JPS5941508B2 - チタン熱延板の製造方法 - Google Patents

チタン熱延板の製造方法

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JPS5941508B2
JPS5941508B2 JP18477480A JP18477480A JPS5941508B2 JP S5941508 B2 JPS5941508 B2 JP S5941508B2 JP 18477480 A JP18477480 A JP 18477480A JP 18477480 A JP18477480 A JP 18477480A JP S5941508 B2 JPS5941508 B2 JP S5941508B2
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rolling
coil
rolled
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康夫 森口
正人 福田
明芳 田部
佑二 児山
喜孝 山本
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はチタン熱延板の製造方法に係り、特に熱間圧延
後において均一な材質、即ち長さ方向および幅方向に均
一な組織および機械的性質を有するとともに、焼鈍を行
わすともそのままで冷間圧延用素材に供することのでき
るチタン熱延板の製造方法に関する。
チタン板製造の技術は本出願人が先に特開昭53−11
2246号で開示したところであるが、チタンスラブが
熱間圧延、冷間圧延等を経てその製品に至るまでの確立
された一般的な製造工程並びにその植装を示せは、下記
の如く表4つされる。
〔従来工程〕
スラブ;〜130 mへ加熱温度700〜950°C↓ 粗圧延;25〜30mm。
↓ 仕上圧延;25〜5m711s上り温度650〜800
°C↓ 巻取り;450〜650℃で巻取り ホットランテーブルでは自然放冷 ↓ 焼鈍; 700’C完全燃焼(大気中加熱)↓ 脱スケール;ショット・酸洗 ↓ 冷間圧延 ↓ 脱脂 ↓ 真空焼鈍ニア00℃完全焼鈍 また一方においては、本発明者等がチタンの冷間圧延技
術について発展させた一連の研究開発結果に基づけば、
その冷延素材の結晶粒径X(μ)と圧延ロール直径Y
(mめとの間に、 X(48672/Y1°3283 ・・・・・・・
・・・・ (1)なる関係を有するように素材結晶粒径
を調整した後、適切な潤滑条件のもとで冷延することに
より、その焼付きが有効に防止されるとともに、表面に
深さ10μ以下の微細なオイルピットを有する良好なチ
タン冷延板が得られることが見出されている0 ところが、従来工程にて得られる熱延焼鈍コイルでは、
結晶粒径が通常20〜30μ程度であり、これを冷延素
材として用いると使用される冷間圧延機のロール径によ
っては深さ10 lt以上のオイルビットが生じる場合
も現イつれる。
チタンは鋼材等とは異なり、一旦生成した粗大結晶粒は
熱処理のみで微細化することはできず、加工およびその
後の熱処理を同時に制御して行わなけれはならないもの
である。
そこで、前記〔従来工程〕において、熱延後焼鈍前の、
即ち熱延のままの状態にあるチタン熱延コイルの組織に
ついて調査した結束、下記第1表中の第1〜4図に示す
如く、コイル内部の位置により、種々様々な再結晶状態
にあることが判明した。
このような組織的変動がある場合は、これに伴い機械的
性質も変動し、第5図に示すように降伏応力において5
0%近い変動を有するコイルも認められるようになる。
即ち、前記〔従来工程〕によって得られる従前熱延コイ
ルの問題点として、要約次の3点が掲げられる。
(1) コイル中央部の結晶粒が上記(1)式から規
定される値よりも大き過ぎ、爾後の冷延において深いオ
イルピッ1へか形成される場合が生じる。
このような部分は、既に述べた如く、更に圧延加工およ
び熱処理を付加しない限り微細な組織にすることができ
ない。
なお、第1表中の顕微鏡写真においては、コイル前後端
の部分に該当するものには、(1)式を充分満たず微細
な組織のものが認められる。
(11)コイル内部における機械的性質の不均一・は、
冷延時の形状不良の原因となる。
(曲 従って、均一な材質を得るためには、従来工程の
如く熱延後完全焼鈍を実施するより他なく、反面この場
合には、使用される圧延機のロール径によっては有用な
冷間圧延に供し得る上記け)式を満たす冷延素材を得る
ことができなくなる。
以上のような問題点に鑑み、本発明者等はチタン板の圧
延技術について更に研究検討を重ねた結果、前記〔従来
工程〕における冷間圧延に至るまでの工程を改良するこ
と、就中仕上熱間圧延後チタン熱延コイルを巻取るまで
の工程において、その熱延コイルの冷却速度および巻取
り温度を特定条件に規制することに基いて、所期目的と
する均一な材質を有し、しかも冷間圧延用素材に供する
にさいしては焼鈍処理を必要としないで済む優れた品質
の熱延コイルが確実に得られることを知見するに至った
のであり、本発明の要旨とするところは、連続熱間圧延
機によりチタン板を製造するにさいし、熱延仕上り温度
を650〜800°Cとし、熱延仕上り温度゛r℃が、 75 o<’r〈s OOの場合は、 50°C/s
ec以上、700<T〈750の場合は、 25℃/
sec以上、650〈T〈700の場合は、 10℃
/sec以上の冷却速度で冷却するとともに、500°
C以下の温度で巻取る点にある。
また、もう1つの見地から本発明を説明すれば、本発明
は上記方法で製造された熱延コイルを用いて、焼鈍を行
わず脱スケールのみを行った後、冷間圧延を実施するチ
タン板の製造方法を提供するものである。
本発明について以下詳細にわたり説明する。
そこで先ず、前記〔従来工程〕によって得られる熱延コ
イルが、第1表あるいは第5図の結果に示される如き不
均一な材質となることについてから検討を加える。
この原因は、巻取り後の材料温度がコイル内径部、外径
部および幅端部等外表面付近では急速に低下するのに対
し、コイル中央部では容易に冷却し得す再結晶温度域に
長時間保持されることによるものと考えられる。
すなわち、巻取り後においては、自然放冷の状態におか
れるため、コイル中央部は、第6図に示す如く、巻取り
後1〜2Hrの間その巻取り時の温度に保持されるため
である。
なお、第6図はコイル幅10100Oの熱延コイルにつ
いて、その巻取後の空冷による温度変化を算出した計算
結果を示す(但し、この場合熱伝達率: 50 Kca
l/ih roCとし、コイル径方向の伝熱を無視して
計算している)。
この結果、コイル内外の表面近傍部は微細な組織でかつ
高強度を有するものさなり、一方コイル中央部は粗大な
組織を有しかつ低強度を示すようになる。
しかして、このような技術的考察を基にして、均一な材
質を得るための条件を検討すると、もつとも容易には熱
延完了後のコイル全体を均一な冷却速度で強制冷却する
ことが想起される。
しかるに、熱延コイルを緊密に巻取った後では、たとえ
水冷しても、コイル全体にわたる均一な冷却速度を得る
ことはできない。
したがって、この技術問題を解決するためには、そもそ
も「粒成長温度域で巻取らないこと」が必要であり、こ
の場合には巻取り後の冷却速度が不均一であっても、材
質にはなんら影響を及ぼさないものとなる。
このような基本的思想に基いて、本発明者は熱延後の冷
却条件とそれに対応するミクロ組織との関係を調査し、
第7図に示す結果を得た。
図中、○印は熱延後急冷した組織と同等の場合を示し、
X印は粒成長を起こしている場合を示し、図示曲線は両
者の条件領域を区成するものである。
なお図中矢印をもってNoを付与する条件の場合につい
ては、その各No数に対応して各々第8〜13図にその
ミクロ組織(圧延方向に平行な板厚断面を表わす、X2
00)の顕微鏡写真を別紙に掲載する。
またこれらの結晶粒径測定結果についても、下記第2表
に一括表示する。
第7図(第8〜13図)および第2表より、熱延後きわ
めて短時間のうちに再結晶することが判る。
したがって、熱延板に均一な組織を得るためには、熱延
後巻取られるまでの冷却速度および巻取り温度の双方を
同時に制御することが必要となる。
すなわち、巻取られるまでに形成された再結晶組織が巻
取り後約2時間保持されても変化しないような湿度で巻
取らねばならない。
連続熱間圧延機によりチタン板を製造するさい、その熱
延仕上り温度の管理目標値が通常650〜800℃の範
囲内にあることはよく知られている。
また熱延完了後巻取られるまでの時間は、ホットランテ
ーブルの長さと圧延速度によって支配されるものの、通
常数秒から30秒程度の範囲内にあることも事実である
しかして、このような条件の下で均一な組織を得るため
の冷却条件、巻取り温度およびそのときに得られるもの
と予想される結晶粒径の関係を下記第3表に示す。
ただし、第3表においては、自然放冷(無注水で搬送す
る場合;5〜b 考慮していない。
この第3表により、熱延仕上り温度、ポットランテーブ
ル上における冷却速度および巻取り温度の各条件を適切
に選ぶことによって、結晶粒径を3〜5μ以下の微細な
ものに調整し得ることを知見した。
このような技術的考案を基にして、本発明はその巻取り
温度を500’C以下に規制して、結晶粒径が3〜5μ
以下の微細なものをコイル全体にわたって均一な材質を
有するものを得るのに、冷却速度を特定条件下に規制し
たのである。
この所期目的とする組織を得るために採る冷却手段とし
ては、「ポットランテーブル上で水冷する」ことが最も
簡便でかつ信頼できる方法であるササもに、既存の連続
熱間圧延設備をそのまま使用できる利点を保有するもの
である。
すなわち、既存の連続熱間圧延設備にあっては、ホット
ランテーブル上でラミナーあるいはスプレ一方式により
ストリップを水冷することができる装置を保有している
のが通例であり、そのさいチタン熱延板に対する冷却速
度としては、50°C/seC以上の値が容易に得られ
るとともに、水量を調整すれば50℃/seC以下の適
宜の冷却速度も容易に得ることが可能である。
更に又、この水冷設備は通常幾つかに分割して配設され
ているため、それらの全部あるいは一部を選択的に使用
することにより、第3表に示したホットランテーブル上
での冷却速度および巻取り温度を一層容易に制御するこ
とができる。
以下本発明の特長である結晶粒径3〜5μ以下の微細な
組織を得る手段について更に詳しく説明する。
この場合、目標の結晶粒径を得るためには、上記第2表
より、熱延仕上り後、700℃以上に2秒以上、650
℃以上に4秒以上および600℃以上に16秒以上保持
されてはならず、更に上記第3表により、巻取り温度は
500℃以下に規制しなければならない。
従って、熱延仕上り温度が例えば750’Cの場合では
、熱延仕上り直後から4秒間以上25°C/sec以上
の冷却速度で冷却しなければならない。
以上から考察すると、本発明は熱延仕上り温度Tを65
0〜800°Cの場合、その冷却速度は、750<’r
〈8 o oの場合は、50℃/5eCJl上、700
<T<750の場合は、25°C/sec以上、650
<T<700の場合は、10℃/sec以上で冷却する
ことが必要である。
このような冷却速度は冷却水量を適宜に調整することに
より容易に得られるが、この場合スプレー冷却水のみを
使用するなどは再現性のある推奨される手段である。
そして、その後の巻取り開始までの時間をt秒とすると
、150 / t (’C/sec )以上の冷却速度
でホットランテーブル上を搬送させて巻取ればよい。
従って、例えばt≧20秒程度程度証されていれば無注
水で搬送してもよいことになる。
なお、このような冷却時間が保証されるためには、圧延
速度(ストリップの搬送速度)および水冷セクション数
を適轟に選定しておくことはもとよりである。
このように、本発明は連続熱間圧延設備を用いてチタン
熱延板を製造するにあたり、ホットランテーブル上にお
ける搬送中に目的とする再結晶組織を得た後、粒成長を
起こさない温度域で巻取ることにより、コイル全体にわ
たり均一な組織および材質を有する所期目的のものを得
ることができるものである。
すなわち、別言すれは本発明は、叙述の如く、熱延後焼
鈍処理を実施せずとも脱スケールのみを施して冷間圧延
することを特徴とする新規なチタン板の製造方法を確立
し得たものである。
なお、本発明の理解を助けるため、次のような技術的背
景についても言及しておく。
すなわち、本発明によるさ熱延後の焼鈍が省かれるもの
となるに対し、従来工程においては熱延後光全焼鈍を実
施しなければならないが、これは、コイル圧延以前の従
来技術にあたるシート圧延による熱延板の製造法では、
その仕上り温度が500°C以下となり加工歪の残留に
伴う変形抵抗の増加が著しく、このため冷延前には完全
焼鈍を行う必要があったこと(歴史的理由)、および前
記第1表に掲載した如く、従来工程によって得られる熱
延コイルにあっては、その組織および機械的性質の変動
が著しく、冷延に供する均一な材質を得るためには完全
焼鈍が不可欠であること(実質的理由)の理由に基いて
いる。
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
〈実施例〉 鋼板用連続熱間圧延機を用いて、下記の条件下にチタン
熱延板を製造した。
工業用純チタンのスラブ(126mTt厚X1000m
m幅X7000mm長)をウオーキングビーム式加熱炉
で約900°Cに加熱し、粗圧延機に通して30mm厚
のラフバーとし、次いて仕上げ圧延機に通して3mm厚
のストリップとなし、これをホットランテーブル−Lで
水冷しつつ巻取機に送り、巻取り作業に何ら困難をきた
すことなく良好な熱延コイルを製造した。
但し、そのさいの製造条件は、 (I)熱延仕上り温度は約700’Cであった。
(n> 巻取り時の材料温度は、第14図に示す如く
、460〜480°Cの範囲であった。
(Ill) 熱延仕上り後、巻取られるまでのホット
ランテーブル上での搬送時間は約8秒であった。
しかして、得られたコイルについて調査した結果、良好
な形状を有するとともに、第15〜16図(熱延コイル
の圧延方向に平行な板厚断面のミクロ組織を示す顕微鏡
写真(X400)、第15図はコイル端部、第16図は
コイル内部を示している)に示される如く、結晶粒径3
〜5μ以下の微細な組織を有し、かつコイル全長にわた
り均一な材質を具備するものであった。
この熱延コイルに対して、従来工程における如き完全焼
鈍を行わず、脱スケールのみを施した後冷間圧延を実施
した結果、何らの形状不良あるいは冷延作業の困難さを
生せしめることなく、良好な15朋厚の冷延コイルを製
造することができた。
以上のように、本発明によれば熱間圧延のままで所期目
的とする賄−な材質のチタン熱延板を得る方法が確立さ
れ、これによって従来工程における如き熱延後の完全焼
鈍が不要さなり、脱スケールのみで冷間圧延素材に供し
得るものを製造することが可能とされた。
従って、不法の実施によれば、その焼鈍工程の省略に伴
い、省エネルギー、生産性の向上および設備の簡略化等
のあらゆる工業的な面において顕著な改善効果が得られ
るものとなる。
また、熱延後の焼鈍(大気焼鈍)が不要なれば、それだ
けスケールの成長が抑制され、殊にチタンのような活性
な金属では大気加熱を行うとスケールの増加が著しいた
め、この点脱スケール工程の簡易化にも寄与する利点が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は従来工程によって得られたチタン熱延板の
焼鈍前の組織を示す顕微鏡写真である。 第5図は同じ〈従来工程によって得られたチタン熱延板
の機械的性質を示すグラフ−欄図である。 第6図は熱延コイル1例について、その巻取後の空冷に
よる温度変化を理論計算により求めたグラフである。 第7図はチタン熱延板の冷却条件とそれに対応するミク
ロ組織との関係を調査した結果を示すグラフである。 第8〜13図は第7図中の各No付与条件に対応する(
No数と図番が対応する)ミクロ組織を示す顕微鏡写真
である。 第14図は本発明の1実施例における熱延コイルの巻取
り温度を示すグラフである。 第15〜16図は同じく本発明の1実施例によって得ら
れた熱延板のミクロ組織を示す顕微鏡写真である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 連続熱間圧延機によりチタン板を製造するにさいし
    、熱延仕上り温度を650〜800℃とし、熱延仕上り
    温度T’Cが、 750〈Tく800の場合は、 50′C/SeC以
    上700<T<750の場合は、 25℃/sec以
    上650<T<700の場合は、 10°C/SCC
    以上の冷却速度で冷却するとともに、500°C以下の
    温度で巻取ることを特徴とするチタン熱延板の製造方法
JP18477480A 1980-12-24 1980-12-24 チタン熱延板の製造方法 Expired JPS5941508B2 (ja)

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KR20170130524A (ko) * 2015-03-25 2017-11-28 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 냉간 압연용 압연판의 제조 방법, 및 순타이타늄판의 제조 방법

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