JPS59220292A - チタンクラツド中高炭素鋼板の製造法 - Google Patents

チタンクラツド中高炭素鋼板の製造法

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JPS59220292A
JPS59220292A JP9679783A JP9679783A JPS59220292A JP S59220292 A JPS59220292 A JP S59220292A JP 9679783 A JP9679783 A JP 9679783A JP 9679783 A JP9679783 A JP 9679783A JP S59220292 A JPS59220292 A JP S59220292A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
    • B23K20/227Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded with ferrous layer

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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】 本発明は圧延法によるチタンクラッド鋼板の製造法に関
するものである。
従来、チタンクラッド鋼板は爆着法によって製造されて
おシ、製品の製造可能範囲9寸法梢度・生産蓋そして製
造コストの点で製法に起因する著るしい制約を受けてい
る。最近、爆着圧延法によるチタンクラッド鋼板の製造
が試みられており、製品の製造可能範囲と寸法精度は改
善のきざしが見えているが、接着部の合金相と空孔欠陥
に起因する諸問題が残されている。さらに最近圧延法に
よってチタンクラッド鋼板を製造する方法、すなわち母
材に極低炭素鋼を用いる方法、さらに鋼中の炭素を固定
する特定成分の極低炭素w4を母材として用いる方法、
あるいはチタン板と鋼板との間に第3の金楓板を挿入す
る方法が提案されているが、母材鋼板の強度が不十分な
ため板厚を厚くしてこれを補なう必要があシ、従って高
価である。
本発明はチタンクラッド鋼接着部の破壊の原因が主とし
て鋼からチタン側への鉄と炭素の拡散にあることを究明
し、従来接着不良の最大の原因とされていた鉄の酸化物
とチタンの酸化物が鋼からチタン側への鉄と炭素の拡散
を抑制することをつきとめ、鋼板のチタン板への合わせ
面を脱炭することによって中炭素鋼板および高炭素鋼板
(以下9尚炭素鋼板と呼ぶ)とチタン板の圧延によるり
2ツド鋼板の製造を可能としたものである。
すなわち、本発明の要旨とするととろけ下記のとおシで
ある。
(1)  チタン板との合せ面に深さ20μ以上の脱炭
層を有する炭素含有量0.10%以上の母材鋼板と前記
チタン板とを、両者の合せ面の一方あるいは両方に合計
10μ以下の厚さのスケール層を付層させて組立てた素
材組立板を、400〜750℃の温度に加熱し、300
℃以上の温度でかつ25チ以上の圧下率で少なくとも2
回圧延することを特徴とするチタンクラッド中高炭素鋼
板の製造法。
(2)  チタン板との合せ面に深さ20μ以上の脱炭
層を有する炭素含有量0.10%以上の母材鋼板と前記
チタン板とを、両者の合せ面の一方あるいは両方に合計
10μ以下の厚さのスケール1−を付着させかつ母材鋼
板とチタン板との合せ而が外気と微小孔で通じるように
構成して組立てた素材組立板を、400〜750℃の温
度に加熱し、300℃以上の温度でかつ25チ以上の圧
下率で少なくとも2回圧延し、その際最初の圧婢パス時
に前記微小孔の少なくとも1つを素材組立板の後端部に
位置せしめて圧延することを特徴とするチタンクラッド
中高炭素鋼板の製造法。
本発明を図面にもとづいて説明する。
第1図ないし第4図は本発明の素材組立板の構成列を示
す縦断面図である。図において1は母材鋼板、2はチタ
ン板、3は母材鋼板1とチタン板2との合せ面、4は微
小孔、5は捨材、6は継材である。母材鋼板1は炭素含
有蓋0.10重蓋チ以上であシかつそのチタン板との合
せ面は深さ20μ以上にわたって脱炭された脱炭層を有
する。また母材鋼板1とチタン板2との合せ面の一方あ
るいは両方に合計で厚さ10μ以下、好ましくは5〜1
0μのスケール1m分有せしめる。
このようにして構成した素材組立板を400〜750℃
に加熱し、300℃以上の温度で25%以上の圧下率で
少なくとも2回圧延することによってチタンクラッド中
高炭素鋼板を製造することができる。
なお好ましくは本発明の第2の特徴に従って、母材鋼板
1とチタン板2との仕せ面を構成する間隙と外気とを微
小孔4によって通ずるように構成して素材組立板を組立
て、この組立板を圧延するにあたって最初の圧延ノ臂ス
のとき、この微小孔4の少くとも1つを最初の圧延パス
時に組立板の後端部に位置させる。この微小孔4は図か
ら明らかな如く、列えば継材6あるいは捨材5に穿孔さ
れる。
本発明において母材鋼板の脱炭層深さを少くとも20μ
とするのは、400〜750℃の加熱圧延時において母
材鋼板からチタン板への炭素の拡散を防止しうる深さで
あるからである。
母材鋼板のチタン板との合わせ曲を20μ以上の深さに
脱炭させる方法は任意の方法を選ぶことができる。列え
ば母材鋼板としで最も需要が予想されるJIS G 3
103の2穐から6棟までは、いづれも炭素含有量は0
.10%以上で実用されるものであるが、これらは80
0℃以上1300℃以下の酸化性雰囲気で20分以上加
熱することによって20μ以上の脱炭1@を得ることが
できる。これらの一種では珪素含有量は0.15−以上
0.30%以下と規定されているが、この値を0.50
%以上1.50%以下程鍵に上昇することによってより
Mい脱炭1−を容易に得ることができる。なお脱炭層深
さはJIS G 0558のフェライト脱炭1m深さの
規定に従がう。
本発明においては母材鋼板のチタン板との合せ面に10
μ以下、好ましくは0,5μ以上lOμ以下のスケール
層を付着させることによって鋼板からチタン板への炭素
の拡散を減少させることができる。
母材鋼板のチタン板との合わせ面の酸化スケールは全面
にわたって一様に分布することが望ましく、スケール厚
さの好ましい下限の0.5μは鋼板の金属光沢が消失し
、スケールの均一付着が肉眼によって容易に判別でき、
かつ光学顕微鏡によってその厚さが確認できる製造管理
限界であるが、スケール厚さが0.5μ以下であっても
鋼板の表面が変色する程度に酸化されていれば、本発明
の目的は達成されるものである。スケール厚さの上限の
lOμは工業的に安定してチタン板と鋼板の接着を行な
うための条件であって、これが厚すぎれば全般に接着強
度が劣シ、局部的にスケールが集まった未接層向所が増
大する。母材鋼板表向に0.5μ以上10μ以下の厚さ
のスケールを付与するには、脱炭1−を得るための加熱
で生成した母材鋼板表面のスケールを、水圧デスケーラ
−、メカニカルデスケーラ−、サンドブラスト、ショツ
トブラスト等で脱スケールし、残留スケールとして厚さ
を調整することによって得られる。また、母材鋼板の脱
炭処理のあと熱間圧延を行なってもスケール厚さを0.
5μ以上10μ以下に調整することができる。
次に、本発明の第2の特徴に従ってチタン板と鋼板の両
合わせ而が構成する間隙を外気と微小孔によって通ずる
ように組立てるが、その目的は加熱中の合わせ面のスケ
ール厚さを所定の範囲に深つこと、加熱中にチタン板お
よび銅板の内部および表層から放出される水素、窒素、
酸素、−酸化炭素、二酸化炭素、炭化水素などの気体や
、加熱によって膨張する残留気体を外部へ放出すること
、ならびに圧地中に後端に押し寄せられるこれらの気体
を外部へ放出するととである。この微小孔は好ましくは
その周辺が加熱中に酸化を受けない程度に十分小さいも
ので、列えは幅1 m 、畏さ100藺以F、直径10
鰭以下のドリル孔、あるいは内 。
圧が外圧よシ尚〈なった場合に初めて開口する孔の構造
とすることができる。
次に本発明に従いチタン板と母材鋼板との組立板を40
0℃以上750℃以下の温度に加熱し、好ましくは前記
微小孔の少なくとも一つを最初の圧延パスのとき該組立
板の後端部に位置せしめて圧延するのであるが、加熱温
度の下限は300℃以上の温度で25%以上の圧下率の
圧延を少なくとも2回加えるだめの準備条件であって、
この条件が満足される範囲内で加熱温度をさらに低下さ
せることができる。加熱温度の上限は加熱中、圧延中、
および冷却中に鋼板あるいは接着部からチタン板側への
鉄および炭素の拡散が認められない限界である。この上
限はαチタンからβチタンへの変態温度である886℃
以下であれば、かなシ満足な接着強度が得られるが、接
着部近傍のチタン板の611上昇が大きくなシ、好まし
くない。本発明において微小孔の少なくとも一つを最初
の圧延パスのとき組立板の後端部に位置せしめるのは、
さきにのべた如く圧延中に後端部に押し寄せられる組立
板内部の気体を外部に放散させるためであシ、ることも
できる。
本発明においては圧下率25%以上の圧下を少なくとも
2回加えることが重装である。最初の圧下だけでは、圧
F率がクリえば50%以上と大きくても、未接着部が残
留し、これが起点となって冷却中に未接着部が拡大する
。圧下を2回以上加えることによシ、前のパスによシ未
圧漸面は活性化され接着されやすい状態となシ、次の大
きな圧下によって接着する。圧下率が25チに達しない
圧下では、特に550℃以下においては鋼板内部の残留
応力が増大し、接着面の破壊と根皮シを生じやすくなる
ので好ましくない。本発明において300℃以上で大き
な圧下率を完了するのは、母材鋼板およびチタン板とも
に、加工硬化やマルテンサイト変態などによシ変形抵抗
が急増し、熱間圧延の姑長としては設備上および品買上
の新たな問題を生ずるからである。
本発明においてチタン板と母材鋼板とを鋼同志の溶接に
よって固定する場合に、圧延前の加熱温損を防ぐために
、該溶接部を局部的に700℃以上880℃以下の温度
に昇温してポストアニーリングすることが望ましい。そ
の下限の温[700℃は短時間で銅を焼鈍する場合に効
果のある温度、上限温度880℃は、近接するチタン板
がαからβへの変態点である886℃を超えると、チタ
ン板のば化とチタン板への鉄の拡散とチタン結晶粒度の
粗大化が進むことから制限されている。
圧延に先だってチタン板の母材鋼板との合わせ而の酸化
スケールを0,5μ以上10μ以下の厚さに調整し、両
合わせ面の構成する間隙と外気とを微小孔によって通ず
る如くチタン板と母材鋼板とを組立て、この組立板を4
00℃以上750℃以丁の温度に加熱し、前記微小孔の
少なくとも一つを最初の圧延パスのとき、この組立板の
後端部に位置せしめ、300℃以上の@度で25%以上
の圧下率の圧延を少なくとも2回加えることによっても
、前述の鋼板のチタン板との合わせ面の酸化スケールを
O15,μ以上10μ以下の厚さに調整して加熱圧延す
ることと同様に、良好なチタンクラッド鋼板を得ること
ができ、本発明に含まれるものである。さらに圧延に先
だって、鋼板とチタン板との合わせ而の酸化スケールの
会計を0.5μ以上10μ以下の厚さに調整した場合も
同様の効果が得られ、本発明に含まれるものである。な
おチタン板の酸化スケールVi750℃以rでかつ1時
間以内の加熱で生成せしめたものか好ましく、これよシ
高温長時間になると1曖化スケールのはく離が著るしく
なる。
本発明を実施列について説明する。
表1はチタン板の化学成分を示し、JIS H4600
1種相当品である。表2は母材鋼板と捨材鋼板の化学成
分を示し、JIS G 31032 fJi相当品であ
る。
表3は実験条件と圧延後の接層判定結果である。
接着の判定基準はJIS G 0601およびG 36
03に従がい、ぜん前強さ14 kgf/mm2以上ケ
良とした。
板組合わせは第3図の列を示したが、第1図+M2図、
第4図の場合についても試験結果は同じであった。
試験時の組立板の寸法は厚さ28.5 wn 、幅10
0+++m。
長さ200叫であシ、所定温間に加熱後ただちに圧延し
、1/J?ス目の圧下’4s r +は15%、25%
t50%のいづれかである。このあと空冷するかあるい
はただちに2パス目の圧下率r2を15%。
25%、50%のいづれかを加えたのち空冷した。
表3は圧下率が25%の場合で加熱温就が750℃と4
00℃の場合について示し、接着良否は両加熱温匪の範
囲内で寺しくなっている。表3において1)々ス圧蝿後
の接着はすべて否であシ、表中にはないが、圧下率r、
が15%および50%についてもすべて否であった。2
ノぞス圧姑後には例1、し113.l/1が接看良であ
シ、これらは鋼板のチタン面との合わせ面の脱炭層深さ
が20μ以上でかつW化スケールの厚さが10μ以下、
あるいはチタン面の鋼板との合わせ而の酸化スケールの
厚さが10μ以丁、あるいは両合わ一+!:111jの
酸化スケールの合d[厚さが10μ以下の場合である。
なおチタン板のα化スケール厚さは両面とも同じであり
、チタン板と接する捨材鋼板スケール厚さはいづれも約
100μで、圧延後に端部を切捨てることによって、捨
板を容易に分離するとと〃(できた。
なお表3に示したダ]では、組立板に1ノ9ス目の後端
部に母材鋼板とチタン板との@Iフせ向75;構成する
間隙と外気とを直f、4−のド1ノル孔によって連通さ
せ、このドリル孔にアルミ片を充てんした場合と充てん
しない場合について圧延後のド1ノル孔近傍の接漸面の
酸化物を比較した結果、アルミ片を充てんすると酸化物
が軽減されること75;オフ力・ったが、圧延後にはい
づれの場合もド誓ノル子しは開口していた。
本発明の実施列である表3の例1の場合と、母材鋼板お
よびチタン板の両者にその合わせif+j K酸化スケ
ールが観察できない場合とでイ也の条件を等しくして加
熱温度を750℃として比較″j−ると、圧延のままで
は両者に差は認められない75(、圧延後に750Cで
30分保持したのち空冷すると、境界に近接するチタン
板のビッカース硬、さけ前者では149であるのに対し
、後場では177と硬く割れやすくなりでいる。また9
00℃で30分保持したのち空冷するとこの硬さは前者
で198後者で234となp差が一層明瞭となる。この
硬度上昇は鋼板側からチタン板側へ向って鉄と炭素が拡
散したことによるものである。本発明に健って合わせ而
をあらかじめ脱炭層深さ20以上とし、好ましくは酸化
スケールをつけその厚さをR[定の1直に調整しておく
ことによって、鉄と炭素のチタン板側への拡散を抑制し
、圧枇および熱処理のための加熱温度を750℃以下と
すれば圧延によって優れた接着強度を有するチタンクラ
ッド鋼板を製造することができる。本発明は爆着工程を
必要としないため冒頭に記載した問題点を発生せずチタ
ンクラッド鋼板の犬鼠生斥がE■能となる。
なお本発明の適用材料1lLJIS G 3603(1
980)、弄2に適用材料として示しである母材のうち
、炭素含有層が0.10%以上のもの、およびその相当
品を含むものである。
表1 表2 (JISG3103 2at  相当品)
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図はいづれも本発明を実施する際の素材組
立板の縦断面図である。 l:母材鋼板、2:チタン板、3:合わせ面、4:微小
孔、5:捨材、6:継材。 扇 ノ 図 族2図 扇4 閉 手続補正書(自発) 昭和58年6月24日 特許庁長官 着 杉 和 夫 殿 1、 事件の表示 昭和58年特許願第096797号 2、 発明の名称 チタンクラッド中高炭素鋼板の製造法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 (665)新日本製鐵株式全社 代表者 武  1)   豊 4、代理人〒100 東京都千代田区丸の内二丁目4番1号1(6、補正の対
象 明細書の特許請求の範囲の欄及び発明の詳細な説明の欄 (1)特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 (2)明細書5頁5行「好ましくは5〜」を「好ましく
は0.5〜」に補正する。 特許請求の範囲 (])  チタン板との合せ面に深さ20μ以上の脱炭
層を有する炭素含有量0.10−以上の母材鋼板l記チ
タン板とを、両者の合せ面の一方おるいは両方に合計1
0μ以下の厚さのスケール層を付着させて組立てた素材
組立板を、400〜750℃の温度に加熱し、300℃
以上の温度でかつ25チ以上の圧下率で少なくとも2回
圧延することを特徴とするチタンクラッド中高炭素鋼板
の製造法。 (2)  チタン板との合せ面に深さ20μ以上の脱炭
層を有する炭素含有量0.10−以上の母材鋼板と前記
チタン板とを、両者の合せ面の一方あるいは両方に合計
10μ以下の厚さのスケール層を付着させかつ母材鋼板
とチタン板との合せ面が外気と微小孔で通じるように構
成して組立てた素材組立板を、400〜750℃の温度
に加熱し、300℃以上の温度でかつ25チ以上の圧下
率で少なくとも2回圧延し、その際最初の圧延パス時に
前記微小孔の少なくとも1つを素材組立板・の後端部に
位置せしめて圧延することを特徴とするチタンクラッド
中高炭素鋼板の製造法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11チタン板との合せ而に深さ20μ以上の脱炭層を
    有する炭素含有!0.IO%以上の母材鋼板と前記チタ
    ン板とを、両者の合せ面の一方あるいは両方に合計10
    μ以下の厚さのスケール層を付着させて組立てた素材組
    立板を、40o〜750 ℃の温度に加熱し、3oo℃
    以上の温度でかつ25%以上の圧下率で少なくとも2回
    圧延することを特徴とするチタンクラッド中高炭素鋼板
    の製造法。 (2)  チタン板との合せ面に深さ20μ以上の脱炭
    層を有する炭素含有MO,1o%以上の母材鋼板と前記
    チタン板とを、両者の合せ面の一方あるいは両方に合計
    10μ以下の厚さのスケール層を付着させかつ母材鋼板
    とチタン板との合せ面が外気と微小孔で通じるように構
    成して組立てた素材組立板を、400〜750Cの温度
    に加熱し、3oo℃以上の温度でかつ25%以上の圧下
    率で少なくとも2回圧延し、その際最初の圧延パス時に
    前記微小孔の少なくとも1つを素材組立板の後端部に位
    置せしめて圧延するととを特徴とするチタンクラ、ド中
    尚炭素鋼板の製造法。 (3)スケール1−の厚さが合計5〜10μである特許
    請求の範囲第1項又は第2項記載の方法。
JP9679783A 1983-05-31 1983-05-31 チタンクラツド中高炭素鋼板の製造法 Granted JPS59220292A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020513321A (ja) * 2016-11-18 2020-05-14 エス・エム・エス・グループ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 連続した帯状の複合材料を製造する方法及び装置

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JP2020513321A (ja) * 2016-11-18 2020-05-14 エス・エム・エス・グループ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 連続した帯状の複合材料を製造する方法及び装置
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