JPS60204837A - 鋼の直接焼入れ方法 - Google Patents
鋼の直接焼入れ方法Info
- Publication number
- JPS60204837A JPS60204837A JP5860884A JP5860884A JPS60204837A JP S60204837 A JPS60204837 A JP S60204837A JP 5860884 A JP5860884 A JP 5860884A JP 5860884 A JP5860884 A JP 5860884A JP S60204837 A JPS60204837 A JP S60204837A
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- JP
- Japan
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- steel
- rolling
- less
- wire rod
- hardening
- Prior art date
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- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/06—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires
- C21D8/065—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of rods or wires of ferrous alloys
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- 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】
本発明は鋼の直接焼入れ方法に関し、鋼材の製造工程で
焼きが入り加工後の焼入れを不要とプる方法を提供する
。
焼きが入り加工後の焼入れを不要とプる方法を提供する
。
マルテンサイト系のステンレス鋼および耐熱鋼（代表的
にはＪＩＳのＧ４３０３およびＧ４３１１に定めるＳＵ
Ｓおよび５ＬＪＨ）を用いて、たとえば内燃エンジンの
バルブを製造するとき、一般につぎの工程を経る必要が
ある。 すなわち、鋼を適宜の径の線材に圧延して球状
化焼鈍し、さらに線引きを行なって所定の径を与えてか
ら直線加工して棒鋼とし、これを切断して軸の長さにし
、バルブの傘部を鍛造成形し、焼入れおよび焼戻し処理
ののち軸を矯正して機械加工により仕上げ、軸端を高周
波加熱などの手段で焼入れ強化する。
にはＪＩＳのＧ４３０３およびＧ４３１１に定めるＳＵ
Ｓおよび５ＬＪＨ）を用いて、たとえば内燃エンジンの
バルブを製造するとき、一般につぎの工程を経る必要が
ある。 すなわち、鋼を適宜の径の線材に圧延して球状
化焼鈍し、さらに線引きを行なって所定の径を与えてか
ら直線加工して棒鋼とし、これを切断して軸の長さにし
、バルブの傘部を鍛造成形し、焼入れおよび焼戻し処理
ののち軸を矯正して機械加工により仕上げ、軸端を高周
波加熱などの手段で焼入れ強化する。
他の用途に向ける場合も、一部の工程に多少の変更はあ
るが、はぼ同様の順序をふまなければならない。
るが、はぼ同様の順序をふまなければならない。
本発明省らは、上記した複雑な工程の簡略化と潤費エネ
ルギーの低減とを意図して研究した結果、特定の条件で
線材圧延を行なうことにより、成形後の焼入れ熱処理が
省略できることを見出して本発明に至った。
ルギーの低減とを意図して研究した結果、特定の条件で
線材圧延を行なうことにより、成形後の焼入れ熱処理が
省略できることを見出して本発明に至った。
本発明の鋼の直接焼入れ方法は、マルテンサイト系のス
テンレス鋼または耐熱鋼を、圧延の仕上げ温度および圧
延後の冷却速度を焼きが入るようにコントロールして圧
延し、ついで適正な温度で焼鈍し、焼入れ焼戻しの調質
鋼として適正な硬度範囲に調節することからなる。
テンレス鋼または耐熱鋼を、圧延の仕上げ温度および圧
延後の冷却速度を焼きが入るようにコントロールして圧
延し、ついで適正な温度で焼鈍し、焼入れ焼戻しの調質
鋼として適正な硬度範囲に調節することからなる。
より具体的にいえば、仕上げ温度が９００〜１２００℃
の範囲となるように線材圧延し、圧延終了からマルテン
サイト変態点に至るまで、焼きが入るような適正な冷却
速度で冷却し、ついで焼鈍して硬度をＨＲＣ２５〜４０
の範囲に調節する。
の範囲となるように線材圧延し、圧延終了からマルテン
サイト変態点に至るまで、焼きが入るような適正な冷却
速度で冷却し、ついで焼鈍して硬度をＨＲＣ２５〜４０
の範囲に調節する。
圧延の仕上げ温度は、９００℃より低いと、オーステナ
イト化および拡散による成分の均一化が不十分で、十分
な焼入れ効果が得られない。 一方、１２００℃を超え
ると、オーステナイト中の固溶量が増して焼入後のマル
テンサイトの硬さを増す効果があるが、同時に残留オー
ステナイトの増加により、置割れが発生しやすくなると
いった開題が生じる。 最適の条件は、鋼種によって多
少異なるが、実験的に容易に決定できる。
イト化および拡散による成分の均一化が不十分で、十分
な焼入れ効果が得られない。 一方、１２００℃を超え
ると、オーステナイト中の固溶量が増して焼入後のマル
テンサイトの硬さを増す効果があるが、同時に残留オー
ステナイトの増加により、置割れが発生しやすくなると
いった開題が生じる。 最適の条件は、鋼種によって多
少異なるが、実験的に容易に決定できる。
冷ＩＩ速度は、焼きが入るようにえらぶ必要があり、そ
の臨界的な伯は、鋼種によって多少差がある。 当業技
術者ならば理解するように、名調のＯＣＴ （連続冷却
変態）曲線によって決定される値である。 上記の急冷
は、線材の圧延に通常使用されるループコンベア上で、
強制冷却を行なうことによって実施できる。
の臨界的な伯は、鋼種によって多少差がある。 当業技
術者ならば理解するように、名調のＯＣＴ （連続冷却
変態）曲線によって決定される値である。 上記の急冷
は、線材の圧延に通常使用されるループコンベア上で、
強制冷却を行なうことによって実施できる。
＆１Ｉｔｌｌｌ圧延−急冷により直接焼入れを行なって
得た線材は、次に制御された焼鈍しを受ける。 焼鈍し
を管理するため、本発見者らは硬さくＨ１２Ｇ）をとり
あげ、焼鈍し後の線材がＨＲＣで２５〜４０の硬さをも
つのが適当であると結論した。 焼鈍しは、直接焼入れ
後の残留オーステナイトのマルテンサイト変態進行に伴
う誼割れ防止のために必要であるが、焼入れの効果が失
なわれないよう適当な範囲に止めるべきことはいうまで
もない。
得た線材は、次に制御された焼鈍しを受ける。 焼鈍し
を管理するため、本発見者らは硬さくＨ１２Ｇ）をとり
あげ、焼鈍し後の線材がＨＲＣで２５〜４０の硬さをも
つのが適当であると結論した。 焼鈍しは、直接焼入れ
後の残留オーステナイトのマルテンサイト変態進行に伴
う誼割れ防止のために必要であるが、焼入れの効果が失
なわれないよう適当な範囲に止めるべきことはいうまで
もない。
前記した線材の代表的な使用態様においては、成形後に
歪とり焼鈍を行なうのがふつうであるから、その間の硬
さの低下を考慮して（その幅は、後記覆るように′ｔｊ
Ａ度で異なるが、ＨＲＣにして２〜１０程度である）、
最終的な硬さが製品にとって適切であるようにえらんだ
わけである。
歪とり焼鈍を行なうのがふつうであるから、その間の硬
さの低下を考慮して（その幅は、後記覆るように′ｔｊ
Ａ度で異なるが、ＨＲＣにして２〜１０程度である）、
最終的な硬さが製品にとって適切であるようにえらんだ
わけである。
本発明の直接焼入れ方法は、マルテンサイト系のステン
レス鋼および耐熱鋼にひろく適用可能であるが、代表的
な鋼種の合金組成を示せば、つぎのとおりである。 す
なわち、基本組成としては、Ｃ：０．１５〜０．８５％
、Ｓｉ：３．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．
０３０％以下、Ｓ二〇、０３０％以下、Ｃｒ ： ７．
５〜２．０％を含有し、残部が実質的にＦｅからなるも
のである。
レス鋼および耐熱鋼にひろく適用可能であるが、代表的
な鋼種の合金組成を示せば、つぎのとおりである。 す
なわち、基本組成としては、Ｃ：０．１５〜０．８５％
、Ｓｉ：３．５％以下、Ｍｎ：１．０％以下、Ｐ：０．
０３０％以下、Ｓ二〇、０３０％以下、Ｃｒ ： ７．
５〜２．０％を含有し、残部が実質的にＦｅからなるも
のである。
必要であれば、さらに、Ｎｉ：１．６５％以下、ＭＯ：
１．３０％以下、Ｗ：１．２５％以下、Ｖ：０．０４０
％ＪＸ下、Ｎ＋０．１０％以下およびＮｂ ：０．６０
％以下の１種または２種以上を添加した組成であっても
よい。
１．３０％以下、Ｗ：１．２５％以下、Ｖ：０．０４０
％ＪＸ下、Ｎ＋０．１０％以下およびＮｂ ：０．６０
％以下の１種または２種以上を添加した組成であっても
よい。
本発明の方法により直接焼入れした線材は、はじめに記
したように、部品製造過程での成形後の焼入れ焼戻しの
処理を省略できる。 焼入れ処理が不要になることは、
前記の使用態様における軸矯正の工程が、それに先立つ
熱処理に伴う歪みが少ないため、従来よりはずっとわず
かで済むことを意味し、この点でもメリットがある。
したように、部品製造過程での成形後の焼入れ焼戻しの
処理を省略できる。 焼入れ処理が不要になることは、
前記の使用態様における軸矯正の工程が、それに先立つ
熱処理に伴う歪みが少ないため、従来よりはずっとわず
かで済むことを意味し、この点でもメリットがある。
以下、実例をあげて本発明の方法をさらに具体的に説明
する。
する。
マルテンサイト系耐熱鋼５ＵＨ１１に例をとって、その
連続冷却変態曲線を測定した結果は、第１図に示すとお
りである。 これと、等速冷却曲線との関係から、圧延
後の冷却速度を２．５℃／ｓｅｃとすべきことがわかる
。
連続冷却変態曲線を測定した結果は、第１図に示すとお
りである。 これと、等速冷却曲線との関係から、圧延
後の冷却速度を２．５℃／ｓｅｃとすべきことがわかる
。
本発明の適用対象として同じマルテンサイト系耐熱鋼Ｓ
Ｕ Ｈ３をえらんだ実例では、仕上げ温度１０３０℃
となる圧延条件で径９■の線材に圧延し、チェインコン
ベアの上にコイル状に放出して強ＩＩＩ冷却を行なった
。 冷却速度は３．０℃／ｓｅｃである。 この直接焼
入れをした１ｍ月はｌ−１ｂｃが５７〜５８であって、
１０３０℃に加熱して油冷した場合と同等の硬さをもっ
ていることから、十分な焼入れ効果が認められる。
Ｕ Ｈ３をえらんだ実例では、仕上げ温度１０３０℃
となる圧延条件で径９■の線材に圧延し、チェインコン
ベアの上にコイル状に放出して強ＩＩＩ冷却を行なった
。 冷却速度は３．０℃／ｓｅｃである。 この直接焼
入れをした１ｍ月はｌ−１ｂｃが５７〜５８であって、
１０３０℃に加熱して油冷した場合と同等の硬さをもっ
ていることから、十分な焼入れ効果が認められる。
上記の直接焼入れした５ＵＨ３の線材を、種々の温度で
６時間焼鈍した。 焼鈍し温度と硬さとの関係は、第２
図のとおりであった。 この結果から、たとえば硬さを
Ｈ１２Ｇ３４〜３８の範囲にするには、６５０〜７５０
℃の焼鈍し温度をえらべばよいことがわかる。
６時間焼鈍した。 焼鈍し温度と硬さとの関係は、第２
図のとおりであった。 この結果から、たとえば硬さを
Ｈ１２Ｇ３４〜３８の範囲にするには、６５０〜７５０
℃の焼鈍し温度をえらべばよいことがわかる。
次に、前記した５ｔＪＨ１１から出発し、本発明の方法
により直接焼入れを行ない焼鈍しをした線材と、上記の
５ＵＨ３の線材とを対象として、鍛造加工を行なって成
形品を得た。 この成形品について、種々の温度で歪と
り焼鈍を施した。 いずれの温度の歪とり焼鈍も、加熱
時間は１時間で、空冷したものである。その結果を、前
記の焼鈍し優の硬さおよび加工後の硬さのデータととも
に、第３図に示す。 このように歪とり焼鈍の条件を適
切にえらぶことにより、！終製品に必要とされる硬さを
与えることができる。
により直接焼入れを行ない焼鈍しをした線材と、上記の
５ＵＨ３の線材とを対象として、鍛造加工を行なって成
形品を得た。 この成形品について、種々の温度で歪と
り焼鈍を施した。 いずれの温度の歪とり焼鈍も、加熱
時間は１時間で、空冷したものである。その結果を、前
記の焼鈍し優の硬さおよび加工後の硬さのデータととも
に、第３図に示す。 このように歪とり焼鈍の条件を適
切にえらぶことにより、！終製品に必要とされる硬さを
与えることができる。
第１図は、５ＬＪＨ１１鋼の連続冷却変態曲線のグラフ
である。 第２図は、５ＵＨａ鋼を本発明に従って直接焼入れし焼
鈍したときの、焼鈍し温度と線材の硬さとの関係を示す
グラフである・ ン 第３図は、５ＵＨＩ Ｉ鋼および５ｔＪＨａ鋼を本発明
１従°１直接焼入ｔ″′鈍５ゞ０ち鍛造７Ｊ［ｌ ｉ
）により成形し、その歪みをとる焼鈍しを行なったとき
の、歪みとり焼鈍の温度と最終製品の硬さと ［０の関
係を示１グラフである。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 大 筒１図 １０ １００ ３００ 時開［ｓｅｃ、］ 第２図 第３図
である。 第２図は、５ＵＨａ鋼を本発明に従って直接焼入れし焼
鈍したときの、焼鈍し温度と線材の硬さとの関係を示す
グラフである・ ン 第３図は、５ＵＨＩ Ｉ鋼および５ｔＪＨａ鋼を本発明
１従°１直接焼入ｔ″′鈍５ゞ０ち鍛造７Ｊ［ｌ ｉ
）により成形し、その歪みをとる焼鈍しを行なったとき
の、歪みとり焼鈍の温度と最終製品の硬さと ［０の関
係を示１グラフである。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 大 筒１図 １０ １００ ３００ 時開［ｓｅｃ、］ 第２図 第３図
Claims (2)
- （１） フルテンサイド系のステンレス鋼または耐熱鋼
を、圧延の仕上げ温度および圧延後の冷却速度を焼きが
入るようにコントロールして線４ｔＩＬ延し、ついで適
正な温度で焼鈍し、焼入れ焼戻しの講買鋼として適正な
硬度範囲に調節Ｊることからなる鋼の直接焼入れ方法。 - （２） マルテンサイト系のステンレス鋼または耐熱鋼
として、下記の合金組成を有する鋼を使用（る特許請求
の範囲第１項の方法 Ｃ：０．１５〜０．８５％、ｓｔ ：３．５％以下、Ｍ
ｎ：１，０％以下、Ｐ：０．０４０％以下、Ｓ：０．０
３０％以下、Ｏｒ ： ７．５〜２０．５％、必要によ
り、Ｎｉ：１．６５％以下、ＭＯ：１．３０％以下、Ｗ
：１．２５％以下、Ｖ：０．４０％以下、Ｎ：０．１０
以下およびＮｂ ：０．６０％以下の１種または２種以
上、１部Ｆｅ０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5860884A JPS60204837A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 鋼の直接焼入れ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5860884A JPS60204837A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 鋼の直接焼入れ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60204837A true JPS60204837A (ja) | 1985-10-16 |
Family
ID=13089238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5860884A Pending JPS60204837A (ja) | 1984-03-27 | 1984-03-27 | 鋼の直接焼入れ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60204837A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6096262A (en) * | 1998-05-12 | 2000-08-01 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Martensitic heat resisting steel |
| CN102899476A (zh) * | 2012-10-15 | 2013-01-30 | 敦化市拜特科技有限公司 | 一种人造板压机用不锈钢传动带及热处理工艺 |
-
1984
- 1984-03-27 JP JP5860884A patent/JPS60204837A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6096262A (en) * | 1998-05-12 | 2000-08-01 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Martensitic heat resisting steel |
| CN102899476A (zh) * | 2012-10-15 | 2013-01-30 | 敦化市拜特科技有限公司 | 一种人造板压机用不锈钢传动带及热处理工艺 |
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