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JPS59123714A - オ−ステナイト結晶粒粗大化温度の高い鋼材の製造方法 - Google Patents

オ−ステナイト結晶粒粗大化温度の高い鋼材の製造方法

Info

Publication number
JPS59123714A
JPS59123714A JP22824782A JP22824782A JPS59123714A JP S59123714 A JPS59123714 A JP S59123714A JP 22824782 A JP22824782 A JP 22824782A JP 22824782 A JP22824782 A JP 22824782A JP S59123714 A JPS59123714 A JP S59123714A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
weight
temperature
rolling
steel material
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.)
Granted
Application number
JP22824782A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0254403B2 (ja
Inventor
Takehiko Oshiro
大城 毅彦
Hirosuke Sawara
佐原 弘祐
Takeshi Inoue
毅 井上
Jiro Koarai
小新井 治朗
Koji Kaneko
金子 晃司
Yoichi Akutagawa
芥川 洋一
Tsutomu Morikawa
勉 森川
Yuji Sawada
澤田 裕治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP22824782A priority Critical patent/JPS59123714A/ja
Publication of JPS59123714A publication Critical patent/JPS59123714A/ja
Publication of JPH0254403B2 publication Critical patent/JPH0254403B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment

Landscapes

  • 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)
  • Heat Treatment Of Steel (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】 本発明はオーステナイト結晶粒粗大化温度の高い鋼材の
製造方法に関する。
例えば、ボルトやシャフトに多く用いられる肌焼鋼は、
冷間加工を要する場合には、焼きなまし処理により加工
性を良好にして冷間加工された後に浸炭処理されること
が多いが、このよつな場合、加工率によっては、浸炭時
に非浸炭部のオーステナイI−結晶粒か粗大化し、内部
硬さを高め、また、焼入れ歪や靭性の低下をもたらすこ
とは既Gこよく知られている。例えば、後述するようC
二第1表のB鋼の組成を有する材料を1150’cに加
熱した後、熱間圧延して得られる鋼は、これを焼きなま
し処理し、冷間加工した後に浸炭処理するとき、第1図
に示すように、加工率が約10%の位置及び約40%以
上の範囲のとさ、オーステナイト結晶粒か著しく粗大化
する。
本発明者らは上記した問題を解決するために鋭意研究し
た結果、鋼中乙こおけるA 7!とNの含有量をAI2
/N重量比と共に(Aff+2N)、即ち、ノ\I2量
とN量の2倍量とで規定し、かかる鋼を熱間圧延前に所
定の温度に加熱して、圧延後の、liN量を所定値以下
に抑えることにより、オーステナイト結晶粒粗大化温度
の高い鋼材が得られ、従って、かかる鋼材は焼きなまし
処理し、冷間加工し、この後に浸炭処理してもオーステ
ナイト結晶粒の粗大化か抑えられて、細粒組織を保持し
、かくして、肌焼鋼を製造するのに好適である方法を見
出して、本発明に至ったものである。
従って、本発明は、一般的には、オーステナイト結晶粒
粗大化温度の高い鋼材の製造方法を提供することを目的
とし、特に上記のように焼きなまし処理し、冷間加工し
、この後に浸炭処理しても、オーステナイ[・結晶粒か
粗大化せす、細粒組織を保持する肌焼鋼を得るのに好適
な鋼材の製造方法を提供することを目的とする。
本発明によるオーステナイト結晶粒粗大化温度の高いε
4材の製造方法は、An/N重量比か1.9〜3.5で
あり、且つ(Aβ+2N)を0.04.5〜0、065
重量%の範囲で含有する鋼を、熱間圧延前に次式で規定
される温度T(’c) T≧3750(Aβ%+2N%)+950(但し、元素
%は当該元素の鋼中の重量%を意味する。) に加熱し、この後に熱間圧延して、圧延後のA7!N含
有量を40 ppm以下としたことを特徴とする。
本発明の方法は、前記したように、焼きなまし処理によ
りその冷間加工性を良好にし、この後に冷間加工し、浸
炭処理する肌焼鋼の製造に好適であり、かかる肌焼鋼は
、通常、CO,05〜0.35重量%、S i 0.4
重量%以下及びM n 0.5〜2重量%を含有し、更
に、通當の合金元素、例えば、Cr、Mo、Ni、B等
を含有していてもよい。
Cは、浸炭処理後に鋼材を焼入れして、中心部の強度を
高くするために、少なくとも0.05重量%含有させる
ことか必要であるか、余りに多量に含有させるときは、
熱処理後の靭性を劣化させるので、」二限vJO135
重量%とする。
Slは脱酸剤として添加されるか、余りに多いときは冷
間加工性を著しく阻害するので、上限を0、4重量%と
する。
Mnは焼入れ性を増し、熱処理後の強度を高くするため
に必要な元素であるか、多すきるときは靭性を低下させ
るので、その含有量は0.5〜2.0重量%の範囲とす
る。
また、Crは焼入れ性を改善する元素としてMnと同様
にに有用であるか、含有量が多ずぎると、焼入れ強度を
高くしすぎて靭性を悪くするので、その含有量は0.7
〜1.5重量%とする。
他の合金元素については、例えは、MOは1重量%以下
、Ni3重量%以下、また、80.01市量%以下が好
適である。
本発明の方法において、鋼はAIlとNとをAβ/N重
量比か1.9〜3.5であり、且つ、(A I!+2N
)を0.045〜0.065重量%の範囲で含有するこ
とを要する。(A N + 2 N)量か上記範囲より
も少ないとき、及びAβ/N重量比か上記範囲からはす
れているときは、熱間圧延前に所定の温度に加熱し、熱
間圧延しても、焼きなまし処理後に冷間加工し、更にこ
の後に浸炭処理すると、この際にオーステナイト結晶粒
の粗大化を防くに足る量のAlxが析出せず、オーステ
ナイト結晶粒か粗大化する5一方、(Ap+2N)量が
上記範囲より多いときは、圧延前の加熱によって、鋼中
にAlxを十分に溶は込ますことかできす、やはり浸炭
時にオーステナイトか粗大化する。即ち、本発明におい
ては、鋼材料は(、a、12+2N)ft及びAβ/N
が共に所定の範囲にあることを要する。
更に、本発明の方法においては、上記のような鋼を熱間
圧延した後の鋼中のAlxか40 ppm 以下である
ことを要する。
このように熱間圧延後のAβNを4 o ppm以下に
するには、」二記のように本発明に従って所定量のA7
!及びNを含有する鋼を、熱間圧延前にその(へβ千2
N)iによって次式で規定される温度T(’C)以上に
加熱することによって達成される。
T≧3750(AI2%+2N%)士950(但し、元
素%は当該元素の鋼中の重量%を意味する。) 本発明者らの広範囲にわたる実験の結果、熱間圧延後の
鋼中のΔNNの量は、熱間圧延前の鋼加熱温度と明瞭な
相関関係を有し、鋼中の(Aβ→−21<)量力母曽す
につれて、熱間圧延後の鋼中のAr1くの量を40 p
pm以下とする下限温度は高くなり、この下限温度かほ
ぼ」二に示すような(Aβ+2N)量の一次関数として
規定されることか見出されたのである。
本発明の方法によれば、以上のように、(Aβ−+−2
N)itとA e / N重量比を特定した鋼材を、熱
間圧延前に上記(A7!+2N)ffiによって前記式
にて規定される温度以上に加熱することにより、圧延後
のAβ/Nを4.0 ppm以下とすることができ、且
つ、このように圧延後のAI2/Nを40ppm以下と
することによって、そのオーステナイト結晶粒粗大化温
度を高めることかできる。このようにして得られる鋼材
は、焼きなまし処理し、冷間加工した後に、浸炭処理し
ても、オーステナイト結晶粒の粗大化か抑えられ、かく
して、細粒組織を保持することができる肌焼鋼を得るこ
とかできる。
以下に実施例を挙げて本発明をより詳細りこ具体的に説
明する。
実施例1 第1表に示す化学成分組成を有する肌焼鋼を1250°
Cの加熱炉中て加熱した後、直径15mmの線材に圧延
し、これを740°Cの温度で焼きなまし処理した後、
50%の加工率で冷間加工し、次いで、平均加熱速度1
°C/分で950°Cに穿温し、この温度に3時間保持
した後、オーステナイト粒の粗大化率を測定した。尚、
ここに、オーステナイ]・粒の粗大化率は、粒度No、
 6より大きい結晶粒の割合である。結果を第1回に示
す。(AI2+2N>1及びA#l/N重量比の少なく
とも一方が本発明の範囲外にあるとき、オーステナイト
粗大化率が著しく大きいことか明らかである。
次に、第1表に示す本発明鋼について、熱間圧延前に第
2表に示す各温度に加熱した後、直径151111の線
材に圧延し、これを740°Cの温度で焼きなまし処理
した後、10%又は50%の加工率で冷間加工し、次い
で、平均加熱速度1°C/分で950°Cに昇温し、こ
の温度に3時間保持した後、オーステナイト粒の粗大化
率を測定した。結果を第2表及び第2図に示すように、
本発明に従って、鋼材を熱間圧延前にその(Aβ+2N
)ffiによって前記式で規定される温度以上に加熱し
、この後に熱間圧延して得られる鋼は、いずれもAρN
が40 ppm以下であって、焼きなまし処理後に冷間
加工し、更に高温熱処理しても、組織は細粒組織を保っ
ている。しかし、熱間圧延前の温度が前記式で規定され
る温度以下であるときは、いずれも圧延後のΔe/N量
か40 ppmを越えるので、浸炭処理時乙こオーステ
ナイト結晶粒の粗大化か著しい。
第1図は、鋼Bを1150°Cに加熱した後、熱間圧延
して得られた圧延後のAl2Nが56 ppmである鋼
材について、焼きなまし処理後に種々の加工率て冷間加
Xしたときの顕微鏡組織を示す写真である。同様に、第
4図は鋼Cを1250°Cに加熱した後にりJ)間圧延
し、圧延後のAANが18ppmである鋼材について、
また、第5図は鋼りを]100°Cに加熱した後に熱間
圧延し、圧延後のAll!Nか59 ppmである鋼材
について、更に、第6図は鋼りを950 ’Cに加熱し
た後に熱間圧延し、圧延後のAl2Nか143ppmで
ある鋼材について、それぞれ焼きなまし処理後、種々の
加工率て冷間加工を行なってから、平均加熱速度1°C
/分で950゛Cに昇温し、この温度に3時間保持した
後、水冷して得た1i7材の顕微鏡写真である。
圧延後のAβNiか40 ppm以下であるとき、オー
ステナイト結晶粒の粗大化は観察されないが、圧延後の
AaN量が40 ppm以上であるとき、加工率10%
及び40%以上の場合に粗大化が顕著であることが明ら
かである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法に従って処理しない鋼材について
、種々の冷間加工率で加工したときの顕微鏡組織を示す
写真、第2図は本発明鋼及び比較鋼において、(Aβ千
2N)量及びAff/N重量比に対する浸炭処理時のオ
ーステナイ[・結晶粗大化率の関係を示すグラフ、第3
図は本発明鋼及び比較鋼において、(An+2N)量及
び熱間圧延前の鋼加熱温度に対する圧延後のApN量の
関係を示すグラフ、第4図は本発明の方法に従って処理
した鋼材について、種々の冷間加工率で加工したときの
顕微鏡組織を示す写真、第5図及び第6図は、第1図と
同様に、本発明の方法に従って処理しない鋼材について
、種々の冷間加工率で加工したときの顕微鏡組織を示す
写真である。 Ap、+2N<tt76) 第3図 ′:+←弓i゛己ζい θ、θりθ         72/θ0(混生21V
ン (午+う4・) 第1頁の続き 0発 明 者 澤田裕治 神戸市灘区土山町8−3−113

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Ap、/N止量比が1.9〜3.5であり、且つ
    (A6−i−2N)を0.045〜0.065 重量%
    (7) 範囲で含有する鋼を、熱間圧延前に次式で規定
    される温度T(’C) T≧3150<A1%+2N%)+950(但し、元素
    %は当該元素の鋼中の重量%を意味する。) に加熱し、この後に熱間圧延して、圧延後のAIN含有
    量を4. Oppm g下としたことを特徴とするオー
    ステナイト結晶粒粗大化温度の高い鋼材の製造方法。
  2. (2)鋼かC005〜0.35重量%、SiO,4重量
    %以下、M n 0.5〜2重量%、及びAβ/N重量
    比力川、9〜365てあり、且つ(Ap+2N)を0゜
    045〜0.065重量%含有し、残部鉄及び連木の合
    金元素と不可避的不純物よりなることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のオーステナイト結晶粒粗大化温
    度の高い鋼材の製造方法。
  3. (3)鋼がC0,05〜0.35重量%、Si0.4重
    量%以下、M n 0.5〜2重量%、Cr O,7〜
    1.5 重量%、及びAn/N重量比が1.9〜3.5
    であり、且つ(A、g+2N)を0.045〜0.06
    5重量%含有し、残部鉄及び不可避的不純物よりなるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載のオーステナ
    イト結晶粒粗大化温度の高い鋼材の製造方法。
JP22824782A 1982-12-30 1982-12-30 オ−ステナイト結晶粒粗大化温度の高い鋼材の製造方法 Granted JPS59123714A (ja)

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