JPS58147514A - ガス冷却熱処理法 - Google Patents

ガス冷却熱処理法

Info

Publication number
JPS58147514A
JPS58147514A JP2858882A JP2858882A JPS58147514A JP S58147514 A JPS58147514 A JP S58147514A JP 2858882 A JP2858882 A JP 2858882A JP 2858882 A JP2858882 A JP 2858882A JP S58147514 A JPS58147514 A JP S58147514A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
cooling
pressure
gaseous
hydrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2858882A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Nanjo
南條 敏夫
Katsuro Nakamura
中村 勝郎
Toshio Tsunoda
角田 敏男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2858882A priority Critical patent/JPS58147514A/ja
Publication of JPS58147514A publication Critical patent/JPS58147514A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/76Adjusting the composition of the atmosphere

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 却熱処理法に関する。
カス冷却による熱処理法の鰻大の問題点は油冷却等に比
べて冷却速度が遅いことである。現/I鰻も一般的に使
用されているガスは、窒素ガスであるが、不活性であり
安価で入手し易いという利点がある反面、冷却能が余り
高くないという欠点がある。また、この他のガスとして
アルゴンカスがまれに使用されることがあるが、窒素ガ
スに比べても更に冷却能が低く 11つ114+価であ
るので、窒素ガスが使用できないチタニウム合金の冷却
等に使用されることがある程度である。その他、ヘリウ
ムガスが冷却能がかなり高いことから有効であるが、高
価で人f−1,Nいことから一般には使用されていない
。父、冷却能が極めて高いガスとして水素ガスがあり、
価格面、入手の容易さ等から鰻も使用したいガスである
が、空気と混合すると爆発性ガスとなり危険であること
から、商業生産を金属熱処理の冷却カスとして使用され
た例は無い。このように、現状では窒素ガスが主体であ
り、11つ中ガスとして使われている。
近年、冷却速度の向上のために、冷却ガスの加圧、強制
吹付を含む冷却ガス速度の増加、冷却ガス温度の低t°
等の対策が採られているが、未だ満足すべき十分な冷却
速度は得られていない。従って、もし冷却速度を同等か
の方法で安全且つ又経済的に油冷却まで近付けることが
できれは、処理材の表面性状が良好でありlっ1つの室
内で加熱と冷却の両方を行って設鋤の簡略化と操作性の
向1−が図れる等の利点をもつガス冷却の特性を活かし
つつ、処理鋼種の拡大、処理材の大きさの範囲拡大をo
f能にすることができるので、このような方法の出現が
強く望まれている。
本発明は、このような要望に応えるべく成したもので、
熱処理材を真空加熱した後ガス冷却処理するに当り、真
空状態から大気圧近傍まで窒素ガス父はアルゴンガスを
導入し、その後水素ガスを導入加圧して11′iJ記窒
素ガス又はアルゴンガスと水素ガスとの混合比反び圧力
を調整し、li!I +u!熱処理材をガス冷却処理す
ることを特徴とするカス冷却熱処理法、に係るものであ
る。
以F本発明の詳細を図面を参照しつつ説明する。
金属材専)を熱処理する際の冷却速度は、その熱(R達
率に比例するが、ガス冷却熱処理炉の対IA[熱(li
達率αc (kcal / tyt(h ”G )は次
式で示される。
αc = (C/L’−)IJ−(λ/ t ”)(P
r10.71)”  ・−(1)ここでL (m)  
 物体の代表長さU (m/s)  冷却ガス流速 λ(kcal / m h″C)、ガスの熱伝4率γ(
m”八)、ガスの動粘性係数 PT:ガスのプラントル数 C,m  :流れの状態、物の形状配置による常数 各種ガス冷却熱処理炉の試験結果から、プラントル数P
r=0.71の通常のカスに対しておよそm = 0.
5〜0.8となる。尚、以ドの計算においてはm = 
0.6を採用する。
+111記(1)式において、物体寸法配置、ガス流速
を、一定とし、従って(C/L’−”)U′″=にと置
けば、11il記(1)式は次式で示される。
冷却能(Ko)を表わしガスの物性に よって定まる伯、Kは物体の・1法配 置、冷却ガス1ル速の関数である。
冷却能(K、、)は、1Til記(2)式に示す如く、
λ、γ、P「の関数であり、カスの種類、圧力、ず越度
に、よっで汐まる。冷却カスの温度は、冷却I−当然で
きるたけ低く保たれており、また特別に低くすることは
絆済l二限界があるので、その範囲は自ずと規制されて
おり、従ってガス冷却熱処理炉のガスの冷却能は、実用
しガスの種類と圧力の関数と見られる。
1来から用いられているか父は考えられている窒素カス
、アルゴンガス、ヘリウムガス、水素カスの4種類の学
−ガスについて冷却能を求めた結果をド記表1に示す。
(j4 L、温度を50℃、IJ力を1 kg / c
d absとする。これらの鮫イ市は実際と良く合致す
る。
表    1 尚冷却能比は、窒素ガス1 kg / ad absの
時の冷却能仙16.95を基準仙100として示してい
る。
1、記表1から、冷却速度を高めるためには、水素ガス
が鯉も良く、次いでヘリウムガスが良いことは明らかで
ある。しかし、実用的には、水素ガスは爆発性の危険が
あるため安全トか4:)、またヘリウムガスは高価で人
手に難点があるため使用されておらず、このために冷却
能の低い窒素ガス(父はアルゴンカス)を加圧すること
によって冷却能を高めているのが現状である。
音による効果は顕りである。例えば従来における゛9/
Aカス中−の場合、3 kg / cw’ absで1
.933f5゛1の冷却能比であるが、窒素ガス−水素
ガス混合の場合は、混合比0.667 : (1,33
3においても151g / tiabs  (’P分の
Ir力)で略同−の冷却能比を肖ることができ、また2
窒素ガス中−の場ri 5 kg / aw’ abs
で2.627(Rの冷却能比(これは略イ疋来枝術の限
界とみられる〕であるが、窒素カス−水素ガス混合比0
.5 : 0.5の場合には2kg/σ″absてそれ
以1.の冷却能比を得ることができ、史に父、混合比0
208の場合には5kg/an’absのとき5.51
倍となり、窒素ガス中・における同 11−力の場合の
2(f′J以りの冷却能力をもつようになる。l九e 
Lだように、必要圧力の大幅な低ドとそれにIYう使用
ガス酸の減少を図れるムと、窒素ガス−水素ガス混合の
優位性は明らかて゛ある。
また111記゛心素ガスに代えてアルゴンガス−水A、
カスの6−合カスとしt−場合も、窒素カスtこIヒし
てアルコンカスがわずかに冷Jil能カイ低し)つ會だ
け効果が低いが、混合ガスの水素ガス割合が増加するに
伴って前記窒素ガス−水素ガスの場合に近い効Wを示す
ことができる。
更に、1iij記窒素ガス〜水素ガス、拉びアルゴンガ
ス−水素カスの混合ガスは、夫々゛心素ガス拉びアルコ
ンカス申−の場合よりも比東が小さくなるため、循環ガ
スファンの消費動力を小さくすることができ、省エネル
キー化を図ることもできる。
吹に、Ir11記した冷却能を熱処理分野で焼入冷却強
度を示すために用いられる焼入急冷度H(ay  “)
で示すと H=1/2・α/λ         ・・(3)ここ
でα:表面熱伝達率 λ−材t1の熱伝達率 ここでλ14.冷却媒冷却熱伝達率 mI記(1) 〜(4)式から、−例としてL= 0.
025In、U = 10m/s、λ−25k cal
 / yh’Cとすれば、窒素カス学−と窒素カス−水
素ガスの混合ガスとのべ1却におけるH仙は下記表3の
如<−Cある。
表    3 第2図番まH仙に均する征来枝術と上記本発明の場合と
のり(比をボすものである。従来技物では窒素カス中−
U)場合の鰻大偵が0.046であり、また油ro却の
最低伯かO,OSであり、このガス冷却と油冷却の間に
は大きな空間があったか、本Ie 1111によってこ
の空間か完全に埋められ、しかfJ/1IIrr1却の
範囲にも入り込む非富に広範囲の焼入、ごrT1度Hを
イ替ることかで、きる。
/欠に不発明の・実施例を説明する。
真蒙状態にお6フる処理材の加熱俊のカス冷却に餘し、
まず真空状態が6冷却カスとして窒素ガスし又はアルゴ
ンガス)を大気圧+αまて導入してそのjfカを検出す
る。その債、必費〜却能ノJか得られるu合比反び圧力
になるまで水素カスを4人する。上記において、真空中
においては酸素か殆んと存在しないために、直接水素カ
スを4人しても爆@を生しるようなことはない。しかし
真空中に水素カスを直接導入するようにした場合、l1
11等かの締固により炉内番こ空気が侵入することかあ
れは炉内爆発が起る一1能性かある。従ってir+記し
たように1、予め炉内を大気比以上の窒素カスで滴して
おき、その俊に水素カスを導入すれば空気侵入による炉
内爆発を完全にvjII−することかて゛きる。
1:記窒素カスと水素ガスの一合割合と11力をd4整
することにより、従来のカス冷却が6佃冷却までの広範
囲の焼入急冷層を自在に選択することができる。
冷却完r後は、加圧状態から大気/j−近くまでガスを
炉外にtit川させて炉外燃焼させる。大気J1となっ
たE)W糸カス等の牛ず6性カスバージをイIい11F
、、4Ilカス’z?析などの手段によって炉内カスか
爆発に均し安全範囲にあることを確認したイ々、5J+
扉を開く。F、記により安全にガス冷却をイ1うことが
できる。
尚、不発明はJ: tit * M!J例にのみ限定さ
れるもめてはなく、窒素カスと水素カスの混合比、反び
バカは、窒素カスと水素ガスの両方の鯰を変λるように
しても或いはその一刀の鰻を変えるようにしても一瞥し
得ること、窒素ガスはあくまで゛に全嫌保のために用い
られるものであるか参′)、安全か鏝保できるのであれ
は、水素ガスにり・1する窒素カスの割合を著しく小さ
くしたり、また窒素カス割合を零とすることも実質的に
本発明の技術思想に含まれること、その他本発明の要旨
を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること、
等は勿論である。
1、述した不発明のガス冷却熱処理法によれば、4!索
カスと水素カスの混合カスにより焼入急冷層を油冷却に
よる範囲にまで拡大することができ、よって鋼種の増大
、反び油冷却に及ぶ範囲までの冷却を炉内で行うことが
できるために操作の容易化が図れ、且つ従来のガス冷却
熱処理と同じ焼入急冷層を得るためには低い圧力とそれ
に伴う少い楡のガスで可能であり、また加熱時の真空状
態からまず窒素ガスを大気圧近傍まで導入した後、水素
ガスを導入するようにしているので、空気の侵入し易い
状態を無くし安全な混合ガスによる冷却熱処理を―■能
にする、等の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は窒素カスと水素ガスの混合比を変えた際におけ
る圧力の変化に対する冷却能比の変化を示すグラフ、第
2図は従来技術と本発明の焼入急冷層を示す説明図であ
る。 !=−λ〃工:T;1 第1図 第2図 0.018              0.098奉
j15−11

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)熱処理材を真空加熱した後ガス冷却処理するに当り
    、真空状態から大気圧近傍まで窒素カス父はアルゴンガ
    スを導入し、その後水素カスを導入加圧して1ltl記
    窒素ガス父はアルゴンカスと水素ガスとの混合比及び圧
    力を調整し、did記熱処理材をガス冷却処理すること
    を#h徴とするガス冷却熱処理法。
JP2858882A 1982-02-24 1982-02-24 ガス冷却熱処理法 Pending JPS58147514A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2858882A JPS58147514A (ja) 1982-02-24 1982-02-24 ガス冷却熱処理法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2858882A JPS58147514A (ja) 1982-02-24 1982-02-24 ガス冷却熱処理法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58147514A true JPS58147514A (ja) 1983-09-02

Family

ID=12252750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2858882A Pending JPS58147514A (ja) 1982-02-24 1982-02-24 ガス冷却熱処理法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58147514A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01149920A (ja) * 1987-10-28 1989-06-13 Degussa Ag 低合金鋼からなる金属製加工部品の装入物を硬化させる方法
US6692593B2 (en) * 2001-02-20 2004-02-17 Linde Aktiengesellschaft Method for quenching metallic workpieces
WO2016170846A1 (ja) * 2015-04-22 2016-10-27 株式会社Ihi 熱処理装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5721666B2 (ja) * 1978-11-20 1982-05-08

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5721666B2 (ja) * 1978-11-20 1982-05-08

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01149920A (ja) * 1987-10-28 1989-06-13 Degussa Ag 低合金鋼からなる金属製加工部品の装入物を硬化させる方法
US6692593B2 (en) * 2001-02-20 2004-02-17 Linde Aktiengesellschaft Method for quenching metallic workpieces
WO2016170846A1 (ja) * 2015-04-22 2016-10-27 株式会社Ihi 熱処理装置
JPWO2016170846A1 (ja) * 2015-04-22 2017-09-21 株式会社Ihi 熱処理装置
US10690416B2 (en) 2015-04-22 2020-06-23 Ihi Corporation Heat treatment device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104480261B (zh) 一种抗磨双金属层压复合材料的球化退火工艺
PL72550B1 (ja)
JPS58147514A (ja) ガス冷却熱処理法
Nakamura et al. The high temperature torsional deformation of a 0.06% C mild steel
JPS5843444B2 (ja) 電磁珪素鋼の製造方法
US2594876A (en) Apparatus for carburizing steel
WO2014175345A1 (ja) 線材及びその製造方法
CA1201960A (en) Method of manufacturing steel reinforcements for concrete, having improved properties
US2290552A (en) Heat treating furnace
JPS61272351A (ja) 高強度高靭性油井用鋼管
US1944743A (en) Method for annealing steel
WO2019245044A1 (ja) 磁気特性が優れた方向性電磁鋼板
JPS59208066A (ja) 内部窒化モリブデン−ジルコニウム合金の加工法
JPH042720A (ja) サワー環境用高強度鋼線の製造方法
CN102560246A (zh) 含钒中碳合金钢管的调质热处理方法
KR102364426B1 (ko) 신선 가공성이 향상된 선재 및 그 제조방법
US3531333A (en) Method of heat treating steel strip or the like
JPS5843443B2 (ja) デンジケイソコウノセイゾウホウホウ
JPH0995734A (ja) 耐震性に優れる鉄筋用鋼材の製造方法
JPS5873718A (ja) 高Si系ばね用鋼線材の製造法
US3348980A (en) Process for producing non-aging steels
JPH1017934A (ja) マルテンサイト系ステンレス鋼管の製造方法
JPH0726323A (ja) 耐ssc性に優れた低硬度高靭性シームレス鋼管の製造法
JPS622614B2 (ja)
US1086765A (en) Process for improving the magnetic qualities of iron-silicon-manganese-aluminium alloys.