JPS589929A - 冷間ピルガ−圧延機用ロ−ルダイスの熱処理方法 - Google Patents
冷間ピルガ−圧延機用ロ−ルダイスの熱処理方法Info
- Publication number
- JPS589929A JPS589929A JP10864681A JP10864681A JPS589929A JP S589929 A JPS589929 A JP S589929A JP 10864681 A JP10864681 A JP 10864681A JP 10864681 A JP10864681 A JP 10864681A JP S589929 A JPS589929 A JP S589929A
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- Japan
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- temperature
- bath
- stage
- heat treatment
- cooled
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B21/00—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
- B21B21/02—Rollers therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/38—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for roll bodies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は冷間ピルガ−圧延機用ロールダイス特に難圧延
材圧延向けの高強度、高靭性ダイヌ鋼系。
材圧延向けの高強度、高靭性ダイヌ鋼系。
の材料より成る口〜ルダイヌの熱処理方法に関するもの
である。
である。
近来冷間ピルガ−圧延機による難圧延材の圧延が笑施さ
れており、難圧延材圧延の場合はロールダイスにかかる
血圧は非常に高く、そのため従来より使用されている低
合金工具鋼或は普通ダイス鋼より成るロールダイスでは
短時間でキャリバー面に多数の疲労クツツクや大きい割
れが発生してその寿命が著しく短7+)ぐなり、円滑な
連続rモ延作業の運行が阻害されると共に大幅な生産コ
スト高を招いている。この問題点の解決策として本発明
者は高強度、高靭性ダイス鋼系の鋼種(、−例として(
E)鋼、(A工SニーAり相当)、その成分の一例を第
1表に示す)を採用し、 第 l 表 前述した難圧延材圧延の1際のロールダイスキャリバー
面に作用する高い血圧、摩耗性及び引裂き応力に酎える
ような強度及び靭性の条件として第2表に示すような機
械的性質を目標として、第 2 表 熱処理条件を調査、実験(テストピースによる)した後
これを実際のロールダイスに適用した。
れており、難圧延材圧延の場合はロールダイスにかかる
血圧は非常に高く、そのため従来より使用されている低
合金工具鋼或は普通ダイス鋼より成るロールダイスでは
短時間でキャリバー面に多数の疲労クツツクや大きい割
れが発生してその寿命が著しく短7+)ぐなり、円滑な
連続rモ延作業の運行が阻害されると共に大幅な生産コ
スト高を招いている。この問題点の解決策として本発明
者は高強度、高靭性ダイス鋼系の鋼種(、−例として(
E)鋼、(A工SニーAり相当)、その成分の一例を第
1表に示す)を採用し、 第 l 表 前述した難圧延材圧延の1際のロールダイスキャリバー
面に作用する高い血圧、摩耗性及び引裂き応力に酎える
ような強度及び靭性の条件として第2表に示すような機
械的性質を目標として、第 2 表 熱処理条件を調査、実験(テストピースによる)した後
これを実際のロールダイスに適用した。
ところが、ロールダイス実体の体積がテストピースに比
して格段に大きいために冷却速度が低下しく空冷による
焼入れ時間はテストピースが約i。
して格段に大きいために冷却速度が低下しく空冷による
焼入れ時間はテストピースが約i。
分に対しロールダイス実体は約1時間30分)、そのた
め予め設定した硬さに対して焼戻し温度を充分高くする
ことが出来ず、結果として充分な靭性を得ることが出来
なかった。この難点を避けるために冷却速度の大きい油
焼入れを行なうと、との鋼種は高合金鋼で焼入れ性が良
いために全断面硬化し、その際表面部と芯部とのI変態
時間ずれlによって第5図に示すような表面引張り、芯
部圧縮の大きい残留応力が発生して、キャリバー表1部
で素材の高合金鋼が本来持っている強度に対して残留引
張り応力がマイナスに作用して強度が著しく低下し、甚
だしい場合には焼割れを生じた。
め予め設定した硬さに対して焼戻し温度を充分高くする
ことが出来ず、結果として充分な靭性を得ることが出来
なかった。この難点を避けるために冷却速度の大きい油
焼入れを行なうと、との鋼種は高合金鋼で焼入れ性が良
いために全断面硬化し、その際表面部と芯部とのI変態
時間ずれlによって第5図に示すような表面引張り、芯
部圧縮の大きい残留応力が発生して、キャリバー表1部
で素材の高合金鋼が本来持っている強度に対して残留引
張り応力がマイナスに作用して強度が著しく低下し、甚
だしい場合には焼割れを生じた。
即チ、ロールダイスのようなmassの大きい、し刀)
も焼入れ性の良い処理物を、油焼入れのような速い冷却
速度で冷却すると、表面部は急速に冷却して温度が速く
低下するのに対して、中心部は冷却速度が比較的遅く、
温度降下がおくれる。このため冷却過程で表面と中心部
の間で大きな温度差が生じ、熱的内部応力発生の原因と
なる。又表面と中心部が77レテンサイト変態を生じ始
めるMs点に到達する時期にも大きいずれが出来て、表
面部が早期にMs点にまで冷却されて、マルテンサイト
変態が早く進行して焼入れ硬化が進むのに対して、中心
部は遅れてMS点に到達し、表面部が既にマルテンサイ
ト変態が略々終了した時点から、やっと変態が開始し、
焼入硬化が始まる。この表面部と中心部の変態時期のず
れによって、大きな変態型の残留応力を発生する。以上
のように高強度・高靭性ダイス鋼系の鋼種を採用しても
、熱処理残留応力によってその鋼種の特性を充分に活用
出来ず、問題点解決の所期の成果を収めることが出来な
刀1また。
も焼入れ性の良い処理物を、油焼入れのような速い冷却
速度で冷却すると、表面部は急速に冷却して温度が速く
低下するのに対して、中心部は冷却速度が比較的遅く、
温度降下がおくれる。このため冷却過程で表面と中心部
の間で大きな温度差が生じ、熱的内部応力発生の原因と
なる。又表面と中心部が77レテンサイト変態を生じ始
めるMs点に到達する時期にも大きいずれが出来て、表
面部が早期にMs点にまで冷却されて、マルテンサイト
変態が早く進行して焼入れ硬化が進むのに対して、中心
部は遅れてMS点に到達し、表面部が既にマルテンサイ
ト変態が略々終了した時点から、やっと変態が開始し、
焼入硬化が始まる。この表面部と中心部の変態時期のず
れによって、大きな変態型の残留応力を発生する。以上
のように高強度・高靭性ダイス鋼系の鋼種を採用しても
、熱処理残留応力によってその鋼種の特性を充分に活用
出来ず、問題点解決の所期の成果を収めることが出来な
刀1また。
本発明はこの高合金鋼種の熱処理に関する問題点を解決
して、ロールダイスに対して第2表に示すような機械的
性質を賦与し得る熱処理方法を提供することを目的とす
るもので、高強度、高靭性ダイス鋼系の材料より成るロ
ー7レダイヌ粗成材をオーステナイト化温度に加熱して
オーステナイト化した後、約jOO℃のソルトバスによ
る第1段中温熱浴と約2jO℃のシルトバヌによる第2
段低温熱浴に順次浸漬冷却し、第1段中温熱浴では初析
炭化物やパーライト等の変態域の鼻にか\らない速い冷
却速度で冷却し、且つ中温熱浴中にi。
して、ロールダイスに対して第2表に示すような機械的
性質を賦与し得る熱処理方法を提供することを目的とす
るもので、高強度、高靭性ダイス鋼系の材料より成るロ
ー7レダイヌ粗成材をオーステナイト化温度に加熱して
オーステナイト化した後、約jOO℃のソルトバスによ
る第1段中温熱浴と約2jO℃のシルトバヌによる第2
段低温熱浴に順次浸漬冷却し、第1段中温熱浴では初析
炭化物やパーライト等の変態域の鼻にか\らない速い冷
却速度で冷却し、且つ中温熱浴中にi。
〜2θ分間保持することにより組成材の表面部と芯部と
の温度差を可及的僅少にするようにして冷却し、第2段
低温熱浴ではベーナイト変態域の鼻に刀1〃鳥らぬよう
短時間でマルテンナイを変態域直上の温度迄冷却し、表
面部と芯部とに殆んど温度差のない状態で空気放冷して
焼入れすることを特徴とするものである。
の温度差を可及的僅少にするようにして冷却し、第2段
低温熱浴ではベーナイト変態域の鼻に刀1〃鳥らぬよう
短時間でマルテンナイを変態域直上の温度迄冷却し、表
面部と芯部とに殆んど温度差のない状態で空気放冷して
焼入れすることを特徴とするものである。
以下図面を参照して本発明の冷間ピルガ−圧延機用ロー
ルダイスの熱処理方法について詳細に説明する。
ルダイスの熱処理方法について詳細に説明する。
第1図は標準型ロールダイスの形状を示すもので、(イ
)は正面図、(ロ)lはその側向断圓図であり、(T)
及びCB)矢印は夫々キャリバー底表面における残留引
張り応力の作用方向を示している。1句に示すように熱
処理によってキャリバー底表面に発生した残留引張り応
力は、ロールダイスの素材が本来持っている引張強さを
低下させる方向に作用している。第2図はロールダイス
のキャリバー面に作用する血圧分布状態を示す説明図で
、冷間ピルガ−圧延機の稼動時にロールダイスのキャリ
バー面に面圧(P)が作用し、第2図(イ)に示すよう
に血圧(P)が均一分布と仮定した場合、次式に示すキ
ャリバー底を引裂くような引裂き力(E()が作用する
状態を示している。
)は正面図、(ロ)lはその側向断圓図であり、(T)
及びCB)矢印は夫々キャリバー底表面における残留引
張り応力の作用方向を示している。1句に示すように熱
処理によってキャリバー底表面に発生した残留引張り応
力は、ロールダイスの素材が本来持っている引張強さを
低下させる方向に作用している。第2図はロールダイス
のキャリバー面に作用する血圧分布状態を示す説明図で
、冷間ピルガ−圧延機の稼動時にロールダイスのキャリ
バー面に面圧(P)が作用し、第2図(イ)に示すよう
に血圧(P)が均一分布と仮定した場合、次式に示すキ
ャリバー底を引裂くような引裂き力(E()が作用する
状態を示している。
但し p:血圧(鶏)
H:キャリバー底に作用する引裂きカ(単位長ざについ
て) (kP) R:キャリバー半径(0) 実際のロールダイスでは、血圧の分布は、通常第2図(
g)に示すような形態に近いものが多く水平方向の分力
の総和は小ざ<yxv、引裂へカ(H)も上式より幾ら
か小さくなる。
て) (kP) R:キャリバー半径(0) 実際のロールダイスでは、血圧の分布は、通常第2図(
g)に示すような形態に近いものが多く水平方向の分力
の総和は小ざ<yxv、引裂へカ(H)も上式より幾ら
か小さくなる。
Nrl’t+ヒルカー圧延機の稼動に工っテC1−/L
/ タイヌノキャリバー底表面に上記の引替きカ(H)
が繰返し作用してキャリバー底に長手方向の大きい割れ
が発生するものである。
/ タイヌノキャリバー底表面に上記の引替きカ(H)
が繰返し作用してキャリバー底に長手方向の大きい割れ
が発生するものである。
第3図は本発明熱処理方法の対象鋼種の一例として第1
表に示す(E)鋼の連続冷却変態曲線で、第1図は(E
)鋼より成るロールダイヌ粗成材の木。
表に示す(E)鋼の連続冷却変態曲線で、第1図は(E
)鋼より成るロールダイヌ粗成材の木。
発明方法にょる熱処理の連続冷却曲線と変態との関係を
示す図である。
示す図である。
以下第V図を参照し、本発明方法の一実施例として第1
表に示す(E)鋼より成るロールダイスの本発明方法に
よる熱処理について説明する。
表に示す(E)鋼より成るロールダイスの本発明方法に
よる熱処理について説明する。
(E)鋼より成るロールダイス組成材をioa。℃のオ
ーヌテナイト化温度に加熱、約30分間キーフ”した後
約s o、 o ℃のソルトバスに浸漬して第1段の中
温熱浴を行ない、温度力鳴ttsoocに達した特続い
て約コjo℃のソルトバヌに浸漬シて第2段の低温熱浴
を行ない、温度がMS真直上に達した時ソルトバスより
取出して空気放冷して焼入れの操作を完了下る。
ーヌテナイト化温度に加熱、約30分間キーフ”した後
約s o、 o ℃のソルトバスに浸漬して第1段の中
温熱浴を行ない、温度力鳴ttsoocに達した特続い
て約コjo℃のソルトバヌに浸漬シて第2段の低温熱浴
を行ない、温度がMS真直上に達した時ソルトバスより
取出して空気放冷して焼入れの操作を完了下る。
上に述べた本発明の熱処理方法を第4を図を参照して一
層詳細に説明する。第v図で、(A)はオーステナイ)
Wa域、(A十〇)はオーステナイト十七メンタイト変
態域、(P)はバーフィト変j擦櫃、(B)はベーナイ
ト変態域を夫々示しており、(MS)はMS点即ちマル
テンサイト変態点ヲ示す。(S)(実線)及び(O)(
鎖線)は夫々ロールダイ展実体の表面部及び芯部の連続
冷却変態曲線である。
層詳細に説明する。第v図で、(A)はオーステナイ)
Wa域、(A十〇)はオーステナイト十七メンタイト変
態域、(P)はバーフィト変j擦櫃、(B)はベーナイ
ト変態域を夫々示しており、(MS)はMS点即ちマル
テンサイト変態点ヲ示す。(S)(実線)及び(O)(
鎖線)は夫々ロールダイ展実体の表面部及び芯部の連続
冷却変態曲線である。
図に示すようにオーヌテナイト化温度(約1020c:
、)に加熱されたロールダイス組成材は約jOO℃のソ
ルトノベヌに浸漬されて第1段中温熱浴冷却される。こ
I)時1<−フィト変FdAMICP)の鼻にかからぬ
工う速い冷却速度で冷却すると共に中温熱浴中に10−
20分間保持することにより表面部刀)ら芯部まですべ
ての部分が略々中温熱浴温度になるまで冷却し、表面部
と芯部との温度差が僅少な安定な状態で更に約210℃
のツルbバスに浸漬されて第2段低温熱浴冷却され、急
速に冷却されてベーナイト変態域CB)の鼻に〃)たる
ことなく(MS)点直上の温度に達し、表面部(S)と
芯部(○)との温度差が僅少な状態で該第2段低唱り浴
刀1ら取出されて空気放冷され、徐冷されて完全にマル
テンサイト化される。このように本発明の二段熱浴によ
る熱処理を施こすことによって1000’C以上の高温
度刀)ら約コSO℃の低温度までの大きい温度差の冷却
を無理なく行って急開な、大きい熱変化による熱応力の
発生を最小限にとどめ、し刀)′・も表面部と芯部との
温度差の僅少な状態で空気中途′冷によりゆるや刀1に
マルテンサイト変態を進行させて、変態による内部応力
を除カ小きくするこのような方法によって第5図に例示
する工うl急冷焼入時の残留内部応力の発生を最小限に
止めl力;!’) 完全マルテンサイト化を達成するも
のである。
、)に加熱されたロールダイス組成材は約jOO℃のソ
ルトノベヌに浸漬されて第1段中温熱浴冷却される。こ
I)時1<−フィト変FdAMICP)の鼻にかからぬ
工う速い冷却速度で冷却すると共に中温熱浴中に10−
20分間保持することにより表面部刀)ら芯部まですべ
ての部分が略々中温熱浴温度になるまで冷却し、表面部
と芯部との温度差が僅少な安定な状態で更に約210℃
のツルbバスに浸漬されて第2段低温熱浴冷却され、急
速に冷却されてベーナイト変態域CB)の鼻に〃)たる
ことなく(MS)点直上の温度に達し、表面部(S)と
芯部(○)との温度差が僅少な状態で該第2段低唱り浴
刀1ら取出されて空気放冷され、徐冷されて完全にマル
テンサイト化される。このように本発明の二段熱浴によ
る熱処理を施こすことによって1000’C以上の高温
度刀)ら約コSO℃の低温度までの大きい温度差の冷却
を無理なく行って急開な、大きい熱変化による熱応力の
発生を最小限にとどめ、し刀)′・も表面部と芯部との
温度差の僅少な状態で空気中途′冷によりゆるや刀1に
マルテンサイト変態を進行させて、変態による内部応力
を除カ小きくするこのような方法によって第5図に例示
する工うl急冷焼入時の残留内部応力の発生を最小限に
止めl力;!’) 完全マルテンサイト化を達成するも
のである。
又以上に説明した、本発明方法によって熱処理したロー
ルダイス組成材を二次硬化点以上の出来るだけ高い温度
で焼戻して更に残留応力を低下させると共にMi熾を安
定化することによって第2表に示す所期の強度、靭性を
確保すると同時に、最小限に抑制された残留応力をより
一層低下させて、残留応力による本来の強度、靭性低下
防止の効果を一層高め得るものである。
ルダイス組成材を二次硬化点以上の出来るだけ高い温度
で焼戻して更に残留応力を低下させると共にMi熾を安
定化することによって第2表に示す所期の強度、靭性を
確保すると同時に、最小限に抑制された残留応力をより
一層低下させて、残留応力による本来の強度、靭性低下
防止の効果を一層高め得るものである。
i/図は標準型ロールダイスの形状を示すもので、(イ
)は正面図、(ロ)はその側面断面図、第2図はロール
ダイスのキャリバー面に作用する血圧分布状部を示す説
明図で、(イ)は面圧が均一分布と仮定した一合、(ロ
)は実際の状態に近似の分布状態の場合を夫々示してい
る。第3図は本発明熱処理方法の対象鋼種の一実施例鋼
種の連続冷却変態曲線、第弘図は今上−実施例鋼種より
成るロールダイヌ粗成材の本発明方法による熱処理の連
続冷却曲線と変態の関係を示す図、第3図は仝上−実施
例鋼種のロールダイス組成材を油焼入れした場合の残留
応力分布を示す図である。 第1諷 (イ) (ロ) 第2諷 (イ) (0) 第5図 第3図 一1吾聞(sec) 第4図 →時間(sec)
)は正面図、(ロ)はその側面断面図、第2図はロール
ダイスのキャリバー面に作用する血圧分布状部を示す説
明図で、(イ)は面圧が均一分布と仮定した一合、(ロ
)は実際の状態に近似の分布状態の場合を夫々示してい
る。第3図は本発明熱処理方法の対象鋼種の一実施例鋼
種の連続冷却変態曲線、第弘図は今上−実施例鋼種より
成るロールダイヌ粗成材の本発明方法による熱処理の連
続冷却曲線と変態の関係を示す図、第3図は仝上−実施
例鋼種のロールダイス組成材を油焼入れした場合の残留
応力分布を示す図である。 第1諷 (イ) (ロ) 第2諷 (イ) (0) 第5図 第3図 一1吾聞(sec) 第4図 →時間(sec)
Claims (1)
- (1) 高強度、高靭性ダイス鋼系の材料より成るロ
ールダイヌ粗成材を、tooo℃乃至1100℃のオー
ステナイト化温度に加熱してオーステナイト化した後、
約jOO℃のソルトバスによる第1段中温熱浴と約2!
θ℃のソルトパヌによる第2段低温熱浴に順次浸漬冷却
し、第1段中温熱浴では初析炭化物やバーフイF等の変
態域の鼻にかからない速い冷却速度で冷却し、且つ中温
熱洛中に暫時保持てることによって組成材の表面部と芯
部との温度差を可及的僅少にするようにして冷却し、第
2段低温熱浴ではベーナイト変態域の鼻に刀1刀≧らぬ
よう短時間でマルテンサイト変態域直上の温度迄冷却し
、続いて空気放冷して焼入れすることを特徴”とする冷
間ピルガ−圧延機用ロールダイスの熱処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10864681A JPS6037851B2 (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 冷間ピルガ−圧延機用ロ−ルダイスの熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10864681A JPS6037851B2 (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 冷間ピルガ−圧延機用ロ−ルダイスの熱処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS589929A true JPS589929A (ja) | 1983-01-20 |
JPS6037851B2 JPS6037851B2 (ja) | 1985-08-28 |
Family
ID=14490077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10864681A Expired JPS6037851B2 (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 冷間ピルガ−圧延機用ロ−ルダイスの熱処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6037851B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006342368A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Daido Steel Co Ltd | 鋼部材の熱処理方法 |
JP2007191759A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Daido Steel Co Ltd | 合金鋼の製造方法 |
JP2007302946A (ja) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Daido Steel Co Ltd | 合金鋼の製造方法 |
JP2008031530A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Daido Steel Co Ltd | 合金鋼の製造方法 |
-
1981
- 1981-07-10 JP JP10864681A patent/JPS6037851B2/ja not_active Expired
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006342368A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Daido Steel Co Ltd | 鋼部材の熱処理方法 |
JP2007191759A (ja) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Daido Steel Co Ltd | 合金鋼の製造方法 |
JP2007302946A (ja) * | 2006-05-11 | 2007-11-22 | Daido Steel Co Ltd | 合金鋼の製造方法 |
JP2008031530A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Daido Steel Co Ltd | 合金鋼の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6037851B2 (ja) | 1985-08-28 |
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