JPH10102137A - 焼戻し鋼の機械的性質予測方法 - Google Patents

焼戻し鋼の機械的性質予測方法

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JPH10102137A
JPH10102137A JP25455396A JP25455396A JPH10102137A JP H10102137 A JPH10102137 A JP H10102137A JP 25455396 A JP25455396 A JP 25455396A JP 25455396 A JP25455396 A JP 25455396A JP H10102137 A JPH10102137 A JP H10102137A
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JP
Japan
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tempering
steel
mechanical properties
mechanical property
time
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JP25455396A
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English (en)
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Minoru Umemoto
実 梅本
Kunio Kondo
邦夫 近藤
Yasutaka Okada
康孝 岡田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 最終熱処理が焼戻しである鋼材の機械的
性質を予測する方法である。予測しようとする鋼材の、
焼入れしたままの状態における機械的性質をMo、焼入
れ後十分に高温で長時間、焼戻しした後の機械的性質を
Mf とした場合、焼戻し時間t(h)と焼戻し温度T
(K)を変化させた場合における当該鋼材の機械的性質
Mを、気体定数をR、活性化エネルギーをQ、振動因子
項をAとした場合に、k=A exp(−Q/RT)で表す
温度依存性を与えた反応速度係数kと時間指数nを用い
て、X=1− exp〔−(kt)n 〕で求める機械的性質
の変化量Xを使用して、M=Mo −(Mo −Mf )Xで
求める。 【効果】 焼戻し時間の長短に係わらず、焼戻し後の鋼
材の機械的性質を広い範囲にわたって高精度に推定でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造した状態のま
まや、熱間加工した状態のままで使用せず、最終処理と
して熱処理、特に焼戻しを行った後に実用に供する鋼材
の機械的性質を予測する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼材の最終熱処理として焼戻しを行う場
合、鋼材の機械的性質は、焼戻し温度や焼戻し時間等の
焼戻し条件を適切に選択することによって制御できる。
しかしながら、この焼戻し条件を決定するに際して、従
来は、試行錯誤的に種々の条件のなかから選択したり、
経験論に基づいて決定しているのが実状であった。
【0003】ところで、焼戻しに対する冶金学的効果を
定量化しようとする試みは、下記の数式1で表される焼
戻しパラメータPとして広く知られている。
【0004】
【数1】P=T(C+ logt) 但し、T:焼戻し温度(K) t:焼戻し時間(h) C:定数、一般に20がよく用いられる。
【0005】上記した数式1で表す焼戻しパラメータP
は、同じ焼戻し効果、すなわち同じ機械的性質を得るた
めの焼戻し条件(焼戻し温度T、焼戻し時間t)を示し
てくれるものではあるが、焼戻し温度T、焼戻し時間t
の互換性が与えられるのは、下記の数式2で与えられる
値の近傍だけであるので、焼戻しパラメータPの値が下
記した数式2で与えられる値を外れた場合には、この焼
戻しパラメータPを使用することはできない。また、数
式1で表す焼戻しパラメータPは、パラメータPが変化
したときの機械的性質の変化についての情報は含まれて
いないので、鋼材の機械的性質を変化させようとする場
合にも使用することができない。
【0006】
【数2】P= log10e×(Q/R)=Q/2.3R 但し、Q:活性化エネルギー R:気体定数
【0007】そこで、1980年発行の「鉄と鋼」vol.
66、 No.10、P1532では、新しい焼戻しパラメ
ータλを下記の数式3のように定義し、焼戻し後におけ
る鋼材の機械的性質を予測する方法を提案している。
【0008】
【数3】λ= logt−(Q/2.3R)(1/T) +50
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た「鉄と鋼」で提案された予測方法では、焼戻しの際に
おける機械的性質の変化率、すなわち固相反応速度r
〔=aexp(−Q/RT)、但し、aは定数〕を時間によ
らず一定と仮定しているので、図9に実線で示すように
なって、焼戻し時間tが長くなるに従って、図9に想像
線で示す実際の変化率から離れてゆき、無限時間の焼戻
しでは機械的性質が負になる可能性があり、機械的性質
の変化を精度良く予測することができないという問題が
あった。
【0010】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、焼戻し時間の長短に係わらず、焼
戻し後の鋼材の機械的性質を広い範囲にわたって高精度
に推定できる方法を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の焼戻し鋼の機械的性質予測方法は、焼
戻し温度をT、気体定数をR、活性化エネルギーをQ、
振動因子項をAとした場合に、下記の数式4で表す温度
依存性を与えた反応速度係数kと時間指数nを用いて、
下記の数式5で求めた機械的性質の変化量Xを使用する
こととしている。そして、機械的性質の変化量Xに温度
依存性を与えることにより、この変化量Xが実際の焼戻
し時と近似し、高精度な機械的性質の予測が行えること
になる。
【0012】
【数4】k=A exp(−Q/RT)
【0013】
【数5】X=1− exp〔−(kt)n
【0014】
【発明の実施の形態】本発明者らは、従来の焼戻しパラ
メータλを用いた場合、広い範囲の温度と時間において
機械的性質を予測することが困難である原因を解析し、
検討した結果、実際の焼戻しの場合には、無限時間の焼
戻しでは、図9に想像線で示すように、ある平衡状態値
に収束するのに対して、従来の予測方法では機械的性質
の変化率、すなわち固相反応速度rを、図9に実線で示
したように、時間によらず一定と仮定していることが原
因であることを知見した。
【0015】そこで、本発明の焼戻し鋼の強度予測方法
では、予測しようとする鋼材の、焼入れしたままの状態
における機械的性質をMo 、焼入れ後十分に高温で長時
間、焼戻しした後の機械的性質をMf とした場合、焼戻
し時間t(h)と焼戻し温度T(K)を変化させた場合
における当該鋼材の機械的性質Mを、気体定数をR、活
性化エネルギーをQ、振動因子項をAとした場合に、拡
散による転位の減少度に密接に関係し、ある活性化エネ
ルギーQに支配される熱活性化過程で記述される数式4
で表す温度依存性を与えた反応速度係数kと時間指数n
を用いて、数式5で求める機械的性質の変化量Xを使用
して、下記の数式6で求めることとしているのである。
【0016】
【数6】M=Mo −(Mo −Mf )X
【0017】上記した本発明の焼戻し鋼の機械的性質予
測方法における、機械的性質の変化量Xの値は、上記し
た数式5より、焼戻し時間の経過とともに0から1に徐
々に変化し、強度を考える場合には軟化度に対応するも
のである。また、予測しようとする鋼材の、活性化エネ
ルギーQ、振動因子項A、時間指数n、焼入れしたまま
の状態における機械的性質Mo 、焼入れ後十分に高温で
長時間、焼戻しした後の機械的性質Mf は、実測値を用
いても、また、炭素添加量や合金元素量から計算で算出
した値を用いてもよい。
【0018】
【実施例】以下、本発明の焼戻し鋼の機械的性質予測方
法の効果を確認するために行った実施結果について説明
する。通常方法で溶製した下記表1に示す化学組成の3
種類のビレット(T1:C−Mn鋼、T2:C−Cr−
Tl−B鋼、T3:C−Cr−Mo−Nb−Tl−B
鋼)を分塊,熱間圧延して12mmの厚さに調製し、次
に920℃で15分加熱した後水冷して、800℃〜5
00℃の冷却速度が2000℃/分で30℃まで冷却す
る焼入処理を行った後、100〜700℃の焼戻し温
度、5〜60分の焼戻し時間で種々の焼戻しを実施し
た。そして、焼戻し条件を変えた下記表2〜表4に示す
24点(A〜X)について降伏強度YS,引張強度TS
と必要に応じて硬度Hvを実測した。これらの実測値を
表2〜表4に示す。なお、表2はT1の、表3はT2
の、表4はT3のそれぞれの結果を示す。
【0019】
【表1】 (単位:mass%)
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】
【表4】
【0023】そして、表1に示す3種類の鋼種T1〜T
3の前記実測値と同じ焼戻し条件における降伏強度Y
S、引張強度TS及び必要に応じてヴィッカース硬度H
vを本発明方法によって推定し、前記した実測値と比較
した。その結果を、表2〜表4に併せて示す。本発明方
法による推定値は、表1に示す3種類の鋼種T1〜T3
における活性化エネルギーQ、振動因子項A、時間指数
nを予め求め(表5〜表7)、これら求めた値と、焼入
れしたままの状態における実測値Mo と、焼入れ後十分
に高温で長時間、焼戻しした後の実測値Mf を使用して
演算した値である。なお、活性化エネルギーQは、各焼
戻し温度での焼戻し時間による降伏強度等の変化を示す
軟化曲線を数式5で近似し、数式4に示すk値の温度依
存性から求めた。
【0024】
【表5】
【0025】
【表6】
【0026】
【表7】
【0027】上記した表2の結果を図1〜図3に、表3
の結果を図4及び図5に、表4の結果を図6及び図7に
示す。これら表2〜表4及び図1〜図7の結果より、本
発明方法によれば、決定係数R2 は全般的に0.9以上
が得られ、広い範囲にわたって高精度に機械的性質が予
測できることが判る。なお、比較として、1980年発
行の「鉄と鋼」vol.66、 No.10、P1532で提案
している予測方法を用いてT1鋼における降伏強度YS
を推定した結果を図8に示すが、この方法によれば決定
係数R2 は0.506とかなり小さく、全体的に大きく
ばらついており、予測精度が悪いことは明らかである。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の焼戻し鋼
の機械的性質予測方法によれば、焼戻し時間の長短に係
わらず、焼戻し後の鋼材の機械的性質を広い範囲にわた
って高精度に推定できる。従って、本発明方法を実施す
ることによって最適な熱処理条件が容易に演算でき、燃
料原単位の削減や、能率向上に大きく寄与できる。ま
た、未知の鋼材の焼戻し条件も予測が可能となり、予備
テストの工数削減も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】T1鋼における降伏強度を、本発明方法による
推定値(実線)と実測値(●印)で比較した図である。
【図2】T1鋼における引張強度を、本発明方法による
推定値(実線)と実測値(●印)で比較した図である。
【図3】T1鋼におけるヴィッカース硬度を、本発明方
法による推定値(実線)と実測値(●印)で比較した図
である。
【図4】T2鋼における降伏強度を、本発明方法による
推定値(実線)と実測値(●印)で比較した図である。
【図5】T2鋼における引張強度を、本発明方法による
推定値(実線)と実測値(●印)で比較した図である。
【図6】T3鋼における降伏強度を、本発明方法による
推定値(実線)と実測値(●印)で比較した図である。
【図7】T3鋼における引張強度を、本発明方法による
推定値(実線)と実測値(●印)で比較した図である。
【図8】T1鋼における降伏強度を、「鉄と鋼」で提案
された従来の焼戻しパラメータを用いた推定値(実線)
と実測値(●印)で比較した図である。
【図9】「鉄と鋼」で提案された従来の焼戻しパラメー
タを使用した場合における機械的性質と時間の関係を示
す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最終熱処理が焼戻しである鋼材の機械的
    性質を予測する方法であって、 予測しようとする鋼材の、焼入れしたままの状態におけ
    る機械的性質をMo 、焼入れ後十分に高温で長時間、焼
    戻しした後の機械的性質をMf とした場合、 焼戻し時間t(h)と焼戻し温度T(K)を変化させた
    場合における当該鋼材の機械的性質Mを、 気体定数をR、活性化エネルギーをQ、振動因子項をA
    とした場合に、k=Aexp(−Q/RT)で表す温度依
    存性を与えた反応速度係数kと時間指数nを用いて、X
    =1− exp〔−(kt)n 〕で求める機械的性質の変化
    量Xを使用して、 M=Mo −(Mo −Mf )X で求めることを特徴とする焼戻し鋼の機械的性質予測方
    法。
JP25455396A 1996-09-26 1996-09-26 焼戻し鋼の機械的性質予測方法 Pending JPH10102137A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006038488A1 (ja) * 2004-10-01 2006-04-13 Ntn Corporation 高周波熱処理装置、高周波熱処理方法およびその方法により製造した加工製品
WO2007032154A1 (ja) * 2005-09-12 2007-03-22 Ntn Corporation 高周波焼戻方法、高周波焼戻設備および高周波焼戻製品
US7591912B2 (en) 2005-03-23 2009-09-22 Ntn Corporation Induction heat treatment method, induction heat treatment installation and induction-heat-treated product
US8394212B2 (en) 2004-09-14 2013-03-12 Ntn Corporation High frequency induction heating treatment equipment and method and induction heated and thus treated product

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8394212B2 (en) 2004-09-14 2013-03-12 Ntn Corporation High frequency induction heating treatment equipment and method and induction heated and thus treated product
WO2006038488A1 (ja) * 2004-10-01 2006-04-13 Ntn Corporation 高周波熱処理装置、高周波熱処理方法およびその方法により製造した加工製品
US7591912B2 (en) 2005-03-23 2009-09-22 Ntn Corporation Induction heat treatment method, induction heat treatment installation and induction-heat-treated product
US8529711B2 (en) 2005-03-23 2013-09-10 Ntn Corporation Induction heat treatment method, induction heat treatment installation and induction-heat-treated product
WO2007032154A1 (ja) * 2005-09-12 2007-03-22 Ntn Corporation 高周波焼戻方法、高周波焼戻設備および高周波焼戻製品

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