JPS62146221A - オ−ステナイト系ステンレス鋼線材・棒鋼の製造方法 - Google Patents

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、オーステナイト系ステンレス鋼線材棒鋼の製
造方法に係り、特に冷間加工前の溶体化処理を省略でき
る製造方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、オーステナイト系ステンレス鋼線材・棒鋼は冷
間鍛造、伸線、引張、切削などによりボルト、ナツト、
ねじ、針金など小部品に加工され広範に使用されている
。多くの場合、これらの加工に先立って溶体化処理が行
われる。

その理由は、熱間圧延のままの状態では硬さが高く、そ
のまま切削加工、伸線、冷間鍛造を行うと断線割れなど
が発生しやすいためである。また、硬いため加工荷重が
著大となり、多大の動力を必要とするばかりでなく、金
型、ダ、イス等の高価な加工用工具の損耗が大きくなり
不経済である。

更に、熱間圧延のままではその冷却中において、結晶粒
界に炭化物の祈出が起こり耐食性が著しく低下し、ステ
ンレス鋼の持つ最大の特色を損うことになる。

通常、溶体化処理は１０００〜１１５０℃の高温におい
て棒鋼にはローラーハース型連続炉で数分間、線材コイ
ルおよびバーイングコイルにはローラーハースまたはロ
ータリーハース型連続炉て１〜２時間保持後水冷するこ
とにより行われ、高価な加熱炉等の熱処理設備が必要と
なるばかりでなく、スケールの付着、表面性状の劣化、
多大なエネルギー消費によるランニングコストの上昇と
生産性の低下など多くの欠点がある。

これらの従来の欠点を改善するため、熱間圧延時の保有
熱を利用することによりオーステナイト系ステンレス鋼
線材の溶体化処理を行う方法および装置が特開昭５０−
１０２１７、特公昭５５−５１０１３、特公昭５９−２
２７７３等で開示されている。

しかし、これらの方法はいずれも熱間圧延後保温を行い
、オーステナイト粒の成長、粗大化を行った後急冷する
ものである。このため大規模な加熱炉が必要となること
と、線材の如く線径の細い場合は生産性の点から炉長を
延長したり、ループ状のコイルの搬送速度を低下させた
りする必要があり、コスト上昇を招来する。更に保定を
コイル状で行うため温度が不均一になり品質的にも問題
が多い。

また、最も一般的な方法であるバッチ式熱処理は、線材
コイルではロータリーハース式、ローラーハース式、ル
ープロ式、ストランド式等により、棒鋼ではローラーハ
ース式により行われているが、いずれも多大な設備費と
運転費等が必要であるとともに熱間圧延材が再度加熱さ
れるため表面性状が劣化する問題点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決し、冷間加
工前の溶体化処理を省略できる経済性および生産性にす
ぐれたオーステナイト系ステンレス鋼線材・棒鋼の製造
方法を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明の要
旨とするところは次の如くである。

すなわち、熱間における粗圧延、中間圧延および仕上圧
延の工程を有するオーステナイト系ステンＩ／ス鋼線材
・棒鋼の製造方法において、前記仕上圧延前の素材を１
１００〜１３００℃の温度範囲に再加熱する段階と、前
記仕上圧延後の高温の線材・棒鋼を８５０〜５５０℃の
温度範囲について急冷する段階と、を有して成ることを
特徴とするオーステナイト系ステンレス鋼線材・棒鋼の
製造方法である。

本発明においては、仕上圧延に先立って１１００〜１３
００℃の温度範囲に再加熱する。一般に線材・棒鋼圧延
機の如き連続圧延機から構成されるラインては、素材で
あるビレットの加熱温度は１０００〜１３００℃の温度
範囲であることが多く、素材温度は圧延段階になるに従
って降下し、最終仕上げ温度が９００〜１１００℃程度
になる場合が多い。この場合オーステナイト系ステンレ
ス鋼線材・棒鋼のオーステナイト粒度番号はほぼ７〜１
１程度と微細である。１１００℃未満の温度域ではオー
ステナイト粒の王の解放および再結晶粒成長速度が小さ
く軟化し難い。そのため、特公昭５９−２２７７３ては
熱間圧延後に保定炉にてオーステナイト粒の成長を行わ
せ軟化を十分に行オ〕せているのである。

これに対し本発明においては、仕上圧延前に１１００〜
１３００℃の温度範囲に素材を再加熱するのである。一
般にオーステナイト系ステンレス鋼は１１００℃以上の
ｌ温度でいずれの鋼種もきわめて短時間で粒成長が進行
し、容易に欧化する。

しかしながら、単に１１００℃以上に加熱するだけでは
急激に不均一な粒成長を生じ表面性状を害すると共に冷
間加工性も劣化することから所定の均一な粒度に調整す
る必要がある。本発明者らの詳細な研究の結果、１１０
０℃以上の再加熱後、線材・棒鋼圧延機の如き高速、高
圧下の仕上圧延を行うと、再結晶後の粒径は温度、圧下
率、歪速度および再結晶前の粒径に依存するが、通常の
仕上圧延の圧延速度、圧下率で十分な欧化と所定粒径を
有する製品が得られることがわかった。このことは１１
００℃以上の再加熱により、上記の如き圧延仕上温度を
溶体化温度以上に保つなど圧延以後の高温における保定
等がすべて不要となる利点がある。

また、仕上圧延前の再加熱温度の上限を１３００℃と限
定した理由は、１３００℃を越えると熱間加工性が著し
く低下し線材・棒鋼に割れ等の欠陥が多発したり、極端
な場合、破断し圧延が不可能となるためである。従って
本発明においては、再加熱温度を１１００〜１３００℃
の温度範囲に限定したが、再加熱方法については特に限
定するものでなく、加熱炉、バーナー加熱、高周ｅ、誘
導加熱などが適用できる。

次に仕上圧延後の線材・棒鋼は８５０〜５５０℃の温度
範囲を急冷する。その主たる目的は固溶炭素が粒界に析
出することを最小に抑え、耐食性の低下を防止するため
である。固溶炭素の析出は８５０〜５５０℃の温度で最
も析出しやすいので、本発明では急冷の温度範囲を８５
０〜５５０℃に限定した。

冷却速度としては速い方がよく２０℃Ａ）以上が望まし
い。冷却方法としては水槽への浸漬や、高圧水の噴射ノ
ズルを備丸た冷却装置等で達成することができる。従っ
て、従来のバッチ式の溶体化処理における冷却装置等を
転用することが可能であり、本発明用として特別な装置
を必要とするものではなく経済的である。

本発明は上記の如く、仕上圧延前の素材を１１００〜１
３００℃の温度範囲に再加熱し、仕上圧延後、線材・棒
鋼を８５０〜５５０℃の温度範囲において急冷すること
により、線材・棒鋼の炭素を固溶して十分に軟化し粒度
を調整し冷間加工前の溶体化処理を省略することができ
る。

〔実施例〕

第１表に化学成分を示した５ｕｓ３ｏ４ステンレス鋼の
１１５ｍｍ角ビレツトを第１図および第２図に示す装置
でそれぞれ２０ｍｍφの棒鋼および５．５ｍｍφの線材
に圧延した。なお、第２表に仕上圧延前の再加熱温度、
圧延仕上温度および仕上圧延後の急冷条件を示した。

すなわち、１１５ｍ角ビレット素材２を加熱炉４におい
て１２００℃に加熱後、粗および中間圧延機列６におい
て粗圧延および中間圧延が行われろ。中間圧延後、加熱
装置８において供試材のＮｏ、　４〜８．１０〜１３は
第２表の条件で再加熱処理を行った。

その他の供試材Ｎｏ、１〜３，９．１４〜１７について
（よ、従来法の如く加熱装置８を使用せず、・ｌなわち
仕上圧延前の再加熱処理を実施しなかった。

次にこれらの素材は仕上圧延機列１０において所定の寸
法、形状に仕上圧延されると共にオーステナイ）−粒径
の調整が行われた。仕上圧延後、棒鋼１２は第１図に示
す如く冷却装置１４にて第２表の条件で水冷し、シャー
１６で所定長さに切断後、クーリングペッド１８に貯蔵
した。

一方線材２０は、第２図に示す如く、仕上圧延後ピンチ
ロール２２、レーイングヘッド２４にて巻取り、コンベ
ア２６で非同心円状コ、イルとした後、冷却装置２８で
第２表の条件で冷却しリホーミングタブ３０に蓄えコイ
ルとした。なお、線材２０についても第１図の棒鋼１２
の場合と同様に冷却装置１４、シャー１６を経てクーリ
ングベッド１８に貯えてもよい。

各段階における温度は温度計３４にて測定され、加熱仕
上圧延および冷却装置の制御に用いられる。

なお、供試材Ｎ０１４．１５は５．５ｍφの線材コイル
の状態で１０５０℃×６０分、Ｎｏ、１６．１７は２０
胴φの棒鋼の状態で１０５０℃×５分の従来法による溶
体化処理を行った。

上記の如き工程で製造された供試材の棒鋼および線材に
ついて、ＪＩＳＧＯ５５１（１９８５）に規定された方
法による結晶粒度番号、炭化物の有無等の組織および引
張強さＴＳ、絞＋）ＲＡ等の機械的性質を調査して同じ
く第２表に示した。

第２表から次のことが明らかになった。仕上前後に本発
明の条件を満足する再加熱および急冷が行われた本発明
実施例である供試材Ｎｏ、４．５．７．１０．１１およ
び１２は冷間加工に最適の強度５０〜６０にシー２であ
りオーステナイ）・結晶粒度は表面性状のすぐれた４０
〜６３の範囲にあり炭化物の析出もなく、これらの品質
は溶体化処理を行った従来例のＮ０１４および１６と同
等である。

これに対し、仕上圧延前に再加熱を行わない比較例のＮ
ｏ、１〜３および９はいずれもオーステナ、イト粒は微
細で強度も高く、このままでは冷間加工には不適である
。

比較例Ｎｏ、　８および１３は再加熱を行ったが、再加
熱温度が本発明の上限を越えているので、軟化は十分に
進行しているが、オーステナイト粒が粗大化し表面性状
が著しく劣化し、製品に多数の疵が発生している。

比較例Ｎｏ、６は仕上げ圧延後急冷していないので炭化
物が析出し耐食性が劣化している。

従来例Ｎｏ、１５．１７は溶体化処理後、急冷していな
いので炭化物が析出している。

〔発明の効果〕

本発明は上記実施例からも明らかな如く、オーステナイ
ト系ステンレス鋼線材・棒鋼の素材を仕上圧延前に１１
００〜１３００℃の温度範囲に再加熱し、仕上圧延後線
材・棒鋼を８５０〜５５０℃の温度範囲において急冷す
ることによって。特別の装置を必要とせずまた生産効率
を低下することなく、冷間加工前の溶体化処理を省略す
る効果をあげることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はいずれも本発明実施例における製
造ラインの装置の配置図て、第１図は棒鋼用、第２図は
線材用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱間における粗圧延、中間圧延および仕上圧延の
   工程を有するオーステナイト系ステンレス鋼線材・棒鋼
   の製造方法において、前記仕上圧延前の素材を１１００
   〜１３００℃の温度範囲に再加熱する段階と、前記仕上
   圧延後の高温の線材・棒鋼を８５０〜５５０℃の温度範
   囲について急冷する段階と、を有して成ることを特徴と
   するオーステナイト系ステンレス鋼線材・棒鋼の製造方
   法。