JPS6096715A - 耐遅れ破壊性に優れた高強度鋼材の製造方法 - Google Patents
耐遅れ破壊性に優れた高強度鋼材の製造方法Info
- Publication number
- JPS6096715A JPS6096715A JP20633283A JP20633283A JPS6096715A JP S6096715 A JPS6096715 A JP S6096715A JP 20633283 A JP20633283 A JP 20633283A JP 20633283 A JP20633283 A JP 20633283A JP S6096715 A JPS6096715 A JP S6096715A
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- JP
- Japan
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- induction heating
- frequency induction
- delayed fracture
- strength steel
- ultra
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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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/26—Methods of annealing
- C21D1/32—Soft annealing, e.g. spheroidising
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】
（技術分野）
本発明は、耐遅れ破壊性に優れた高強度鋼材の製造方法
に関するものである。
に関するものである。
（従来技術とその問題点）
遅れ破壊とは、応力負荷状態下である時間経過したのち
、外観上はとんど塑性変形を伴わず突然脆性的に破壊す
る現象である。一般に高強度を有する鋼材においては、
その強度レベルが＋ ２０ ｋｇ／ｍｄ遅れ破壊性の向
上に関する工夫が種々行なわれている。
、外観上はとんど塑性変形を伴わず突然脆性的に破壊す
る現象である。一般に高強度を有する鋼材においては、
その強度レベルが＋ ２０ ｋｇ／ｍｄ遅れ破壊性の向
上に関する工夫が種々行なわれている。
耐遅れ破壊性を改善する方法として例えば、鋼材ｌｃＭ
ｏ 、 Ｎｉ 、 Ｃｒ 、 Ｃｕ 、 Ｓｉ等の合金
元素を添加する方法、低強度鋼をクラッドする方法、あ
るいは防錆塗料を塗布する方法等が考えられる。しかし
ながら、これらの方法は原料コストの増加、製造工程数
が増えることによる製造コストの増加をもたら・し、ま
た防錆塗料を塗布する場合には塗布不良の恐れや運搬、
保管時での塗料の剥離発生の恐れもある。
ｏ 、 Ｎｉ 、 Ｃｒ 、 Ｃｕ 、 Ｓｉ等の合金
元素を添加する方法、低強度鋼をクラッドする方法、あ
るいは防錆塗料を塗布する方法等が考えられる。しかし
ながら、これらの方法は原料コストの増加、製造工程数
が増えることによる製造コストの増加をもたら・し、ま
た防錆塗料を塗布する場合には塗布不良の恐れや運搬、
保管時での塗料の剥離発生の恐れもある。
そこで本発明は、原料コストの増加をもたらす特殊な合
金元素を添加せず、また著しく製造コストを増加させず
に、強度や靭性等の他の品質性能を阻害することなく、
耐遅れ破壊性に優れた高弓蛍度鋼材、の製造方法 を提
供することを目的とする。
金元素を添加せず、また著しく製造コストを増加させず
に、強度や靭性等の他の品質性能を阻害することなく、
耐遅れ破壊性に優れた高弓蛍度鋼材、の製造方法 を提
供することを目的とする。
（発明の構成）
本発明者らは、遅れ破壊現象が鋼材の使用される外部環
境に左右され、鋼材の外表面からの侵食によって発生す
ることに着目し、鋼材中・０部も含めた全体の改善方法
としての合金元素の添加等はコストの無意味な増大をも
たらすとの考え力）ら、外表面のみの改質改善方法を種
々検討し開発を進めている。本発明はその一方法として
鋼材の製造工程に単純な熱処理を組み合わせる事によシ
、１ＩＩｌス遅れ破壊性を向上させる方法を提供するも
のである。
境に左右され、鋼材の外表面からの侵食によって発生す
ることに着目し、鋼材中・０部も含めた全体の改善方法
としての合金元素の添加等はコストの無意味な増大をも
たらすとの考え力）ら、外表面のみの改質改善方法を種
々検討し開発を進めている。本発明はその一方法として
鋼材の製造工程に単純な熱処理を組み合わせる事によシ
、１ＩＩｌス遅れ破壊性を向上させる方法を提供するも
のである。
すなわち、高周波誘導加熱によって鋼材を加熱する場合
、第１図に示すように表皮効果により鋼材表面の電流密
度が鋼材内部より大きくて加熱され易く、さらに高周波
誘導加熱装置の周波数カニ高いほど表皮効果は顕著にな
る。この原理を利用して周波数の極めて高い（以下、超
高周波蝕と云う）高周波誘導加熱装置によって極表面の
み加熱軟イヒさせることにより、全体としての強度を著
しく４氏下させることなく、耐遅れ破壊性を向上できる
ことを見い出した。
、第１図に示すように表皮効果により鋼材表面の電流密
度が鋼材内部より大きくて加熱され易く、さらに高周波
誘導加熱装置の周波数カニ高いほど表皮効果は顕著にな
る。この原理を利用して周波数の極めて高い（以下、超
高周波蝕と云う）高周波誘導加熱装置によって極表面の
み加熱軟イヒさせることにより、全体としての強度を著
しく４氏下させることなく、耐遅れ破壊性を向上できる
ことを見い出した。
材温１図は下記要件による。
Ｉｓ：表面の電流密度（Ａ／ｃＪ）
Ｉ「：半径１０点での電流密度（Ａ／ｍ）Ｘ 二表面か
らの深さくｃｍ） δ ：電流の浸透深さくσ） （表面電流Ｉ、の−１すなわちＩｓの約３７％の点）ρ
：抵抗率（Ω・ｃＩｎ） ＝５５部波数（Ｈ２） μ ：透磁率（Ｈ／ｃ１ｎ） 本発明による製造方法を第２図によって説明する。
らの深さくｃｍ） δ ：電流の浸透深さくσ） （表面電流Ｉ、の−１すなわちＩｓの約３７％の点）ρ
：抵抗率（Ω・ｃＩｎ） ＝５５部波数（Ｈ２） μ ：透磁率（Ｈ／ｃ１ｎ） 本発明による製造方法を第２図によって説明する。
一般に高強度鋼材を得る方法としては焼入れ焼ｌ戻し処
理子る方法と、冷間で伸線加工処理する方法がある。
理子る方法と、冷間で伸線加工処理する方法がある。
本発明を用いた前者方法では、第２図（ａ）に示すよう
に前工程として鋼材１に加熱２、焼入れ８を施では焼戻
し４に引き続いて連続的にＩＭＨｚ以上の超高周波誘導
加熱５によシ極表面のみを加熱軟化させたのち、直ちに
水冷６することを特徴とする。
に前工程として鋼材１に加熱２、焼入れ８を施では焼戻
し４に引き続いて連続的にＩＭＨｚ以上の超高周波誘導
加熱５によシ極表面のみを加熱軟化させたのち、直ちに
水冷６することを特徴とする。
一方、本発明を用いた後者方法では、第２図（ｂｌに示
すように前工程として鋼材７を冷間で伸線加工８を施し
たのち、後工程として歪取り焼鈍（ブルーイング処理と
もいう）９を行ない、その後通常水冷１１して一連の製
造工程を終えるが、本発明では歪取シ焼鈍９に引き続い
て連続的にＩＭＨｚ以上の超高周波誘導加熱１０によシ
極表面のみを加熱軟化させたのち、直ちに水冷１１する
ことを特徴とする。
すように前工程として鋼材７を冷間で伸線加工８を施し
たのち、後工程として歪取り焼鈍（ブルーイング処理と
もいう）９を行ない、その後通常水冷１１して一連の製
造工程を終えるが、本発明では歪取シ焼鈍９に引き続い
て連続的にＩＭＨｚ以上の超高周波誘導加熱１０によシ
極表面のみを加熱軟化させたのち、直ちに水冷１１する
ことを特徴とする。
超高周波誘導加熱を後工程の焼戻し、または歪取シ焼鈍
と組み合わせることなく単独で行なうと、常温から５０
０℃前後までの昇温か必要となる為、エネルギーコスト
の増加を招くだけでなく、熱伝導による鋼材内部への熱
影響は避けられず表面と共に内部深くまで軟化してしま
い所定の強度を得ることができない。従って、本発明の
特徴の一つは焼戻し、または歪取シ焼鈍と連続的に超高
周波誘導加熱することにある。
と組み合わせることなく単独で行なうと、常温から５０
０℃前後までの昇温か必要となる為、エネルギーコスト
の増加を招くだけでなく、熱伝導による鋼材内部への熱
影響は避けられず表面と共に内部深くまで軟化してしま
い所定の強度を得ることができない。従って、本発明の
特徴の一つは焼戻し、または歪取シ焼鈍と連続的に超高
周波誘導加熱することにある。
また他の特徴として超高周波誘導加熱を施したのち水冷
するまでにいくらかの時間を要したシ、あるいは空冷す
ると、熱伝導により鋼Ａ珂内部深くまで加熱軟化される
ので、加熱後直ちに水冷することが必要である。
するまでにいくらかの時間を要したシ、あるいは空冷す
ると、熱伝導により鋼Ａ珂内部深くまで加熱軟化される
ので、加熱後直ちに水冷することが必要である。
本発明の製造方法において、前工程である加熱・焼入れ
、または冷間伸線加工とは必ずしも連続的に製造する必
要はなく、前工程と後工程を別々の製造工程で行ない、
後工程で焼戻し、または歪取り焼鈍と連続的に超高周波
誘導加熱を組み合わせて製造してもよい。
、または冷間伸線加工とは必ずしも連続的に製造する必
要はなく、前工程と後工程を別々の製造工程で行ない、
後工程で焼戻し、または歪取り焼鈍と連続的に超高周波
誘導加熱を組み合わせて製造してもよい。
以上述べたようにＩＭＨｚ以上の超高周波誘導加熱によ
って極表面だけが高温に加熱され、耐遅れ破壊性に対し
て安全な強度レベｌしまで抗張力が低下した鋼材を得る
ことができる。
って極表面だけが高温に加熱され、耐遅れ破壊性に対し
て安全な強度レベｌしまで抗張力が低下した鋼材を得る
ことができる。
本発明で、周波数をＩＭＨ２以上に限定したのは、これ
以下の周波数では表皮効果を充分発揮できず鋼材内部深
くまで電流密度が大きく加熱されること、及び加熱時間
内での熱伝導によシ、鋼材内部、の深い所まで軟化して
しまい、焼入れ・焼戻し条件や伸線加工・歪取り焼鈍条
件を変えることによって全体の引張強さを達成すること
は可能であるφ！、伸び・絞シ等の他の品質性能の低下
をもたらす。
以下の周波数では表皮効果を充分発揮できず鋼材内部深
くまで電流密度が大きく加熱されること、及び加熱時間
内での熱伝導によシ、鋼材内部、の深い所まで軟化して
しまい、焼入れ・焼戻し条件や伸線加工・歪取り焼鈍条
件を変えることによって全体の引張強さを達成すること
は可能であるφ！、伸び・絞シ等の他の品質性能の低下
をもたらす。
（実施例）
次に本発明の実施例について述べる。
実施例１
表−１に示す化学成分を有する線径９．２ ａｍφの線
材を用い、加熱、焼入れを施したのち、焼戻し後下記の
条件で超高周波誘導加熱を行なって極表面を軟化させ、
直ちに水冷した高強度鋼イシを製作した。ｒな、焼戻し
時には極表面軟化による全体の強度の低下分を考慮して
従来法よシ若干低い温度に設定した。
材を用い、加熱、焼入れを施したのち、焼戻し後下記の
条件で超高周波誘導加熱を行なって極表面を軟化させ、
直ちに水冷した高強度鋼イシを製作した。ｒな、焼戻し
時には極表面軟化による全体の強度の低下分を考慮して
従来法よシ若干低い温度に設定した。
超高周波誘導加熱条件
周波数 ２ＭＨｚ
投入電力 ６．５ ｋＷＨ／漏
表−１化学成分
本発明材と従来材の断面硬度分布を第３図に示すが、本
発明材の場合最表面の硬度値は中心部に比べ非常に小さ
い。引張試験結果と遅れ破壊試験結果を表−２に示す。
発明材の場合最表面の硬度値は中心部に比べ非常に小さ
い。引張試験結果と遅れ破壊試験結果を表−２に示す。
本発明材は従来利に比べ引張強さ、降伏点強さ、伸びは
ほとんど変わらないが、遅れ破壊試験での破断時間は従
来利より非常に長くなっておシ、耐遅れ破壊性に優れて
いる。
ほとんど変わらないが、遅れ破壊試験での破断時間は従
来利より非常に長くなっておシ、耐遅れ破壊性に優れて
いる。
表−２引張試験結果及び遅れ破壊試験結果（×）遅れ破
壊試験条件：腐食液−５０’Ｃ，２０ｗｔ％ＮＨ，Ｓｑ
Ｎ水溶液引張負荷応カー引張強さＸ ０．８ 実施例２ 表−３に示す化学成分を有し冷間伸線加工で線径７．
Ｏｍｕφとした線材を用い、歪取り焼鈍を行なった後下
記条件で超高周波誘導加熱を行なって極表面を軟化させ
、直ちに水冷した高強度材を製作した。尚伸線加工時に
は極表面軟化による全体の強度の低下を考慮して従来法
より若干伸線加工度を大きくした。
壊試験条件：腐食液−５０’Ｃ，２０ｗｔ％ＮＨ，Ｓｑ
Ｎ水溶液引張負荷応カー引張強さＸ ０．８ 実施例２ 表−３に示す化学成分を有し冷間伸線加工で線径７．
Ｏｍｕφとした線材を用い、歪取り焼鈍を行なった後下
記条件で超高周波誘導加熱を行なって極表面を軟化させ
、直ちに水冷した高強度材を製作した。尚伸線加工時に
は極表面軟化による全体の強度の低下を考慮して従来法
より若干伸線加工度を大きくした。
超高周波誘導加熱条件
周波数 ３ＭＨｚ
投入電力 ５１ｖ ｈ ／漏
表−３化学成分
本発明伺と従来材の断面硬度分布を第４図に示すが、本
発明材の場合最表面の硬度値は中心部に比べ非常に小さ
い。引張試験結果と遅れ破壊試験結果を表−４に示す。
発明材の場合最表面の硬度値は中心部に比べ非常に小さ
い。引張試験結果と遅れ破壊試験結果を表−４に示す。
本発明材は従来材に比べ引張試験結果とほとんど変わら
ないが、遅れ破壊試験の破断時間は従来材より非常に長
くなっており、耐遅れ破壊性に優れている。
ないが、遅れ破壊試験の破断時間は従来材より非常に長
くなっており、耐遅れ破壊性に優れている。
表−４引張試験結果及び遅れ破壊試験結果以上詳述した
ように、本発明は高強度材に関し焼戻し、または歪取り
焼鈍後引き続き連続的に超高周波誘導加熱で鋼材の極表
面を軟化させることによって、油の品質性能を阻害する
ことなく優れた耐遅れ破壊性を付与することができる。
ように、本発明は高強度材に関し焼戻し、または歪取り
焼鈍後引き続き連続的に超高周波誘導加熱で鋼材の極表
面を軟化させることによって、油の品質性能を阻害する
ことなく優れた耐遅れ破壊性を付与することができる。
１第１．図は鋼材を高周波誘導加熱したときの鋼材内部
の電流密度を表面の電流密度との比率で示す図表である
。第２図は本発明による製造方法を示す説明図である。 第３図及び第４図は、本発明による製造方法で製作した
鋼材の硬度分布の例を示す図表１ある。ｅ−＊−ｆ勝哨
看。−ｍ−。６０．スＵ利匁条ｊ。 １．７・・・鋼材、２・・・加熱、３・・・焼入れ、４
・・焼戻し、５．１０ ・超高周波誘導加熱、６，１１
・・・水冷、８・・・冷間伸線加工、９・・・歪取り焼
鈍 才１図 表面勤０濯さくｘｙｏ−’侃） 才２図 才３図
の電流密度を表面の電流密度との比率で示す図表である
。第２図は本発明による製造方法を示す説明図である。 第３図及び第４図は、本発明による製造方法で製作した
鋼材の硬度分布の例を示す図表１ある。ｅ−＊−ｆ勝哨
看。−ｍ−。６０．スＵ利匁条ｊ。 １．７・・・鋼材、２・・・加熱、３・・・焼入れ、４
・・焼戻し、５．１０ ・超高周波誘導加熱、６，１１
・・・水冷、８・・・冷間伸線加工、９・・・歪取り焼
鈍 才１図 表面勤０濯さくｘｙｏ−’侃） 才２図 才３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）１２０ｋｇ／−以上の引張強さを有する高強度鋼
材の製造においてＩＭＨｚ以上の超高周波誘導加熱（２
）加熱、焼入れした鋼材を焼戻し後、引き続き連続的に
ＩＭＨｚ以上の超高周波誘導加熱で鋼（オの極表面を加
熱軟化させたのち直ちに水冷することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の耐遅れ破壊性に優れた高強度鋼
材の製造方法。 （３）冷間で伸線加工した鋼材を歪取り焼鈍後、引き続
き連続的にＩＭＨｚ以上の超高周波誘導加熱でｍ柑の極
表面を加熱軟化させたのち直ちに水冷することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の耐遅れ破壊性に優れた
高強度鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20633283A JPS6096715A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 耐遅れ破壊性に優れた高強度鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20633283A JPS6096715A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 耐遅れ破壊性に優れた高強度鋼材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6096715A true JPS6096715A (ja) | 1985-05-30 |
Family
ID=16521544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20633283A Pending JPS6096715A (ja) | 1983-11-01 | 1983-11-01 | 耐遅れ破壊性に優れた高強度鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6096715A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002046479A1 (fr) * | 2000-12-07 | 2002-06-13 | Aoyama Seisakusho Co., Ltd. | Procede de cuisson d'element d'acier |
-
1983
- 1983-11-01 JP JP20633283A patent/JPS6096715A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002046479A1 (fr) * | 2000-12-07 | 2002-06-13 | Aoyama Seisakusho Co., Ltd. | Procede de cuisson d'element d'acier |
| US6855217B2 (en) | 2000-12-07 | 2005-02-15 | Aoyama Seisakusho Co., Ltd. | Method of baking treatment of steel product parts |
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