却速度で冷却するか、または当該温度域内の温度に
保持する。
(Iv) Cooling: Ae 1 to Ae 1 -150K (Ae 1 to Ae 1 -150
℃) within 5K / sec (300 ℃ / min) or less [preferably 5
K / sec (300 ° C / min) or less, 0.5K / sec (30 ° C / min) or more]
The cooling is performed at the cooling rate of, or the temperature is maintained within the temperature range.

【0053】徐冷温度域を Ae1〜Ae1-150Kにしたのは、
この範囲が主としてオーステナイトからセメンタイトの
析出が起こる温度だからである。徐冷速度を5K/秒(300
℃/分) 以下、好ましくは5K/秒(300℃/分) 以下で0.
1K/秒(6℃/分) 以上、としたのは、析出するセメンタ
イトが球状になるためには徐冷速度を5K/秒以下にする
必要があるためであり、好ましくは0.1 K/s 以上とした
のは本発明の目的である短時間急速焼鈍を実現するため
である。昇温過程での塑性加工付与によりオーステナイ
ト化が各セメンタイト粒子の周辺で局部的に集中して生
起させることができるので、本発明での冷却速度は従来
技術におけるよりもさらに急速化が可能になる。
[0053] of the slow cooling temperature range was to Ae 1 ~Ae 1 -150K is,
This is because this range is the temperature at which the precipitation of cementite from austenite occurs. The slow cooling rate is 5K / sec (300
0 ° C / min) or less, preferably 5 K / sec (300 ° C / min) or less.
The rate of 1 K / sec (6 ° C / min) or more is set because the rate of slow cooling must be 5 K / sec or less in order for the precipitated cementite to be spherical, and preferably 0.1 K / s or more. This is because the short-time rapid annealing that is the object of the present invention is realized. Since the austenitization can be locally generated around each cementite particle by applying plastic working in the temperature rising process, the cooling rate in the present invention can be further increased as compared with the prior art. .

【0054】(v) 素過程においても、所望により、昇
温途上でのAc1 点未満623K(350℃) 以上の温度域内で7
%以上の歪の塑性加工を加えるのが好ましい。本発明に
おける素過程での塑性加工は極めて効果的である。その
理由は上記で述べた通りである。塑性歪は凝集球状化し
ようとする炭化物のまわりのまさにオーステナイトに変
態しようとするフェライト地に転位を集中的に集積させ
るために付与するものであり、Ac1 点未満でなければな
らないことは当然である。
(V) Also in the elementary process, if desired, within the temperature range of less than Ac 1 point and 623 K (350 ° C.) or more during the temperature rise,
It is preferable to add plastic working with strain of not less than%. The plastic working in the elementary process of the present invention is extremely effective. The reason is as described above. Plastic strain is given to concentrate dislocations intensively on the ferrite material that is about to transform into austenite around the carbide to be agglomerated and spheroidized, and naturally it must be less than Ac 1 point. is there.

【0055】さらに、塑性加工温度は転位を炭化物のま
わりのフェライトに集中的に集積させることができれば
よいから、せっかく加工して導入した転位が回収、再結
晶などで減少消失してしまっては効果がなくなるので、
再結晶温度以下の低い温度域で加工することが有効と考
えられるが、加工温度が623K(350℃) 以下であるとその
後のAe1 点以上に急速昇温する途中で転位が回復、再結
晶などで減少消失してしまうので、623K(350℃) を下限
温度とした。付加する塑性歪量は大きいほど良いが、そ
の上限値は鋼材の加工における変態能によっておのずと
定まるので、特に限定しなかった。付加する塑性歪量は
小さいほうが設備的にも操業上も容易であるが、球状セ
メンタイトの析出促進とサイズ肥大化を有効に行わしめ
るためには少なくとも7%以上の塑性歪が必要であるの
で、7%以上の塑性歪が必要であるので、7%を塑性歪
量の下限値とした。
Further, since the plastic working temperature only needs to be able to concentrate dislocations in the ferrite around the carbides, dislocations introduced by working carefully are recovered and recrystallized, and the like, and disappear if they disappear. Because there is no
It is considered effective to process in a low temperature range below the recrystallization temperature, but if the processing temperature is below 623 K (350 ° C), dislocations recover and recrystallize during the subsequent rapid temperature rise to Ae 1 point or higher. Since it decreases and disappears due to such factors, the lower limit temperature was 623K (350 ° C). The larger the amount of added plastic strain, the better, but its upper limit is not particularly limited because it is naturally determined by the transformation capacity in the processing of steel materials. The smaller the amount of plastic strain added, the easier the facility and the operation, but in order to effectively promote the precipitation of spherical cementite and the size enlargement, at least 7% or more of plastic strain is necessary. Since 7% or more of plastic strain is required, 7% was set as the lower limit of the amount of plastic strain.

【0056】(3) 各素過程を1回もしくは2回以上組み
合わせて施す:素過程とはそれぞれ目的、作用効果
が異なっており、どちらか一方だけでもよいが、両方の
効果を併用するとうまく大きなセメンタイト粒子の分布
した急速球状化焼鈍ができる。したがって、本発明では
これら二つの素過程を組み合わせることが望ましい。さ
らに、各素過程を必要に応じて繰り返し施すと一層効果
が大きくなる。
(3) Each elementary process is applied once or in combination two or more times: The objectives and effects are different from those of the elementary process, and either one may be used, but if both effects are used together, a large effect is achieved. Rapid spheroidizing annealing in which cementite particles are distributed is possible. Therefore, in the present invention, it is desirable to combine these two elementary processes. Furthermore, the effect is further enhanced by repeating each elementary process as necessary.

【0057】(4) Ae1 点未満の温間温度域にて、または
冷間にて15%以上の断面積減少の塑性加工を加える:本
発明の急速焼鈍法を施す前に、鋼材に冷間加工を加えて
おくと一段と焼鈍後のセメンタイト粒子の平均サイズが
大きくなり、焼鈍処理も急速化できる。冷間加工の効果
は焼鈍前のセメンタイト粒子の周辺のマトリックスに高
い密度で転位が集積して急速昇温時に個々のセメンタイ
ト粒子の周辺からオーステナイト化が起こるからであ
る。
(4) Ae is subjected to plastic working with a cross-sectional area reduction of 15% or more in a warm temperature region of less than 1 point or in a cold state: the steel material is cooled before the rapid annealing method of the present invention is applied. If the inter-working is added, the average size of the cementite particles after annealing further increases, and the annealing process can be accelerated. The effect of cold working is that dislocations are accumulated at a high density in the matrix around the cementite particles before annealing, and austenitization occurs around the individual cementite particles during rapid temperature rise.

【0058】すなわち、加工を加えた鋼材では個々のセ
メンタイト粒子の周辺だけがオーステナイトになってセ
メンタイトの分解固溶が進み始め、その外側の大部分の
マトリックスはまだオーステナイト化していないという
非平衡な過渡的現象が生じる。この状態から冷却すると
非常に速い冷却速度でも再析出セメンタイトは球状セメ
ンタイトに析出成長するのである。
That is, in the processed steel material, only the periphery of each cementite particle becomes austenite and the decomposition and solid solution of cementite begins to proceed, and most of the matrix outside thereof is not austenitized. Phenomenon occurs. When cooled from this state, the reprecipitated cementite grows into spherical cementite by precipitation even at a very high cooling rate.

【0059】こうした加工の効果は加工度が15%を越え
たときに顕著に現われるようになるので、加工度の下限
値を15%とした。加工度は大きなほうが効果が大きい傾
向があるが、加工できる限界があるので取り立てて上限
値を加工度で表すことはしなかった。
Since the effect of such working becomes remarkable when the working ratio exceeds 15%, the lower limit of the working ratio is set to 15%. The larger the workability is, the greater the effect tends to be, but there is a limit to the workability.

【0060】本発明の焼鈍処理の前に施す加工は冷間と
ともに温間でも良い。効果のあるのはやはり15%以上で
ある。加工を加える温度がAe1 点以上になるとセメンタ
イトの分解とパーライトの再生がはじまるのでAe1 点以
上で加工をくわえても効果がない。次に、本発明の作用
効果を実施例に関連させてさらに具体的に説明する。
The processing performed before the annealing treatment of the present invention may be cold or warm. After all, 15% or more is effective. Cementite decomposition and pearlite regeneration begin when the temperature at which processing is applied exceeds Ae 1 point, so adding more than 1 point Ae has no effect. Next, the function and effect of the present invention will be described more specifically with reference to Examples.

【0061】[0061]

【実施例】【Example】

(実施例1)表1に示す鋼組成を有する鋼を熱間圧延によ
り製造した直径18mmの線材から成る市販の線材コイルを
用いた。これらの線材コイルあるいはこれを冷間伸線加
工したもの、および温間圧延したものを供試材とし、表
2から表10に示す各条件での従来法による焼鈍および本
発明にかかる急速焼鈍を施した。
Example 1 A commercially available wire coil made of a wire having a diameter of 18 mm produced by hot rolling a steel having the steel composition shown in Table 1 was used. These wire rod coils, those obtained by cold drawing of these coil, and those obtained by warm rolling were used as test materials and subjected to conventional annealing under the respective conditions shown in Tables 2 to 10 and rapid annealing according to the present invention. gave.

【0062】なお、表2では図1に示すバッチ炉による
球状化焼鈍条件を、表3は図2に示す1本通し、繰り返
し法による球状化焼鈍条件をそれぞれ示す。また各表に
おいて比較法と記載してあるのは各請求項記載の本発明
法に対する比較を示す意味で比較法という。
Table 2 shows the spheroidizing annealing conditions by the batch furnace shown in FIG. 1, and Table 3 shows the spheroidizing annealing conditions by the one-pass, repeating method shown in FIG. Further, in each table, the description of “comparative method” is referred to as “comparative method” to indicate comparison with the method of the present invention described in each claim.

【0063】急速焼鈍のロールスタンドの間を互いに電
気的に完全絶縁した一対の線材圧延機を通電電極とし、
これらに供試材を通して必要によりロールで圧延しつつ
ロールスタンド間に接続した電源から被圧延線材に通電
加熱し、出側ローラ出口で供試材の温度を赤外線放射温
度計によって計測しつつ予め設定した温度制御プログラ
ムにしたがって各種の熱履歴を与えるように通電エネル
ギーを自動調整した。
A pair of wire rod rolling mills electrically insulated from each other between roll stands for rapid annealing are used as current-carrying electrodes.
The sample material is rolled through these as necessary, and the wire to be rolled is electrically heated from the power source connected between the roll stands, and the temperature of the sample material is preset at the exit roller outlet by measuring the temperature of the sample material with an infrared radiation thermometer. The energizing energy was automatically adjusted to give various heat histories according to the temperature control program.

【0064】結果は表11にまとめて示すが、表11から従
来法での特性、本発明法とその条件比較実施例での特性
をみると、以下のことが明らかである。 (i)従来のコイルままバッチ炉焼鈍した実験番号1、2
ではセメンタイトの粒径も大きくて硬度も低くなってい
るが、従来法の1本通し繰り返し法の実験番号(3) と
(4) での球状化焼鈍ではセメンタイトの粒径が小さく硬
度が充分に下がりきらない。
The results are summarized in Table 11. From Table 11, the characteristics of the conventional method and the characteristics of the method of the present invention and the comparative example of the conditions thereof are as follows. (i) Experiment Nos. 1 and 2 where the conventional coil was annealed in the batch furnace
In the case of cementite, the particle size is large and the hardness is low.
With spheroidizing annealing in (4), the grain size of cementite is small and the hardness cannot be lowered sufficiently.

【0065】(ii) これに対して本発明法である実験番
号(36)〜(41)ではセメンタイトの平均粒径が非常に大き
くなって従来法である実験番号(1) 、(2) での大きさに
近づいている。硬度も充分に低くなり、従来法での球状
化焼鈍材での値と大差なくなっている。
(Ii) On the other hand, in the experiment numbers (36) to (41) of the present invention, the average particle size of cementite becomes very large, and in the experiment numbers (1) and (2) of the conventional method, Approaching the size of. The hardness is also sufficiently low, and it is not much different from the value of the conventional spheroidized material.

【0066】(iii)従来のバッチ炉による焼鈍が25時間
前後の処理時間を要しているのに対して1本通しの繰り
返し法では1時間弱にまで驚異的に短縮されている。し
かしながら、従来技術ではここまで焼鈍時間を短縮する
ことは限界に達しており、セメンタイトの球状化はでき
てもセメンタイト粒の肥大化と硬度のさらに一段の低下
はもはや望むべくもない。
(Iii) Whereas the conventional annealing in a batch furnace requires a treatment time of about 25 hours, the one-pass repeating method is surprisingly shortened to just under 1 hour. However, in the prior art, shortening the annealing time has reached the limit, and even if cementite can be spheroidized, it is no longer desirable to enlarge cementite grains and further reduce hardness.

【0067】本発明では、セメンタイトの粒子の微細な
ものだけを消失させ大きな粒子に凝集肥大化させるため
に新しく導入した非平衡過程を活用したセメンタイト粒
子径分布制御方法を用いて、さらに60分〜30分程度まで
球状化焼鈍時間を短縮することに成功しており、さらに
その焼鈍後の組織と硬度は従来の1本通し繰り返し法よ
りもはるかに優れ25時間もの時間をかけたバッチ炉焼鈍
材に限りなく近づいている。
In the present invention, a cementite particle size distribution control method utilizing a non-equilibrium process newly introduced to eliminate only fine particles of cementite and to cause aggregation and enlargement into large particles is further used for 60 minutes to We have succeeded in shortening the spheroidizing annealing time to about 30 minutes, and the structure and hardness after annealing are far superior to those of the conventional one-pass repeating method. Approaching infinitely.

【0068】(iv) これらの実験例における諸結果はま
ことに従来の球状化焼鈍の処理時間に対する概念を根底
から覆す革新的なものであり、本発明の技術的および工
業的意義と効果は計り知れない大きなものである。次
に、各素過程における加熱条件の影響について検討して
みる。まず、素過程について実験例5〜24で検討する
と次の点が判明する。
(Iv) The results in these experimental examples are truly revolutionary ones that completely overturn the conventional concept for the processing time of spheroidizing annealing, and the technical and industrial significance and effects of the present invention are immeasurable. Not a big one. Next, let us examine the effect of heating conditions on each elementary process. First, when the elementary process is examined in Experimental Examples 5 to 24, the following points are found.

【0069】(i)素過程における加熱時の加熱温度は
実験番号(5) でのようにAe1 点未満(710℃) では低すぎ
てセメンタイトが分解せず長いパーライト状のものが多
く残存して球状化の目的を果たさない。
(I) As in Experiment No. (5), the heating temperature during heating in the elementary process was too low at less than Ae 1 point (710 ° C.), and cementite did not decompose and many long pearlite-like substances remained. And do not serve the purpose of spheroidization.

【0070】(ii) 素過程における加熱時の加熱温度
は実験番号(6) でみられるように900℃になると高すぎ
てセメンタイトがほとんど分解固溶して消失してしまう
ため、本発明法においては致命的である。こうなるとも
はや本発明の技術では球状化焼鈍は実現し得ず、従来法
のように非常な長い時間をかけて徐冷しながらセメンタ
イトが球状に析出するのを待つしか救済手段はない。
(Ii) The heating temperature at the time of heating in the elementary process is too high at 900 ° C. as seen in Experiment No. (6), and most of cementite is decomposed and dissolved to disappear. Is deadly. In this case, the spheroidizing annealing can no longer be realized by the technique of the present invention, and the only remedy is to wait for the cementite to be spherically precipitated while slowly cooling over a very long time as in the conventional method.

【0071】(iii)素過程における加熱時の昇温速度
もまた大事な要素である。実験番号(7) のように昇温速
度が通常の熱処理におけるようなゆっくりとした昇温で
あると昇温過程中でセメンタイトが平衡状態まで分解固
溶してしまうため本発明の狙いである微小なセメンタイ
トだけを優先的に固溶消失させるという意図が実現しな
くなり、加熱温度が高すぎたのと同じことになってしま
う。昇温速度はいくら大きくても不都合はなさそうであ
るが、現実には昇温速度が大きすぎると温度制御が困難
になり、到達加熱温度が高くなりすぎたり低すぎたりし
て上述のトラブルが起こりやすくなるので注意を要す
る。
(Iii) The rate of temperature rise during heating in the elementary process is also an important factor. If the heating rate is a slow heating rate as in ordinary heat treatment as in Experiment No. (7), cementite will decompose and form a solid solution during the heating process to the equilibrium state. The intention to preferentially dissolve only cementite into solid solution disappears, and the heating temperature is too high. No matter how high the heating rate is, there seems to be no inconvenience, but in reality, if the heating rate is too high, temperature control becomes difficult, and the above-mentioned troubles occur because the reached heating temperature becomes too high or too low. Be careful because it will be easier.

【0072】(iv) 均熱時間は加熱温度とともにもっと
も重要な因子である。素過程では前組織中に残ってい
る非球状化セメンタイトを完全に固溶消失させておくこ
とが一つの使命であるが、均熱時間はこの使命を果たす
ものとして重要なのである。したがって、均熱時間の長
さは前組織のありかたによって適正に選ばなければなら
ない。一般には短くてすむほど好ましく、実験番号(8)
のように600 秒までになるとかえってセメンタイトの分
解固溶量が増加してその後の冷却で微細なセメンタイト
が再析出してくるため具合が悪くなる。
(Iv) The soaking time is the most important factor together with the heating temperature. In the elementary process, it is one of the missions to completely dissolve the non-sphericalized cementite remaining in the pre-structure into a solid solution, and the soaking time is important for fulfilling this mission. Therefore, the length of the soaking time must be properly selected according to the way of the pre-structure. Generally, the shorter the length, the better.Experiment number (8)
As described above, when 600 seconds is reached, the amount of decomposed solid solution of cementite increases, and the fine cementite re-precipitates on subsequent cooling, which deteriorates the condition.

【0073】(v)徐冷終了温度は500 ℃まで下げても
(実験例9) 580 ℃の場合 (実験例21)と全く差がないこ
とから、いたずらに焼鈍時間を浪費するだけになってい
る。次いで、素過程について実験例25〜43で検討する
と次の点が判明する。
(V) Even if the end temperature of slow cooling is lowered to 500 ° C.
(Experimental Example 9) Since there is no difference between the case of 580 ° C and (Experimental Example 21), the annealing time is merely wasted. Next, when the elementary process is examined in Experimental Examples 25 to 43, the following points are found.

【0074】(i)素過程における加熱時の加熱温度は
実験例25でのようにAe1 点+80℃未満(800℃) では低す
ぎて非常に微細なセメンタイトでも分解せずに多く残存
して球状セメンタイトの平均サイズを大きくするという
本発明の目的を果たさない。
(I) As in Experimental Example 25, the heating temperature during heating in the elementary process was too low at less than Ae 1 point + 80 ° C. (800 ° C.), and much fine cementite remained without being decomposed. It does not serve the purpose of the invention to increase the average size of spherical cementite.

【0075】(ii) 素過程における加熱時の加熱温度
は実験例26でみられるように1000℃を越えると高すぎて
セメンタイトがほとんど分解固溶して消失してしまうた
め、本発明法においては致命的である。こうなるともは
や本発明の技術では再析出するセメンタイトの球状化は
実現し得ず、従来法のように非常な長時間をかけて徐冷
しながらセメンタイトが球状に析出するのを待つしか救
済手段はない。
(Ii) The heating temperature at the time of heating in the elementary process is too high when it exceeds 1000 ° C. as seen in Experimental Example 26, and most of cementite decomposes and dissolves and disappears. Fatal. In this case, the spheroidizing of re-precipitated cementite can no longer be realized by the technique of the present invention, and it is necessary to wait for the cementite to be spherically precipitated while slowly cooling over a very long time as in the conventional method. Absent.

【0076】(iii)素過程における加熱時の昇温速度
は極めて大事な要素である。実験例27のように昇温速度
が通常の熱処理におけるようなゆっくりとした昇温であ
ると昇温過程中でセメンタイトが平衡状態まで分解固溶
してしまうため本発明の狙いである微小なセメンタイト
だけを優先的に固溶消失させるという意図が実現しなく
なり、加熱温度が高すぎたのと同じことになってしま
う。素過程では加熱温度を高くし加熱時間を短くして
昇温途上での非平衡過程のおける微細セメンタイトだけ
の固溶消失を狙っているために、昇温速度が小さすぎる
と上述のような致命的状況に陥ってしまう。昇温速度は
いくら大きくても不都合はなさそうであるが、現実には
昇温速度が大きすぎると温度制御が困難になり、到達加
熱温度が高くなりすぎたり低すぎたりして上述のトラブ
ルが起こりやすくなるので注意を要する。
(Iii) The rate of temperature rise during heating in the elementary process is an extremely important factor. When the heating rate is a slow heating rate as in the case of the normal heat treatment as in Experimental Example 27, the cementite is decomposed and solid-dissolved to the equilibrium state during the heating process, and thus the fine cementite which is the aim of the present invention The intention to preferentially dissolve only the solid solution disappears and the heating temperature becomes too high. In the elementary process, the heating temperature is raised and the heating time is shortened in order to eliminate the solid solution of only fine cementite in the non-equilibrium process during the temperature rise. Will fall into the target situation. No matter how high the heating rate is, there seems to be no inconvenience, but in reality, if the heating rate is too high, temperature control becomes difficult, and the above-mentioned troubles occur because the reached heating temperature becomes too high or too low. Be careful because it will be easier.

【0077】(iv) 均熱時間は加熱温度とともにもっと
も重要な因子である。素過程では前組織中に残ってい
る非常に微細な球状化セメンタイトだけを固溶消失させ
ておくことが使命であるが、均熱時間はこの使命に影響
を与えるものとして重要である。均熱時間の長さは前組
織のありかたによって適正に選ばなければならない。一
般には短くてすむほど好ましく、実験例28のように150
秒までになると大きな球状セメンタイトまでが分解固溶
してしまい、その後の冷却で微細なセメンタイトが再析
出してくるため非常に具合が悪い。
(Iv) Soaking time is the most important factor together with the heating temperature. In the elementary process, the mission is to dissolve only the very fine spheroidized cementite remaining in the pre-structure into solid solution, and the soaking time is important as it influences this mission. The length of soaking time must be properly selected according to the method of the previous structure. Generally, the shorter the length, the better.
By the second, even large spherical cementite decomposes and forms a solid solution, and fine cementite re-precipitates on subsequent cooling, which is very unsatisfactory.

【0078】(v)徐冷終了温度は500 ℃まで下げても
(実験例29) 585 ℃の場合 (実験例40)と全く差がないこ
とから、いたずらに焼鈍時間を浪費するだけになってい
る。本発明における素過程、の繰り返しは有効であ
るが、繰り返し数を多くするとそれだけ焼鈍時間が長く
なるため繰り返しによる効果の増大とのバランスが実用
上問題である。これに関しては次の点が分かる。
(V) Even if the end temperature of slow cooling is lowered to 500 ° C.
(Experimental Example 29) Since there is no difference from the case of 585 ° C. (Experimental Example 40), only the annealing time is wasted. The repetition of the elementary process in the present invention is effective, but the larger the number of repetitions, the longer the annealing time, and therefore the balance with the increase in the effect due to the repetition is a practical problem. Regarding this, the following points can be seen.

【0079】実験例10での1回だけの場合と比較して、
実験例44の2回、実験例45の3回になるほど組織・特性
は良くなるが、実験例44から45へ回数を増やしても改善
幅は少なくなる傾向がある。したがって、繰り返し数は
2〜3回ぐらいが実用的であるとも言える。もちろん、
実用的か否かは時間・コストに対する評価の仕方で変わ
るので、絶対的なものではなく、目的に応じ適宜繰り返
されることになろう。
Compared with the case of only once in Experimental Example 10,
The structure / characteristic becomes better as the number of times of the experimental example 44 becomes twice and the number of times of the experimental example 45 becomes three, but there is a tendency that even if the number of times is increased from the experimental example 44 to the experimental example 45, the improvement range becomes small. Therefore, it can be said that the number of repetitions is practically 2 to 3 times. of course,
Whether or not it is practical depends on how time and cost are evaluated, so it will not be absolute, but may be repeated as appropriate for the purpose.

【0080】また、本発明においては、予め冷間加工ま
たは温間加工を施してから素過程および素過程の焼
鈍処理を施すと非常に効果が大きい。例えば、実験例48
および49をみると、冷間あるいは温間での予備加工度が
10%では予め加工を施さない実施例10と大きな違いはな
いが、実験例50および51のように加工度が30%になると
きわだって特性の改善が著しい。
Further, in the present invention, it is very effective to perform cold working or warm working in advance and then perform the elementary process and the annealing treatment of the elementary process. For example, Experimental Example 48
And 49, the degree of pre-processing in cold or warm
At 10%, there is no big difference from Example 10 in which no processing is performed in advance, but the characteristics are remarkably improved when the degree of processing reaches 30% as in Experimental Examples 50 and 51.

【0081】(実施例2)本例では素過程、におい
て、昇温途上での加工を行った以外は実施例1を繰り返
した。
(Example 2) In this example, Example 1 was repeated except that processing was performed in the course of temperature increase in the elementary process.

【0082】昇温途中の加工は実施例1の対になるロー
ルスタンド群のうち各素過程の昇温段階にあたる通電部
分のロールスタンドを3基または4基とし、3基の場合
は真ん中のスタンドとその前後のスタンドとの間で鋼材
を通電加熱昇温しつつ後半の2基で圧下を加え、4基の
場合は真ん中の2基対で圧下を加え、通電加熱は1基目
スタンドと2基目スタンドおよび3基目スタンドと4基
目スタンドの間で実施した。
For the processing during the temperature rise, among the pair of roll stand groups of the first embodiment, the number of roll stands of the energizing portion corresponding to the temperature raising stage of each elementary process is 3 or 4, and in the case of 3 rolls, the middle stand is used. While heating the steel material between the front and rear stands by heating it by heating, the second two groups are pressed down, and in the case of four groups, the middle two pairs are pressed down. It was carried out between the base stand and the third stand and the fourth stand.

【0083】実施条件および結果は表12、13および表14
にまとめて示す。実施例1の場合と比較して炭化物の粒
径が大きくなり、焼鈍後の硬度が下がっており、一段と
球状化焼鈍効果が改善されている。実施条件の作用・効
果については実施例1とほぼ同様の結果が得られた。
The operating conditions and results are shown in Tables 12, 13 and 14
Are shown together. Compared to the case of Example 1, the grain size of the carbide was larger, the hardness after annealing was lower, and the spheroidizing annealing effect was further improved. With regard to the action and effect of the implementation conditions, almost the same results as in Example 1 were obtained.

【0084】[0084]

【表1】 [Table 1]

【0085】[0085]

【表2】 [Table 2]

【0086】[0086]

【表3】 [Table 3]

【0087】[0087]

【表4】 [Table 4]

【0088】[0088]

【表5】 [Table 5]

【0089】[0089]

【表6】 [Table 6]

【0090】[0090]

【表7】 [Table 7]

【0091】[0091]

【表8】 [Table 8]

【0092】[0092]

【表9】 [Table 9]

【0093】[0093]

【表10】 [Table 10]

【0094】[0094]

【表11】 [Table 11]

【0095】[0095]

【表12】 [Table 12]

【0096】[0096]

【表13】 [Table 13]

【0097】[0097]

【表14】 [Table 14]

【0098】[0098]

【表15】 [Table 15]

【0099】[0099]

【表16】 [Table 16]

【0100】[0100]

【表17】 [Table 17]

【0101】[0101]

【表18】 [Table 18]

【0102】[0102]

【表19】 [Table 19]

【0103】[0103]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば従
来20時間以上も要していた鋼の球状化焼鈍処理が1時間
程度の短時間で達成でき、その効果は驚異的であって、
その背景にある冶金現象の特異性からも、本発明は斯界
の発展に大きな貢献をなすものである。
As described above, according to the present invention, the spheroidizing annealing treatment of steel, which conventionally required 20 hours or more, can be achieved in a short time of about 1 hour, and the effect is amazing. ,
From the peculiarity of the metallurgical phenomenon behind it, the present invention makes a great contribution to the development of this field.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来法のヒートパターンの説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a heat pattern of a conventional method.

【図2】別の従来法のヒートパターンの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of another conventional heat pattern.

【図3】本発明にかかる球状化焼鈍処理のヒートパター
ンの概略説明図である。
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a heat pattern of a spheroidizing annealing process according to the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C21D 9/52 103 C21D 9/52 103B ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication C21D 9/52 103 C21D 9/52 103B

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鋼材に下記の各素過程およびを単独
でまたは組み合わせて1回もしくは2回以上行うことを
特徴とする鋼材の急速連続球状化焼鈍処理法。 素過程: Ae1 点以上、Ae1 点+150K 以下の温度域に、
1K/秒以上の昇温速度で昇温加熱し、当該温度域内で0
秒以上600 秒未満の時間保持した後、Ae1 点+50K〜Ae1
点-150K の温度域内を5K/秒以下の冷却速度で冷却する
かまたは当該温度域内の温度に保持すること; および 素過程: Ae1 点 +80K 以上、Ae1 点+300K 以下の温度
域内に1K/秒以上の昇温速度で昇温加熱し、当該温度域
内で0秒以上120 秒未満の時間保持した後、Ae1 点〜Ae
1 点-150K の温度域内を5K/秒以下の冷却速度で冷却す
るかまたは当該温度域内の温度に保持すること。
1. A rapid continuous spheroidizing annealing method for a steel material, which comprises subjecting the steel material to each of the following elementary steps and one or more times once or in combination. Elementary process: Ae 1 point or more, Ae 1 point + 150K or less temperature range,
The temperature is raised at a heating rate of 1 K / sec or more and heated to 0 within the temperature range.
After holding 600 less seconds or more seconds, Ae 1 point + 50K~Ae 1
Cooling within the temperature range of -150K at a cooling rate of 5K / sec or less, or maintaining the temperature within the temperature range; and elementary process: within the temperature range of Ae 1 point + 80K or more and Ae 1 point + 300K or less. Ae 1 point to Ae after heating at a heating rate of 1 K / sec or more and holding for 0 second to less than 120 seconds within the temperature range
1 point-Cool within the temperature range of -150K at a cooling rate of 5K / sec or less, or keep the temperature within the temperature range.
【請求項2】 前記素過程およびのそれぞれにおい
てその昇温途上で鋼材にAc1 点未満、623K以上の温度域
内で7%以上の歪の塑性加工を加える請求項1記載の方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the steel material is subjected to plastic working with a strain of 7% or more in a temperature range of less than Ac 1 point and 623 K or more during the temperature rising in each of the elementary steps and in each of the steps.
【請求項3】鋼材をAe1 点未満の温間または冷間にて15
%以上の塑性加工を加えた後に行う請求項1または2記
載の方法。
3. A steel material is warmed or coldened with Ae less than 1 point 15
The method according to claim 1 or 2, which is carried out after the plastic working of not less than%.
【請求項4】 繰り返し加熱冷却サイクルから成る鋼材
の連続球状化焼鈍処理法において、繰り返し加熱冷却サ
イクルのうちの1つもしくは2つ以上のサイクルを請求
項1または2における素過程および素過程の組み合
わせに置き換えることからなる、鋼材の急速連続球状化
焼鈍処理方法。
4. A continuous spheroidizing annealing method for a steel product comprising repeated heating and cooling cycles, wherein one or more cycles of the repeated heating and cooling cycles are carried out. A rapid continuous spheroidizing annealing method for steel materials, which comprises replacing with.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102399954A (en) * 2011-11-28 2012-04-04 燕山大学 Variable-temperature treatment fast nodulizing method for high-carbon pearlite steel
JP2016037631A (en) * 2014-08-07 2016-03-22 高周波熱錬株式会社 Rapid softening annealing treatment method for carbon steel
CN109913622A (en) * 2019-04-12 2019-06-21 河北工业大学 A kind of T8 carbon tool steel Fast Spheroidizing Annealing method

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