JPH0387312A - 液状冷却媒体による鋼の焼き入れ方法 - Google Patents
液状冷却媒体による鋼の焼き入れ方法Info
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- JPH0387312A JPH0387312A JP21593690A JP21593690A JPH0387312A JP H0387312 A JPH0387312 A JP H0387312A JP 21593690 A JP21593690 A JP 21593690A JP 21593690 A JP21593690 A JP 21593690A JP H0387312 A JPH0387312 A JP H0387312A
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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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/02—Hardening articles or materials formed by forging or rolling, with no further heating beyond that required for the formation
-
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- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、圧延プロセスに直接続いて焼き入れを行う、
液状冷却媒体による鋼の焼き入れ方法、特に比較的に大
きな直径を有する合金または非合金の熱処理鋼からなる
棒状圧延製品の焼き入れ方法に関する。
液状冷却媒体による鋼の焼き入れ方法、特に比較的に大
きな直径を有する合金または非合金の熱処理鋼からなる
棒状圧延製品の焼き入れ方法に関する。
***国特許第２４２６９２０号公報により、炭素含有量
が少ない鋼からなる溶接可能な棒鋼を製造する方法が知
られている。この方法では、圧延材が最後の圧延プロセ
スのすぐ後で、水で１回または数回冷却され、それに続
いて静止空気で冷却される。このように水と静止空気内
で棒状圧延材を１回または数回冷却することにより、微
小組織の改善、特に棒鋼の縁領域の焼き入れ組織の充分
な焼き戻しと、棒鋼中心部に大きな強度を有する微小組
織への変態が達成される。溶接可能な棒鋼を製造するた
めのこの公知の方法は、水と空気による多数回の連続冷
却プロセスに基づいて、比較的に多量のエネルギー、時
間およびコストを必要とするだけでなく、この方法では
小さな棒直径（例えば１０〜２０Ｍ）の鋼製捧の場合に
も、縁領域の硬化深さが浅い。更に、この方法は炭素含
有量の少ない溶接可能な棒鋼の製造に限定される。
が少ない鋼からなる溶接可能な棒鋼を製造する方法が知
られている。この方法では、圧延材が最後の圧延プロセ
スのすぐ後で、水で１回または数回冷却され、それに続
いて静止空気で冷却される。このように水と静止空気内
で棒状圧延材を１回または数回冷却することにより、微
小組織の改善、特に棒鋼の縁領域の焼き入れ組織の充分
な焼き戻しと、棒鋼中心部に大きな強度を有する微小組
織への変態が達成される。溶接可能な棒鋼を製造するた
めのこの公知の方法は、水と空気による多数回の連続冷
却プロセスに基づいて、比較的に多量のエネルギー、時
間およびコストを必要とするだけでなく、この方法では
小さな棒直径（例えば１０〜２０Ｍ）の鋼製捧の場合に
も、縁領域の硬化深さが浅い。更に、この方法は炭素含
有量の少ない溶接可能な棒鋼の製造に限定される。
〔発明が解決しようとする課題］
本発明の課題は、任意の質と任意の寸法の鋼の硬化深さ
を大幅に増大させることができるだけでなく、比較的に
大きな直径の鋼製棒状圧延製品の完全焼き入れを簡単に
行うことができる、鋼の焼き入れ方法を提供することで
ある。
を大幅に増大させることができるだけでなく、比較的に
大きな直径の鋼製棒状圧延製品の完全焼き入れを簡単に
行うことができる、鋼の焼き入れ方法を提供することで
ある。
この課題は、鋼製圧延製品が圧延プロセスの後直ぐに、
冷却媒体を備えた冷却区間に供給され、冷却区間で高い
流速にさらされることによって解決される。
冷却媒体を備えた冷却区間に供給され、冷却区間で高い
流速にさらされることによって解決される。
圧延製品が、例えば長いトラフまたは長い樋として形成
可能な冷却区間内で、高い流速にさらされることにより
、圧延製品の外面は数分の１秒で、常に新しい冷却媒体
に接触し、それによって熱放出、ひいては圧延製品の冷
却速度が大幅に加速される。従って、任意の質と任意の
寸法の鋼の硬化深さを大幅に増大させることができ、か
つ比較的に大きな直径の鋼製棒状圧延製品の完全焼き入
れを簡単に行うことができる。
可能な冷却区間内で、高い流速にさらされることにより
、圧延製品の外面は数分の１秒で、常に新しい冷却媒体
に接触し、それによって熱放出、ひいては圧延製品の冷
却速度が大幅に加速される。従って、任意の質と任意の
寸法の鋼の硬化深さを大幅に増大させることができ、か
つ比較的に大きな直径の鋼製棒状圧延製品の完全焼き入
れを簡単に行うことができる。
本発明の非常に有利な実施形では、冷却区間の流速が、
５００００Ｗ／ｍ”／Ｋ以上の熱伝達係数を生じるよう
な速さであり、圧延材横断面積の平均温度がＭＳ−温度
以下になるまで冷却区間内で冷却され、それによって冷
却区間を出た後で、横断面全体にわたる均熱により、中
心部内にあるオーステナイトが中間段階組織（ベイナイ
ト）に変態し、同時にマルテンサイトの縁領域において
、最高ＭＳ−温度までの温度の再上昇により、加えられ
た熱応力と変態応力の大部分が取り除かれる。これによ
り、割れの形成の危険が回避されるという重要な利点が
得られる。
５００００Ｗ／ｍ”／Ｋ以上の熱伝達係数を生じるよう
な速さであり、圧延材横断面積の平均温度がＭＳ−温度
以下になるまで冷却区間内で冷却され、それによって冷
却区間を出た後で、横断面全体にわたる均熱により、中
心部内にあるオーステナイトが中間段階組織（ベイナイ
ト）に変態し、同時にマルテンサイトの縁領域において
、最高ＭＳ−温度までの温度の再上昇により、加えられ
た熱応力と変態応力の大部分が取り除かれる。これによ
り、割れの形成の危険が回避されるという重要な利点が
得られる。
横断面全体の温度がＭＳ−温度以下になるまで、圧延製
品が冷却区間で冷却され、それによって中心部領域もマ
ルテンサイト化されると非常に合目的である。
品が冷却区間で冷却され、それによって中心部領域もマ
ルテンサイト化されると非常に合目的である。
本発明の他の実施形では、完全焼き入れされた圧延製品
が、付加的な熱処理で、それ以降の処理にとって必要な
温度に焼き戻しされる。
が、付加的な熱処理で、それ以降の処理にとって必要な
温度に焼き戻しされる。
鋼の焼き入れは本発明では次のようにして有利に行うこ
とができる。すなわち、冷却区間内にある冷却媒体を通
って高速で圧延製品を運ぶことによって行うことができ
るかまたは冷却区間内にある媒体に圧延製品を浸漬し、
圧延製品の全周を流れるように、冷却媒体を高速で冷却
区間を通って移動させることによって行うことができる
。両方により、本発明による鋼の同じ冷却作用と完全焼
き入れが達成可能である。ケースバイケースで、特に設
備や圧延機が存在する場合、どの焼き入れ方法が既存の
圧延機の材料流れや後処理設備に最も迅速にかつ簡単に
統合できるかということを決定するだけでよい。
とができる。すなわち、冷却区間内にある冷却媒体を通
って高速で圧延製品を運ぶことによって行うことができ
るかまたは冷却区間内にある媒体に圧延製品を浸漬し、
圧延製品の全周を流れるように、冷却媒体を高速で冷却
区間を通って移動させることによって行うことができる
。両方により、本発明による鋼の同じ冷却作用と完全焼
き入れが達成可能である。ケースバイケースで、特に設
備や圧延機が存在する場合、どの焼き入れ方法が既存の
圧延機の材料流れや後処理設備に最も迅速にかつ簡単に
統合できるかということを決定するだけでよい。
本発明では、鋼の焼き入れのための冷却媒体および急冷
媒体として、効果のある水が使用される。
媒体として、効果のある水が使用される。
勿論、水の代わりに冷却媒体および急冷媒体として、油
、アイスウォータ、塩溶液等のような他の液体を鋼の焼
き入れに使用することができる。しかし、特殊な場合や
、水が冷却媒体および急冷媒体として所望な結果をもた
らさない場合にのみ、鋼を焼き入れするための前記冷却
媒体および急冷媒体を使用することができる。
、アイスウォータ、塩溶液等のような他の液体を鋼の焼
き入れに使用することができる。しかし、特殊な場合や
、水が冷却媒体および急冷媒体として所望な結果をもた
らさない場合にのみ、鋼を焼き入れするための前記冷却
媒体および急冷媒体を使用することができる。
本発明の他の詳細、特徴および効果は、グラフに基づい
て示した実施例の以下の説明から明らかになる。この場
合、直径７０閣の品質３４ ＣｒＭｏ ４の棒鋼が、本
発明による冷却処理または熱処理、すなわち圧延熱から
の焼きならしく調質）を受ける。
て示した実施例の以下の説明から明らかになる。この場
合、直径７０閣の品質３４ ＣｒＭｏ ４の棒鋼が、本
発明による冷却処理または熱処理、すなわち圧延熱から
の焼きならしく調質）を受ける。
第１図は、１０５０″Ｃの圧延温度から出発した、棒鋼
の中心部（Ｋ）と表面（０）の冷却曲線と平均横断面温
度（Ｍ）をグラフで示している。この場合、圧延された
棒鋼は水冷区間（Ｗ）で３２秒の時間にわたって熱伝導
係数α＞５００００Ｗ／ｍ”／Ｋで処理され、その後空
気による均熱領域（Ａ）で約５０〜６０秒経過後、横断
面全体にわたって３８０ ’Ｃの同じ温度を有する。
の中心部（Ｋ）と表面（０）の冷却曲線と平均横断面温
度（Ｍ）をグラフで示している。この場合、圧延された
棒鋼は水冷区間（Ｗ）で３２秒の時間にわたって熱伝導
係数α＞５００００Ｗ／ｍ”／Ｋで処理され、その後空
気による均熱領域（Ａ）で約５０〜６０秒経過後、横断
面全体にわたって３８０ ’Ｃの同じ温度を有する。
第２図は冷却時間の関数としての、棒構断面に対する温
度経過を示している。半径が２５胴と３０１１ＩＩＩｌ
の場合の垂直な交線は、処理された棒鋼の縁から１０ｍ
ｍと５ ｍｍ離れたところの温度経過または冷却曲線に
相当する（第３図の冷却曲線Ｒ１０とＲ３参照）。
度経過を示している。半径が２５胴と３０１１ＩＩＩｌ
の場合の垂直な交線は、処理された棒鋼の縁から１０ｍ
ｍと５ ｍｍ離れたところの温度経過または冷却曲線に
相当する（第３図の冷却曲線Ｒ１０とＲ３参照）。
第３図は、公知の連続的な時間−温度−変態グラフ（鋼
／ｌｌ−１０８Ｅを熱処理するためのグラフ集）である
。この場合、オーステナイト化温度は１０５０°Ｃであ
り、保持時間は１０分であり、２分内に加熱される。こ
のグラフには、縁領域（Ｒ）の冷却曲線、すなわち５ｍ
Ｉｎの縁（Ｒ７）と１０■の縁（ＲＩＧ）の冷却曲線と
、中心部領域（Ｋ）の冷却曲線が記入されている。その
際、オーステナイトの範囲は（ＡＴ）で表され、フェラ
イト形成の範囲は（ＦＴ）で表され、パーライト形成の
範囲は（ＰＴ）で表され、中間段階組織形成の範囲は（
ＺＷ）で表され、マルテンサイト形成の範囲は（ＭＴ）
で表されている。硬度ＨＲｃまたは）ＩＶが丸付き数字
で記入されている。グラフ中の残りの数字は公知のよう
に、対応する組織成分％である。
／ｌｌ−１０８Ｅを熱処理するためのグラフ集）である
。この場合、オーステナイト化温度は１０５０°Ｃであ
り、保持時間は１０分であり、２分内に加熱される。こ
のグラフには、縁領域（Ｒ）の冷却曲線、すなわち５ｍ
Ｉｎの縁（Ｒ７）と１０■の縁（ＲＩＧ）の冷却曲線と
、中心部領域（Ｋ）の冷却曲線が記入されている。その
際、オーステナイトの範囲は（ＡＴ）で表され、フェラ
イト形成の範囲は（ＦＴ）で表され、パーライト形成の
範囲は（ＰＴ）で表され、中間段階組織形成の範囲は（
ＺＷ）で表され、マルテンサイト形成の範囲は（ＭＴ）
で表されている。硬度ＨＲｃまたは）ＩＶが丸付き数字
で記入されている。グラフ中の残りの数字は公知のよう
に、対応する組織成分％である。
３８０°Ｃの焼き戻し温度（第１図参照）のときに棒鋼
の表面範囲には、４４１１Ｒｃの硬度が生じる。
の表面範囲には、４４１１Ｒｃの硬度が生じる。
第４図は、４０ＨＲｃの硬度を有する中心部領域（Ｋ）
の変態を恒温のＺＴＵ−グラフで示している（オーステ
ナイト化温度１０５０”Ｃ１保持時間５分、１分で加熱
される）。硬さは棒構断面にわたって、中心部の４０Ｈ
Ｒｃと表面の４４１１Ｒｃの間にある。
の変態を恒温のＺＴＵ−グラフで示している（オーステ
ナイト化温度１０５０”Ｃ１保持時間５分、１分で加熱
される）。硬さは棒構断面にわたって、中心部の４０Ｈ
Ｒｃと表面の４４１１Ｒｃの間にある。
これにより、横断面にわたって強度の均一化が遠戚され
る。この均一化は従来の熱処理では達成不可能である。
る。この均一化は従来の熱処理では達成不可能である。
本発明による手段は、グラフに示した実施例に限定され
ない。例えば、本発明の範囲を逸脱せずに、任意の合金
および非合金の熱処理鋼を本発明に従って処理すること
ができる。特に、冷却処理の方法と冷却区間の構造的な
形成は、個々の使用４゜ 範囲に応じて、当業者に委ねられる。更に、本発明では
、任意の形状の圧延製品または予備成形された焼き入れ
可能な任意の他の鋼製製品に、特別な冷却処理と熱処理
を行うことができる。いかなる場合でも、本発明による
手段により、従来得られなかった大きな硬化深さが遠戚
されるかあるいは鋼製品の中心部まで完全焼き入れが行
われ、公知の方法と比べて、エネルギーとコストが大幅
に低減される。
ない。例えば、本発明の範囲を逸脱せずに、任意の合金
および非合金の熱処理鋼を本発明に従って処理すること
ができる。特に、冷却処理の方法と冷却区間の構造的な
形成は、個々の使用４゜ 範囲に応じて、当業者に委ねられる。更に、本発明では
、任意の形状の圧延製品または予備成形された焼き入れ
可能な任意の他の鋼製製品に、特別な冷却処理と熱処理
を行うことができる。いかなる場合でも、本発明による
手段により、従来得られなかった大きな硬化深さが遠戚
されるかあるいは鋼製品の中心部まで完全焼き入れが行
われ、公知の方法と比べて、エネルギーとコストが大幅
に低減される。
第１図は、棒鋼の中心部と表面の冷却曲線と平均横断面
温度を示すグラフ、第２図は冷却時間の関数としての、
棒構断面に対する温度経過を示すグラフ、第３図は、公
知の連続的な時間−温度変態グラフ、第４図は、４０Ｈ
Ｒｃの硬度を有する中心部領域の変態を示す恒温のＺＴ
Ｕ−グラフである。
温度を示すグラフ、第２図は冷却時間の関数としての、
棒構断面に対する温度経過を示すグラフ、第３図は、公
知の連続的な時間−温度変態グラフ、第４図は、４０Ｈ
Ｒｃの硬度を有する中心部領域の変態を示す恒温のＺＴ
Ｕ−グラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、液状冷却媒体による鋼の焼き入れ方法、特に比較的
に大きな直径を有する合金または非合金の熱処理鋼から
なる棒状圧延製品の焼き入れ方法であって、しかも圧延
プロセスに直接続いて焼き入れする方法において、 鋼製圧延製品が圧延プロセスの後直ぐに、冷却媒体を備
えた冷却区間に供給され、冷却区間で高い流速にさらさ
れることを特徴とする液状冷却媒体による鋼の焼き入れ
方法。 ２、冷却区間の流速が、５００００Ｗ／ｍ＾２／Ｋ以上
の熱伝達係数を生じるような速さであり、圧延材横断面
積の平均温度がＭＳ−温度以下になるまで冷却区間内で
冷却され、それによって冷却区間を出た後で、横断面全
体にわたる均熱により、中心部内にあるオーステナイト
が中間段階組織（ベイナイト）に変態し、同時にマルテ
ンサイトの縁領域において、最高ＭＳ−温度までの温度
の再上昇により、加えられた熱応力と変態応力の大部分
が取り除かれることを特徴とする、請求項１記載の液状
冷却媒体による鋼の焼き入れ方法。 ３、横断面全体の温度がＭＳ−温度以下になるまで、圧
延製品が冷却区間で冷却され、それによって中心部領域
もマルテンサイト化されることを特徴とする、請求項１
または請求項２記載の液状冷却媒体による鋼の焼き入れ
方法。 ４、完全焼き入れされた圧延製品が、付加的な熱処理で
、それ以降の処理にとって必要な温度に焼き戻しされる
ことを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれ
か一つに記載の液状冷却媒体による鋼の焼き入れ方法。 ５、冷却媒体として水が使用されることを特徴とする、
請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の液状
冷却媒体による鋼の焼き入れ方法。 ６、直径が７０ｍｍまでの棒状熱処理鋼が処理されるこ
とを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか
一つに記載の液状冷却媒体による鋼の焼き入れ方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893927276 DE3927276A1 (de) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | Verfahren zum haerten von stahl mit hilfe fluessiger kuehlmedien |
| DE3927276.1 | 1989-08-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0387312A true JPH0387312A (ja) | 1991-04-12 |
Family
ID=6387361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21593690A Pending JPH0387312A (ja) | 1989-08-18 | 1990-08-17 | 液状冷却媒体による鋼の焼き入れ方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0418506A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0387312A (ja) |
| DE (1) | DE3927276A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19612818C2 (de) * | 1996-03-30 | 1998-04-09 | Schloemann Siemag Ag | Verfahren zur Kühlung walzwarmer Stahlprofile |
| DE19718530B4 (de) * | 1997-05-02 | 2005-02-03 | Sms Demag Ag | Verfahren zum Kühlen von walzwarmem Walzgut und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Verwendung der Vorrichtung |
| DE19850739A1 (de) * | 1998-11-04 | 2000-05-11 | Schloemann Siemag Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von walzwarmem Walzgut, insbesondere Warmbreitband |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE907532C (de) * | 1944-04-04 | 1954-03-25 | Deutsche Edelstahlwerke Ag | Zwischenstufenverguetung von unlegierten und legierten Staehlen |
| DE904294C (de) * | 1951-03-25 | 1954-02-18 | Wilhelm Stich Dipl Ing Dr | Verfahren und Vorrichtung zum Walzhaerten unmittelbar aus dem Fertigkaliber, und zwar bei groesserer Walzgeschwindigkeit und Walzader- bzw. Haeterohrlaenge |
| NL170159C (nl) * | 1973-06-04 | 1982-10-01 | Estel Hoogovens Bv | Werkwijze voor het vervaardigen van lasbaar staafmateriaal uit laag koolstofstaal door gecontroleerde koeling. |
| DD119270B1 (de) * | 1975-04-02 | 1987-10-14 | Florin Stahl Walzwerk | Verfahren zur herstellung von walzstahlerzeugnissen mit entfestigter randzone und hochfestem kern |
| EP0053507A1 (en) * | 1980-12-02 | 1982-06-09 | British Steel Corporation | Production of a nickel-steel bar and rod |
| FR2522688B1 (fr) * | 1982-03-03 | 1990-09-14 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede et installation de traitement thermique de barres en acier allie pretes a l'emploi, notamment pour la construction mecanique |
| DD253581B3 (de) * | 1986-11-14 | 1992-11-19 | Thaelmann Schwermaschbau Veb | Einrichtung zur abkuehlung von walzgut in wasserkuehlstrecken |
-
1989
- 1989-08-18 DE DE19893927276 patent/DE3927276A1/de not_active Withdrawn
-
1990
- 1990-07-25 EP EP90114203A patent/EP0418506A1/de not_active Ceased
- 1990-08-17 JP JP21593690A patent/JPH0387312A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0418506A1 (de) | 1991-03-27 |
| DE3927276A1 (de) | 1991-02-21 |
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