JPS61163217A - 高Ｃｒ鋼線材の焼鈍方法 - Google Patents
高Ｃｒ鋼線材の焼鈍方法Info
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- JPS61163217A JPS61163217A JP133385A JP133385A JPS61163217A JP S61163217 A JPS61163217 A JP S61163217A JP 133385 A JP133385 A JP 133385A JP 133385 A JP133385 A JP 133385A JP S61163217 A JPS61163217 A JP S61163217A
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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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/525—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods
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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
（産業上の利用分野）
本発明は高Ｃｒ＃１線材の焼鈍方法に関するものである
。 （従来の技術） 冷間鍛造は近年急速に発展した加工技術であるが、硬質
で成型性の悪い中炭素鋼や低合金鋼を用いる場合には、
冷間加工性を向上させるために鋼中の炭化物を球状化す
るための焼鈍処理が行なわれる。 ところで通常の熱間圧延線材では炭化物は層状のノセー
ライト組織となっており、この炭化物を球状化するため
には、Ａｌ変態点以上の温度に数時間保持して炭化物の
一部をオーステナイト中に固溶させ、その後に徐冷また
はＡ１変態点直下に数時間保持して固溶した炭素を残留
する炭化物のまわりに析出球状化させなければならない
。 しかしＡ、変態点以上の温度では炭素の拡散速度が非常
に早く、焼鈍雰囲気ガス中に水分や酸素等の脱炭性成分
が存在すると、鋼材表面においてこれら成分と炭素が速
やかに反応し脱炭が進行する。 この脱炭層が存在すると冷間鍛造後の製品表面が所期の
硬さに達しなくなる等の不都合が生じる。 また、ＪＩＳにおいても第１表に示す脱炭許容基準があ
シ、焼鈍後の脱炭層深さをこれらの値以下としなければ
ならない。 このため、Ａｌ変態点以上の温度で焼鈍を行なう場合に
は、雰囲気ガスとして浸炭や脱炭が生じないように制御
したｌ’ＬＸガス（空気とプロパンガスを混合し加熱変
成したもので、００ζ２４％ 、 Ｏ（ｈ＃０．５％、
Ｎ２ ：３０％、残りはＮ２からなるガス）等の還元
ガスが一般に用いられている。この場合鋼材表面に付着
したスケールは酸素源となり、００や■■２等と反応し
てＣＯ２やＩｈＯ等の脱炭性ガスを生じるため、焼鈍前
に酸洗してスケールを除去することが常識となっている
。 第１表 冷間鍛造用鋼の許容脱炭深さ （ＪＩＳ）（単
位間） （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらの対策は非常に高価であるばかり
でなく、ＣＯやＮ２等の還元性ガスの使用には爆発の危
険性もあり、操業には十分な安全対策が必要である。そ
のため、スケールが付着した筐まの鋼ＩＭ”ｆｃＮｘ等
の不活性ガス中で焼鈍する方法（特公昭５７−８８４９
号公報）が試みられているが、鋼Ｉ表面スケールは局部
的に極めて剥離しやすく、この剥離した部分はＮ２ガス
中の水分が鋼中の
。 （従来の技術） 冷間鍛造は近年急速に発展した加工技術であるが、硬質
で成型性の悪い中炭素鋼や低合金鋼を用いる場合には、
冷間加工性を向上させるために鋼中の炭化物を球状化す
るための焼鈍処理が行なわれる。 ところで通常の熱間圧延線材では炭化物は層状のノセー
ライト組織となっており、この炭化物を球状化するため
には、Ａｌ変態点以上の温度に数時間保持して炭化物の
一部をオーステナイト中に固溶させ、その後に徐冷また
はＡ１変態点直下に数時間保持して固溶した炭素を残留
する炭化物のまわりに析出球状化させなければならない
。 しかしＡ、変態点以上の温度では炭素の拡散速度が非常
に早く、焼鈍雰囲気ガス中に水分や酸素等の脱炭性成分
が存在すると、鋼材表面においてこれら成分と炭素が速
やかに反応し脱炭が進行する。 この脱炭層が存在すると冷間鍛造後の製品表面が所期の
硬さに達しなくなる等の不都合が生じる。 また、ＪＩＳにおいても第１表に示す脱炭許容基準があ
シ、焼鈍後の脱炭層深さをこれらの値以下としなければ
ならない。 このため、Ａｌ変態点以上の温度で焼鈍を行なう場合に
は、雰囲気ガスとして浸炭や脱炭が生じないように制御
したｌ’ＬＸガス（空気とプロパンガスを混合し加熱変
成したもので、００ζ２４％ 、 Ｏ（ｈ＃０．５％、
Ｎ２ ：３０％、残りはＮ２からなるガス）等の還元
ガスが一般に用いられている。この場合鋼材表面に付着
したスケールは酸素源となり、００や■■２等と反応し
てＣＯ２やＩｈＯ等の脱炭性ガスを生じるため、焼鈍前
に酸洗してスケールを除去することが常識となっている
。 第１表 冷間鍛造用鋼の許容脱炭深さ （ＪＩＳ）（単
位間） （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらの対策は非常に高価であるばかり
でなく、ＣＯやＮ２等の還元性ガスの使用には爆発の危
険性もあり、操業には十分な安全対策が必要である。そ
のため、スケールが付着した筐まの鋼ＩＭ”ｆｃＮｘ等
の不活性ガス中で焼鈍する方法（特公昭５７−８８４９
号公報）が試みられているが、鋼Ｉ表面スケールは局部
的に極めて剥離しやすく、この剥離した部分はＮ２ガス
中の水分が鋼中の
〔０〕と反応し脱炭が進行する。従っ
て、この部分も含めて脱炭を抑制するには極めて低い水
分含有量に抑える必要がある。また、スケールが付着し
たままで焼鈍するために、焼鈍中にスケールが変質し、
スケールの酸洗性が悪化するので工業的には非常に困難
である。 また、スケールの除去工程は省略できないが、高価なＲ
Ｘガスに代わる脱炭防止手段として低級炭化水素ガス等
の浸炭性ガス雰囲気中での熱処理方法が知られている。 この場合、浸炭反応が進行し、鋼材の軟化を目的とする
焼鈍処理においてこの方法を用いることは極めて不都合
であるほか、低級炭化水素の分解で生じた炭素がススと
なって炉内壁や処理鋼材を汚染するため、実用的にはむ
しろ忌避されている。 （間融点を解決するための手段、作用）本発明者等は柚
々の実験研究の結果、Ｃｒを添加した鋼材を熱間圧延し
た後表面スケールを除去し、Ｎ２等の不活性ガス雰囲気
中で焼鈍することにより、従来のＣｒなしの冷鍛用鋼を
スケール付着まま、まｆＩ：、はスケール酸洗しＮ２ガ
ス中で焼鈍した場合に比べ、脱炭進行量を大幅に低減で
きることを見いだした。また、不活性ガス中の水分量に
ついては、０．０３％（容量）以下という若干の含有水
分量の低減により脱炭の進行量はとんど抑制できること
を発見した。また、焼鈍後のスケール酸洗性も悪化させ
ないことも見いだした。 本願はこれらの知見をもとに、圧延スケールを除去した
鋼材においてスケールの酸洗性ヲ悪化させずに、同時に
高価なＲＸガス全使用することなしに、鋼材の脱炭反応
を抑制しつつ焼鈍する方法を提供するものであり、熱間
圧延時の脱炭も著しく低減するものである。 即ち本発明は、Ｃｒ含有量０．５〜１．５％の鋼片を熱
間圧延後、表面スケールを除去し、水分含有量０．０３
％（容量）以下の不活性ガス雰囲気中で焼鈍することを
特徴とする高Ｃｒ鋼線材の焼鈍方法である。 本発明に於けるＣｒ含有量ならびに雰囲気条件の限定理
由を以下に説明する。 焼鈍における脱炭反応は鋼材表面のガス反応と鋼中Ｏの
拡散速度に支配されることは周知の通りであるが、水分
を含有している不活性雰囲気中では表面ガス反応速度が
早いため鋼中０の拡散律速になっている。この鋼中００
拡散速度を左右する因子としてはＣの拡散係数、０活景
等がある。Ｃｒはこの０活量を著しく低下させ、その結
果脱炭進行を抑制するものである。 捷た、Ｃｒは６５０〜７５０℃の焼鈍温度域の場合、低
水分含有量の不活性雰囲気中でも容易に酸化物を生成す
る特徴がある。この酸化物はスピネル型のＦｅＯ・Ｃｒ
２０Ｂであり、１μ以下の非常に薄くかつ緻密な層状
をなしておシ、雰囲気ガス中の脱炭性ガスの侵入を抑制
するのみならず鋼中からの０の拡散も抑制し、脱炭の進
行を抑える効果がある。 Ｃｒ含有ｆｔ ０．５１未満では脱炭防止効果が不十分
であｐ、１．５０％を超えるとこの効果が飽和し経済的
でないことのほかＣｒによる固溶硬化が生じ、変形抵抗
の増加全招き、冷鍛用鋼としては好ましくない。また、
表層のＣｒ酸化物のスケールが厚くなり、熱間圧延後捷
たに焼鈍後のスケール酸洗性を悪化させる。従って０．
５％〜１．５％と定めた。 焼鈍前にスケールを除去するのは、焼鈍中に鋼中のＣｒ
とスケールとが反応し、焼鈍後のスケール酸洗性を著し
く悪化させるためである。 その他の化学成分は、通常この種の焼鈍用鋼に含１れる
成分範囲であればよい。 雰囲気ガスとしては水分０．０３％（容量）以下の不活
性ガスを使用する。本発明ではＣｒ添加により脱炭を減
少できるが、雰囲気ガスに含捷れる酸素および水分量は
少ないほど好ましい。本発明に於いて水分量０．０３％
（容量）以下と定めた理由は、Ｎ２等の不活性ガス中に
０．０３％（容量）超の水分が含１れると鋼材表層に生
成されるＣｒ酸化物の生成が著しく進み、スケールに亀
裂や空孔が生じ、雰囲気ガスの水分の侵入や鋼中からの
０拡散の抑制効果が減少し、脱炭の進行を抑えることが
困雛になるためである。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す。 第２表に供試材の化学成分を示す。表中Ｂ１〜Ｂ４は比
較例で、他はすべて実施例である。鋼は溶解稜鍛造せた
は圧延により１６２酵角鋼片となし、害に示す。 第２表 供試材の化学成分 （ｗｔ％）第３表
供試材の初期脱炭層深さおよびスケール厚さ実施例のＡ
１−Ａ４は酸洗によりスケールを除去した後Ｎ２中で焼
鈍したのに対し、比較例のＢｌ、 Ｂ２はスケール付き
のままＮ２中で焼鈍し、Ｂ３、Ｂ４はスケールを除去し
た後Ｎ２中で焼鈍した。第４表に焼鈍条件と焼鈍後の脱
炭層深さを示す。焼鈍炉の雰囲気ガスは純度９９．９％
以上のＮ２ガスを使用し、酸洗して線材表面のスケール
を除去したＣｒ添加鋼を焼鈍した場合（実施例）と、ス
ケール付着ままの通常鋼を焼鈍し′ｆｉ−場合（比較例
１）と、スケールを除去した場合（比較例２）を示す。 Ｎ２ガス中の水分は、炉を十分密封し炉内圧を若干正圧
とし次状態で、乾燥Ｎ２ガスに飽和水蒸気量を含む湿潤
Ｎ２ガスを所定量混合し、第４表に記載した水分に調整
した。なお水分の測定は露点温度を測定することによっ
て行なった。 第４表に示すように、本発明法による焼鈍線材は焼鈍中
の脱炭はほとんどなく、いずれもＪＩＳＯ脱炭許容基準
を十分満足するものである。また第５表にスケールの塩
酸酸洗剥離性を示すが、比較例に比べ著しく向上してい
る。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明法によｐ焼鈍することによ
υ線材表面の脱炭をほとんど進行させることなく鋼中の
炭化物を球状化させるので、従来焼鈍雰囲気に使用して
いた高価な００やＮ２等の還元性ガス（ＲＸガス）にか
わってＮ２ガス等の不活性ガスという安価で安全な雰囲
気ガス全使用することができ、同時に焼鈍後のスケール
酸洗性の悪化や熱間圧延後の脱炭を防止することができ
る。 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 他２名
て、この部分も含めて脱炭を抑制するには極めて低い水
分含有量に抑える必要がある。また、スケールが付着し
たままで焼鈍するために、焼鈍中にスケールが変質し、
スケールの酸洗性が悪化するので工業的には非常に困難
である。 また、スケールの除去工程は省略できないが、高価なＲ
Ｘガスに代わる脱炭防止手段として低級炭化水素ガス等
の浸炭性ガス雰囲気中での熱処理方法が知られている。 この場合、浸炭反応が進行し、鋼材の軟化を目的とする
焼鈍処理においてこの方法を用いることは極めて不都合
であるほか、低級炭化水素の分解で生じた炭素がススと
なって炉内壁や処理鋼材を汚染するため、実用的にはむ
しろ忌避されている。 （間融点を解決するための手段、作用）本発明者等は柚
々の実験研究の結果、Ｃｒを添加した鋼材を熱間圧延し
た後表面スケールを除去し、Ｎ２等の不活性ガス雰囲気
中で焼鈍することにより、従来のＣｒなしの冷鍛用鋼を
スケール付着まま、まｆＩ：、はスケール酸洗しＮ２ガ
ス中で焼鈍した場合に比べ、脱炭進行量を大幅に低減で
きることを見いだした。また、不活性ガス中の水分量に
ついては、０．０３％（容量）以下という若干の含有水
分量の低減により脱炭の進行量はとんど抑制できること
を発見した。また、焼鈍後のスケール酸洗性も悪化させ
ないことも見いだした。 本願はこれらの知見をもとに、圧延スケールを除去した
鋼材においてスケールの酸洗性ヲ悪化させずに、同時に
高価なＲＸガス全使用することなしに、鋼材の脱炭反応
を抑制しつつ焼鈍する方法を提供するものであり、熱間
圧延時の脱炭も著しく低減するものである。 即ち本発明は、Ｃｒ含有量０．５〜１．５％の鋼片を熱
間圧延後、表面スケールを除去し、水分含有量０．０３
％（容量）以下の不活性ガス雰囲気中で焼鈍することを
特徴とする高Ｃｒ鋼線材の焼鈍方法である。 本発明に於けるＣｒ含有量ならびに雰囲気条件の限定理
由を以下に説明する。 焼鈍における脱炭反応は鋼材表面のガス反応と鋼中Ｏの
拡散速度に支配されることは周知の通りであるが、水分
を含有している不活性雰囲気中では表面ガス反応速度が
早いため鋼中０の拡散律速になっている。この鋼中００
拡散速度を左右する因子としてはＣの拡散係数、０活景
等がある。Ｃｒはこの０活量を著しく低下させ、その結
果脱炭進行を抑制するものである。 捷た、Ｃｒは６５０〜７５０℃の焼鈍温度域の場合、低
水分含有量の不活性雰囲気中でも容易に酸化物を生成す
る特徴がある。この酸化物はスピネル型のＦｅＯ・Ｃｒ
２０Ｂであり、１μ以下の非常に薄くかつ緻密な層状
をなしておシ、雰囲気ガス中の脱炭性ガスの侵入を抑制
するのみならず鋼中からの０の拡散も抑制し、脱炭の進
行を抑える効果がある。 Ｃｒ含有ｆｔ ０．５１未満では脱炭防止効果が不十分
であｐ、１．５０％を超えるとこの効果が飽和し経済的
でないことのほかＣｒによる固溶硬化が生じ、変形抵抗
の増加全招き、冷鍛用鋼としては好ましくない。また、
表層のＣｒ酸化物のスケールが厚くなり、熱間圧延後捷
たに焼鈍後のスケール酸洗性を悪化させる。従って０．
５％〜１．５％と定めた。 焼鈍前にスケールを除去するのは、焼鈍中に鋼中のＣｒ
とスケールとが反応し、焼鈍後のスケール酸洗性を著し
く悪化させるためである。 その他の化学成分は、通常この種の焼鈍用鋼に含１れる
成分範囲であればよい。 雰囲気ガスとしては水分０．０３％（容量）以下の不活
性ガスを使用する。本発明ではＣｒ添加により脱炭を減
少できるが、雰囲気ガスに含捷れる酸素および水分量は
少ないほど好ましい。本発明に於いて水分量０．０３％
（容量）以下と定めた理由は、Ｎ２等の不活性ガス中に
０．０３％（容量）超の水分が含１れると鋼材表層に生
成されるＣｒ酸化物の生成が著しく進み、スケールに亀
裂や空孔が生じ、雰囲気ガスの水分の侵入や鋼中からの
０拡散の抑制効果が減少し、脱炭の進行を抑えることが
困雛になるためである。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す。 第２表に供試材の化学成分を示す。表中Ｂ１〜Ｂ４は比
較例で、他はすべて実施例である。鋼は溶解稜鍛造せた
は圧延により１６２酵角鋼片となし、害に示す。 第２表 供試材の化学成分 （ｗｔ％）第３表
供試材の初期脱炭層深さおよびスケール厚さ実施例のＡ
１−Ａ４は酸洗によりスケールを除去した後Ｎ２中で焼
鈍したのに対し、比較例のＢｌ、 Ｂ２はスケール付き
のままＮ２中で焼鈍し、Ｂ３、Ｂ４はスケールを除去し
た後Ｎ２中で焼鈍した。第４表に焼鈍条件と焼鈍後の脱
炭層深さを示す。焼鈍炉の雰囲気ガスは純度９９．９％
以上のＮ２ガスを使用し、酸洗して線材表面のスケール
を除去したＣｒ添加鋼を焼鈍した場合（実施例）と、ス
ケール付着ままの通常鋼を焼鈍し′ｆｉ−場合（比較例
１）と、スケールを除去した場合（比較例２）を示す。 Ｎ２ガス中の水分は、炉を十分密封し炉内圧を若干正圧
とし次状態で、乾燥Ｎ２ガスに飽和水蒸気量を含む湿潤
Ｎ２ガスを所定量混合し、第４表に記載した水分に調整
した。なお水分の測定は露点温度を測定することによっ
て行なった。 第４表に示すように、本発明法による焼鈍線材は焼鈍中
の脱炭はほとんどなく、いずれもＪＩＳＯ脱炭許容基準
を十分満足するものである。また第５表にスケールの塩
酸酸洗剥離性を示すが、比較例に比べ著しく向上してい
る。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明法によｐ焼鈍することによ
υ線材表面の脱炭をほとんど進行させることなく鋼中の
炭化物を球状化させるので、従来焼鈍雰囲気に使用して
いた高価な００やＮ２等の還元性ガス（ＲＸガス）にか
わってＮ２ガス等の不活性ガスという安価で安全な雰囲
気ガス全使用することができ、同時に焼鈍後のスケール
酸洗性の悪化や熱間圧延後の脱炭を防止することができ
る。 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 他２名
Claims (1)
- （１）Ｃｒ含有量０．５〜１．５％の鋼片を熱間圧延後
、表面スケールを除去し、水分含有量０．０３％（容量
）以下の不活性ガス雰囲気中で焼鈍することを特徴とす
る高Ｃｒ鋼線材の焼鈍方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP133385A JPS61163217A (ja) | 1985-01-08 | 1985-01-08 | 高Ｃｒ鋼線材の焼鈍方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP133385A JPS61163217A (ja) | 1985-01-08 | 1985-01-08 | 高Ｃｒ鋼線材の焼鈍方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61163217A true JPS61163217A (ja) | 1986-07-23 |
| JPS6360099B2 JPS6360099B2 (ja) | 1988-11-22 |
Family
ID=11498569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP133385A Granted JPS61163217A (ja) | 1985-01-08 | 1985-01-08 | 高Ｃｒ鋼線材の焼鈍方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61163217A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5280214A (en) * | 1975-12-27 | 1977-07-05 | Nippon Steel Corp | Preparation of annealed carbon steel wire |
| JPS54107810A (en) * | 1978-02-14 | 1979-08-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Heat-treating method for steel rod |
| JPS5681635A (en) * | 1979-12-07 | 1981-07-03 | Nippon Steel Corp | Manufacture of spheroidizing annealed wire rod |
| JPS5816033A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-01-29 | Shinko Kosen Kogyo Kk | 線材の熱処理方法 |
| JPS59113124A (ja) * | 1982-12-18 | 1984-06-29 | Nippon Steel Corp | 鋼材の雰囲気焼鈍方法 |
-
1985
- 1985-01-08 JP JP133385A patent/JPS61163217A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5280214A (en) * | 1975-12-27 | 1977-07-05 | Nippon Steel Corp | Preparation of annealed carbon steel wire |
| JPS54107810A (en) * | 1978-02-14 | 1979-08-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Heat-treating method for steel rod |
| JPS5681635A (en) * | 1979-12-07 | 1981-07-03 | Nippon Steel Corp | Manufacture of spheroidizing annealed wire rod |
| JPS5816033A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-01-29 | Shinko Kosen Kogyo Kk | 線材の熱処理方法 |
| JPS59113124A (ja) * | 1982-12-18 | 1984-06-29 | Nippon Steel Corp | 鋼材の雰囲気焼鈍方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6360099B2 (ja) | 1988-11-22 |
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