JP2010222696A - Quenched and tempered steel strip, and method for producing the same - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a quenched and tempered steel strip provided with wear resistance and fatigue properties equal to those of parts obtainable by the conventional general process. <P>SOLUTION: The quenched and tempered steel strip has a chemical composition comprising ≥0.3 mass% C, and in which C equivalent is ≥0.3% expressed by formula (1): C equivalent (%)=C+Si/24+Mn/6+Cr/5+B×5+V/14+Mo/4+Ni/40, and in which average hardness of the surface layer part 50 μm is regulated to ≥450 HV, by quenching and tempering treatment accompanied by rapid cooling from an austenite temperature region after a carburizing treatment and also, a difference between the carbon concentration C<SB>s</SB>(mass%) in the surface and the average carbon concentration C<SB>M</SB>(mass%) in the steel: ΔC=C<SB>S</SB>-C<SB>M</SB>is ≥0.03 mass%. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、焼入れ焼戻しやオーステンパーなどの調質熱処理が施された鋼帯であって、耐摩耗性、疲労特性が要求される機械構造用部品、例えばバルブシート類に好適な鋼帯、およびその製造方法に関する。この鋼帯は、既に調質熱処理が施されたものであり、部品加工後における熱処理を不要とするものである。   The present invention is a steel strip that has been subjected to a tempering heat treatment such as quenching and tempering or austemper, and is suitable for mechanical structural parts that require wear resistance and fatigue characteristics, such as valve strips, and It relates to the manufacturing method. This steel strip has already been subjected to tempering heat treatment, and does not require heat treatment after parts processing.

一般の浸炭法には、固体浸炭法、液体浸炭法、ガス浸炭法、真空浸炭法があり、いずれも小型部品に主に適用されている。固体浸炭法は被処理物を浸炭箱に入れ、十分な浸炭性ガスを発生させるため多量の浸炭剤を充填し、密封して、約８５０℃以上に加熱するものである。液体浸炭法は、浸炭剤を含有する塩浴剤などに被処理物を浸漬するものである。ガス浸炭法は最も広く用いられている浸炭法であり、９００〜１０００℃付近で変成ガス（ＣＯ、Ｈ₂、Ｎ₂、ＣＨ₄、ＣＯ₂）によって浸炭を行うものである。真空浸炭法は、減圧下に置かれた高温の被処理物にメタン、プロパン、エチレン、アセチレンなどのガスを直接作用させて浸炭するものである。 Common carburizing methods include a solid carburizing method, a liquid carburizing method, a gas carburizing method, and a vacuum carburizing method, all of which are mainly applied to small parts. In the solid carburizing method, an object to be treated is placed in a carburizing box, filled with a large amount of carburizing agent to generate sufficient carburizing gas, sealed, and heated to about 850 ° C. or higher. In the liquid carburizing method, an object to be treated is immersed in a salt bath containing a carburizing agent. The gas carburizing method is the most widely used carburizing method, and carburizing is performed at around 900 to 1000 ° C. with metamorphic gases (CO, H ₂ , N ₂ , CH ₄ , CO ₂ ). In the vacuum carburizing method, carburizing is performed by causing a gas such as methane, propane, ethylene, acetylene to directly act on a high-temperature object to be processed placed under reduced pressure.

これらの方法は、いずれもバッチ式で高価な浸炭設備が必要である。また、被処理物の大きさが浸炭箱、塩浴槽、加熱炉などの大きさに制約されるので、大型部品の大量生産には適用しにくい。浸炭には通常、長時間を要することから、多大なエネルギーを要するという問題もある。   Both of these methods require batch and expensive carburizing equipment. Moreover, since the size of the object to be treated is limited by the size of the carburizing box, salt bath, heating furnace, etc., it is difficult to apply to mass production of large parts. Since carburizing usually takes a long time, there is also a problem that a great deal of energy is required.

バッチ式で大量生産が可能な浸炭方法としては、浸炭剤を塗布する塗布浸炭型の浸炭法がある（特許文献１〜３）。これらは浸炭組成物（オレフィン系重合体樹脂に木炭を分散させた水性塗料）を塗布し、その鋼板を積層させるか、または鋼帯のまま、大気中９００〜１２００℃に加熱して浸炭させる方法である。しかし、９００℃以上の高温熱処理を大気雰囲気で行うことから、設備自体が酸化する問題や大気中でのガス流動で浸炭の不均一が発生する問題があり、実用的ではない。また、高温加熱のため製品の結晶粒が粗大化しやすく、疲労特性や衝撃値が低下する場合がある。   As a carburizing method capable of mass production in a batch type, there is a coating carburizing type carburizing method in which a carburizing agent is applied (Patent Documents 1 to 3). These are carburizing compositions (water-based paints in which charcoal is dispersed in an olefin polymer resin) and laminating the steel plates, or heating them to 900 to 1200 ° C. in the atmosphere while carving them to carburize them. It is. However, since high temperature heat treatment at 900 ° C. or higher is performed in an air atmosphere, there are problems that the equipment itself is oxidized and that carburization is uneven due to gas flow in the air, which is not practical. In addition, because of high-temperature heating, the crystal grains of the product are likely to be coarsened, and the fatigue characteristics and impact value may be reduced.

一方、連続ラインで浸炭鋼帯を製造する方法も提案されている（特許文献４、５）。特許文献４は、極低炭素鋼の打抜き性を改善するため、連続焼鈍設備に浸炭ガスを導入して鋼板表面の０.５〜１００μｍ領域に炭素濃度０.０１％以下の浸炭層を形成させるものである。特許文献５は、ループ式として浸炭を安定化させたものである。しかしながら、いずれも連続式のため、浸炭深さは浅く、浸炭層の炭素濃度も低い。   On the other hand, a method for producing a carburized steel strip in a continuous line has also been proposed (Patent Documents 4 and 5). In Patent Document 4, in order to improve the punchability of ultra-low carbon steel, a carburizing gas is introduced into a continuous annealing facility to form a carburized layer having a carbon concentration of 0.01% or less in a region of 0.5 to 100 μm on the surface of the steel plate. Is. Patent Document 5 stabilizes carburization as a loop type. However, since both are continuous, the carburization depth is shallow and the carbon concentration of the carburized layer is low.

特開２０００−１１９８３８号公報JP 2000-119838 A 特開２００１−１０７２１７号公報JP 2001-107217 A 特開２００１−１１５２４９号公報JP 2001-115249 A 特開平５−２０２４２５号公報JP-A-5-202425 特開平７−１９７２３１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-197231

浸炭に関する従来の問題点を整理すると以下のとおりである。
［１］一般的な浸炭の方法では、高価なバッチ浸炭設備が必要となり、処理される部品は設備の大きさに制約され、通常は小型部品に限定される。鋼帯の状態でバッチ浸炭する場合には大型の浸炭設備が新たに必要であるとともに浸炭に長時間を要するため、設備的およびエネルギー的に多大なコスト増を招く。
［２］バッチ式ガス浸炭や従来の塗布型浸炭は９００〜１２００℃の高温で処理されるため、製品の結晶粒が粗大化しやすく、疲労特性や衝撃値が低下する場合がある。
［３］塗布型浸炭法の雰囲気が大気の場合、鋼帯外周側の酸化（脱炭）が起こり、歩留まりが低下する。 The conventional problems related to carburizing are summarized as follows.
[1] A general carburizing method requires expensive batch carburizing equipment, and the parts to be processed are limited by the size of the equipment and are usually limited to small parts. In the case of batch carburizing in the state of a steel strip, a large-scale carburizing facility is newly required and a long time is required for carburizing, resulting in a significant increase in equipment and energy costs.
[2] Since batch type gas carburizing and conventional coating type carburizing are processed at a high temperature of 900 to 1200 ° C., the crystal grains of the product are likely to be coarsened, and the fatigue characteristics and impact value may be reduced.
[3] When the atmosphere of the coating-type carburizing method is air, oxidation (decarburization) occurs on the outer peripheral side of the steel strip, and the yield decreases.

［４］連続ラインで焼入れ焼戻し処理する場合は、脱炭を防止するために浸炭雰囲気に調整された「調整ガス」を使用することが望まれるが、それにはコスト増を伴う。しかも、焼入れを行う上で通板速度の下限には制約があり、実際には十分な脱炭防止（浸炭化）が難しい。素材に脱炭がある場合、焼入れ時に焼戻り現象（連続的に焼入れる場合に焼入れ温度が低下する現象）が生じてフェライト相が生成する場合があり、耐摩耗性や疲労特性の低下を招く要因となる。
［５］連続浸炭設備で浸炭させた鋼帯は、浸炭深さが浅く、表面の炭素濃度も低い。この鋼帯を通常の連続焼入れ焼戻し設備（窒素ガス雰囲気）に通板した場合には、加熱時の表面脱炭は免れず、上記の焼戻り現象の懸念が残る。これを解消するためにはやはり調整ガスを使用する必要があり、コスト増を招く。
［６］連続浸炭設備において浸炭深さの増大を図る手段として、（i）浸炭温度の上昇（Ｃの拡散係数の増大）、（ii）浸炭時間の延長が考えられる。しかし（i）は炉体寿命の低下を招き、（ii）はラインの長大化を招くので、いずれも多大なコスト増を伴う。 [4] When quenching and tempering in a continuous line, it is desirable to use “adjusted gas” adjusted to a carburizing atmosphere to prevent decarburization, but this involves an increase in cost. In addition, the lower limit of the sheet passing speed is limited in quenching, and in practice, it is difficult to prevent sufficient decarburization (carburization). If the material is decarburized, a tempering phenomenon (a phenomenon in which the quenching temperature decreases when quenching continuously) may occur and a ferrite phase may be generated, resulting in a decrease in wear resistance and fatigue characteristics. It becomes a factor.
[5] The steel strip carburized by the continuous carburizing equipment has a shallow carburization depth and a low carbon concentration on the surface. When this steel strip is passed through normal continuous quenching and tempering equipment (nitrogen gas atmosphere), surface decarburization during heating cannot be avoided, and there is a concern about the tempering phenomenon. In order to solve this problem, it is necessary to use the adjustment gas, resulting in an increase in cost.
[6] As means for increasing the carburization depth in the continuous carburizing equipment, (i) an increase in the carburizing temperature (increase in the diffusion coefficient of C) and (ii) an extension of the carburizing time can be considered. However, (i) leads to a decrease in the life of the furnace body, and (ii) leads to an increase in the length of the line.

従来、耐摩耗性が要求される高強度機械部品は、軟質な素材（例えば鋼帯）から採取した材料を用いて部品形状に成形加工し、その後、浸炭や、焼入れ焼戻しなどの調質熱処理を施すプロセスをとることが多い。一方、既に調質熱処理を終えて高硬度化されている素材（例えば焼入れ焼戻し鋼帯）を用いても成形加工が可能な形状の部品では、部品加工後の熱処理を省略するために、調質熱処理済みの素材を用いることがコスト的に有利となる。しかし上述のように、鋼帯の状態で効率の良い浸炭を行うことは必ずしも容易ではなく、したがって、従来一般的なプロセスで得られる部品と同等の耐摩耗性や疲労特性を具備した調質熱処理済み鋼帯を得ることは難しかった。   Conventionally, high-strength mechanical parts that require wear resistance are molded into parts using materials taken from soft materials (for example, steel strips), and then subjected to tempering heat treatment such as carburizing and quenching and tempering. Often the process of applying. On the other hand, in the case of parts that can be formed even using a material that has already undergone tempering heat treatment and has been hardened (for example, quenched and tempered steel strip), tempering is performed in order to omit the heat treatment after processing the part. Using a heat-treated material is advantageous in terms of cost. However, as described above, it is not always easy to perform efficient carburization in the state of a steel strip. Therefore, a tempering heat treatment having wear resistance and fatigue characteristics equivalent to those obtained by a conventional general process. It was difficult to obtain a used steel strip.

本発明はこのような現状に鑑み、上記の浸炭に関する諸問題を解消するとともに、従来一般的なプロセスで得られる部品と同等の耐摩耗性や疲労特性を具備した調質熱処理済みの鋼帯を提供することを目的とする。   In view of such a current situation, the present invention eliminates the above-mentioned problems related to carburizing and provides a steel strip that has been subjected to a tempered heat treatment that has wear resistance and fatigue properties equivalent to those obtained by conventional general processes. The purpose is to provide.

上記目的は、質量％で、Ｃ：０.２０〜０.９０％、Ｓｉ：１.５０％以下、Ｍｎ：２.０％以下、Ｐ：０.０３％以下、Ｓ：０.０３％以下、Ｃｕ：０〜０.３０％、Ｎｉ：０〜０.３０％、Ｃｒ：０〜１.５０％、Ｔｉ：０〜０.１０％、Ｖ：０〜０.１０％、Ｍｏ：０〜０.２０％、Ｂ：０〜０.００５０％、Ｔ.Ａｌ：０.１％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（１）式で表されるＣ当量が０.３％以上である化学組成を有し、浸炭処理後にオーステナイト温度域からの急冷を伴う調質熱処理（例えば焼入れ焼戻し）を受けて表層部５０μｍの平均硬さが４５０ＨＶ以上に調整され、かつ表面炭素濃度Ｃ_S（質量％）と鋼中平均炭素濃度Ｃ_M（質量％）の差ΔＣ＝Ｃ_S−Ｃ_Mが０.０３質量％以上である調質熱処理済み鋼帯によって達成される。
Ｃ当量（％）＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｃｒ／５＋Ｂ×５＋Ｖ／１４＋Ｍｏ／４＋Ｎｉ／４０ …（１） The purpose is mass%, C: 0.20-0.90%, Si: 1.50% or less, Mn: 2.0% or less, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less Cu: 0 to 0.30%, Ni: 0 to 0.30%, Cr: 0 to 1.50%, Ti: 0 to 0.10%, V: 0 to 0.10%, Mo: 0 to 0, 0.20%, B: 0 to 0.0050%, T.Al: 0.1% or less, balance Fe and inevitable impurities, C equivalent represented by the following formula (1) is 0.3% or more Is subjected to a tempering treatment (for example, quenching and tempering) with rapid cooling from the austenite temperature range after the carburizing treatment, the average hardness of the surface layer portion 50 μm is adjusted to 450 HV or more, and the surface carbon concentration C _S (wt%) and the difference ΔC = C _S -C _M is of achieved by refining the heat-treated steel strip is at least 0.03 mass% of the steel in the average carbon concentration C _M (wt%) That.
C equivalent (%) = C + Si / 24 + Mn / 6 + Cr / 5 + B × 5 + V / 14 + Mo / 4 + Ni / 40 (1)

ここで、（１）式右辺の各元素記号の箇所には、質量％で表された当該元素の含有量が代入され、無添加の元素については０（ゼロ）が代入される。
「オーステナイト温度域からの急冷を伴う調質熱処理」としては、例えば焼入れ焼戻し、オーステンパー等が挙げられる。 Here, the content of the element expressed in mass% is substituted for each element symbol on the right side of the expression (1), and 0 (zero) is substituted for the additive-free element.
Examples of the “tempering heat treatment with rapid cooling from the austenite temperature range” include quenching and tempering, austempering and the like.

また本発明では、上記のような高強度鋼帯の製造方法として、
（ａ）前記の化学組成を有する鋼帯の表面に、７２０〜８５０℃の温度域でＣＯガスを発生する性質の浸炭剤含有塗膜を形成させる工程、
（ｂ）前記塗膜を有する鋼帯をコイル状に巻き取り、塗膜を挟んで隣接する板面同士の接触圧力が０.２ＭＰａ以上であるコイルとする工程、
（ｃ）前記コイルを炉に装入して不活性ガス雰囲気中７２０〜８５０℃で３ｈ以上保持することにより鋼帯表層部に浸炭層を形成させる工程、
（ｄ）前記浸炭層を有する鋼帯を連続ラインにおいて、Ａｃ₃点以上の温度に保持した後、少なくともＡｒ₁点未満の温度域まで急冷する工程、
（ｅ）前記急冷後の鋼帯を連続ラインにおいて、１５０℃以上Ａｃ₁点未満の温度域に保持する工程、
を有する調質熱処理済み鋼帯の製造方法が提供される。 In the present invention, as a method for producing the high strength steel strip as described above,
(A) forming a carburizing agent-containing coating having a property of generating CO gas in a temperature range of 720 to 850 ° C. on the surface of the steel strip having the chemical composition;
(B) winding the steel strip having the coating film into a coil, and forming a coil having a contact pressure between adjacent plate surfaces of 0.2 MPa or more across the coating film;
(C) a step of forming a carburized layer on the steel strip surface layer by charging the coil into a furnace and holding it in an inert gas atmosphere at 720 to 850 ° C. for 3 hours or more;
(D) In a continuous line, holding the steel strip having the carburized layer at a temperature of Ac ₃ point or higher, and then rapidly cooling to a temperature range of at least less than Ar ₁ point;
(E) a step of maintaining the steel strip after the rapid cooling in a continuous line in a temperature range of 150 ° C. or higher and less than Ac ₁ point;
There is provided a method for producing a tempered and heat-treated steel strip.

Ａｃ₁点およびＡｃ₃点は、それぞれ昇温過程におけるＡ₁変態点およびＡ₃変態点である。Ａｒ₁点は降温過程におけるＡ₁変態点である。 Ac ₁ point and Ac ₃ point are respectively an A ₁ transformation point and an A ₃ transformation point in the temperature raising process. Ar ₁ point is an A ₁ transformation point in the temperature lowering process.

上記（ｄ）および（ｅ）の工程を特に焼入れ・焼戻し処理とする場合は、
（ｄ）前記浸炭層を有する鋼帯を連続ラインにおいて、Ａｃ₃点以上の温度に保持した後、急冷することにより焼入れ処理する工程、
（ｅ）前記急冷後の鋼帯を連続ラインにおいて、１５０〜３５０℃に０.５〜１０ｍｉｎ保持することにより焼戻し処理する工程、
を採用することができる。 When the above steps (d) and (e) are particularly quenched / tempered,
(D) In a continuous line, the steel strip having the carburized layer is kept at a temperature of Ac ₃ point or higher, and then quenched to be quenched.
(E) A step of tempering the steel strip after the rapid cooling by holding at 150 to 350 ° C. for 0.5 to 10 minutes in a continuous line;
Can be adopted.

前記浸炭剤含有塗膜は、浸炭剤（炭素源）として木炭粉、グラファイト、カーボンブラックの１種以上を合計５〜３０質量％含有するもの、あるいはさらに炭酸塩を３〜３０質量％含有するものが好適である。   The carburizing agent-containing coating film contains a total of 5 to 30% by mass of charcoal powder, graphite, or carbon black as a carburizing agent (carbon source), or further contains 3 to 30% by mass of carbonate. Is preferred.

本発明の調質熱処理済み鋼帯は、大量生産が可能であり、部品加工後の熱処理を省略可能とするものであるため、通常の浸炭部品に比べて部品のコストを大幅に低減することができる。この鋼帯は、表面炭素濃度が十分に高い状態で調質熱処理を施したものであるから、浸炭を施さない焼入れ焼戻し材に比べ疲労特性が大幅に向上している。また、有効浸炭深さ０.２５ｍｍを有する通常のガス浸炭材とほぼ同等の疲労特性と耐摩耗性を具備するものである。したがって本発明の鋼帯は、優れた耐摩耗性および疲労特性が要求される機械構造用部品に好適である。例えばバルブシート用鋼帯として適用できる。   The heat-treated steel strip of the present invention can be mass-produced and can eliminate the heat treatment after machining the parts, so that the cost of the parts can be greatly reduced compared to normal carburized parts. it can. Since this steel strip has been subjected to a tempering heat treatment with a sufficiently high surface carbon concentration, its fatigue characteristics are significantly improved compared to a tempered material that is not carburized. Further, it has fatigue characteristics and wear resistance substantially equivalent to those of a normal gas carburized material having an effective carburized depth of 0.25 mm. Therefore, the steel strip of the present invention is suitable for machine structural parts that require excellent wear resistance and fatigue characteristics. For example, it can be applied as a steel strip for a valve seat.

平面曲げ疲労試験における繰り返し回数と最大曲げ応力の関係を例示したグラフ。The graph which illustrated the relationship between the number of repetitions in a plane bending fatigue test, and the maximum bending stress. 摩耗試験結果を例示したグラフ。The graph which illustrated the abrasion test result.

本発明の調質熱処理済み鋼帯を得るためには、その調質熱処理に先立って、表面炭素濃度が十分に高い鋼帯を得ておくことが極めて重要である。そのための浸炭手法として、一般的に行われるガス浸炭法ではなく、鋼帯表面に浸炭剤含有塗料を塗布して焼鈍する塗布型浸炭法が採用される。   In order to obtain the tempered heat-treated steel strip of the present invention, it is extremely important to obtain a steel strip having a sufficiently high surface carbon concentration prior to the tempered heat treatment. As a carburizing method for that purpose, a coating type carburizing method in which a carburizing agent-containing paint is applied to the surface of the steel strip and annealed is adopted instead of a gas carburizing method that is generally performed.

塗布型浸炭法は、特許文献１〜３などに開示がある。これらはいずれも浸炭組成物を塗布して大気中にて９００〜１２００℃の温度で浸炭する方法であり、上述のような問題を有している。発明者らは種々検討の結果、塗布型浸炭を行う際に、コイル状に巻かれたときの鋼帯の表面同士の接触圧力を適正化することで、通常の焼鈍条件範囲にある７２０〜８５０℃という比較的低温において効率的に浸炭が進行することを見出した。この場合、通常のバッチ焼鈍工程で浸炭処理を兼ねることができる。通常のバッチ焼鈍工程の焼鈍雰囲気は不活性ガスであるから、大気中の浸炭で問題となる鋼帯表面の酸化スケールおよびエッジ部の脱炭が回避され、鋼帯の板幅方向に安定して炭素濃度が高い表層部を有する浸炭鋼帯を得ることができる。この浸炭鋼帯を連続ラインにおける調質熱処理に供すると、特別な調整ガスを使用しなくても、表面の硬度が高く、かつ表面圧縮残留応力が高い調質熱処理鋼帯（例えば焼入れ焼戻し鋼帯）が実現できるのである。このような鋼帯は、優れた疲労特性と、耐摩耗性を呈する。   The application type carburizing method is disclosed in Patent Documents 1 to 3 and the like. These are all methods of applying a carburizing composition and carburizing at a temperature of 900 to 1200 ° C. in the atmosphere, and have the above-mentioned problems. As a result of various studies, the inventors have optimized the contact pressure between the surfaces of the steel strip when wound in a coil shape when performing coating-type carburization, so that the range of 720-850 is within the normal annealing condition range. It has been found that carburization proceeds efficiently at a relatively low temperature of ℃. In this case, the carburizing process can be performed in a normal batch annealing process. Since the annealing atmosphere in the normal batch annealing process is an inert gas, oxidation scale on the surface of the steel strip and decarburization of the edge, which are problems in carburizing in the atmosphere, are avoided, and the steel strip is stable in the plate width direction. A carburized steel strip having a surface layer portion with a high carbon concentration can be obtained. When this carburized steel strip is subjected to tempering heat treatment in a continuous line, a tempered steel strip having a high surface hardness and high surface compressive residual stress (for example, quenching and tempering steel strip) without using a special adjustment gas. ) Can be realized. Such a steel strip exhibits excellent fatigue properties and wear resistance.

本発明の鋼帯を得るための代表的な工程を例示すると、以下のような製造プロセスが挙げられる。
熱間圧延→軟化焼鈍→冷間圧延→脱脂→浸炭塗料塗布→乾燥→巻取→バッチ焼鈍（浸炭）→連続調質熱処理
上記において、酸洗などのスケール除去手段が適宜挿入される。目標板厚に応じて冷間圧延を省略し、熱延鋼帯に対して浸炭を兼ねた焼鈍を施してもよい。
以下、本発明をより具体的に説明する。 Examples of typical steps for obtaining the steel strip of the present invention include the following manufacturing processes.
Hot rolling → soft annealing → cold rolling → degreasing → carburizing coating application → drying → winding → batch annealing (carburizing) → continuous tempering heat treatment In the above, scale removing means such as pickling is appropriately inserted. Depending on the target plate thickness, cold rolling may be omitted and the hot-rolled steel strip may be annealed also as carburizing.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically.

〔鋼組成〕
素材である鋼は、調質熱処理に供されている種々の鋼種が対象となり、浸炭性を向上させるために特殊な成分組成とした鋼（浸炭用鋼）を用いる必要はない。その理由は、本発明によれば、コイル状に巻かれた鋼帯の隣り合う表面同士の間で発生する浸炭性ガス（ＣＯ）を、その表面同士の接触圧力を適正化することにより鋼の表面近傍に保持するため、浸炭用鋼を用いなくても、後述の表面炭素濃度Ｃ_S（質量％）と鋼中平均炭素濃度Ｃ_M（質量％）の差ΔＣ＝Ｃ_S−Ｃ_Mが０.１質量％以上となるように表面炭素濃度を高めることが可能だからである。 [Steel composition]
The steel used as a raw material is a variety of steel types subjected to tempering heat treatment, and it is not necessary to use steel having a special component composition (carburizing steel) in order to improve carburizing properties. The reason for this is that according to the present invention, the carburizing gas (CO) generated between adjacent surfaces of the steel strip wound in a coil shape can be reduced by optimizing the contact pressure between the surfaces. Even if no carburizing steel is used, the difference ΔC = C _S −C _M between the surface carbon concentration C _S (mass%) and the average carbon concentration C _M (mass%) in the steel is 0, because the steel is kept near the surface. This is because it is possible to increase the surface carbon concentration so that it becomes 1% by mass or more.

具体的に鋼成分を例示すると、例えば、以下のような成分組成範囲の鋼種が好適な対象となる。
質量％で、Ｃ：０.２０〜０.９０％、Ｓｉ：１.５０％以下、Ｍｎ：２.０％以下、Ｐ：０.０３％以下、Ｓ：０.０３％以下、Ｃｕ：０〜０.３０％、Ｎｉ：０〜０.３０％、Ｃｒ：０〜１.５０％、Ｔｉ：０〜０.１０％、Ｖ：０〜０.１０％、Ｍｏ：０〜０.２０％、Ｂ：０〜０.００５０％、Ｔ.Ａｌ：０.１％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（１）式で表されるＣ当量が０.３％以上である化学組成を有する鋼。
Ｃ当量（％）＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｃｒ／５＋Ｂ×５＋Ｖ／１４＋Ｍｏ／４＋Ｎｉ／４０ …（１）
ここで、（１）式右辺の各元素記号の箇所には、質量％で表された当該元素の含有量が代入され、無添加の元素については０（ゼロ）が代入される。 Specific examples of steel components include steel types having the following component composition ranges.
In mass%, C: 0.20 to 0.90%, Si: 1.50% or less, Mn: 2.0% or less, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, Cu: 0 ~ 0.30%, Ni: 0 ~ 0.30%, Cr: 0 ~ 1.50%, Ti: 0 ~ 0.10%, V: 0 ~ 0.10%, Mo: 0 ~ 0.20% , B: 0 to 0.0050%, T.Al: 0.1% or less, the balance of Fe and inevitable impurities, and the C equivalent represented by the following formula (1) is 0.3% or more With steel.
C equivalent (%) = C + Si / 24 + Mn / 6 + Cr / 5 + B × 5 + V / 14 + Mo / 4 + Ni / 40 (1)
Here, the content of the element expressed in mass% is substituted for each element symbol on the right side of the expression (1), and 0 (zero) is substituted for the additive-free element.

〔金属組織〕
浸炭処理後にオーステナイト温度域から少なくともＡｒ₁点未満の温度域への急冷を伴う調質熱処理を受けた金属組織を有する鋼帯が対象となる。その調質熱処理としては焼入れ焼戻し、オーステンパーなどが挙げられる。焼入れ焼戻しの場合は、焼き戻されたマルテンサイト組織を呈する。オーステンパーの場合はベイナイト組織を呈する。上記のマルテンサイト、ベイナイト、および炭化物を除く残部（残留オーステナイトやパーライトなど）は合計５体積％以下であることが望ましい。 [Metal structure]
A steel strip having a metal structure subjected to a tempering heat treatment with rapid cooling from the austenite temperature range to at least a temperature range lower than the Ar ₁ point after the carburizing treatment is an object. Examples of the heat treatment include quenching and tempering and austempering. In the case of quenching and tempering, a tempered martensite structure is exhibited. In the case of austemper, it exhibits a bainite structure. It is desirable that the remaining part (residual austenite, pearlite, etc.) excluding the martensite, bainite, and carbide is 5% by volume or less in total.

本発明の鋼帯は、浸炭処理において高温（９００℃以上）での長時間加熱を経ていないものである。したがって、旧オーステナイト粒径の粗大化が起こっていない。平均旧オーステナイト粒度はＮｏ.６以上あり、結晶粒粗大化に起因する靱性低下は回避される。ここで、平均旧オーステナイト粒度は、圧延方向と板厚方向に平行な断面（Ｌ断面）について、ＪＩＳ Ｇ０５５１：２００５に規定される切断法を適用して定めることができる。   The steel strip of the present invention is not subjected to long-time heating at a high temperature (900 ° C. or higher) in the carburizing process. Therefore, coarsening of the prior austenite grain size has not occurred. The average prior austenite grain size is No. 6 or more, and toughness reduction due to grain coarsening is avoided. Here, the average prior austenite grain size can be determined by applying a cutting method defined in JIS G0551: 2005 for a cross section (L cross section) parallel to the rolling direction and the plate thickness direction.

〔表層部５０μｍの平均硬さ〕
鋼帯の表層部５０μｍの平均硬さは４５０ＨＶ以上に調整されている必要がある。これより低いと機械構造部品として十分な強度や耐摩耗性が発揮できない場合がある。硬さの上限は用途に応じて種々の範囲とすればよいが、過剰に硬いと部品加工が困難になることがあるので、例えば５５０ＨＶ以下とすることがより好ましい。表層部５０μｍの平均硬さの測定は、圧延方向に垂直な断面（Ｃ断面）における表面から５０μｍ深さまでの領域について、２０μｍ深さ位置、３０μｍ深さ位置、５０μｍ深さ位置で、それぞれ５点のビッカース硬さを測定し、全測定値（計１５点）の平均値を算出することによって定める。 [Average hardness of surface layer 50 μm]
The average hardness of the surface layer portion 50 μm of the steel strip needs to be adjusted to 450 HV or higher. If it is lower than this, there may be a case where sufficient strength and wear resistance as a mechanical structural component cannot be exhibited. The upper limit of the hardness may be set in various ranges depending on the application. However, if the hardness is excessively high, it may be difficult to process a part. For example, it is more preferably set to 550 HV or less. The average hardness of the surface layer 50 μm is measured at 5 points at 20 μm depth position, 30 μm depth position, and 50 μm depth position in the region from the surface to 50 μm depth in the cross section perpendicular to the rolling direction (C cross section). Is determined by measuring the Vickers hardness and calculating the average value of all measured values (total of 15 points).

〔表面炭素濃度Ｃ_Sと鋼中平均炭素濃度Ｃ_Mの差ΔＣ＝Ｃ_S−Ｃ_M〕
調質熱処理済み鋼帯において、このΔＣが０.０３質量％以上である場合に、表面の圧縮残留応力が増大することによる疲労特性の顕著な向上効果が得られる。また、表層部の硬さが増大することによる優れた耐摩耗性が発揮される。ΔＣは０.０５質量％以上であることがより好ましい。なお、調質熱処理に供する段階（浸炭処理後の段階）ではΔＣが０.１質量％以上であることが望ましい。 [Difference between surface carbon concentration C _S and average carbon concentration C _{M in} steel ΔC = C _S −C _M ]
In the tempered and heat-treated steel strip, when this ΔC is 0.03 mass% or more, a remarkable improvement effect of fatigue characteristics is obtained by increasing the compressive residual stress on the surface. Moreover, the outstanding abrasion resistance by the hardness of a surface layer part increasing is exhibited. ΔC is more preferably 0.05% by mass or more. In addition, it is desirable that ΔC is 0.1% by mass or more in the stage subjected to tempering heat treatment (stage after carburizing treatment).

ここで、表面炭素濃度Ｃ_Sは以下のようにして求める。
まず、Ｃの化学分析値が０.０３〜０.８質量％の範囲にある鋼の試料を用いて、ＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）によるＣの特性Ｘ線の検出量（カウント）と、Ｃの化学分析値の関係を調べ、当該ＥＰＭＡにおけるＣの検量線を作成しておく。
鋼帯からサンプルを切り出し、表面のスケールを酸洗により除去し、脱脂した後、表面にニッケルめっき層（例えば約５０μｍ厚さ）を形成させる。ニッケルめっき後のサンプルを樹脂に埋め込み、板厚方向に平行な断面を研磨し、これを測定試料とする。前記ＥＰＭＡにより測定試料のニッケルめっき層側から板厚方向にＣのライン分析を行い、ニッケルめっきが終了した位置から板厚方向深さが２００μｍまでのＣの検出量（カウント）の最大値を求め、この値を前記の検量線によりＣ濃度（質量％）に換算し、これを表面炭素濃度Ｃ_Sとする。 Here, the surface carbon concentration C _S is obtained as follows.
First, using a steel sample having a chemical analysis value of C in the range of 0.03 to 0.8% by mass, the detection amount (count) of C characteristic X-rays by EPMA (electron beam microanalyzer), C The relationship between the chemical analysis values of C is examined, and a calibration curve of C in the EPMA is prepared.
A sample is cut out from the steel strip, the scale on the surface is removed by pickling, and after degreasing, a nickel plating layer (for example, about 50 μm thick) is formed on the surface. A sample after nickel plating is embedded in a resin, and a cross section parallel to the plate thickness direction is polished, and this is used as a measurement sample. The EPMA performs C line analysis in the thickness direction from the nickel plating layer side of the measurement sample, and obtains the maximum value of C detection amount (count) from the position where nickel plating has been completed to a depth of 200 μm in the thickness direction. This value is converted into C concentration (mass%) by the above calibration curve, and this is defined as the surface carbon concentration C _S.

ただし、浸炭処理後（調質熱処理前）の状態における表面炭素濃度Ｃ_Sを求める際には以下のように焼入れした試料を作製して測定する。すなわち、浸炭後の段階では表層部がフェライト＋パーライト組織であり、表面の炭素濃度は組織に起因した変動が大きいので、鋼帯から切り出したサンプルを９００℃の塩浴中に浸漬し、サンプル温度が塩浴温度に概略一致する時間（例えば６０秒）保持したのち水焼入れする方法で表層部の炭素濃度変動を均一化した試料を作製する。この試料を用いて前述のようにニッケルめっきを施し、ＥＰＭＡによる測定に供する。
鋼中平均炭素濃度Ｃ_Mは、鋼の化学分析値におけるＣ含有量である。 However, when the surface carbon concentration C _S in the state after carburizing treatment (before tempering heat treatment) is obtained, a quenched sample is prepared and measured as follows. That is, in the stage after carburization, the surface layer portion is a ferrite + pearlite structure, and the surface carbon concentration varies greatly due to the structure. Therefore, the sample cut from the steel strip is immersed in a 900 ° C. salt bath, and the sample temperature Is maintained for a time (for example, 60 seconds) substantially matching the salt bath temperature, and then water quenching is performed to prepare a sample in which the variation in the carbon concentration in the surface layer is made uniform. Using this sample, nickel plating is applied as described above and subjected to measurement by EPMA.
The average carbon concentration C _M in steel is the C content in the chemical analysis value of steel.

次に、本発明の鋼帯の製造条件を例示する。
〔浸炭剤〕
浸炭塗料の主成分である浸炭剤は、木炭粉、グラファイト、カーボンブラック等が使用でき、これらを成分に持つ市販剤を用いても差し支えない。浸炭塗料中の浸炭剤の濃度は５〜２０質量％が好ましい。浸炭剤が５質量％未満では浸炭効果が不足しやすく、通常のガス浸炭で製造した材料と同等の疲労特性、摩耗特性が十分に得られない場合がある。また、２０質量％を超える浸炭剤を含有する塗料を塗布しても、７２０〜８５０℃程度の焼鈍温度では浸炭効果は飽和して効果的でない。 Next, production conditions for the steel strip of the present invention will be exemplified.
(Carburizing agent)
As the carburizing agent which is the main component of the carburizing paint, charcoal powder, graphite, carbon black and the like can be used, and commercially available agents having these as components may be used. The concentration of the carburizing agent in the carburized coating is preferably 5 to 20% by mass. If the carburizing agent is less than 5% by mass, the carburizing effect tends to be insufficient, and fatigue characteristics and wear characteristics equivalent to those produced by ordinary gas carburizing may not be obtained sufficiently. Moreover, even if the coating material containing a carburizing agent exceeding 20 mass% is applied, the carburizing effect is saturated and not effective at an annealing temperature of about 720 to 850 ° C.

浸炭剤の平均粒径は０.５μｍ以下であることが望ましい。一般には粒径が小さいほど均一分散する傾向があるが、あまり粒径が小さくなると浸炭剤粒子が凝集するため、固体浸炭剤の平均粒径は０.２〜０.５μｍに調整されていることがより好ましい。この平均粒径はレーザー回折式粒度分布測定装置による体積基準の累積平均値Ｄ₅₀を採用することができる。 The average particle size of the carburizing agent is preferably 0.5 μm or less. In general, the smaller the particle size, the more uniform the dispersion. However, when the particle size becomes too small, the carburizing agent particles agglomerate, so the average particle size of the solid carburizing agent is adjusted to 0.2 to 0.5 μm. Is more preferable. As this average particle size, a volume-based cumulative average value D ₅₀ obtained by a laser diffraction particle size distribution analyzer can be adopted.

〔浸炭促進剤〕
浸炭塗料にはＣＯ₂等の圧力を高めて浸炭を促進する目的で、浸炭促進剤が添加されるのが一般的である。浸炭促進剤は、ベースとなる水性塗料への添加時ＣＯ₂等の気体を発生せず、浸炭温度に加熱した際にはじめて気体を発生するものであれば特に制限されるものでない。使用する水性媒体の種類や皮膜の形成方法に応じて選択されるが、炭酸塩が好ましい。例えば、炭酸ナトリウムまたは炭酸バリウムを５質量％以上含有させたものが好適な対象となる。ただし過剰に配合しても効果は飽和するので、例えば２０質量％以下とすればよい。 (Carburizing accelerator)
In general, a carburizing accelerator is added to the carburizing paint for the purpose of increasing the pressure of CO ₂ or the like to promote carburizing. The carburizing accelerator is not particularly limited as long as it does not generate a gas such as CO ₂ when added to the base water-based paint and generates a gas only when heated to the carburizing temperature. Although it is selected according to the type of aqueous medium to be used and the method for forming the film, carbonate is preferred. For example, what contains 5 mass% or more of sodium carbonate or barium carbonate becomes a suitable object. However, the effect is saturated even if blended in excess, so it may be, for example, 20% by mass or less.

〔分散剤〕
浸炭塗料に配合する分散剤としては、一般的に塗料その他に用いられる水溶性高分子が使用できる。例えば天然高分子、ポリアクリル酸、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールなどが挙げられる。水性塗料としての性質、被処理物上への皮膜の形成や加工性を勘案して、平均粒径１〜３μｍ程度の粉体を使用することが好ましい。また、これらの水溶性高分子は水１００質量部に対して１０〜４０質量部の割合で配合するのが好ましい。１０重量部未満では塗膜の密着性が不足しやすくなり、４０質量部を超えると塗膜が剥離しやすくなる。
また、塗料と鋼板の濡れ性を向上させるために有機溶剤、消泡剤等を少量添加してもよい。 [Dispersant]
As a dispersant blended in the carburized paint, water-soluble polymers generally used for paints and the like can be used. For example, natural polymer, polyacrylic acid, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid copolymer, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol and the like can be mentioned. In consideration of the properties as a water-based paint, the formation of a film on an object to be processed, and workability, it is preferable to use a powder having an average particle size of about 1 to 3 μm. Moreover, it is preferable to mix | blend these water-soluble polymers in the ratio of 10-40 mass parts with respect to 100 mass parts of water. If it is less than 10 parts by weight, the adhesion of the coating film tends to be insufficient, and if it exceeds 40 parts by mass, the coating film tends to peel off.
Moreover, in order to improve the wettability of a coating material and a steel plate, you may add a small amount of organic solvents, an antifoamer, etc.

〔前処理〕
浸炭塗料を塗布する鋼帯は、熱延鋼帯、冷延鋼帯のいずれを対象としてもよいが、熱延鋼帯の場合は酸洗等を経て酸化スケールが除去されていることが必要である。塗布前には均一な塗布層を作る目的で予め鋼帯表面を洗浄する「前処理」を実施することが好ましい。洗浄方法としては、例えばアルカリ脱脂、有機溶剤による脱脂等が挙げられる。 〔Preprocessing〕
The steel strip to which the carburized paint is applied may be either a hot-rolled steel strip or a cold-rolled steel strip, but in the case of a hot-rolled steel strip, the oxide scale must be removed through pickling. is there. Before coating, it is preferable to carry out “pretreatment” in which the steel strip surface is washed in advance for the purpose of forming a uniform coating layer. Examples of the cleaning method include alkali degreasing and degreasing with an organic solvent.

〔塗布方法〕
鋼帯表面への浸炭塗料の塗布方法は、浸漬法、ロール法、スプレー法、バーコート法等が挙げられる。鋼帯の両面に塗布してもよいし、片面だけに浸炭塗料を塗布してもよい。いずれの場合もコイル状に巻かれた際に隣接する鋼板表面同士の間に浸炭塗料の塗膜を介在させることができる。浸炭塗料の塗布量は、片面だけに塗布する場合、例えば乾燥後の付着量で４０〜８０ｇ／ｍ²とすれば浸炭効果は十分発揮される。両面塗布の場合は、片面当たりの塗布量を前記の量より少なくすることができる。 [Coating method]
Examples of the method for applying the carburized paint to the surface of the steel strip include a dipping method, a roll method, a spray method, and a bar coating method. You may apply | coat to both surfaces of a steel strip, and may apply a carburizing coating only to one side. In either case, a carburized paint film can be interposed between adjacent steel sheet surfaces when wound in a coil shape. When the application amount of the carburizing paint is applied only to one surface, for example, if the adhesion amount after drying is 40 to 80 g / m ² , the carburizing effect is sufficiently exhibited. In the case of double-sided coating, the coating amount per side can be made smaller than the above amount.

〔乾燥〕
塗布後に塗膜を乾燥させ、皮膜化させる。乾燥は水分の蒸発を目的しており、１００〜１３０℃×１ｍｉｎ程度の加熱でよい。水溶性高分子の沸騰や溶融が生じない範囲の条件で加熱する。 [Dry]
After coating, the coating film is dried to form a film. Drying is intended to evaporate moisture, and heating at about 100 to 130 ° C. × 1 min is sufficient. Heating is carried out under conditions that do not cause boiling or melting of the water-soluble polymer.

〔接触圧力〕
上記の皮膜化させた浸炭塗料の乾燥塗膜（浸炭剤含有塗膜）を有する鋼帯を、その塗膜層を挟んで板面同士が接触するようにコイル状に巻き取る。発明者らは種々研究の結果、このときの隣接する板面同士の接触圧力を一定以上に高めた状態として熱処理に供したとき、７２０〜８５０℃という通常の焼鈍温度範囲において、安定した浸炭が実現可能となることを見出した。具体的には、板面同士の接触圧力が０.２ＭＰａ以上となるようにコイル状に巻き取る。このような面圧が付与された状態で熱処理を行うと、浸炭塗膜中において浸炭剤成分（木炭粉など）と浸炭促進剤の熱分解によって発生した浸炭性ガスが、鋼板の板面間に保持され、鋼板表面の浸炭が効率良く進行する。 [Contact pressure]
The steel strip having the dried carburized coating film (carburizing agent-containing coating film) is wound in a coil shape so that the plate surfaces are in contact with each other with the coating film layer interposed therebetween. As a result of various studies, the inventors conducted stable heat carburization in a normal annealing temperature range of 720 to 850 ° C. when subjected to heat treatment with the contact pressure between adjacent plate surfaces raised to a certain level or more. I found out that it would be feasible. Specifically, it winds up in a coil shape so that the contact pressure between the plate surfaces becomes 0.2 MPa or more. When heat treatment is performed with such a surface pressure applied, the carburizing gas generated by the thermal decomposition of the carburizing agent component (such as charcoal powder) and the carburizing accelerator in the carburized coating film is caused between the plate surfaces of the steel plate. The carburization of the steel sheet surface proceeds efficiently.

接触圧力が０.２ＭＰａ未満でも浸炭は生じるが、表面炭素濃度Ｃ_S（質量％）と鋼中平均炭素濃度Ｃ_M（質量％）の差ΔＣを安定して０.０３質量％以上（調質熱処理前の段階においては０.１質量％以上）とするためには、０.２ＭＰａ以上の接触圧力を確保することが極めて有効であり、０.４ＭＰａ以上とすることがより好ましい。接触圧力が高いほど浸炭性は向上するが、接触圧力が過大になると鋼板間の介在する浸炭剤粒子（木炭など）が鋼板表面に押し込まれ、疵の原因となることがある。種々検討の結果、接触圧力は２０ＭＰａ以下とすることか望ましく、１０ＭＰａ以下の範囲にコントロールすることが一層好ましい。 Although carburization occurs even when the contact pressure is less than 0.2 MPa, the difference ΔC between the surface carbon concentration C _S (mass%) and the average carbon concentration C _M (mass%) in the steel is stabilized to 0.03 mass% or more (tempering) It is extremely effective to secure a contact pressure of 0.2 MPa or more, and more preferably 0.4 MPa or more. The higher the contact pressure, the better the carburizability, but if the contact pressure is excessive, the carburizing agent particles (charcoal, etc.) intervening between the steel plates are pushed into the steel plate surface, which may cause flaws. As a result of various studies, the contact pressure is preferably 20 MPa or less, and more preferably controlled to a range of 10 MPa or less.

この接触圧力は、鋼帯をコイル状に巻き取るときの張力によって調整することができる。接触圧力と巻取張力の関係は、予め、感圧紙、ロードセル、歪ゲージなど用いて調べておけばよい。データを採取しておけばよい。巻き取った後は、接触圧力０.２ＭＰａ以上が維持できるように、必要に応じてコイルバンドなどでコイル全体を締め付けるとよい。   This contact pressure can be adjusted by the tension when the steel strip is wound into a coil. The relationship between the contact pressure and the winding tension may be examined in advance using a pressure sensitive paper, a load cell, a strain gauge, or the like. Collect data. After winding, the entire coil may be tightened with a coil band or the like as necessary so that a contact pressure of 0.2 MPa or more can be maintained.

〔焼鈍（浸炭）条件〕
上記のようにして板面間に浸炭塗膜を介在させてコイル状にした鋼帯は、その状態で炉に装入され、焼鈍される。焼鈍雰囲気は不活性ガスとする。不活性ガスとしては、アルゴンガス、窒素ガス、ＮＸガス（窒素ベースの変成ガス）などが適用でき、工業的にはＮＸガスが好ましい。水素を含有する還元性ガスでは水素と浸炭剤のＣが反応して、ＣＨ₄とＨ₂Ｏが発生し、脱炭が生じてしまうことがある。また、酸化性ガスでは浸炭剤が燃焼して浸炭が生じないことがあり、鋼板が酸化し脱炭が生じることもある。不活性ガス雰囲気の露点は−４０℃以下とすることが好ましい。 [Annealing (carburizing) conditions]
The steel strip coiled with the carburized coating interposed between the plate surfaces as described above is charged into the furnace in that state and annealed. The annealing atmosphere is an inert gas. As the inert gas, argon gas, nitrogen gas, NX gas (nitrogen-based modified gas) or the like can be applied, and NX gas is preferred industrially. In a reducing gas containing hydrogen, hydrogen and C of the carburizing agent may react to generate CH ₄ and H ₂ O, which may cause decarburization. Further, in the oxidizing gas, the carburizing agent may burn and carburization may not occur, and the steel plate may be oxidized and decarburized. The dew point of the inert gas atmosphere is preferably -40 ° C or lower.

この焼鈍では７２０℃以上の温度で３ｈ以上の保持が必要である。７２０℃未満では炭素の拡散速度がきわめて遅いため、浸炭が効果的に進行し難くい。また、固体浸炭剤が分解して浸炭性ガスを生じさせるためにも７２０℃以上の温度とすることが有効である（例えば一般的な木炭の分解反応は７００℃以上である）。加熱温度が高いほど炭素の拡散速度が速くなり、浸炭性は良好となるが、本発明では通常の焼鈍設備を用いて、鋼の焼鈍を兼ねた工程で浸炭を行う関係上、８５０℃以下の範囲とする。それより高温にするためには別途、浸炭炉を用意する必要があり、比較的低温で浸炭が可能であるという本発明のメリットが活かせない。加熱保持時間（コイル中心部が目標温度に保持される均熱時間）を３ｈ以上確保することによって、表面炭素濃度Ｃ_S（質量％）と鋼中平均炭素濃度Ｃ_M（質量％）の差ΔＣを調質熱処理前の状態において０.１質量％以上とすることができる。コイル内の温度の均一性を考慮すると、１０ｈ以上とすることがより好ましい。ただし、あまり長時間加熱すると、鋼板の極表層部が脱炭する現象が見られることがある。種々検討の結果、加熱保持時間は３０ｈ以下の範囲とすることが望ましく、２０ｈ以下に設定しても構わない。 This annealing requires holding for 3 hours or more at a temperature of 720 ° C. or more. If it is less than 720 ° C., the diffusion rate of carbon is extremely slow, and therefore carburization is difficult to proceed effectively. It is also effective to set the temperature to 720 ° C. or higher so that the solid carburizing agent decomposes to produce carburizing gas (for example, a general charcoal decomposition reaction is 700 ° C. or higher). The higher the heating temperature, the faster the carbon diffusion rate and the better the carburizing property. However, in the present invention, using normal annealing equipment, carburizing is performed in a process that also serves as steel annealing. Range. In order to make the temperature higher than that, it is necessary to prepare a carburizing furnace separately, and the advantage of the present invention that carburizing is possible at a relatively low temperature cannot be utilized. The difference ΔC between the surface carbon concentration C _S (mass%) and the average carbon concentration C _M (mass%) in the steel is secured by ensuring a heating holding time (soaking time during which the coil central portion is maintained at the target temperature) for 3 hours or more. Can be made 0.1 mass% or more in the state before the tempering heat treatment. Considering the uniformity of the temperature in the coil, it is more preferable to set it to 10 hours or more. However, when heated for a too long time, a phenomenon that the extreme surface layer portion of the steel sheet is decarburized may be seen. As a result of various studies, it is desirable that the heating and holding time be in the range of 30 hours or less, and may be set to 20 hours or less.

加熱後の冷却は炉冷とすればよい。この浸炭焼鈍後の金属組織は、球状化セメンタイト、フェライト＋パーライト、パーライト、ベイナイト組織であれば問題ない。   Cooling after heating may be furnace cooling. There is no problem if the metal structure after the carburizing annealing is a spheroidized cementite, ferrite + pearlite, pearlite, or bainite structure.

〔調質熱処理〕
調質熱処理は、焼入れ焼戻しや、Ａ₁点未満での恒温変態を伴うオーステンパーなど、公知の方法が適用できる。ここでは、焼入れ焼戻しを例に挙げて説明する。
設備としては連続焼入れ焼戻しラインを使用することが効率的であるが、焼入れ処理と、焼戻し処理を別の機会に行っても構わない。 [Refining heat treatment]
For the tempering heat treatment, a known method such as quenching and tempering or austempering with isothermal transformation at less than A ₁ point can be applied. Here, quenching and tempering will be described as an example.
Although it is efficient to use a continuous quenching and tempering line as equipment, the quenching process and the tempering process may be performed at different occasions.

焼入れ処理では、鋼帯をＡｃ₃点以上に加熱後、この温度域に好ましくは１ｓｅｃ以上均熱保持する。均熱保持とは、板厚中心部が所定の温度範囲（ここではＡｃ₃点以上）に保持されることをいう。オーステナイトの安定化と加熱温度精度を考慮すると保持温度は（Ａｃ₃点＋３０℃）以上とすることがより好ましい。また、オーステナイト結晶粒の粗大化を防止する観点から、オーステナイト単相領域かつ９２０℃以下の範囲とすることが好ましい。均熱保持時間が短いと未固溶のセメンタイトが残ることがあるので、１０ｓｅｃ以上を確保することが好ましく、３０ｓｅｃ以上とすることがより好ましい。ただし、あまり長時間の加熱は必要なく、ライン構成にもよるが通常は均熱５ｍｉｎ以下の範囲とすればよい。 In the quenching treatment, the steel strip is heated to Ac ₃ point or higher, and then kept in this temperature range for 1 sec or longer. The soaking condition means that the center part of the plate thickness is held in a predetermined temperature range (here, Ac ₃ points or more). In view of stabilization of austenite and heating temperature accuracy, the holding temperature is more preferably (Ac ₃ point + 30 ° C.) or higher. Further, from the viewpoint of preventing coarsening of the austenite crystal grains, the austenite single phase region and the range of 920 ° C. or lower are preferable. If the soaking time is short, undissolved cementite may remain, so it is preferable to ensure 10 sec or more, and more preferably 30 sec or more. However, heating for a very long time is not required, and although it depends on the line configuration, it is generally sufficient to set the temperature so as to be within 5 minutes.

Ａｃ₃点以上での保持の後、急冷することによりマルテンサイト組織を得る。焼入れ時の急冷終了温度は、残留オーステナイトが存在しない完全マルテンサイト組織とするために（Ｍｓ点−８０℃）以下の温度とすることが好ましい。急冷中の平均冷却速度は６０℃／ｓｅｃ以上とすることが好ましい。この冷却速度を確保すれば、前記（１）式のＣ当量が０.３％以上である鋼においてフェライト相が生成しない。 After holding at Ac ₃ points or more, a martensite structure is obtained by rapid cooling. The quenching end temperature at the time of quenching is preferably set to a temperature of (Ms point −80 ° C.) or lower in order to obtain a complete martensite structure free of retained austenite. The average cooling rate during the rapid cooling is preferably 60 ° C./sec or more. If this cooling rate is ensured, a ferrite phase is not generated in the steel in which the C equivalent of the formula (1) is 0.3% or more.

焼戻し処理では、１５０〜３５０℃に０.５〜１０ｍｉｎ均熱保持する。１５０℃未満の加熱温度または０.５ｍｉｎ未満の保持時間では十分な焼戻し効果が得られにくい。３５０℃を超える加熱温度または１０ｍｉｎを超える保持時間になると、焼入れ時に発生した表面の圧縮残留応力が低下あるいは消失しやすくなり、好ましくない。加熱温度は３００℃以下の範囲に管理しても構わない。また均熱保持時間は５ｍｉｎ以内あるいは３ｍｉｎ以内に管理しても構わない。Ｘ線回折による表面の残留応力が−１００Ｎ／ｍｍ²以下（マイナスは圧縮応力、プラスは引張応力を意味する）となるような圧縮応力場が形成される条件を設定すればよい。 In the tempering treatment, soaking is maintained at 150 to 350 ° C. for 0.5 to 10 minutes. A sufficient tempering effect is difficult to obtain at a heating temperature of less than 150 ° C. or a holding time of less than 0.5 min. When the heating temperature exceeds 350 ° C. or the holding time exceeds 10 min, the surface compressive residual stress generated during quenching tends to decrease or disappear, which is not preferable. The heating temperature may be controlled within a range of 300 ° C. or less. The soaking time may be managed within 5 minutes or within 3 minutes. What is necessary is just to set conditions under which a compressive stress field is formed such that the residual stress on the surface by X-ray diffraction is −100 N / mm ² or less (minus means compressive stress, plus means tensile stress).

このようにして得られた調質熱処理済み鋼帯では、浸炭深さ（ＪＩＳ Ｇ０５５７：２００６に規定される全硬化層深さ）は１００〜５００μｍ程度となる。   In the tempered heat-treated steel strip thus obtained, the carburization depth (total hardened layer depth specified in JIS G0557: 2006) is about 100 to 500 μm.

表１に示す成分組成の鋼を溶製し、工業的な熱間圧延ラインを用いて板厚４ｍｍ、幅９２０ｍｍの熱延鋼板を製造した。その後、酸洗、５０％の冷間圧延を経て板厚２.０ｍｍ冷延鋼帯に仕上げた。表１中には、（１）式により定まるＣ当量、および下記（２）式により定まるＡｃ₃点を記載してある。
Ａｃ₃点計算値（℃）＝８５４−１８０Ｃ−１４×Ｍｎ＋４４×Ｓｉ−１７.８×Ｎｉ−１.７×Ｃｒ …（２） Steel having the component composition shown in Table 1 was melted, and a hot rolled steel sheet having a thickness of 4 mm and a width of 920 mm was manufactured using an industrial hot rolling line. Then, it pickled and cold-rolled 50% and finished to a 2.0 mm cold-rolled steel strip. In Table 1, the C equivalent determined by the formula (1) and the Ac ₃ point determined by the following formula (2) are described.
Ac _3- point calculated value (° C.) = 854-180C-14 × Mn + 44 × Si−17.8 × Ni−1.7 × Cr (2)

浸炭塗料は、一般的な水溶性高分子（日本純薬製、アクリル酸共重合体；ジュンロン）を用い、浸炭剤として木炭粉（パーカー熱処理製；ＫＧ６を粉砕して粒径０.５μｍ以下に調整したもの）を５質量％、浸炭促進剤として炭酸ナトリウムを５質量％含有させ、残部を蒸留水とした水性塗料を用意した。この浸炭剤および浸炭促進剤の含有量は、蒸留水を除いた全成分に占める割合である。   The carburized paint uses a general water-soluble polymer (manufactured by Nippon Pure Chemicals Co., Ltd., acrylic acid copolymer; Junron), and charcoal powder (manufactured by Parker Heat Treatment; KG6) as a carburizing agent to a particle size of 0.5 μm or less. A water-based paint was prepared, containing 5% by mass of the prepared), 5% by mass of sodium carbonate as a carburizing accelerator, and the balance being distilled water. The content of the carburizing agent and the carburizing accelerator is a ratio of all components excluding distilled water.

前記の冷延鋼帯をアルカリ脱脂後、その両面に前記浸炭塗料を片面当たりの乾燥塗膜量４０ｇ／ｍ²となるようにロール法にて連続塗布し、次いで１００℃の熱風で２分間乾燥して乾燥塗膜を形成させた後、連続して鋼帯をコイル状に巻き取った。巻取では張力制御によって隣接する板面間の接触圧力が０.１〜１６ＭＰａの範囲の種々の段階となるように調整した。接触圧力が低下しないように、得られたコイルを鉄製のコイルバンドで締め付けた。 After degreasing the cold-rolled steel strip with alkali, the carburized paint is continuously applied on both sides by a roll method so that the dry coating amount per side is 40 g / m ^2, and then dried with hot air at 100 ° C. for 2 minutes. After forming a dry coating film, the steel strip was continuously wound into a coil shape. In winding, the contact pressure between adjacent plate surfaces was adjusted by tension control so as to be in various stages in the range of 0.1 to 16 MPa. The obtained coil was clamped with an iron coil band so that the contact pressure did not decrease.

上記の状態のコイルを、コイルの幅方向端部が上下となるようにしてバッチ焼鈍炉に装入した。焼鈍雰囲気はＮ₂（窒素ガス）、Ｈ₂（水素ガス）、３％Ｈ₂＋Ｎ₂（ＮＸガス）、大気のいずれかを選択し、加熱温度、保持時間を種々変化させて（表２中に記載）、浸炭済み鋼帯を得た。 The coil in the above state was charged into a batch annealing furnace so that the end portions in the width direction of the coil were up and down. The annealing atmosphere is selected from N ₂ (nitrogen gas), H ₂ (hydrogen gas), 3% H ₂ + N ₂ (NX gas), and the atmosphere, and the heating temperature and holding time are variously changed (in Table 2) And carburized steel strip was obtained.

浸炭済み鋼帯からサンプルを採取し、以下の調査を行った。
〔表面炭素濃度〕
前述の手法にて、焼入れ処理を施した試料を作製してＥＰＭＡにより分析し、表面炭素濃度Ｃ_S（質量％）を求めた。
〔素材中心部の炭素濃度との差ΔＣ〕
表面炭素濃度Ｃ_S（質量％）と鋼中平均炭素濃度Ｃ_M（質量％）の差Ｃ_S−Ｃ_MをΔＣとした。この値が０.１質量％以上であるものを浸炭性良好（○評価）と判定した。 Samples were taken from the carburized steel strip and the following investigations were conducted.
[Surface carbon concentration]
A sample subjected to quenching treatment was prepared by the above-described method and analyzed by EPMA to obtain the surface carbon concentration C _S (mass%).
[Difference from the carbon concentration in the center of the material ΔC]
The difference C _S −C _M between the surface carbon concentration C _S (mass%) and the average carbon concentration C _M (mass%) in the steel was defined as ΔC. When this value was 0.1% by mass or more, it was determined that the carburizing property was good (◯ evaluation).

次いで、浸炭済み鋼帯を連続焼入れ焼戻し設備に通板することにより、焼入れおよび焼戻しを行った。焼入れの温度および保持時間、焼戻しの温度および保持時間を種々変化させて（表２中に記載）、焼入れ焼戻し済み鋼帯を得た。なお、各例とも焼入れ時の急冷は内部を水冷した定盤にて行い、急冷終了温度は（Ｍｓ点−８０℃）以下であり、急冷中の平均冷却速度は６０℃／ｓｅｃ以上となるようにライン速度を設定してある。   Next, the carburized steel strip was quenched and tempered by passing through a continuous quenching and tempering facility. Quenching and tempered steel strips were obtained by variously changing the quenching temperature and holding time and the tempering temperature and holding time (described in Table 2). In each example, quenching at the time of quenching is performed with a water-cooled surface plate, the quenching end temperature is (Ms point −80 ° C.) or less, and the average cooling rate during quenching is 60 ° C./sec or more. The line speed is set to.

焼入れ焼戻し済み鋼帯からサンプルを採取し、以下の調査を行った。
〔表面炭素濃度〕
前述の手法にてＥＰＭＡにより分析し、表面炭素濃度Ｃ_S（質量％）を求めた。
〔素材中心部の炭素濃度との差ΔＣ〕
表面炭素濃度Ｃ_S（質量％）と鋼中平均炭素濃度Ｃ_M（質量％）の差Ｃ_S−Ｃ_MをΔＣとした。焼入れ焼戻し後の材料においては、この値が０.０３質量％以上であるものを浸炭性良好（○評価）と判定した。
〔硬さ〕
鋼帯の表層部５０μｍの平均硬さを前述の方法で測定した。この硬さが４５０ＨＶ以上であるものを表面硬化性良好（○評価）と判定した。 A sample was taken from the quenched and tempered steel strip and the following investigation was conducted.
[Surface carbon concentration]
The surface carbon concentration C _S (mass%) was determined by EPMA analysis as described above.
[Difference from the carbon concentration in the center of the material ΔC]
The difference C _S −C _M between the surface carbon concentration C _S (mass%) and the average carbon concentration C _M (mass%) in the steel was defined as ΔC. In the material after quenching and tempering, a material having this value of 0.03% by mass or more was judged as having good carburization (evaluation).
〔Hardness〕
The average hardness of the surface layer 50 μm of the steel strip was measured by the method described above. A sample having a hardness of 450 HV or higher was judged to have good surface curability (◯ evaluation).

耐摩耗性と疲労特性については、表１の鋼Ａの冷延鋼板（板厚２.０ｍｍ）に以下の処理を施して得た比較試料を測定対象に加えた。
・「通常浸炭→焼入れ焼戻し試料」； ガス浸炭８５０℃×１８０ｍｉｎ→５０℃油冷による焼入れ→オイルバス１８０℃×１２０ｍｉｎによる焼戻し
・「浸炭なし焼入れ焼戻し試料」； 浸炭塗料を塗布しなかったことを除き、表２中のＮｏ.５と同じ条件の工程 Regarding the wear resistance and fatigue characteristics, a comparative sample obtained by subjecting the cold-rolled steel plate (steel thickness 2.0 mm) of steel A in Table 1 to the following treatment was added to the measurement target.
・ "Normal carburization → quenching and tempering sample"; Gas carburizing 850 ℃ x 180min → Quenching at 50 ℃ oil cooling → Tempering by oil bath 180 ℃ x 120min ・ "Carburizing and quenching tempering sample"; Except for the process under the same conditions as No. 5 in Table 2

〔表面残留応力〕
Ｘ線法により表面の残留応力（Ｎ／ｍｍ²）を求めた。この値がマイナスの場合に圧縮残留応力が生じている。残留応力が−１００Ｎ／ｍｍ²以下のものを圧縮残留応力良好（○評価）と判定した。 [Surface residual stress]
The surface residual stress (N / mm ² ) was determined by the X-ray method. When this value is negative, compressive residual stress is generated. Those having a residual stress of −100 N / mm ² or less were determined to have good compressive residual stress (◯ evaluation).

〔耐摩耗性〕
大越式摩耗試験機を用いて、温度；常温、雰囲気；大気、潤滑；なし、回転子；ＳＵＪ２焼入れ焼戻し材（ＨＲＣ６０）、荷重；６.３ｋｇ、摩耗速度；０.９４ｍ／ｓｅｃおよび１.３７ｍ／ｓｅｃ、摩耗距離；６００ｍの条件で摩耗試験を行って比摩耗量を測定し、上記の「浸炭なし焼入れ焼戻し試料」の比摩耗量に対して７５％以下の比摩耗量であったものを耐摩耗性良好（○評価）と判定した。 (Abrasion resistance)
Temperature: normal temperature, atmosphere: air, lubrication; none, rotor: SUJ2 quenching and tempering material (HRC60), load: 6.3 kg, wear rate: 0.94 m / sec and 1.37 m / Sec, wear distance; a wear test was conducted under the conditions of 600 m to measure the specific wear amount, and the specific wear amount was 75% or less with respect to the specific wear amount of the above-mentioned “carburization-free quenching and tempering sample”. It was determined that the wear resistance was good (◯ evaluation).

〔疲労特性〕
長手方向が圧延方向に一致するＪＩＳ Ｚ２２７５の１号試験片（記号１−２０）を作製し、シェンク式平面曲げ疲労試験機により疲労試験を行い、１×１０⁷回での疲労限度（Ｎ／ｍｍ²）を求めた。上記の「浸炭なし焼入れ焼戻し試料」の疲労限度に対し１.２倍以上の疲労限度であったものを疲労特性良好（○評価）と判定した。
これらの結果を表２に示す。なお、本発明例のものは前述の方法による平均旧オーステナイト粒度がＮｏ.６以上であることが確認されている。 (Fatigue properties)
A JIS Z2275 No. 1 test piece (symbol 1-20) whose longitudinal direction coincides with the rolling direction was prepared, and subjected to a fatigue test using a Schenck type plane bending fatigue tester. The fatigue limit at 1 × 10 ⁷ times (N / mm ² ) was determined. Those having a fatigue limit of 1.2 times or more than the fatigue limit of the above-mentioned “carburization-free quenching and tempering sample” were determined to have good fatigue characteristics (◯ evaluation).
These results are shown in Table 2. In the examples of the present invention, it has been confirmed that the average prior austenite grain size by the above-described method is No. 6 or more.

本発明例の焼入れ焼戻し鋼帯はいずれも、浸炭性および表面硬化性が良好であり、大きい表面圧縮残留応力を有していた。その結果、耐摩耗性および疲労特性に優れていた。   All of the quenched and tempered steel strips according to the examples of the present invention had good carburizability and surface hardenability, and had a large surface compressive residual stress. As a result, the wear resistance and fatigue characteristics were excellent.

これに対し比較例Ｎｏ.１はバッチ焼鈍（浸炭処理）での隣接する板面間の接触圧力が不足し、Ｎｏ.８はバッチ焼鈍の保持時間が不足し、Ｎｏ.１２はバッチ焼鈍の保持温度が低すぎ、Ｎｏ.１５は焼鈍雰囲気を還元性雰囲気（水素）としたことにより、これらは浸炭が不十分となった。その結果、焼入れ焼戻し後の耐摩耗性および疲労特性が十分に改善されなかった。Ｎｏ.１３は焼鈍雰囲気を大気としたことにより脱炭が生じ、耐摩耗性および疲労特性に劣った。Ｎｏ.１０は焼入れ時の加熱温度が低すぎたので表面のマルテンサイト変態が不十分となったことに起因して圧縮残留応力が小さくなり、疲労特性に劣った。Ｎｏ.１７は焼戻し温度が高すぎたので圧縮残留応力が小さくなり、疲労特性に劣った。   On the other hand, Comparative Example No. 1 lacks contact pressure between adjacent plate surfaces in batch annealing (carburization treatment), No. 8 lacks batch annealing holding time, and No. 12 holds batch annealing. The temperature was too low, and No. 15 was carburized insufficiently because the annealing atmosphere was reduced to a reducing atmosphere (hydrogen). As a result, the wear resistance and fatigue properties after quenching and tempering were not sufficiently improved. No. 13 was decarburized by setting the annealing atmosphere to air, and was inferior in wear resistance and fatigue characteristics. In No. 10, since the heating temperature at the time of quenching was too low, the compressive residual stress was reduced due to insufficient surface martensitic transformation, and the fatigue characteristics were inferior. In No. 17, the tempering temperature was too high, so the compressive residual stress was small and the fatigue characteristics were inferior.

図１に、本発明例Ｎｏ.５、前記の「通常浸炭→焼入れ焼戻し試料」、および「浸炭なし焼入れ焼戻し試料」について、平面曲げ疲労試験における繰り返し回数と最大曲げ応力の関係を例示する。本発明例の鋼帯は、部品加工後に従来の浸炭および焼入れ焼戻しを施した場合を想定した「通常浸炭→焼入れ焼戻し試料」と同様に、「浸炭なし焼入れ焼戻し試料」に対し、疲労特性の顕著な改善が認められる。   FIG. 1 illustrates the relationship between the number of repetitions and the maximum bending stress in the plane bending fatigue test for Invention Example No. 5, the “normal carburization → quenching and tempering sample”, and the “carburization-free quenching and tempering sample”. The steel strip of the example of the present invention has remarkable fatigue characteristics as compared with the “normal carburization → quenching and tempering sample”, which is assumed to have been subjected to conventional carburizing and quenching and tempering after the parts are processed. Improvement is observed.

図２に、本発明例Ｎｏ.５、前記の「通常浸炭→焼入れ焼戻し試料」、および「浸炭なし焼入れ焼戻し試料」について、摩耗試験結果を例示する。本発明例の鋼帯は、「通常浸炭→焼入れ焼戻し試料」と同様に、「浸炭なし焼入れ焼戻し試料」に対し、耐摩耗性の顕著な改善が認められる。   FIG. 2 illustrates the results of wear tests of Example No. 5 of the present invention, the above-mentioned “normal carburization → quenching and tempering sample”, and “quenching and tempering sample without carburizing”. In the steel strip of the present invention, a remarkable improvement in wear resistance is recognized as compared with the “quenching and tempering sample without carburization”, similarly to the “normal carburization → quenching and tempering sample”.

Claims (6)

質量％で、Ｃ：０.２０〜０.９０％、Ｓｉ：１.５０％以下、Ｍｎ：２.０％以下、Ｐ：０.０３％以下、Ｓ：０.０３％以下、Ｃｕ：０〜０.３０％、Ｎｉ：０〜０.３０％、Ｃｒ：０〜１.５０％、Ｔｉ：０〜０.１０％、Ｖ：０〜０.１０％、Ｍｏ：０〜０.２０％、Ｂ：０〜０.００５０％、Ｔ.Ａｌ：０.１％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（１）式で表されるＣ当量が０.３％以上である化学組成を有し、浸炭処理後にオーステナイト温度域からの急冷を伴う調質熱処理を受けて表層部５０μｍの平均硬さが４５０ＨＶ以上に調整され、かつ表面炭素濃度Ｃ_S（質量％）と鋼中平均炭素濃度Ｃ_M（質量％）の差ΔＣ＝Ｃ_S−Ｃ_Mが０.０３質量％以上である調質熱処理済み鋼帯。
Ｃ当量（％）＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｃｒ／５＋Ｂ×５＋Ｖ／１４＋Ｍｏ／４＋Ｎｉ／４０ …（１）
ここで、（１）式右辺の各元素記号の箇所には、質量％で表された当該元素の含有量が代入され、無添加の元素については０（ゼロ）が代入される。 In mass%, C: 0.20 to 0.90%, Si: 1.50% or less, Mn: 2.0% or less, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, Cu: 0 ~ 0.30%, Ni: 0 ~ 0.30%, Cr: 0 ~ 1.50%, Ti: 0 ~ 0.10%, V: 0 ~ 0.10%, Mo: 0 ~ 0.20% , B: 0 to 0.0050%, T.Al: 0.1% or less, the balance of Fe and inevitable impurities, and the C equivalent represented by the following formula (1) is 0.3% or more The steel is subjected to a tempering treatment with rapid cooling from the austenite temperature range after the carburizing treatment, and the average hardness of the surface layer portion 50 μm is adjusted to 450 HV or more, and the surface carbon concentration C _S (mass%) and the average carbon in the steel Tempered and heat-treated steel strip having a concentration C _M (mass%) difference ΔC = C _S -C _M of 0.03 mass% or more.
C equivalent (%) = C + Si / 24 + Mn / 6 + Cr / 5 + B × 5 + V / 14 + Mo / 4 + Ni / 40 (1)
Here, the content of the element expressed in mass% is substituted for each element symbol on the right side of the expression (1), and 0 (zero) is substituted for the additive-free element. 調質熱処理が焼入れ焼戻しである請求項１に記載の調質熱処理済み鋼帯。   The tempered and heat-treated steel strip according to claim 1, wherein the tempered heat treatment is quenching and tempering. （ａ）質量％で、Ｃ：０.２０〜０.９０％、Ｓｉ：１.５０％以下、Ｍｎ：２.０％以下、Ｐ：０.０３％以下、Ｓ：０.０３％以下、Ｃｕ：０〜０.３０％、Ｎｉ：０〜０.３０％、Ｃｒ：０〜１.５０％、Ｔｉ：０〜０.１０％、Ｖ：０〜０.１０％、Ｍｏ：０〜０.２０％、Ｂ：０〜０.００５０％、Ｔ.Ａｌ：０.１％以下、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、下記（１）式で表されるＣ当量が０.３％以上である化学組成を有する鋼帯の表面に、７２０〜８５０℃の温度域でＣＯガスを発生する性質の浸炭剤含有塗膜を形成させる工程、
（ｂ）前記塗膜を有する鋼帯をコイル状に巻き取り、塗膜を挟んで隣接する板面同士の接触圧力が０.２ＭＰａ以上であるコイルとする工程、
（ｃ）前記コイルを炉に装入して不活性ガス雰囲気中７２０〜８５０℃で３ｈ以上保持することにより鋼帯表層部に浸炭層を形成させる工程、
（ｄ）前記浸炭層を有する鋼帯を連続ラインにおいて、Ａｃ₃点以上の温度に保持した後、少なくともＡｒ₁点未満の温度域まで急冷する工程、
（ｅ）前記急冷後の鋼帯を連続ラインにおいて、１５０℃以上Ａｃ₁点未満の温度域に保持する工程、
を有する調質熱処理済み鋼帯の製造方法。
Ｃ当量（％）＝Ｃ＋Ｓｉ／２４＋Ｍｎ／６＋Ｃｒ／５＋Ｂ×５＋Ｖ／１４＋Ｍｏ／４＋Ｎｉ／４０ …（１）
ここで、（１）式右辺の各元素記号の箇所には、質量％で表された当該元素の含有量が代入され、無添加の元素については０（ゼロ）が代入される。 (A) By mass%, C: 0.20 to 0.90%, Si: 1.50% or less, Mn: 2.0% or less, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, Cu: 0 to 0.30%, Ni: 0 to 0.30%, Cr: 0 to 1.50%, Ti: 0 to 0.10%, V: 0 to 0.10%, Mo: 0 to 0 .20%, B: 0 to 0.0050%, T.Al: 0.1% or less, balance Fe and unavoidable impurities, and C equivalent represented by the following formula (1) is 0.3% or more Forming a carburizing agent-containing coating having a property of generating CO gas in a temperature range of 720 to 850 ° C. on the surface of a steel strip having a certain chemical composition;
(B) winding the steel strip having the coating film into a coil, and forming a coil having a contact pressure between adjacent plate surfaces of 0.2 MPa or more across the coating film;
(C) a step of forming a carburized layer on the steel strip surface layer by charging the coil into a furnace and holding it in an inert gas atmosphere at 720 to 850 ° C. for 3 hours or more;
(D) In a continuous line, holding the steel strip having the carburized layer at a temperature of Ac ₃ point or higher, and then rapidly cooling to a temperature range of at least less than Ar ₁ point;
(E) a step of maintaining the steel strip after the rapid cooling in a continuous line in a temperature range of 150 ° C. or higher and less than Ac ₁ point;
A method for producing a tempered and heat-treated steel strip.
C equivalent (%) = C + Si / 24 + Mn / 6 + Cr / 5 + B × 5 + V / 14 + Mo / 4 + Ni / 40 (1)
Here, the content of the element expressed in mass% is substituted for each element symbol on the right side of the expression (1), and 0 (zero) is substituted for the additive-free element. 上記（ｄ）および（ｅ）の工程に代えて、それぞれ、
（ｄ）前記浸炭層を有する鋼帯を連続ラインにおいて、Ａｃ₃点以上の温度に保持した後、急冷することにより焼入れ処理する工程、
（ｅ）前記急冷後の鋼帯を連続ラインにおいて、１５０〜３５０℃に０.５〜１０ｍｉｎ保持することにより焼戻し処理する工程、
を採用する請求項３に記載の調質熱処理済み鋼帯の製造方法。 Instead of the steps (d) and (e) above,
(D) In a continuous line, the steel strip having the carburized layer is kept at a temperature of Ac ₃ point or higher, and then quenched to be quenched.
(E) A step of tempering the steel strip after the rapid cooling by holding at 150 to 350 ° C. for 0.5 to 10 minutes in a continuous line;
The method for producing a tempered and heat-treated steel strip according to claim 3. 前記浸炭剤含有塗膜は、浸炭剤（炭素源）として木炭粉、グラファイト、カーボンブラックの１種以上を合計５〜３０質量％含有するものである請求項３または４に記載の調質熱処理済み鋼帯の製造方法。   The carburizing agent-containing coating film contains one or more of charcoal powder, graphite and carbon black as a carburizing agent (carbon source) in a total amount of 5 to 30% by mass. Steel strip manufacturing method. 前記浸炭剤含有塗膜は、さらに炭酸塩を３〜３０質量％含有するものである請求項５に記載の調質熱処理済み鋼帯の製造方法。   The method for producing a tempered and heat-treated steel strip according to claim 5, wherein the carburizing agent-containing coating film further contains 3 to 30% by mass of carbonate.