JPS6037853B2 - 高Si鋼材の脱炭防止方法 - Google Patents
高Si鋼材の脱炭防止方法Info
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- JPS6037853B2 JPS6037853B2 JP10780181A JP10780181A JPS6037853B2 JP S6037853 B2 JPS6037853 B2 JP S6037853B2 JP 10780181 A JP10780181 A JP 10780181A JP 10780181 A JP10780181 A JP 10780181A JP S6037853 B2 JPS6037853 B2 JP S6037853B2
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- Japan
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- decarburization
- heating
- steel
- ferrite
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-
- 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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、Sil.00〜3.00%を含む高Si鋼片
の熱間圧延に際して、加熱炉における鋼片の加熱時の昇
温速度を制御することによって、熱間圧延後の鋼材表層
部の脱炭を防止する方法に関するものである。
の熱間圧延に際して、加熱炉における鋼片の加熱時の昇
温速度を制御することによって、熱間圧延後の鋼材表層
部の脱炭を防止する方法に関するものである。
上記高Si鋼は主としてバネ用鋼として多く使用されて
いるが、一般に知られているようにSiが高いため高温
加熱中に鋼片表層部が脱蕨しやすし、。
いるが、一般に知られているようにSiが高いため高温
加熱中に鋼片表層部が脱蕨しやすし、。
このため熱間圧延前の加熱は可能な限り低い温度で短い
時間行なわれるが、この場合でも鋼片表層部にフェライ
トのみでパーラィトのほとんどない層(以下フェライト
脱炭と云う)が生じやすく、従来の低温・短時間加熱を
中心とした対策だけでは、熱延後の鋼材フェライト脱炭
を防止することは困難であった。そこで本発明者等は先
きに加熱時の雰囲気を工業的に可能な範囲で中性ないし
還元性に保持し、さらに圧延後の鋼材の冷却速度を早く
する事によってよりいっそうフェライト脱炭層の低減を
図る方法を開発したが、圧延後の鋼材のフェライト脱炭
層を皆無にする事は出釆ず、その抜本的な改善は未解決
であった。
時間行なわれるが、この場合でも鋼片表層部にフェライ
トのみでパーラィトのほとんどない層(以下フェライト
脱炭と云う)が生じやすく、従来の低温・短時間加熱を
中心とした対策だけでは、熱延後の鋼材フェライト脱炭
を防止することは困難であった。そこで本発明者等は先
きに加熱時の雰囲気を工業的に可能な範囲で中性ないし
還元性に保持し、さらに圧延後の鋼材の冷却速度を早く
する事によってよりいっそうフェライト脱炭層の低減を
図る方法を開発したが、圧延後の鋼材のフェライト脱炭
層を皆無にする事は出釆ず、その抜本的な改善は未解決
であった。
バネ用鋼材にこのような脱炭層が存在すると、バネの主
要特性である疲労強度を低下させることは良く知られた
事実である。
要特性である疲労強度を低下させることは良く知られた
事実である。
特に炭素をほとんど含まないフェライト脱炭層が存在す
ると、バネの疲労特性を著しく損なう。このためやむを
得ずバネに成形する前に鋼材表面を切削または研削して
脱炭層を除去することが一般に行われており、その製造
コストをを著しく高いものにしていた。本発明者等は更
に研究のすえ高Si鋼の加熱中に生じるフェライト脱炭
は、加熱速度を制御することによって防止可能なことを
見出した。即ち、高Si鋼片は、加熱炉において通常9
00qo〜1100ooに加熱されるが、その過程で6
00qC〜750qCの温度範囲を通過する短時間の内
に鋼片表面部の脱炭が急速に進行し、特に有害なフェラ
イト脱炭層がこの間で形成されることをつきとめた。更
に種々検討の結果、上記温度範囲を30℃/mjn以上
120℃/min以下の速度で加熱することによって温
度分布の不均一性を生ずることなくフェライト脱炭の発
生を防止できることを確認した。かくして本発明はSi
l.00〜3.00%を含有する高Sj鋼片の加熱過程
において、600o○〜7500○の温度範囲を30℃
′mjn以上120oC/min以下の速度で加熱する
ことを特徴とする方法である。
ると、バネの疲労特性を著しく損なう。このためやむを
得ずバネに成形する前に鋼材表面を切削または研削して
脱炭層を除去することが一般に行われており、その製造
コストをを著しく高いものにしていた。本発明者等は更
に研究のすえ高Si鋼の加熱中に生じるフェライト脱炭
は、加熱速度を制御することによって防止可能なことを
見出した。即ち、高Si鋼片は、加熱炉において通常9
00qo〜1100ooに加熱されるが、その過程で6
00qC〜750qCの温度範囲を通過する短時間の内
に鋼片表面部の脱炭が急速に進行し、特に有害なフェラ
イト脱炭層がこの間で形成されることをつきとめた。更
に種々検討の結果、上記温度範囲を30℃/mjn以上
120℃/min以下の速度で加熱することによって温
度分布の不均一性を生ずることなくフェライト脱炭の発
生を防止できることを確認した。かくして本発明はSi
l.00〜3.00%を含有する高Sj鋼片の加熱過程
において、600o○〜7500○の温度範囲を30℃
′mjn以上120oC/min以下の速度で加熱する
ことを特徴とする方法である。
次に、本発明における成分限定理由を述べる。
Siが1.00%未満のときは、加熱過程中に進行する
脱炭量は僅かであり、通常の熱間圧延後の比較的冷却速
度が遅くてもフェライト脱炭は生じない。一方、Siが
3.0%を超えると、級性が劣化するので本発明におい
てはSiを1.00〜3.00%の範囲とした。このS
i範囲において脱炭防止の効果が顕著なのはC量の多い
中炭鋼線、とくにCが0.5%以上のバネ鋼において顕
著である。次に加熱過程で、600午0未満の温度では
フェライトおよびパーラィトとして安定化しておりほと
んど脱炭は進行しない。
脱炭量は僅かであり、通常の熱間圧延後の比較的冷却速
度が遅くてもフェライト脱炭は生じない。一方、Siが
3.0%を超えると、級性が劣化するので本発明におい
てはSiを1.00〜3.00%の範囲とした。このS
i範囲において脱炭防止の効果が顕著なのはC量の多い
中炭鋼線、とくにCが0.5%以上のバネ鋼において顕
著である。次に加熱過程で、600午0未満の温度では
フェライトおよびパーラィトとして安定化しておりほと
んど脱炭は進行しない。
また加熱温度が750℃を超える温度城は主としてオー
ステナイト領域にあり、比較的脱炭の速度が遅いうえ、
フェライト脱炭が進行しない。従って本発明で対象とず
べき温度範囲は600qC〜750午0の範囲である。
表1は本発明に係るSiを含む通常のバネ用鋼材2種類
の化学組成を示す。表1 第1図は表1に示した成分の1200鋼片より切出した
試料AおよびBについて、従来行なわれている通常の加
熱速度で加熱し、加熱途中の温度から水冷却した試料の
全脱炭深さ×とフェライト脱炭深さYを示したものであ
る。
ステナイト領域にあり、比較的脱炭の速度が遅いうえ、
フェライト脱炭が進行しない。従って本発明で対象とず
べき温度範囲は600qC〜750午0の範囲である。
表1は本発明に係るSiを含む通常のバネ用鋼材2種類
の化学組成を示す。表1 第1図は表1に示した成分の1200鋼片より切出した
試料AおよびBについて、従来行なわれている通常の加
熱速度で加熱し、加熱途中の温度から水冷却した試料の
全脱炭深さ×とフェライト脱炭深さYを示したものであ
る。
この時の加熱速度は2びC′minである。同図から供
試料の変態温度区間に相当する600午0〜750o○
の温度範囲で脱炭が進行しフェライト脱炭層が生じるこ
とが明らかである。第2図はフェライト脱炭が進行する
危険温度区間(600oo〜750℃)を種々の速度で
加熱し、均熱(1000午0、40分間)及び冷却の一
連の熱処理を経た試料の全脱炭深さXとフェライト脱炭
深さYを示したものである。
試料の変態温度区間に相当する600午0〜750o○
の温度範囲で脱炭が進行しフェライト脱炭層が生じるこ
とが明らかである。第2図はフェライト脱炭が進行する
危険温度区間(600oo〜750℃)を種々の速度で
加熱し、均熱(1000午0、40分間)及び冷却の一
連の熱処理を経た試料の全脱炭深さXとフェライト脱炭
深さYを示したものである。
なお、冷却速度はいずれも20℃/minとして冷却時
の脱蕨発生を抑制した。第2図より、3ぴC′min未
満の速度で加熱すると脱炭が著しく進行したフェライト
脱炭層が生じる。一方120℃/minを超える加熱速
度については、通常の鋼片加熱炉ではこれ以上の速度を
得ることは難しい。したがって加熱炉に特別な処置をす
る必要がありいたずらにコスト高になるほか、材質的に
も結晶粒が局部的に粗大化して好ましくない。このため
加熱劫藍度は品質上及びコスト上30℃/mjn〜12
ぴC′minが最適である。この3びC/min以上1
20qC′min以下の加熱速度は、加熱炉入口側を高
温にし急速加熱することによって容易に達成することが
できる。なお、本発明者等は既に冷却速度の制御による
フェライト脱炭の防止に関して特顔昭弘−6574号で
出願済みである。
の脱蕨発生を抑制した。第2図より、3ぴC′min未
満の速度で加熱すると脱炭が著しく進行したフェライト
脱炭層が生じる。一方120℃/minを超える加熱速
度については、通常の鋼片加熱炉ではこれ以上の速度を
得ることは難しい。したがって加熱炉に特別な処置をす
る必要がありいたずらにコスト高になるほか、材質的に
も結晶粒が局部的に粗大化して好ましくない。このため
加熱劫藍度は品質上及びコスト上30℃/mjn〜12
ぴC′minが最適である。この3びC/min以上1
20qC′min以下の加熱速度は、加熱炉入口側を高
温にし急速加熱することによって容易に達成することが
できる。なお、本発明者等は既に冷却速度の制御による
フェライト脱炭の防止に関して特顔昭弘−6574号で
出願済みである。
この技術はSil.00〜3.00%を含有するバネ用
鋼材の熱間圧延後の冷却過程において、750〜600
℃の温度範囲を15℃/min以上、20ぴC/min
以下の速度で冷却するものである。この技術は素材の組
織がオーステナイトであること及び大気中における冷却
であって、素材の組織がQ鉄とパーラィトであり、雰囲
気が炉中における燃焼ガスである本発明と著しく異なる
ものであり、特にフェライト脱炭の生成を決定する雰囲
気との表面反応速度、鋼中のCの拡散速度が異なるため
に本発明とは全く異質な機構のものである。以下本発明
を実施例について具体的に説明する。
鋼材の熱間圧延後の冷却過程において、750〜600
℃の温度範囲を15℃/min以上、20ぴC/min
以下の速度で冷却するものである。この技術は素材の組
織がオーステナイトであること及び大気中における冷却
であって、素材の組織がQ鉄とパーラィトであり、雰囲
気が炉中における燃焼ガスである本発明と著しく異なる
ものであり、特にフェライト脱炭の生成を決定する雰囲
気との表面反応速度、鋼中のCの拡散速度が異なるため
に本発明とは全く異質な機構のものである。以下本発明
を実施例について具体的に説明する。
表2は、試験に使用したSi鋼片の化学組成と熱間圧延
条件である。
条件である。
転炉にて溶製した各種のSiバネ鋼を1200鋼片に分
嬢圧延し、表2に示す温度に再加熱したあと直径90〜
170の線材に圧延した。表2 表3はフェライト脱炭が進行する危険温度区間(600
℃〜750℃)を種々の速度で鋼片を加熱し、圧延した
緑村のフェライト脱炭深さと全脱炭深さを示したもので
ある。
嬢圧延し、表2に示す温度に再加熱したあと直径90〜
170の線材に圧延した。表2 表3はフェライト脱炭が進行する危険温度区間(600
℃〜750℃)を種々の速度で鋼片を加熱し、圧延した
緑村のフェライト脱炭深さと全脱炭深さを示したもので
ある。
表3
なお、圧延後の冷却速度についてはパターン1では衝風
冷却により20qC/min以上となっており、冷却時
の脱炭を抑制した結果、フェライト脱炭ゼロと全脱炭低
減が可能となった。
冷却により20qC/min以上となっており、冷却時
の脱炭を抑制した結果、フェライト脱炭ゼロと全脱炭低
減が可能となった。
一方、パターンロでは自然冷却により冷却速度は15℃
/minとなり、全脱炭はパターン1に比べ増加してい
るもののフェライト脱炭ゼロは達成できた。これらの実
施例において従来法の加熱速度30℃/min未満は従
来行なわれているような加熱方式(子熱ゾーン+加熱ゾ
ーン+均熱ゾーン)により加熱したものであり「 本発
明法の300C′min以上については急速加熱方式(
加熱ゾーン+均熱ゾーン)によって得たものである。
/minとなり、全脱炭はパターン1に比べ増加してい
るもののフェライト脱炭ゼロは達成できた。これらの実
施例において従来法の加熱速度30℃/min未満は従
来行なわれているような加熱方式(子熱ゾーン+加熱ゾ
ーン+均熱ゾーン)により加熱したものであり「 本発
明法の300C′min以上については急速加熱方式(
加熱ゾーン+均熱ゾーン)によって得たものである。
表3に示すように従来の加熱方法ではフェライト脱炭を
避けることは困難であるが、本発明によれば鋼片を急速
加熱するという簡単な手段によって、従来の鋼片加熱よ
りも速い速度で変態温度区間を通過せしめ、脱炭の進行
を抑制できフェライト脱炭の発生を防止することができ
た。上述した如く本発明は脱炭の少ない高Si鋼材を安
価に提供するものであり、従来やむをえず行われている
成形前の切削または研削工程を省略でき、工業上の利用
価値の極めて大きいものである。
避けることは困難であるが、本発明によれば鋼片を急速
加熱するという簡単な手段によって、従来の鋼片加熱よ
りも速い速度で変態温度区間を通過せしめ、脱炭の進行
を抑制できフェライト脱炭の発生を防止することができ
た。上述した如く本発明は脱炭の少ない高Si鋼材を安
価に提供するものであり、従来やむをえず行われている
成形前の切削または研削工程を省略でき、工業上の利用
価値の極めて大きいものである。
なお、本発明は高Si鋼の鋼片加熱時に発生するフェラ
イト脱炭抑制のみならず、圧延後の鍛造、押出、表面処
理の作業目的で鋼材を再加熱する場合のフェライト脱炭
の防止にも利用可能な技術である。
イト脱炭抑制のみならず、圧延後の鍛造、押出、表面処
理の作業目的で鋼材を再加熱する場合のフェライト脱炭
の防止にも利用可能な技術である。
第1図は1200鋼片より切出した試料を加熱する過程
で所定の温度から水煉入した高Si鋼の脱炭深さを示す
図、第2図は該試料を種々の温度で加熱し、均熱・冷却
という一連の熱処理を経た高Si鋼の脱炭深さを示す図
である。 オー図 外2図
で所定の温度から水煉入した高Si鋼の脱炭深さを示す
図、第2図は該試料を種々の温度で加熱し、均熱・冷却
という一連の熱処理を経た高Si鋼の脱炭深さを示す図
である。 オー図 外2図
Claims (1)
- 1 Si1.00〜3.00%を含有する鋼線の熱間加
工工程において、600℃〜750℃の温度範囲を30
℃/min以上、120℃/min以下の速度で鋼片を
加熱することを特徴とする高Si鋼材の脱炭防止方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10780181A JPS6037853B2 (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 高Si鋼材の脱炭防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10780181A JPS6037853B2 (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 高Si鋼材の脱炭防止方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS589930A JPS589930A (ja) | 1983-01-20 |
JPS6037853B2 true JPS6037853B2 (ja) | 1985-08-28 |
Family
ID=14468373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10780181A Expired JPS6037853B2 (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 高Si鋼材の脱炭防止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6037853B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0430460U (ja) * | 1990-07-05 | 1992-03-11 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5668440B2 (ja) * | 2010-12-03 | 2015-02-12 | Jfeスチール株式会社 | 珪素含有鋼スラブの熱間圧延方法 |
-
1981
- 1981-07-10 JP JP10780181A patent/JPS6037853B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0430460U (ja) * | 1990-07-05 | 1992-03-11 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS589930A (ja) | 1983-01-20 |
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