JPS6119729A - 酸洗性の優れた高マンガン鋼の製造方法 - Google Patents

酸洗性の優れた高マンガン鋼の製造方法

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JPS6119729A
JPS6119729A JP13827584A JP13827584A JPS6119729A JP S6119729 A JPS6119729 A JP S6119729A JP 13827584 A JP13827584 A JP 13827584A JP 13827584 A JP13827584 A JP 13827584A JP S6119729 A JPS6119729 A JP S6119729A
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JP
Japan
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molded product
pickling
treatment
steel
atmosphere
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Pending
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JP13827584A
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English (en)
Inventor
Masaaki Ishikawa
正明 石川
Shinji Sato
信二 佐藤
Masayuki Hino
肥野 真行
Kenji Watanabe
健次 渡辺
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005Heat treatment of ferrous alloys containing Mn

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (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。

Description

【発明の詳細な説明】 −〔産業上の利用分野〕 本発明は酸洗性の優れた高マンガン鋼の製造方法に係り
、4?番こ水靭処理後の酸洗において、地鉄の溶解量が
少なく、かつ酸洗後の表面平滑度の良好な高マンガン鋼
の製造方法に関する。
C: 0.9〜1.5% 、Si : 0.80S以下
2Mf1:10〜15%を基本組成とする高マンガン鋼
はハツトフィールド鋼ともいわれ、組織的には完全オー
ステナイト組織を示し、機械的特性として非常に優れた
加工硬化性と喪好な靭性を併せ有するので、耐摩耗、耐
衝撃が必要とされる部材に広く利用されている。本発明
はかかる高マンガン鋼の製造に使用される。
〔従来の技術〕
この高マンガン鋼は鋳造、鍛造、圧延のいずれでも製造
されるが、鋳造のままあるいは鍛造、圧延のままでは結
晶粒界に炭化物が析出しているため非常に脆いので必ず
水靭処理を行って強靭性と耐衝撃性を付与する。水靭処
理とは約1000〜1100℃の温度に加熱して炭化物
を完全に溶解させた後、急冷する処理である。急冷は通
常水冷が用いられφが、板厚が薄い場合は空冷でもよい
この水靭処理における加熱処理は通常重油、液化石油ガ
ス、コークスガス等を燃料とした加熱炉を用いて行われ
炉内は酸化性雰囲気のため表面に酸化スケールが付着す
る。このため水靭処理を行った後に表面に形成された酸
化スケールを除去するため通常硫酸あるいは塩酸による
酸洗が行われる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来から行われている電気炉、転炉→脱ガスという溶解
、精錬工程を経て製造される高マンガン鋼の鋳造品、鍛
造、圧延品を水靭処理後酸洗を行うと次のような問題点
を生じていた。
すなわち、製品全体にわたって、酸化スケールを完全に
除去するに十分な酸洗を行うとスケール下の地鉄溶解速
度が大きいため、酸洗による歩留低下と寸法精度のばら
つきが大きくなり、局部的な地鉄の溶解量の差により製
品表面があばた状の凹凸模様を呈する。このあばた状の
凹凸模様を研摩処理によって平滑な面に仕上げると、更
に歩留低下と寸法精度不良を引きおこし、また薄板でプ
レス加工9曲げ加工により種々の部材に加工成形される
場合は研摩処理により導入された表層部の著しい加工硬
化のため、加工による割れ発生率が高くなる問題も生じ
ていた。
本発明者らは、さきにこの水靭処理後の酸洗性に対する
鋼中に含まれる合金元素の影響を調べ、Ni、Cr、M
oの含有量を特定範囲に限定することにより酸洗性が大
幅に改善されることを見い出し、先に「酸洗性の優れた
高マンガン鋼」として特許出願を行い開示した。
しかしながら、高マンガン鋼を溶製する際、溶解原料特
にスクラップの入手事情あるいは、高マンガン鋼に特定
性質を付加する必要から、先に開示したNi、Cr、M
oの限定範囲を外れる場合もあり、この場合にも酸洗性
を改善できる別方法が必要であった。
本発明の目的は、上記の状況にかんがみ、Ni。
Cr、Moの含有量に関係なく水靭処理後の酸洗性に優
れた高マンガン鋼の製造方法を提供するにある。
〔問題を解決するための手段および作用〕本発明者らは
高マンガン鋼の水靭処理とその後の酸洗処理に関し詳細
な調査、検討を行い次の如き現象を新らたに見い出すに
至った。
(イ)高マンガン鋼を酸化性雰囲気において適正な温度
領域である1ooo〜1100℃に加熱す   トると
スケール直下地鉄表面層にNi が濃化′、する。
C:1.14%、Si:0.44%、Mfl: 14.
11Ni :0.10%、Cr:0.21%、Mo:0
.030チの高マンガン調圧延板を液化石油ガス燃焼雰
囲気で10分間加熱した後に、スケール直下の地鉄表面
から板厚中心部に向って、Ni詔よびFeの含有量をX
線マイクロアナライザー(EIPMA)によって測定し
、その結果を第1図に示した。第1図においてNiは表
層部が中心部の6倍近くに濃化していることがわかる。
(ロ) この地鉄表層部に詔けるNi濃化の度合は鋼中
のNi濃度が高いほど、またMO含有量が高い ゛はど
、更にCr含有量が低いほど増大する。
fi Ni濃化の度合の大きくなるような鋼組成の場合
は局部的にN1濃度が異なる個所が生じやすくなる。
に)高マンガン鋼の場合、鋼中Ni量のわずかな増加に
よって酸水溶液における地鉄の溶解速度が著しく増大す
る。C:1.15%、81:0.40チMn:14%、
Cr:0.!Q%、Mo:0.003%を一定としNi
量を0.02〜0.50 %の範囲で変化させた高マン
ガン調圧延板を液化石油ガス燃焼雰囲気で10分間加熱
して急冷した後地鉄表層部のNi濃化層を研削除去して
80℃の2〇−硫酸水溶液中における溶解速度を測定し
た結果を第2図に示した。第2図において歯含有景の増
加。により地鉄の溶解量が増加するのがよくわかる。
に)酸化性の加熱雰囲気を使用する水靭処理を行った後
の酸洗において、地鉄の溶解が全体に大きく、かつ局部
的な地鉄の溶解量の差に基づく表面のあばた状凹凸模様
が発生する現象は上記0)〜(ハ)の新らたな知見によ
り合理的に説明できる。
O高マンガン鋼の水靭処理における加熱雰囲気を不活性
ガス雰囲気もしくは還元性雰囲気とした場合は地鉄表層
部のNi濃化はほとんど発生しない。
(ト)水靭処理における加熱雰囲気を還元性雰囲気とし
た場合、還元性雰囲気には通常、水素が含まれており、
加熱時化鋼中に水素が侵入する。このため高マンガン鋼
を冷間成形により種々の部材に加工して高い残留応力が
残るような場合には水素に基づく脆化現象のため置割れ
感受性が高まることがわかった。
本発明は上記の知見に基づいて完成されたもので、その
要旨とするところは次の如くである。すなわち、重量比
にて、C: 0.9〜1.5−81:0.8%以下、 
Mn : 10〜15 % 、  を基本組成とする高
マンガン鋼の鋳造、鍛造もしくは圧延等による成形品に
水靭処理を施し引続いて酸洗を行う高マンガン鋼の製造
方法に詔いて、前記水靭処理における加熱雰囲気を不活
性雰囲気とすることを特徴とする酸洗性の優れた高マン
ガン鋼の製造方法。
高マンガン鋼を水靭処理する際の加熱雰囲気を従来使用
されていなかった不活性ガス雰囲気とするところが本発
明の重要な要件であるが、不活性雰囲気のガスとしては
窒素あるいはアルゴンもしくはこれらの混合したものが
望ましい。不活性ガス雰囲気中に詔ける加熱処理であっ
ても還元性雰囲気の場合と異なり、鋼表面には酸化スケ
ールが形成されるので、この酸化スケールを除去するた
め水靭処理後は酸洗処理が必要となる。酸洗条件は特に
限定しないが、使用する酸は硫酸または塩酸が仕上り表
面性状および経済性の点から好ましく、酸濃度、酸温度
および酸液中への浸漬時間はそれぞれ対象とする高マン
ガン鋼の種類に応じ、脱スケールが完了するのに必要十
分な条件を作業効率などを考慮して設定すればよい。
本発明は上記の本発明者らによる先願の成分限定条件で
あるOr : 0− (lG 〜1−04 p Ni:
 0−05チ以下、 Mo : 0.01−以下の範囲
を満足しなくても優れた酸洗性を示すのは勿論である。
また、高マンガン鋼に詔いて、強度や耐摩耗性を上昇さ
せる目的で2チ以下のCu 、’Ti 、 Zr 、 
V 、 Nb 。
Wを単独あるいは複合して添加される場合、あるいは溶
解精錬時の脱酸を目的として0.1−以下の紅が添加さ
れる場合もあるが、この場合においても優れた酸洗性は
保持される。
〔実施例〕
実施例1 第1表に示す組成の高マンガン鋼を高周波溶解にて溶製
し、50に鋼塊を作製した。鋼塊表面の第  1  表 きすをグラインダーにより研削除去した後、熱間圧延→
焼鈍→酸洗→冷間圧延の工程で板厚2. Owmの供試
材とし、第2表に示す如く水靭処理における加熱雰囲気
を本発明法の不活性雰囲気および従来性われている酸化
性雰囲気の両者によって、1000℃×5分間加熱後急
冷する水靭処理を行った。水靭処理後、酸化スケールの
付着したままの鋼板について80℃、20%の硫酸水溶
液に80秒間浸漬する酸洗処理を行い、駿洗後の表面に
発生するあばた状凹凸模様の発生状況を観察した。
また、別途、水靭処理後表面に形成されている酸化スケ
ールのみを臭素メタノール溶液で除去した第  2  
表 後、スケール直下の地鉄表層部の酸溶液中での溶解速度
を測定した。なお、酸溶液としては、80℃、20%の
硫酸水溶液を使用した。これらの観察測定結果を第2表
に示した。第2表において、あばた状凹凸模様発生状況
は凹凸の段差が20〜30μを発生程度、中、30μを
越えるものを発生程度、大で表示した。
第2表から、供試鋼番号2〜5の場合は、水靭処理にお
ける加熱雰囲気が従来の酸化性雰囲気の場合はいずれも
あばた状凹凸模様が発生し、地鉄表層部の溶解速度も太
きいが、加熱雰囲気が不活性ガス雰囲気の本発明法の時
はいずれもあばた状凹凸模様が発生せず地鉄表層部の溶
解速度も低いことがわかる。なお、供試鋼番号1の場合
は、前記の本発明者らの既出願の低Ni、低Moの成分
限定条件を満足するため水靭処理における加熱雰囲気が
酸化性であっても優れた酸洗性を示している。
実施例2 第1表の供試鋼番号3の供試鋼を実施例1と同様の方法
にて板厚10簡の鋼板とし、この鋼板について加熱雰囲
気をそれぞれ酸化性、還元性および不活性ガス雰囲気と
した。i o o o℃×5分間加熱の水靭処理を行い
、酸化性および不活性ガス雰囲気の場合は更に表面に形
成された酸化スケールを除去するため80℃、 、20
 %の硫酸水溶液中で80秒間の酸洗を行った。還元性
雰囲気で水靭処理を行った場合は、表面に酸化スケール
が形成されないため酸洗は不用であった。
これらの鋼板より80wφの円板を採取して絞り比2.
0の円筒深絞りを行い、深絞り加工された円筒カップを
室温で48時間放置して割れ発生を観察する置割れ試験
を行い、その結果を第3表に示した。
第3表において、水靭処理における加熱雰囲気を不活性
ガスあるいは酸化性とした場合は、いずれも置割れを発
生しなかったが、還元性雰囲気とした場合は、置割れが
発生した。水靭処理における加熱雰囲気を還元性とした
場合は酸化スケールが形成されず、従って酸洗も不用と
なり、あばた状凹凸模様発生や地鉄の溶解とも無縁とな
り、好都合であるが、置割れ感受性が高くなるという不
都合を生じ、実施に難点がある。
〔発明の効果〕
本発明は、上記実施例からも明らかな如く、重量比にて
C: 0.9〜1.5係、Si:o、8チ以下。
Mn : l Q〜15%を基本成分とする高マンガン
鋼の成形品の水靭処理における加熱雰囲気を不活性雰囲
気とすることにより、水靭処理後の酸洗におけるあばた
状凹凸模様の発生を完全に防止し、かつ地鉄の溶解量を
軽減し、置割れ感受性も回避し、製品歩留の向上、板厚
精度の向上、酸洗後の研摩処理不要にともなう工程省略
等多くの効果をあげることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は高マンガン鋼の水靭処理において、加熱雰囲気
を酸化性とした場合の酸化スケール直下の地鉄表層部の
Fe 、 Ni濃度を示す線図、第2図は高マンガン鋼
の含有Nl量と硫−酸水溶液中における溶解速度との関
係を示す線図である。 代理人 弁理士 中 路 武 雄 第1図 求斂炙酊ノ1らの距禽度 (、U) 第21!1 鋸中のN14宥量 (%)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量比にて、C:0.9〜1.5%、Si:0.
    08%以下、Mn:10〜15%を基本組成とする高マ
    ンガン鋼の鋳造、鍛造もしくは圧延等による成形品に水
    靭処理を施し引続いて酸洗を行う高マンガン鋼の製造方
    法において、前記水靭処理における加熱雰囲気を不活性
    雰囲気とすることを特徴とする酸洗性の優れた高マンガ
    ン鋼の製造方法。
JP13827584A 1984-07-04 1984-07-04 酸洗性の優れた高マンガン鋼の製造方法 Pending JPS6119729A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997024467A1 (en) * 1995-12-30 1997-07-10 Pohang Iron & Steel Co., Ltd. Methods for annealing and pickling high manganic cold rolled steel sheet
CN1297357C (zh) * 2004-04-14 2007-01-31 西安建筑科技大学 冷轧高锰钢带叠加复合衬板的制作方法
JP2011514436A (ja) * 2008-01-22 2011-05-06 ティッセンクルップ スチール ヨーロッパ アクチェンゲゼルシャフト 6〜30重量%のMnを含有する熱間圧延平鋼材または冷間圧延平鋼材に金属保護層をコーティングする方法

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