JPS5980713A - 鉄鋼処理品の無脱炭熱処理方法 - Google Patents
鉄鋼処理品の無脱炭熱処理方法Info
- Publication number
- JPS5980713A JPS5980713A JP19062582A JP19062582A JPS5980713A JP S5980713 A JPS5980713 A JP S5980713A JP 19062582 A JP19062582 A JP 19062582A JP 19062582 A JP19062582 A JP 19062582A JP S5980713 A JPS5980713 A JP S5980713A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- furnace
- water
- steam
- decarburization
- heat treatment
- 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
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Classifications
-
- 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
- C21D1/76—Adjusting the composition of the atmosphere
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (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】
この発明は、鉄鋼処理品の無税炭熱処理方法に関し、と
くに、窒素ガス雰囲気に水または水蒸気を導入し、炉内
の酸素濃度を測定して水量または水蒸気量を制御するこ
とによシ、無脱炭組織を得るようにするものである。
くに、窒素ガス雰囲気に水または水蒸気を導入し、炉内
の酸素濃度を測定して水量または水蒸気量を制御するこ
とによシ、無脱炭組織を得るようにするものである。
一般に、鉄鋼の雰囲気熱処理において、鉄鋼の炭素の表
面への拡散は、加熱温度によって決定されるが、α鉄中
における炭素の拡散は、γ鉄に比べて微少であるから、
７００℃以上の温度で加熱する場合に脱炭が顕著に現わ
れる。そして、酸化鉄の形成が炭素の拡散速度よシも大
きいときは、脱炭部分は面ちに酸化鉄に変化するため、
脱炭層が形成されることはない。
面への拡散は、加熱温度によって決定されるが、α鉄中
における炭素の拡散は、γ鉄に比べて微少であるから、
７００℃以上の温度で加熱する場合に脱炭が顕著に現わ
れる。そして、酸化鉄の形成が炭素の拡散速度よシも大
きいときは、脱炭部分は面ちに酸化鉄に変化するため、
脱炭層が形成されることはない。
低中炭素鋼、低合金鋼等の熱延線材の球状化焼な壕しｒ
行なう場合は、通常、線祠の表面には１０μ前後の厚さ
の酸化膜が付着しているから、このような線材を加熱す
ると、酸化膜中の酸素と線材中の炭素とが反応して、下
記式のような脱炭反応が起る。゛ Ｆｅ２０Ｂ ＋２ Ｃ−＋ ２Ｆｅ ＋ Ｃｏ ＋ Ｃ
０，２このように、酸化膜は表面から環元されながら、
酸化膜の直下では脱炭反応が同時に起るが、とくに酸化
膜が厚い部分では脱炭層も厚く形成されることになる。
行なう場合は、通常、線祠の表面には１０μ前後の厚さ
の酸化膜が付着しているから、このような線材を加熱す
ると、酸化膜中の酸素と線材中の炭素とが反応して、下
記式のような脱炭反応が起る。゛ Ｆｅ２０Ｂ ＋２ Ｃ−＋ ２Ｆｅ ＋ Ｃｏ ＋ Ｃ
０，２このように、酸化膜は表面から環元されながら、
酸化膜の直下では脱炭反応が同時に起るが、とくに酸化
膜が厚い部分では脱炭層も厚く形成されることになる。
このような脱炭を防止する対策として、従来は、窒素ガ
ス、朕ガス、双ガス、ＤＸガス等の中性もしくは斎元性
の保護雰囲気を単体で、あるいは混合ガスとして、炉内
容積の１０倍程度の流量で流しながら加熱処理する方法
が採られている。この方法によると、γ鉄単相の場合は
、炉内の一酸化炭素分圧と炭酸ガス分圧との比率を下記
式によシ規制することにより、処理品の炭素濃度を制御
することができる。
ス、朕ガス、双ガス、ＤＸガス等の中性もしくは斎元性
の保護雰囲気を単体で、あるいは混合ガスとして、炉内
容積の１０倍程度の流量で流しながら加熱処理する方法
が採られている。この方法によると、γ鉄単相の場合は
、炉内の一酸化炭素分圧と炭酸ガス分圧との比率を下記
式によシ規制することにより、処理品の炭素濃度を制御
することができる。
Ｐｃｏ ＝−酸化炭素分圧
ｐｃｏ２ ＝炭酸ガス分圧
Ｇｃ ＝処理品の飽和炭素濃度
に１ −平衡恒数
しかし、球状化焼なましは、Ａ８変態点以下の温度で行
なうものであって、α鉄とγ鉄との混相と々っているた
め、−酸化炭素分圧と炭酸ガス分圧との比率を規制する
だけでは、炭素濃度を制御することは不可能となる。
なうものであって、α鉄とγ鉄との混相と々っているた
め、−酸化炭素分圧と炭酸ガス分圧との比率を規制する
だけでは、炭素濃度を制御することは不可能となる。
たとえば、第１図の平衡状態図において、処理品の炭素
濃度をＡ％とし、加熱温度を１１℃とした場合、γ鉄の
炭素濃度はＢｑｂとなる。したがって、雰囲気の炭素濃
度がＢ％よシも低下すると脱炭反応が起シ、反対に雰囲
気の炭素濃度がＢ％を超えると浸炭反応が起るか、ある
いは煤が発生することになシ、安定した品質を得ること
が困難となる。
濃度をＡ％とし、加熱温度を１１℃とした場合、γ鉄の
炭素濃度はＢｑｂとなる。したがって、雰囲気の炭素濃
度がＢ％よシも低下すると脱炭反応が起シ、反対に雰囲
気の炭素濃度がＢ％を超えると浸炭反応が起るか、ある
いは煤が発生することになシ、安定した品質を得ること
が困難となる。
この発明は、上記の問題を解決するためになされたもの
であり、この発明の目的は、被処理品の酸化膜の厚さに
拘わらず、無脱炭組織が得られる熱処理方法を提供する
ことにあり、寸だ、この発明の目的は、雰囲気ガスの費
用が安価で安定した品質が得られる無脱炭熱処理方法を
提供することにある。
であり、この発明の目的は、被処理品の酸化膜の厚さに
拘わらず、無脱炭組織が得られる熱処理方法を提供する
ことにあり、寸だ、この発明の目的は、雰囲気ガスの費
用が安価で安定した品質が得られる無脱炭熱処理方法を
提供することにある。
すなわち、この発明は、炉内の窒素ガス雰囲ゲに水筒た
は水蒸気を導入して、炉内酸素濃度を測定し、酸素分圧
が所定値となるように水量または水蒸気量を制御するこ
とを特徴とする鉄鋼処理品の無脱炭熱処理方法に係る。
は水蒸気を導入して、炉内酸素濃度を測定し、酸素分圧
が所定値となるように水量または水蒸気量を制御するこ
とを特徴とする鉄鋼処理品の無脱炭熱処理方法に係る。
この発明は、従来の還元性ガスによる熱処理とは反対に
、酸化性の雰囲気ガスで熱処理を行なうものである。し
かし、通常の炭酸ガスや空気等の酸化性ガスを使用する
と、酸化反応よシも脱炭反応が先行して、脱炭層が形成
されるが、この発明では、窒素ガス雰囲気に水または水
蒸気を導入し、水蒸気が４０〜８０％の比率となるよう
にして、炉内の酸素濃度を測定し、酸素分圧が所定値を
保椿するように水量または水蒸気量を制御するものであ
り、これにより脱炭層の形成を防止することが可能と々
る。
、酸化性の雰囲気ガスで熱処理を行なうものである。し
かし、通常の炭酸ガスや空気等の酸化性ガスを使用する
と、酸化反応よシも脱炭反応が先行して、脱炭層が形成
されるが、この発明では、窒素ガス雰囲気に水または水
蒸気を導入し、水蒸気が４０〜８０％の比率となるよう
にして、炉内の酸素濃度を測定し、酸素分圧が所定値を
保椿するように水量または水蒸気量を制御するものであ
り、これにより脱炭層の形成を防止することが可能と々
る。
この発明における酸化速度は、炉内温度と酸素濃度とに
よって左右され、酸素量が過小であると酸化速度よシも
脱炭速度が犬きくなシ、下記式の反応により脱炭層が形
成される。
よって左右され、酸素量が過小であると酸化速度よシも
脱炭速度が犬きくなシ、下記式の反応により脱炭層が形
成される。
ＦｅＢＣ＋０２ →３Ｆｅ ＋ Ｃ０２一方、炉内の酸
素量が多量であると、脱炭速度よりも酸化速度が大きく
なるから、下記式の反応が起って脱炭層のかわシに酸化
鉄層（酸化刃欠）が形成される。
素量が多量であると、脱炭速度よりも酸化速度が大きく
なるから、下記式の反応が起って脱炭層のかわシに酸化
鉄層（酸化刃欠）が形成される。
ＦｅＢＣ＋ ％ ０！！−） ３ＦｅＯ＋ＣＯ２しかし
、Ａ８変態点以下の温度で球状化焼なましを行なう場合
の酸化速度は大きくないから、炉内の酸素濃度を測定し
て酸素分圧が所定値を保持するように水量または水蒸気
量を制御することにょシ、酸化速度が大きくなり、無脱
炭熱処理が可能となる。
、Ａ８変態点以下の温度で球状化焼なましを行なう場合
の酸化速度は大きくないから、炉内の酸素濃度を測定し
て酸素分圧が所定値を保持するように水量または水蒸気
量を制御することにょシ、酸化速度が大きくなり、無脱
炭熱処理が可能となる。
この発明の方法は、炉内圧力を大気圧にして実施する場
合だけでなく、炉内を真空に減圧して実施することもで
きる。この場合は、たとえば、まず、炉内を１０ Ｔｏ
ｒｒ の真空度に減圧して窒素カスを刺入したのち、
少量の水を滴注して水蒸気化させ、次いで、炉内圧力を
１００〜７６０Ｔｏｒｒの真空度にして加熱する。この
状態で水蒸気が消費され発生した水素ガスを間欠的に炉
外に除去し、新たに水を滴注する。
合だけでなく、炉内を真空に減圧して実施することもで
きる。この場合は、たとえば、まず、炉内を１０ Ｔｏ
ｒｒ の真空度に減圧して窒素カスを刺入したのち、
少量の水を滴注して水蒸気化させ、次いで、炉内圧力を
１００〜７６０Ｔｏｒｒの真空度にして加熱する。この
状態で水蒸気が消費され発生した水素ガスを間欠的に炉
外に除去し、新たに水を滴注する。
次に、この発明の実施例を従来法と比較して説明する。
第２図は従来法の加熱サイクル、第３図はこの発明の方
法の加熱サイクルをそれぞれ示す。
法の加熱サイクルをそれぞれ示す。
従来法による被処理品は、酸化膜の厚さが１〜２μおよ
び１０μの２種であシ、この発明の方法による被処理品
の酸化膜の厚さは１０μである。
び１０μの２種であシ、この発明の方法による被処理品
の酸化膜の厚さは１０μである。
従来法では、酸化膜厚さ１〜２μの被処理品は双ガスを
、酸化膜厚さ１０μの被処理品はＤＸガスをそれぞれ炉
内に流すとともに、昇温時から降温時まで継続してＲＸ
ガスを追加して流した。これらの雰囲気ガスの一時間当
シの流量は炉内容積の１０倍以上を使用して、７２０℃
の温度で５時間加熱し、炉冷後に５００℃で炉外に取出
した。
、酸化膜厚さ１０μの被処理品はＤＸガスをそれぞれ炉
内に流すとともに、昇温時から降温時まで継続してＲＸ
ガスを追加して流した。これらの雰囲気ガスの一時間当
シの流量は炉内容積の１０倍以上を使用して、７２０℃
の温度で５時間加熱し、炉冷後に５００℃で炉外に取出
した。
この発明の方法では、炉内を１０ Ｔｏｒｒ に減圧
して窒素ガスを封入したのち水を滴注し、次いで炉内を
１００〜７６０ Ｔｏｒｒ にして窒素ガスを流すと
ともに水を滴注して、７２０℃の温度で５時間加熱した
。この間、炉内の酸素濃度を測定し、酸素分圧が０．９
０Ｖ以下となるように水量を訓１節して滴注した。加熱
終了後、炉冷して５００℃で炉外に取出した。なお、７
６０Ｔｏｒｒ より低い炉内圧力を保持するのに真空ポ
ンプを用いた。
して窒素ガスを封入したのち水を滴注し、次いで炉内を
１００〜７６０ Ｔｏｒｒ にして窒素ガスを流すと
ともに水を滴注して、７２０℃の温度で５時間加熱した
。この間、炉内の酸素濃度を測定し、酸素分圧が０．９
０Ｖ以下となるように水量を訓１節して滴注した。加熱
終了後、炉冷して５００℃で炉外に取出した。なお、７
６０Ｔｏｒｒ より低い炉内圧力を保持するのに真空ポ
ンプを用いた。
上記の熱処理を行なった処理品の脱炭層の厚さを測定し
た結果は、第１表に示すとおりである。
た結果は、第１表に示すとおりである。
また、各処理品の組織の顕微鏡写真（１００倍）上記の
結果から明らかなように、従来法による処理品は、処理
前の酸化膜の厚さによって脱炭層の厚さが異なるが、こ
の発明の方法による処理品は、酸化膜の厚さが厚くても
脱炭層が形成されないことが判る。
結果から明らかなように、従来法による処理品は、処理
前の酸化膜の厚さによって脱炭層の厚さが異なるが、こ
の発明の方法による処理品は、酸化膜の厚さが厚くても
脱炭層が形成されないことが判る。
上記実施例では大気圧以下で実施した場合について説明
したが、大気圧以上でも同様に実施することができる。
したが、大気圧以上でも同様に実施することができる。
以上、説明したように、この発明によれば、窒素ガスの
雰囲気中に水または水蒸気を導入し、炉内の酸素濃度を
測定して所定の酸素分圧となるように水量または水蒸気
量を制御する構成としているから、被処理品の酸化膜の
厚さに拘わらず無脱炭組織を得ることができ、とくに、
球状化節なましを行なう場合に安定した品質の処理品を
得ることが可能となる。
雰囲気中に水または水蒸気を導入し、炉内の酸素濃度を
測定して所定の酸素分圧となるように水量または水蒸気
量を制御する構成としているから、被処理品の酸化膜の
厚さに拘わらず無脱炭組織を得ることができ、とくに、
球状化節なましを行なう場合に安定した品質の処理品を
得ることが可能となる。
また、この発明によれば、従来の雰囲気ガスとは異なシ
、窒素ガスと水または水蒸気とを使用するようにしてい
るから、雰囲気ガスの費用を大幅に低減することができ
る。
、窒素ガスと水または水蒸気とを使用するようにしてい
るから、雰囲気ガスの費用を大幅に低減することができ
る。
第１図は、平衡状態図、第２図は、従来法の加熱サイク
ル図、第３図はこの発明の方法の加熱サイクル図、第４
図および第５図は、従来法による処理品の顕微鏡写真、
第６図は、この発明の方法による処理品の顕微鏡写真で
ある。 特許出願人 オリエンタルエンヂニアリング株式会社
代理人 弁理士 森 哲 也弁理
士 内 藤 嘉 昭弁理士 清
水 正弁理士 梶 山
倍 是−８：
ル図、第３図はこの発明の方法の加熱サイクル図、第４
図および第５図は、従来法による処理品の顕微鏡写真、
第６図は、この発明の方法による処理品の顕微鏡写真で
ある。 特許出願人 オリエンタルエンヂニアリング株式会社
代理人 弁理士 森 哲 也弁理
士 内 藤 嘉 昭弁理士 清
水 正弁理士 梶 山
倍 是−８：
Claims (1)
- 炉内の窒素ガス雰囲気に水または水蒸気を導入して、炉
内酸素濃度を測定し、酸素分圧が所定値となるように水
量または水蒸気量を制御することを特徴とする鉄鋼処理
品の無脱炭熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19062582A JPS5980713A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 鉄鋼処理品の無脱炭熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19062582A JPS5980713A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 鉄鋼処理品の無脱炭熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5980713A true JPS5980713A (ja) | 1984-05-10 |
Family
ID=16261178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19062582A Pending JPS5980713A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 鉄鋼処理品の無脱炭熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5980713A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02125810A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-14 | Daido Steel Co Ltd | 鋼の熱処理方法 |
| JPH02153017A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-12 | Daido Steel Co Ltd | 炉内雰囲気ガス組成制御方法 |
| CN108455830A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-08-28 | 深圳市普盛旺科技有限公司 | 玻璃热弯机和玻璃热弯机热弯炉的含氧量监控方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5789422A (en) * | 1980-11-21 | 1982-06-03 | Kawasaki Steel Corp | Prevention of surface decarbonization of steel material |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP19062582A patent/JPS5980713A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5789422A (en) * | 1980-11-21 | 1982-06-03 | Kawasaki Steel Corp | Prevention of surface decarbonization of steel material |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02125810A (ja) * | 1988-11-02 | 1990-05-14 | Daido Steel Co Ltd | 鋼の熱処理方法 |
| JPH02153017A (ja) * | 1988-12-02 | 1990-06-12 | Daido Steel Co Ltd | 炉内雰囲気ガス組成制御方法 |
| CN108455830A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-08-28 | 深圳市普盛旺科技有限公司 | 玻璃热弯机和玻璃热弯机热弯炉的含氧量监控方法 |
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