JPH08260098A - 酸化スケール密着性が高い熱処理用鋼板 - Google Patents
酸化スケール密着性が高い熱処理用鋼板Info
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- JPH08260098A JPH08260098A JP8739295A JP8739295A JPH08260098A JP H08260098 A JPH08260098 A JP H08260098A JP 8739295 A JP8739295 A JP 8739295A JP 8739295 A JP8739295 A JP 8739295A JP H08260098 A JPH08260098 A JP H08260098A
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Abstract
入れ焼戻し等の熱処理工程中に剥離しない熱処理用鋼板
を提供する。 【構成】 この熱処理用鋼板は、C:0.3〜1.2
%,Si:0.1〜1.8%及びMn:0.3〜2.0
%を含み、鋼板表層部の粒界酸化部の酸洗により形成さ
れる開孔凹部の深さが3〜20μmであり、且つ開孔凹
部の個数が1000μm線分長さ当り10〜200個で
ある。熱処理時の加熱により生成した酸化スケールの厚
みに対する開孔凹部の深さの比が1以上であることが好
ましい。 【効果】 表面品質に優れた熱処理品が得られ、製造コ
ストの低減や作業環境の保全も図られる。
Description
非還元性雰囲気で加熱したときに生成する酸化スケール
が焼入れ焼戻し等の熱処理中に下地鋼から剥離しない熱
処理用鋼板に関する。
される鋼板は、熱処理特性は勿論、高い寸法精度や良好
な表面肌が要求される。そのため、熱処理工程ではスケ
ールに起因する疵の発生を極力防止する必要がある。通
常の熱処理では、熱延時に生成した黒皮スケールが除去
された鋼板が使用され、非酸化性雰囲気中で処理されて
いる。しかし、熱処理コストを低減するため、大気雰囲
気中での加熱が多用されるようになってきた。大気雰囲
気中で鋼板を加熱すると、鋼板表面に酸化スケールが発
生する。酸化スケールは、後続する焼入れ時に下地鋼か
ら剥離し、プレステンパー等の次工程で押込み疵を発生
させる原因となる。押込み疵がある鋼板では、熱処理後
の鋼板表面の研削代が嵩み、作業コストを上昇させる。
スケール疵の程度が著しいものは、寸法精度の面から製
品として使用できず、不適合になる場合がある。しか
も、スケール剥離があると、飛散したスケールによって
作業環境も悪化する。
を防止するため、特開昭63−179056号公報,特
開平2−34793号公報,特開平2−38522号公
報,特開平2−185915号公報,特開平5−195
055号公報等で酸化スケールの密着性を向上させる方
法が種々紹介されている。これらは、熱延過程で急冷に
より熱延黒皮スケールを薄くし、巻取り温度の低下や非
酸化性雰囲気中での冷却によってスケール組成を密着性
の良好なFe3 O4 にしたものである。何れも熱延鋼板
状態でのスケール密着性を改善しているが、熱処理時に
生成するスケールの密着性については触れられていな
い。また、表面に凹凸をつけたワークロールによって熱
延鋼板のスケール密着性を向上させることが特公平2−
182302号公報に紹介されている。更に、特開平2
−104625号公報では、Si含有量を高くすること
により、熱処理時の加熱によるFe3 O4 からFeOへ
の変態を抑制している。
56号公報,特開平2−34793号公報,特開平2−
38522号公報,特開平2−185915号公報,特
開平5−195055号公報等で紹介されている方法
は、熱延黒皮ままで使用される製品に対しては有効であ
る。このような製品としては、熱処理を施すことなく切
削又は打抜き加工により製品とされる建築用材料,自動
車用材料等がある。しかし、これらの方法は、熱処理用
鋼板には不向きである。熱処理用鋼板では、黒皮スケー
ルままでは熱処理時の加熱により表面脱炭が生じること
や、酸化スケールが厚くなることによって部分的な剥離
が生じることから、押込み疵を発生させるためである。
また、酸洗して使用する場合でも、熱延板自体のスケー
ル密着性がよいことから逆に酸洗効率が低下し、スケー
ル密着性のよいFe3 O4 を除去するために熱処理時の
スケール密着性が確保されない。
は、ワークロール表面に凹凸を付ける加工が必要とされ
るため、ロールの製造コストが高くなる。しかも、実際
の操業では種々の鋼種を熱延するため、ロールの摩耗を
考慮すると安定した製品を得ることが難しくなる。ま
た、鋼種を限定した場合でも、ロール交換に要する時間
がかかり、ロール原単位が上昇する。特開平2−104
625号公報のように、Si含有量を高くした熱処理用
鋼板では、熱延鋼板の表面に黒皮が付着しているため、
中〜高炭素鋼の場合にはスケール中の酸素による表面脱
炭が生じ、焼入れ不足が発生し、必要な熱処理特性が得
られないことがある。また、熱処理温度が950℃以上
になると、Siによる変態抑制効果が希薄になり、生成
スケールがFeOになって、スケールが剥離することも
ある。本発明は、このような問題を解消すべく案出され
たものであり、粒界酸化により地鉄界面に形成される凹
部の深さ及び個数を制御することにより、大気雰囲気或
いは酸化性雰囲気中における熱処理時に生成する酸化ス
ケールの密着性を向上させ、焼入れ焼戻しの熱処理工程
で酸化スケールが剥離することがない熱処理用鋼板を提
供することを目的とする。
は、その目的を達成するため、C:0.3〜1.2重量
%,Si:0.1〜1.8重量%及びMn:0.3〜
2.0重量%を含み、鋼板表層部の粒界酸化部の酸洗に
より形成される開孔凹部の深さが3〜20μmであり、
且つ開孔凹部の個数が1000μm線分長さ当り10〜
200個であることを特徴とする。なかでも、熱処理時
の加熱により生成した酸化スケールの厚みに対する開孔
凹部の深さの比を1以上にしたものが好ましい。この熱
処理用鋼板は、特に丸鋸用基板やギヤ,ワッシャー等の
焼入れ焼戻し等の熱処理を大気雰囲気中の加熱で行う場
合に最適な熱処理用鋼板である。
化スケールの密着性に及ぼす要因を種々調査・研究し
た。その結果、粒界酸化よって地鉄界面に付与された凹
凸の深さや個数がスケール密着性に大きな影響を及ぼし
ていることを見い出した。すなわち、粒界酸化に起因す
る凹部によってスケール密着性が改善されることは、凹
部のスケールアンカー効果が奏せられると共に、スケー
ル剥離の伝播が凹部によって抑制されることが原因であ
ると推察される。これにより、大気雰囲気中での加熱に
よって生成される酸化スケールは、焼入れ焼戻し等の熱
処理工程で地鉄から剥離することがなくなる。このよう
な観点から、本発明では、対象とする鋼板の合金成分や
酸洗で形成される開孔凹部の深さ,個数等を規定してい
る。
上,望ましくは0.4重量%以上のCが必要である。し
かし、1.2重量%を超える多量のCが含まれると、セ
メンタイトの析出を抑えるために熱処理時の加熱温度を
下げることが必要とされる。この場合には、熱処理加熱
時に酸化スケールの生成が抑えられ、本発明を用いる必
要が生じない。通常、焼入れ焼戻し等の熱処理に使用さ
れる材料としては中〜高炭素鋼板が一般的であり、その
C含有量は0.4〜1.0重量%の範囲にある。このよ
うな中〜高炭素鋼板に対しては、本発明が顕著な効果を
発揮する。 Si:0.1〜1.8重量% Mnと共に粒界酸化層を得るのに適した合金元素である
が、1.8重量%を超えるSi含有量では表面肌が劣化
する。他方、0.1重量%に満たないSi含有量は、粒
界酸化層を形成させる作用が小さくなる。 Mn:0.3〜2.0重量% Siと同様に粒界酸化層を得るのに適した合金元素であ
る。0.3重量%未満のMn含有量では焼入れ不足が生
じ、2重量%を超えるMn含有量では焼き割れが発生し
易くなる。他の合金元素としては、必要に応じてCr,
Mo,V等を含有することも可能である。
処理時のスケール剥離を防止する上で極めて重要なファ
クターである。粒界酸化部の深さは、粒界酸化部を酸洗
したときに形成される開孔凹部の深さとして測定され、
3μm未満では熱処理時にスケール剥離が発生し易くな
る、粒界酸化部が深いほど、アンカー効果が大きくな
り、スケール密着性が向上する。しかし、粒界酸化に伴
って鋼板表層部の脱炭が進行し、Si,Mn等が粒界に
濃化して酸化物を生成する。そのため、粒界酸化部の深
さが20μmを超えるようになると、脱炭層がそれ以上
に深く進行している場合が多い。そのため、表層での焼
入れ不良の原因となり、実質的な熱処理特性が得られな
くなる。また、過度に粒界酸化部を深くすると、製品の
表面品質が損なわれることは勿論、表面研削が必要とな
り、製造コストを上昇させることになる。したがって、
粒界酸化に起因する凹部の深さは、3〜20μmの範囲
に設定する。更に、実質的に安定した熱処理スケールの
密着性を得るためには、5〜15μmの範囲が好まし
い。
当り10〜200個 酸洗鋼板の地鉄界面の1000μm線分当りの個数で、
粒界酸化に起因する凹部が10個未満では、十分なアン
カー効果が得られず、熱処理スケールの剥離が生じ易く
なる。凹部の個数が多くなると、スケール密着性を高め
るアンカー効果が向上する。しかし、200個を超える
個数では、事実上フェライト粒径が5μm以下になり、
熱間圧延による製造が困難になる。したがって、凹部の
個数は、1000μm線分長さ当り10〜200個,好
ましくは30〜50個に調整される。
深さの比:1以上 熱処理時の加熱温度は、中〜高炭素鋼では熱処理品の靭
性を得るために、通常800〜950℃に設定されてい
る。このとき、加熱雰囲気中の酸素濃度にもよるが、ス
ケール厚みは1〜10μmである。1〜2μmの薄いス
ケールでは、剥離応力が小さく、スケール剥離が生じ難
い。しかし、大半の場合、スケール厚みは2μmを超え
ている。このような厚みのスケールに対して有効なアン
カー効果を得るためには、スケール厚みに応じて粒界酸
化部の深さを設定することが必要である。スケール厚み
に対する粒界酸化部の深さの比が1未満では、熱処理ス
ケールのアンカー効果が低下する傾向を示し、スケール
剥離が発生する場合がある。そのため、望ましくは、粒
界酸化部野深さ/スケール厚みの比を1以上とする。
使用し、粒界酸化部の深さ及び個数が異なる8種類を作
製した後、酸洗して熱処理用鋼板を得た。なお、粒界酸
化部の深さ及び個数は、熱延巻取り温度を700〜50
0℃とし、酸洗後に焼鈍雰囲気の露点を−10〜−50
℃とすることによって調整した。各熱処理用鋼板から幅
25mm及び長さ200mmの試験片を切り出し、酸素
濃度を種々変更した加熱雰囲気中で加熱温度880℃,
保持時間10分で加熱した後、60℃の油槽に焼入れす
る熱処理を施した。熱処理によって生成したスケール
は、酸素濃度に応じて3.5〜17μmの範囲で変化し
た。焼入れされた試験片をテープ剥離試験に供し、スケ
ール剥離性を調査した。調査結果を、鋼板地鉄界面の凹
部深さ及び1000μm線分長さ当りの凹部個数との関
連で表1に示す。
比較例では、地鉄界面に粒界酸化による凹部がほとんど
なく、表面が平滑であるために、焼入れ時の熱収縮によ
ってスケール剥離が発生した。これに対し、粒界酸化に
よる凹部の深さ及び個数が本発明で規定した範囲にある
試験番号3〜7では、スケール密着性が改善されている
ことが判る。特に、試験番号4,6では、粒界酸化によ
る凹部の深さ/スケール厚みの比が1以上になってお
り、更にアンカー効果が増大してスケール剥離が発生し
なかったことが示されている。
は、粒界酸化によって生じる凹部の深さ及び個数を調整
することにより、スケール剥離の伝播が凹部で抑制さ
れ、またスケール密着性をアンカー効果によって改善し
ている。そのため、大気雰囲気或いは非還元性雰囲気中
で焼入れ焼戻し等の熱処理をしても、スケール剥離を生
じることなく焼入れ焼戻し等の熱処理が可能となり、従
来の問題であったスケール押込み疵の発生や寸法精度の
不良等が解消される。その結果、熱処理品の表面品質が
向上されると共に、製造コストの低減や作業環境の悪化
防止も図られる。
Claims (2)
- 【請求項1】 C:0.3〜1.2重量%,Si:0.
1〜1.8重量%及びMn:0.3〜2.0重量%を含
み、鋼板表層部の粒界酸化部の酸洗により形成される開
孔凹部の深さが3〜20μmであり、且つ開孔凹部の個
数が1000μm線分長さ当り10〜200個であるこ
とを特徴とする酸化スケール密着性が高い熱処理用鋼
板。 - 【請求項2】 熱処理時の加熱により生成した酸化スケ
ールの厚みに対する開孔凹部の深さの比が1以上である
請求項1記載の熱処理用鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08739295A JP3604447B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 酸化スケール密着性が高い熱処理用鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08739295A JP3604447B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 酸化スケール密着性が高い熱処理用鋼板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08260098A true JPH08260098A (ja) | 1996-10-08 |
JP3604447B2 JP3604447B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=13913619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08739295A Expired - Lifetime JP3604447B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 酸化スケール密着性が高い熱処理用鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3604447B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012157881A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Tochigi Prefecture | 耐溶損性鋳物、その製造方法および金属溶湯接触部材 |
JP2012157880A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Tochigi Prefecture | 耐溶損性鋳物および金属溶湯接触部材 |
KR20190068064A (ko) * | 2017-12-08 | 2019-06-18 | 주식회사 포스코 | 표면품질이 우수한 고탄소 열연강판 및 이의 제조방법 |
EP3556895A4 (en) * | 2016-12-14 | 2019-12-25 | Posco | HIGH HOT-ROLLED CARBON STEEL STRAP PROVIDING EXCELLENT SURFACE QUALITY, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
EP4108798A4 (en) * | 2020-02-18 | 2023-07-26 | Posco | HIGH CARBON STEEL SHEET HAVING GOOD SURFACE QUALITY, AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF |
-
1995
- 1995-03-20 JP JP08739295A patent/JP3604447B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3556895A4 (en) * | 2016-12-14 | 2019-12-25 | Posco | HIGH HOT-ROLLED CARBON STEEL STRAP PROVIDING EXCELLENT SURFACE QUALITY, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
KR20190068064A (ko) * | 2017-12-08 | 2019-06-18 | 주식회사 포스코 | 표면품질이 우수한 고탄소 열연강판 및 이의 제조방법 |
EP4108798A4 (en) * | 2020-02-18 | 2023-07-26 | Posco | HIGH CARBON STEEL SHEET HAVING GOOD SURFACE QUALITY, AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF |
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---|---|
JP3604447B2 (ja) | 2004-12-22 |
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