(57)【要約】      （修正有）【課題】従来６から１１時間程度の処理時間を要していた鋼の球状化焼鈍処理を短時間で処理することのできる革新的な急速球状化焼鈍処理方法を提供する。【解決手段】均熱化温度（例：ＡＣ１＋２０℃）から変態開始温度（ＡＣ１）まで第１の冷却速度（例：１００℃／時）で冷却する第１の冷却期間と、変態開始温度（ＡＣ１）から変態完了温度（例：ＡＣ１−１５℃）まで第２の冷却速度（例：１５℃／時）で冷却する第２の冷却期間と、変態完了温度（例：ＡＣ１−１５℃）からあらかじめ設定された放冷開始温度（例：ＡＣ１−４０℃）まで第３の冷却速度（例４０℃／時）で冷却する第３の冷却期間を備え、徐冷の期間を３つの冷却期間を備えたヒートパターンとする。変態完了温度は変態が完了するものと推定した推定温度であり、比較的緩やかな第３の冷却速度を設けることにより確実な変態完了を促すとともに徐冷期間の短縮を両立させる。【選択図】図２
2014173168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変態開始温度以上の所定の加熱温度にまで昇温した後、所定時間にわたり均熱化温度を維持した後、鋼を徐冷して球状化焼鈍する熱処理方法であって、
前記均熱化温度から前記変態開始温度まで第１の冷却速度で冷却する第１の冷却期間と、
前記変態開始温度から変態完了温度まで第２の冷却速度で冷却する第２の冷却期間と、
前記変態完了温度からあらかじめ設定された放冷開始温度まで第３の冷却速度で冷却する第３の冷却期間の、３つの冷却期間を備えたヒートパターンとしたこと特徴とする鋼の急速球状化焼鈍処理方法。
【請求項２】
前記第１の冷却期間の前記第１の冷却速度が、前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度より大きく、
前記第３の冷却期間の前記第３の冷却速度が、前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度より大きいものとし、
前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度が前記鋼を１時間あたり１０℃以上１５℃以下の冷却を行うものであるヒートパターンとしたこと特徴とする請求項１に記載の鋼の急速球状化焼鈍処理方法。
【請求項３】
前記変態完了温度が、変態が完了するものと推定した推定温度であり、
前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度よりも大きく、前記第１の冷却期間の前記第１の冷却速度よりも緩やかな前記第３の冷却期間の前記第３の冷却速度を設けることにより、確実な前記鋼の球状化焼鈍の変態完了を促すとともに徐冷期間の短縮を両立させることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼の急速球状化焼鈍処理方法。
【請求項４】
前記第１の冷却期間の前記第１の冷却速度が前記鋼を１時間あたり５０℃以上１２０℃以下の冷却を行うものであり、
前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度が前記鋼を１時間あたり１０℃以上１５℃以下の冷却を行うものであり、
前記第３の冷却期間の前記第３の冷却速度が前記鋼を１時間あたり３０℃以上５０℃未満の冷却を行うものであるである鋼の請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鋼の急速球状化焼鈍処理方法。
【請求項５】
前記鋼が、冷間圧造用線材のコイル状態の炭素鋼、ＳＣＲ−４クローム鋼、ＳＵＪ−２クローム鋼のいずれかである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鋼の急速球状化焼鈍処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材、棒鋼、帯鋼、鋼板などの鋼材の球状化焼鈍を短時間に行うことができる球状化焼鈍処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、炭素鋼やクローム鋼の熱処理の一環として、炭素鋼やクローム鋼中に存在する炭化物を球状化するために球状化焼鈍処理を行っていた。球状化焼鈍処理を行なえば鋼の靭性が大きくなり、後工程における加工性も向上する。
【０００３】
球状化焼鈍処理とは、変態点以上に熱せられたオーステナイト組織状態の鋼を徐冷してゆく過程で、オーステナイト組織状態がフェライト＋セメンタイト組織状態に変態してゆく熱処理である。
従来技術の球状化焼鈍処理では、一般的に徐冷には、炭素鋼で約６時間、クローム鋼（ＳＣＲ−４）で約８時間、軸受け鋼（ＳＵＪ−２）では約１１時間を要するものとされ、非常に長時間を要していた。
【０００４】
図５は、従来技術における炭素鋼の球状化焼鈍処理の徐冷処理のヒートパターンを示す図である。
炭素鋼では変態開始温度であるＡＣ１変態点が７２０℃である。変態完了温度は多少のばらつきがあるものの７００℃〜７１０℃の間にあると考えられている。一般的には、変態点よりも高い７４０℃で均熱化した後、徐冷を始め、変態完了温度よりも十分に低い一律６８０℃に向けて１時間あたり１０℃という割合で徐冷を進めて行く方法が採られている。炭素鋼の場合、温度差が６０℃であるので、６時間かけて徐冷されるわけである。この６時間かけた徐冷の中で、変態開始温度のＡＣ１変態点から変態完了温度の間で球状化が完了している。
【０００５】
図６は、従来技術におけるクローム鋼（ＳＣＲ−４）の球状化焼鈍処理の徐冷処理のヒートパターンを示す図である。クローム鋼（ＳＣＲ−４）では変態開始温度であるＡＣ１変態点が７４０℃である。変態完了温度は多少のばらつきがあるものの７２０℃〜７３０℃の間にあると考えられている。一般的には、変態点よりも高い７６０℃まで加熱処理して均熱化した後、徐冷を始め、徐冷は、図５と同様、一律的に６８０℃に向けて１時間あたり１０℃という割合で徐冷を進めて行く。ＳＣＲ−４鋼の場合、温度差が８０℃であるので、８時間かけて徐冷されるわけである。この８時間かけた徐冷の中で、変態開始温度のＡＣ１変態点から変態完了温度の間で球状化が完了している。
【０００６】
図７は、従来技術におけるクローム鋼（ＳＵＪ−２）の球状化焼鈍処理の徐冷処理のヒートパターンを示す図である。クローム鋼（ＳＵＪ−２）では変態開始温度であるＡＣ１変態点が７７０℃である。変態完了温度は多少のばらつきがあるものの７５０℃〜７６０℃の間にあると考えられている。一般的には、変態点よりも高い７９０℃まで加熱処理して均熱化した後、徐冷を始め、徐冷は、図５と同様、一律的に６８０℃に向けて１時間あたり１０℃という割合で徐冷を進めて行く。ＳＵＪ−２鋼の場合、温度差が１１０℃であるので、１１時間かけて徐冷されるわけである。この１１時間かけた徐冷の中で、変態開始温度のＡＣ１変態点から変態完了温度の間で球状化が完了している。
【０００７】
鋼の熱処理に関しては、様々なヒートパターンを説明する文献は知られているが、球状化焼鈍処理に関しては、均熱化温度から一律に６８０℃に向け、一律に１時間あたり１０℃という割合で徐冷してゆくことにより行われてきた。
なお、徐冷の速度は、一般には、１時間あたり１０℃という割合であるが、図８に示すように、一律に１時間あたり１５℃という割合で行っても良いと開示しているものもある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１２１０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記従来の球状化焼鈍処理の徐冷処理では、非常に時間がかかることが大きな課題である。もともと、製鋼所などでは、大容量の鋼に対して熱処理を行うためにその熱慣性が極めて大きい上に、加熱・冷却の熱履歴を与えるために、昇温・冷却に非常な長時間を要する。このため、極めて生産性が低く、熱処理コストが高くなる。
【００１０】
例えば、上記特許文献１によれば、炭素鋼の場合には昇温に８時間、均熱に８時間、徐冷却に６時間、合計２２時間も要している。また、軸受け鋼（ＳＵＪ−２）の場合、一般には、昇温に８時間、均熱に８時間、徐冷却に１１時間の合計２６時間も要している。
このように６時間から１１時間もかけて徐冷するということは、製造期間が長引いてしまうことともなる。そこで、徐冷の時間を短縮することができれば、生産性が向上し、熱処理コストが低下する。
【００１１】  発明者（公序良俗違反につき、不掲載）は、長年にわたり鉄鋼関係の仕事に従事して熱処理に関して研究を行う中、鋼の球状化焼鈍処理における徐冷処理を短縮することができる方法を想起するに至った。  上記問題点に鑑み、本発明は、従来、６から１１時間程度の徐冷時間を必要としていた鋼の球状化焼鈍処理を短時間で処理することのできる革新的な急速球状化焼鈍処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法は、変態開始温度以上の所定の加熱温度にまで昇温した後、所定時間にわたり均熱化温度を維持した後、鋼を徐冷して球状化焼鈍する熱処理方法であって、前記均熱化温度から前記変態開始温度まで第１の冷却速度で冷却する第１の冷却期間と、前記変態開始温度から変態完了温度まで第２の冷却速度で冷却する第２の冷却期間と、前記変態完了温度からあらかじめ設定された放冷開始温度まで第３の冷却速度で冷却する第３の冷却期間の３つの冷却期間を備えたヒートパターンとしたこと特徴とする鋼の急速球状化焼鈍処理方法である。
【００１３】
ここで、上記において、前記第１の冷却期間の前記第１の冷却速度が、前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度より大きく、前記第３の冷却期間の前記第３の冷却速度が、前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度より大きいものとし、前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度が前記鋼を１時間あたり１０℃以上１５℃以下の冷却を行うものであるヒートパターンとすることが好ましい。
【００１４】
上記構成により、重要な変態開始温度から変態完了温度については、鋼を１時間あたり１０℃から１５℃の冷却を行い、十分に良質な球状化焼鈍処理が促進されるように取り扱うとともに、その他の期間について冷却速度を大きなものとすることにより、球状化焼鈍の品質を維持しつつ、冷却期間を短縮することを可能とした。
【００１５】
なお、鋼の金属組織の状態において、変態開始温度は、比較的正確に特定されており、その変態開始温度まで、冷却速度の大きな第１の冷却期間の第１の冷却速度で急峻に冷却すれば良いが、一方、変態完了温度は、変態開始温度に比べて比較的幅があり、鋼の部位や物理的な環境変動に応じてある程度、温度の幅をもって処理した方が良い。そこで、変態完了温度は、変態が完了するものと推定した推定温度であり、第２の冷却期間の終了時点で、当該推定した変態完了温度において実際の鋼の金属組織の多くは球状化焼鈍が完了しているまたは球状化焼鈍の直前にあると想定できる。そこで、第３の冷却期間の前記第３の冷却速度（前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度よりも大きいが前記第１の冷却期間の前記第１の冷却速度よりも緩やかな前記第３の冷却期間の前記第３の冷却速度）を設けることにより、確実な前記鋼の球状化焼鈍の変態完了を促すとともに徐冷期間の短縮を両立させることを達成した。
【００１６】
具体的な数値例を示す。
第１の冷却期間の第１の冷却速度が前記鋼を１時間あたり５０℃以上１２０℃以下の冷却を行うものとする。
第２の冷却期間の第２の冷却速度が前記鋼を１時間あたり１０℃以上１５℃以下の冷却を行うものとする。
第３の冷却期間の第３の冷却速度が前記鋼を１時間あたり１５℃より大きく５０℃未満、例えば、３０℃以上５０℃未満の冷却を行うものとする。
このようなヒートパターンとすることにより、高品質な球状化焼鈍処理と、球状化焼鈍処理の短縮化の両立できるヒートパターンとなる。
【００１７】
なお、鋼としては、特に限定されずに広く適用することができる。例えば、冷間圧造用線材のコイル状態の炭素鋼、ＳＣＲ−４クローム鋼、ＳＵＪ−２クローム鋼などにも適用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる鋼の急速球状化焼鈍処理方法によれば、重要な変態開始温度から変態完了温度については、鋼を１時間あたり１０℃から１５℃の冷却を行い、十分に良質な球状化焼鈍処理が促進されるように取り扱うとともに、その他の期間について冷却速度を大きくすることにより、球状化焼鈍の品質を維持しつつ、冷却期間を短縮することが可能となる。
また、変態完了に関しては、変態が完了するものと推定した推定温度までは第２の冷却期間の第２の冷却速度により徐冷して高品質な球状化焼鈍処理を行い、その推定した変態完了温度以降に第３の冷却期間の前記第３の冷却速度を設け、その第３の冷却速度を、第２の冷却速度よりも大きいが第１の冷却速度や放冷速度よりも緩やかな第３の冷却速度とする第３の冷却期間を設けることにより、確実な前記鋼の球状化焼鈍の変態完了を促すとともに徐冷期間の短縮を両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る鋼の急速球状化焼鈍処理方法の処理例を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理の工程を示すフローチャートである。
図２は、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法を炭素鋼に適用する際のヒートパターンを示す図である。
【００２１】
図１のフローチャートは、急速球状化焼鈍処理の工程の前後の工程も含めて描かれている。ステップＳ１０３からステップＳ１０６までが急速球状化焼鈍処理の工程である。
図１に示すように、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理の工程に先立ち、鋼材に対する加熱処理工程（ステップＳ１０１）と、均熱化処理工程（ステップＳ１０２）が行われている。
本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理は、第１の冷却工程（ステップＳ１０３）、第２の冷却工程（ステップＳ１０４）、第３の冷却工程（ステップＳ１０５）の３つの冷却工程を備えている。
以下、炭素鋼の場合の場合を例にして各冷却工程を説明する。
【００２２】
（１）第１の冷却工程（ステップＳ１０３）
第１の冷却工程は、均熱化温度から変態開始温度まで第１の冷却速度で冷却する第１の冷却期間における冷却処理である。
炭素鋼の場合、変態開始温度（ＡＣ１）が既知であり７２０℃である。均熱化温度は変態開始温度（ＡＣ１）よりも＋２０℃とし、均熱化処理工程における均熱化温度は７４０℃である。
【００２３】
第１の冷却工程は、図２に示すように、均熱化温度の７４０℃から、変態開始温度（ＡＣ１）の７２０℃まで冷却する。ここで、冷却速度は、第１の冷却期間の第１の冷却速度が、後述する第２の冷却期間の第２の冷却速度より大きなものであり、１時間あたり５０℃以上１２０℃以下の冷却を行うものである。この例では、１時間あたり１００℃の冷却を行うものとなっている。このように１時間あたり１００℃の冷却速度で冷却するため、急速球状化焼鈍処理全体の徐冷期間の短縮に寄与している。
この例では、第１の冷却期間は１２分となる。
なお、均熱化温度の７４０℃から、変態開始温度（ＡＣ１）の７２０℃までは球状化焼鈍そのものは開始していないため、特に品質には影響しない。
【００２４】
（２）第２の冷却工程（ステップＳ１０４）
第２の冷却工程は、変態開始温度（ＡＣ１）から変態完了温度まで第２の冷却速度で冷却する第２の冷却期間における冷却処理である。
炭素鋼の場合、変態完了温度は変態開始温度に比べて比較的幅があり、鋼の部位や物理的な環境変動に応じてある程度、温度の幅をもって処理した方が良いが、ここでは、変態開始温度（ＡＣ１）の７２０℃の−２０℃よりやや高い温度、例えば、７０５℃前後に変態完了温度があると考えられる。そこで、第２の冷却工程では、変態が完了するものと推定される温度を設定する。ここでは、例えば、７０５℃と設定する。
【００２５】
第２の冷却工程は、図２に示すように、変態開始温度（ＡＣ１）の７２０℃から−１５℃に設定した変態完了温度７０５℃まで冷却する。
ここで、冷却速度は、第２の冷却期間の第２の冷却速度は、高品質な球状化焼鈍を行うための冷却速度であり、１時間あたり１０℃から１５℃のゆっくりした冷却を行うものである。この例では、１時間あたり１５℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第２の冷却期間は１時間となる。
【００２６】
（３）第３の冷却工程（ステップＳ１０５）
第３の冷却工程は、変態完了温度からあらかじめ設定された放冷開始温度まで第３の冷却速度で冷却する第３の冷却期間における冷却処理である。
この第３の冷却期間は、第２の冷却期間で推定した変態完了温度において実際の鋼の金属組織の多くは球状化焼鈍されているまたは球状化焼鈍の直前にあると想定できるが、第２の冷却速度で冷却し続けると球状化焼鈍処理の時間が長くなる。そこで、やや冷却速度は上げるものの、放冷までの速度ではない“比較的緩やかな”第３の冷却速度を設けることにより、確実な前記鋼の球状化焼鈍の変態完了を促すとともに徐冷期間の短縮を両立させるものである。
炭素鋼の場合、放冷を開始する放冷開始温度を変態開始温度（ＡＣ１）より−３０℃とし、ここでは、例えば、６８０℃と設定することとする。
【００２７】
第３の冷却工程は、図２に示すように、変態完了温度７０５℃から放冷開始温度６８０℃まで冷却する。
ここで、冷却速度は、第３の冷却期間の第３の冷却速度は、第２の冷却期間の第２の冷却速度より大きいものとし、冷却速度を緩やかに上げて球状化焼鈍処理全体の時間を短縮しつつ、球状化焼鈍処理の品質を劣化させることのない冷却速度とし、１時間あたり３０℃以上５０℃未満の冷却を行うものである。この例では、１時間あたり４０℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第３の冷却期間は３７.５分となる。
【００２８】
上記のようなヒートパターンにより、本発明の急速球状化焼鈍処理方法では、全体の処理時間が、１時間４９分３０秒と計算される。
一方、従来の球状化焼鈍処理方法では６時間かかる計算であるため、本発明の急速球状化焼鈍処理方法では、処理時間を有効に短縮することができることが分かる。
なお、第３の冷却工程（ステップＳ１０５）の後、炉から取り出し、放冷処理を行うこととなる（ステップＳ１０６）。
【実施例２】
【００２９】
図３は、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法をＳＣＲ−４クローム鋼に適用する際のヒートパターンを示す図である。
（１）第１の冷却工程（ステップＳ１０３）
ＳＣＲ−４クローム鋼の場合、変態開始温度（ＡＣ１）が既知であり７４０℃である。均熱化温度は変態開始温度（ＡＣ１）よりも＋２０℃とし、均熱化処理工程における均熱化温度は７６０℃である。
第１の冷却工程は、図３に示すように、均熱化温度の７６０℃から、変態開始温度（ＡＣ１）の７４０℃まで冷却する。ここで、冷却速度は、この例では、１時間あたり１００℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第１の冷却期間は１２分となる。
なお、均熱化温度の７６０℃から、変態開始温度（ＡＣ１）の７４０℃までは球状化焼鈍そのものは開始していないため、特に品質には影響しない。
【００３０】
（２）第２の冷却工程（ステップＳ１０４）
ＳＣＲ−４クローム鋼の場合も同様に、変態完了温度は変態開始温度に比べて比較的幅があり、鋼の部位や物理的な環境変動に応じてある程度、温度の幅をもって処理した方が良いが、ここでは、変態開始温度（ＡＣ１）の７４０℃の−２０℃よりやや高い温度、例えば、７２５℃前後に変態完了温度があると考えられる。そこで、第２の冷却工程では、変態が完了するものと推定される温度を設定する。ここでは、例えば、７２５℃と設定する。
【００３１】
第２の冷却工程は、図３に示すように、変態開始温度（ＡＣ１）の７４０℃から−１５℃に設定した変態完了温度７２５℃まで冷却する。
ここで、冷却速度は、第２の冷却期間の第２の冷却速度は、高品質な球状化焼鈍を行うための冷却速度であり、１時間あたり１０℃から１５℃のゆっくりした冷却を行うものである。この例では、１時間あたり１５℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第２の冷却期間は１時間となる。
【００３２】
（３）第３の冷却工程（ステップＳ１０５）
クロームＳＣＲ−４鋼の場合、放冷を開始する放冷開始温度を変態開始温度（ＡＣ１）より−３０℃とし、ここでは、例えば、７００℃と設定することとする。
第３の冷却工程は、図３に示すように、変態完了温度７２５℃から放冷開始温度７００℃まで冷却する。この例では、１時間あたり４０℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第３の冷却期間は３７.５分となる。
【００３３】
上記のようなヒートパターンにより、本発明の急速球状化焼鈍処理方法では、全体の処理時間が、１時間４９分３０秒と計算される。
一方、従来の球状化焼鈍処理方法では８時間かかる計算であるため、本発明の急速球状化焼鈍処理方法では、処理時間を有効に短縮することができることが分かる。
なお、第３の冷却工程（ステップＳ１０５）の後、炉から取り出し、放冷処理を行うこととなる（ステップＳ１０６）。
【実施例３】
【００３４】
図４は、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法をＳＵＪ−２クローム鋼に適用する際のヒートパターンを示す図である。
（１）第１の冷却工程（ステップＳ１０３）
ＳＵＪ−２クローム鋼の場合、変態開始温度（ＡＣ１）が既知であり７７５℃である。均熱化温度は変態開始温度（ＡＣ１）よりも＋２０℃とし、均熱化処理工程における均熱化温度は７９５℃である。
第１の冷却工程は、図４に示すように、均熱化温度の７９５℃から、変態開始温度（ＡＣ１）の７７５℃まで冷却する。ここで、冷却速度は、この例では、１時間あたり１００℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第１の冷却期間は１２分となる。
なお、均熱化温度の７９５℃から、変態開始温度（ＡＣ１）の７７５℃までは球状化焼鈍そのものは開始していないため、特に品質には影響しない。
【００３５】
（２）第２の冷却工程（ステップＳ１０４）
ＳＵＪ−２クローム鋼の場合も同様に、変態完了温度は変態開始温度に比べて比較的幅があり、鋼の部位や物理的な環境変動に応じてある程度、温度の幅をもって処理した方が良いが、ここでは、変態開始温度（ＡＣ１）の７７５℃の−２０℃よりやや高い温度、例えば、７６０℃前後に変態完了温度があると考えられる。そこで、第２の冷却工程では、変態が完了するものと推定される温度を設定する。ここでは、例えば、７６０℃と設定する。
【００３６】
第２の冷却工程は、図４に示すように、変態開始温度（ＡＣ１）の７７５℃から−１５℃に設定した変態完了温度７６０℃まで冷却する。
ここで、冷却速度は、第２の冷却期間の第２の冷却速度は、高品質な球状化焼鈍を行うための冷却速度であり、１時間あたり１０℃から１５℃のゆっくりした冷却を行うものである。この例では、１時間あたり１５℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第２の冷却期間は１時間となる。
【００３７】
（３）第３の冷却工程（ステップＳ１０５）
ＳＵＪ−２クローム鋼の場合、放冷を開始する放冷開始温度を変態開始温度（ＡＣ１）より−４０℃とし、ここでは、例えば、７３５℃と設定することとする。
第３の冷却工程は、図４に示すように、変態完了温度７６０℃から放冷開始温度７３５℃まで冷却する。この例では、１時間あたり４０℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第３の冷却期間は３７.５分となる。
【００３８】
上記のようなヒートパターンにより、本発明の急速球状化焼鈍処理方法では、全体の処理時間が、１時間４９分３０秒と計算される。
一方、従来の球状化焼鈍処理方法では１１．５時間かかる計算であるため、本発明の急速球状化焼鈍処理方法では、処理時間を有効に短縮することができることが分かる。
なお、第３の冷却工程（ステップＳ１０５）の後、炉から取り出し、放冷処理を行うこととなる（ステップＳ１０６）。
【００３９】
以上、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法によれば、従来の球状化焼鈍処理方法に比べて、その球状化焼鈍の品質を落とすことなく、球状化焼鈍処理の処理時間を短縮することができる。
【００４０】
以上、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法の構成例における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法は、様々な鋼の球状化焼鈍処理に用いることができ、たとえば、炭素鋼、ＳＣＲ−４クローム鋼、ＳＵＪ−２クローム鋼などに広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理の工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法を炭素鋼に適用する際のヒートパターンを示す図である。
【図３】本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法をＳＣＲ−４クローム鋼に適用する際のヒートパターンを示す図である。
【図４】本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法をＳＵＪ−２クローム鋼に適用する際のヒートパターンを示す図である。
【図５】従来技術における炭素鋼の球状化焼鈍処理の徐冷処理のヒートパターンを示す図である。
【図６】従来技術におけるクローム鋼（ＳＣＲ−４）の球状化焼鈍処理の徐冷処理のヒートパターンを示す図である。
【図７】従来技術におけるクローム鋼（ＳＵＪ−２）の球状化焼鈍処理の徐冷処理のヒートパターンを示す図である。
【図８】従来技術における特開２００８−１２１０３２号公報に開示されたヒートパターンの例を示す図である。
【図１】
2014173168.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014173168.tif 000009
【図８】
2014173168.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月4日(2014.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変態開始温度以上の所定の加熱温度にまで昇温した後、所定時間にわたり均熱化温度を維持して鋼を徐冷して球状化焼鈍する熱処理方法であって、
前記均熱化温度から前記変態開始温度まで第１の冷却速度で冷却する第１の冷却期間と、
前記変態開始温度から変態完了温度まで第２の冷却速度で冷却する第２の冷却期間と、
前記変態完了温度からあらかじめ設定された放冷開始温度まで第３の冷却速度で冷却する第３の冷却期間を備え、
前記徐冷の期間を３つの冷却期間を備えたヒートパターンとしたこと特徴とする鋼の急速球状化焼鈍処理方法。
【請求項２】
前記変態完了温度が、変態が完了するものと推定した推定温度であり、
前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度よりも大きいが、前記第１の冷却期間の前記第１の冷却速度よりも緩やかな前記第３の冷却期間の前記第３の冷却速度を設けることにより、確実な前記鋼の球状化焼鈍の変態完了を促すとともに徐冷期間の短縮を両立させることを特徴とする請求項１に記載の鋼の急速球状化焼鈍処理方法。
【請求項３】
前記第１の冷却期間の前記第１の冷却速度が、前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度より大きく、
前記第３の冷却期間の前記第３の冷却速度が、前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度より大きいものとし、
前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度が前記鋼を１時間あたり１０℃から１５℃の冷却を行うものであるヒートパターンとしたこと特徴とする請求項１または２に記載の鋼の急速球状化焼鈍処理方法。
【請求項４】
前記第１の冷却期間の前記第１の冷却速度が前記鋼を１時間あたり５０℃以上１２０℃以下の冷却を行うものであり、
前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度が前記鋼を１時間あたり１０℃以上１５℃以下の冷却を行うものであり、
前記第３の冷却期間の前記第３の冷却速度が前記鋼を１時間あたり３０℃以上５０℃未満の冷却を行うものであるである鋼の請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鋼の急速球状化焼鈍処理方法。
【請求項５】
前記鋼が、冷間圧造用線材のコイル状態の炭素鋼、ＳＣＲ−４クローム鋼、ＳＵＪ−２クローム鋼のいずれかである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鋼の急速球状化焼鈍処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材、棒鋼、帯鋼、鋼板などの鋼材の球状化焼鈍を短時間に行うことができる球状化焼鈍処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、炭素鋼やクローム鋼の熱処理の一環として、炭素鋼やクローム鋼中に存在する炭化物を球状化するために球状化焼鈍処理を行っていた。球状化焼鈍処理を行なえば鋼の靭性が大きくなり、後工程における加工性も向上する。
【０００３】
球状化焼鈍処理とは、変態点以上に熱せられたオーステナイト組織状態の鋼を徐冷してゆく過程で、オーステナイト組織状態がフェライト＋セメンタイト組織状態に変態してゆく熱処理である。
従来技術の球状化焼鈍処理では、一般的に徐冷には、炭素鋼で約６時間、クローム鋼（ＳＣＲ−４）で約８時間、軸受け鋼（ＳＵＪ−２）では約１１時間を要するものとされ、非常に長時間を要していた。
【０００４】
図５は、従来技術における炭素鋼の球状化焼鈍処理の徐冷処理のヒートパターンを示す図である。
炭素鋼では変態開始温度が７２０℃である。変態完了温度は多少のばらつきがあるものの７００℃〜７１０℃の間にあると考えられている。一般的には、変態点よりも高い７４０℃で均熱化した後、徐冷を始め、変態完了温度よりも十分に低い一律６８０℃に向けて１時間あたり１０℃という割合で徐冷を進めて行く方法が採られている。炭素鋼の場合、温度差が６０℃であるので、６時間かけて徐冷されるわけである。この６時間かけた徐冷の中で、変態開始温度から変態完了温度を通過して球状化がなされる。
【０００５】
図６は、従来技術におけるクローム鋼（ＳＣＲ−４）の球状化焼鈍処理の徐冷処理のヒートパターンを示す図である。クローム鋼（ＳＣＲ−４）では冷却時の変態開始温度が７４０℃である。変態完了温度は多少のばらつきがあるものの７２０℃〜７３０℃の間にあると考えられている。一般的には、変態点よりも高い７６０℃まで加熱処理して均熱化した後、徐冷を始め、徐冷は、図５と同様、一律的に６８０℃に向けて１時間あたり１０℃という割合で徐冷を進めて行く。ＳＣＲ−４鋼の場合、温度差が８０℃であるので、８時間かけて徐冷されるわけである。この８時間かけた徐冷の中で、冷却時の変態開始温度から変態完了温度を通過して球状化がなされる。
【０００６】
図７は、従来技術におけるクローム鋼（ＳＵＪ−２）の球状化焼鈍処理の徐冷処理のヒートパターンを示す図である。クローム鋼（ＳＵＪ−２）では冷却時の変態開始温度が７７０℃である。変態完了温度は多少のばらつきがあるものの７５０℃〜７６０℃の間にあると考えられている。一般的には、変態点よりも高い７９０℃まで加熱処理して均熱化した後、徐冷を始め、徐冷は、図５と同様、一律的に６８０℃に向けて１時間あたり１０℃という割合で徐冷を進めて行く。ＳＵＪ−２鋼の場合、温度差が１１０℃であるので、１１時間かけて徐冷されるわけである。この１１時間かけた徐冷の中で、冷却時の変態開始温度から変態完了温度を通過して球状化がなされる。
【０００７】
鋼の熱処理に関しては、様々なヒートパターンを説明する文献は知られているが、球状化焼鈍処理に関しては、均熱化温度から一律に６８０℃に向け、一律に１時間あたり１０℃という割合で徐冷してゆくことにより行われてきた。
なお、徐冷の速度は、一般には、１時間あたり１０℃という割合であるが、図８に示すように、一律に１時間あたり１５℃という割合で行っても良いと開示しているものもある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１２１０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記従来の球状化焼鈍処理の徐冷処理では、非常に時間がかかることが大きな課題である。もともと、製鋼所などでは、大容量の鋼に対して熱処理を行うためにその熱慣性が極めて大きい上に、加熱・冷却の熱履歴を与えるために、昇温・冷却に非常な長時間を要する。このため、極めて生産性が低く、熱処理コストが高くなる。
【００１０】
例えば、上記特許文献１によれば、炭素鋼の場合には昇温に８時間、均熱に８時間、徐冷却に６時間、合計２２時間も要している。また、軸受け鋼（ＳＵＪ−２）の場合、一般には、昇温に８時間、均熱に８時間、徐冷却に１１時間の合計２６時間も要している。
このように６時間から１１時間もかけて徐冷するということは、製造期間が長引いてしまうことともなる。そこで、徐冷の時間を短縮することができれば、生産性が向上し、熱処理コストが低下する。
【００１１】
発明者長家孝哉は、長年にわたり鉄鋼関係の仕事に従事して熱処理に関して研究を行う中、鋼の球状化焼鈍処理における徐冷処理を短縮することができる方法を想起するに至った。
上記問題点に鑑み、本発明は、従来、６から１１時間程度の徐冷時間を必要としていた鋼の球状化焼鈍処理を短時間で処理することのできる革新的な急速球状化焼鈍処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法は、変態開始温度以上の所定の加熱温度にまで昇温した後、所定時間にわたり均熱化温度を維持した後、鋼を徐冷して球状化焼鈍する熱処理方法であって、前記均熱化温度から前記変態開始温度まで第１の冷却速度で冷却する第１の冷却期間と、前記変態開始温度から変態完了温度まで第２の冷却速度で冷却する第２の冷却期間と、前記変態完了温度からあらかじめ設定された放冷開始温度まで第３の冷却速度で冷却する第３の冷却期間の３つの冷却期間を備えたヒートパターンとしたこと特徴とする鋼の急速球状化焼鈍処理方法である。
【００１３】
ここで、上記において、前記第１の冷却期間の前記第１の冷却速度が、前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度より大きく、前記第３の冷却期間の前記第３の冷却速度が、前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度より大きいものとし、前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度が前記鋼を１時間あたり１０℃以上１５℃以下の冷却を行うものであるヒートパターンとすることが好ましい。
【００１４】
上記構成により、重要な変態開始温度から変態完了温度については、鋼を１時間あたり１０℃から１５℃の冷却を行い、十分に良質な球状化焼鈍処理が促進されるように取り扱うとともに、その他の期間について冷却速度を大きなものとすることにより、球状化焼鈍の品質を維持しつつ、冷却期間を短縮することを可能とした。
【００１５】
なお、鋼の金属組織の状態において、変態開始温度は、比較的正確に特定されており、その変態開始温度まで、冷却速度の大きな第１の冷却期間の第１の冷却速度で急峻に冷却すれば良いが、一方、変態完了温度は、変態開始温度に比べて比較的幅があり、鋼の部位や物理的な環境変動に応じてある程度、温度の幅をもって処理した方が良い。そこで、変態完了温度は、変態が完了するものと推定した推定温度であり、第２の冷却期間の終了時点で、当該推定した変態完了温度において実際の鋼の金属組織の多くは球状化焼鈍が完了しているまたは球状化焼鈍の直前にあると想定できる。そこで、第３の冷却期間の前記第３の冷却速度（前記第２の冷却期間の前記第２の冷却速度よりも大きいが前記第１の冷却期間の前記第１の冷却速度よりも緩やかな前記第３の冷却期間の前記第３の冷却速度）を設けることにより、確実な前記鋼の球状化焼鈍の変態完了を促すとともに徐冷期間の短縮を両立させることを達成した。
【００１６】
具体的な数値例を示す。
第１の冷却期間の第１の冷却速度が前記鋼を１時間あたり５０℃以上１２０℃以下の冷却を行うものとする。
第２の冷却期間の第２の冷却速度が前記鋼を１時間あたり１０℃以上１５℃以下の冷却を行うものとする。
第３の冷却期間の第３の冷却速度が前記鋼を１時間あたり１５℃より大きく５０℃未満、例えば、３０℃以上５０℃未満の冷却を行うものとする。
このようなヒートパターンとすることにより、高品質な球状化焼鈍処理と、球状化焼鈍処理の短縮化の両立できるヒートパターンとなる。
【００１７】
なお、鋼としては、特に限定されずに広く適用することができる。例えば、冷間圧造用線材のコイル状態の炭素鋼、ＳＣＲ−４クローム鋼、ＳＵＪ−２クローム鋼などにも適用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる鋼の急速球状化焼鈍処理方法によれば、重要な変態開始温度から変態完了温度については、鋼を１時間あたり１０℃から１５℃の冷却を行い、十分に良質な球状化焼鈍処理が促進されるように取り扱うとともに、その他の期間について冷却速度を大きくすることにより、球状化焼鈍の品質を維持しつつ、冷却期間を短縮することが可能となる。
また、変態完了に関しては、変態が完了するものと推定した推定温度までは第２の冷却期間の第２の冷却速度により徐冷して高品質な球状化焼鈍処理を行い、その推定した変態完了温度以降に第３の冷却期間の前記第３の冷却速度を設け、その第３の冷却速度を、第２の冷却速度よりも大きいが第１の冷却速度や放冷速度よりも緩やかな第３の冷却速度とする第３の冷却期間を設けることにより、確実な前記鋼の球状化焼鈍の変態完了を促すとともに徐冷期間の短縮を両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る鋼の急速球状化焼鈍処理方法の処理例を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理の工程を示すフローチャートである。
図２は、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法を炭素鋼に適用する際のヒートパターンを示す図である。
【００２１】
図１のフローチャートは、急速球状化焼鈍処理の工程の前後の工程も含めて描かれている。ステップＳ１０３からステップＳ１０６までが急速球状化焼鈍処理の工程である。
図１に示すように、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理の工程に先立ち、鋼材に対する加熱処理工程（ステップＳ１０１）と、均熱化処理工程（ステップＳ１０２）が行われている。
本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理は、第１の冷却工程（ステップＳ１０３）、第２の冷却工程（ステップＳ１０４）、第３の冷却工程（ステップＳ１０５）の３つの冷却工程を備えている。
以下、炭素鋼の場合を例にして各冷却工程を説明する。
【００２２】
（１）第１の冷却工程（ステップＳ１０３）
第１の冷却工程は、均熱化温度から変態開始温度まで第１の冷却速度で冷却する第１の冷却期間における冷却処理である。
炭素鋼の場合、昇温時の変態開始温度（ＡＣ１）が既知であり７２０℃である。均熱化温度は変態開始温度（ＡＣ１）よりも＋２０℃とし、均熱化処理工程における均熱化温度は７４０℃である。
【００２３】
第１の冷却工程は、図２に示すように、均熱化温度の７４０℃から、冷却時の変態開始温度の７２０℃まで冷却する。ここで、冷却速度は、第１の冷却期間の第１の冷却速度が、後述する第２の冷却期間の第２の冷却速度より大きなものであり、１時間あたり５０℃以上１２０℃以下の冷却を行うものである。この例では、１時間あたり１００℃の冷却を行うものとなっている。このように１時間あたり１００℃の冷却速度で冷却するため、急速球状化焼鈍処理全体の徐冷期間の短縮に寄与している。
この例では、第１の冷却期間は１２分となる。
なお、均熱化温度の７４０℃から、変態開始温度の７２０℃までは球状化焼鈍そのものは開始していないため、特に品質には影響しない。
【００２４】
（２）第２の冷却工程（ステップＳ１０４）
第２の冷却工程は、冷却時の変態開始温度から変態完了温度まで第２の冷却速度で冷却する第２の冷却期間における冷却処理である。
炭素鋼の場合、変態完了温度は変態開始温度に比べて比較的幅があり、鋼の部位や物理的な環境変動に応じてある程度、温度の幅をもって処理した方が良いが、ここでは、冷却時の変態開始温度の７２０℃の−２０℃よりやや高い温度、例えば、７０５℃前後に変態完了温度があると考えられる。そこで、第２の冷却工程では、変態が完了するものと推定される温度を設定する。ここでは、例えば、７０５℃と設定する。
【００２５】
第２の冷却工程は、図２に示すように、冷却時の変態開始温度の７２０℃から−１５℃に設定した変態完了温度７０５℃まで冷却する。
ここで、冷却速度は、第２の冷却期間の第２の冷却速度は、高品質な球状化焼鈍を行うための冷却速度であり、１時間あたり１０℃から１５℃のゆっくりした冷却を行うものである。この例では、１時間あたり１５℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第２の冷却期間は１時間となる。
【００２６】
（３）第３の冷却工程（ステップＳ１０５）
第３の冷却工程は、変態完了温度からあらかじめ設定された放冷開始温度まで第３の冷却速度で冷却する第３の冷却期間における冷却処理である。
この第３の冷却期間は、第２の冷却期間で推定した変態完了温度において実際の鋼の金属組織の多くは球状化焼鈍されているまたは球状化焼鈍の直前にあると想定できるが、第２の冷却速度で冷却し続けると球状化焼鈍処理の時間が長くなる。そこで、やや冷却速度は上げるものの、放冷までの速度ではない“比較的緩やかな”第３の冷却速度を設けることにより、確実な前記鋼の球状化焼鈍の変態完了を促すとともに徐冷期間の短縮を両立させるものである。
炭素鋼の場合、放冷を開始する放冷開始温度を冷却時の変態開始温度より−４０℃とし、ここでは、例えば、６８０℃と設定することとする。
【００２７】
第３の冷却工程は、図２に示すように、変態完了温度７０５℃から放冷開始温度６８０℃まで冷却する。
ここで、冷却速度は、第３の冷却期間の第３の冷却速度は、第２の冷却期間の第２の冷却速度より大きいものとし、冷却速度を緩やかに上げて球状化焼鈍処理全体の時間を短縮しつつ、球状化焼鈍処理の品質を劣化させることのない冷却速度とし、１時間あたり３０℃以上５０℃未満の冷却を行うものである。この例では、１時間あたり４０℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第３の冷却期間は３７.５分となる。
【００２８】
上記のようなヒートパターンにより、本発明の急速球状化焼鈍処理方法では、全体の処理時間が、１時間４９分３０秒と計算される。
一方、従来の球状化焼鈍処理方法では６時間かかる計算であるため、本発明の急速球状化焼鈍処理方法では、処理時間を有効に短縮することができることが分かる。
なお、第３の冷却工程（ステップＳ１０５）の後、炉から取り出し、放冷処理を行うこととなる（ステップＳ１０６）。
【実施例２】
【００２９】
図３は、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法をＳＣＲ−４クローム鋼に適用する際のヒートパターンを示す図である。
（１）第１の冷却工程（ステップＳ１０３）
ＳＣＲ−４クローム鋼の場合、昇温時の変態開始温度（ＡＣ１）が既知であり７４０℃である。均熱化温度は昇温時の変態開始温度（ＡＣ１）よりも＋２０℃とし、均熱化処理工程における均熱化温度は７６０℃である。
第１の冷却工程は、図３に示すように、均熱化温度の７６０℃から、冷却時の変態開始温度の７４０℃まで冷却する。ここで、冷却速度は、この例では、１時間あたり１００℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第１の冷却期間は１２分となる。
なお、均熱化温度の７６０℃から、冷却時の変態開始温度の７４０℃までは球状化焼鈍そのものは開始していないため、特に品質には影響しない。
【００３０】
（２）第２の冷却工程（ステップＳ１０４）
ＳＣＲ−４クローム鋼の場合も同様に、変態完了温度は変態開始温度に比べて比較的幅があり、鋼の部位や物理的な環境変動に応じてある程度、温度の幅をもって処理した方が良いが、ここでは、冷却時の変態開始温度の７４０℃の−２０℃よりやや高い温度、例えば、７２５℃前後に変態完了温度があると考えられる。そこで、第２の冷却工程では、変態が完了するものと推定される温度を設定する。ここでは、例えば、７２５℃と設定する。
【００３１】
第２の冷却工程は、図３に示すように、冷却時の変態開始温度の７４０℃から−１５℃に設定した変態完了温度７２５℃まで冷却する。
ここで、冷却速度は、第２の冷却期間の第２の冷却速度は、高品質な球状化焼鈍を行うための冷却速度であり、１時間あたり１０℃から１５℃のゆっくりした冷却を行うものである。この例では、１時間あたり１５℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第２の冷却期間は１時間となる。
【００３２】
（３）第３の冷却工程（ステップＳ１０５）
クロームＳＣＲ−４鋼の場合、放冷を開始する放冷開始温度を冷却時の変態開始温度より−４０℃とし、ここでは、例えば、７００℃と設定することとする。
第３の冷却工程は、図３に示すように、変態完了温度７２５℃から放冷開始温度７００℃まで冷却する。この例では、１時間あたり４０℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第３の冷却期間は３７.５分となる。
【００３３】
上記のようなヒートパターンにより、本発明の急速球状化焼鈍処理方法では、全体の処理時間が、１時間４９分３０秒と計算される。
一方、従来の球状化焼鈍処理方法では８時間かかる計算であるため、本発明の急速球状化焼鈍処理方法では、処理時間を有効に短縮することができることが分かる。
なお、第３の冷却工程（ステップＳ１０５）の後、炉から取り出し、放冷処理を行うこととなる（ステップＳ１０６）。
【実施例３】
【００３４】
図４は、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法をＳＵＪ−２クローム鋼に適用する際のヒートパターンを示す図である。
（１）第１の冷却工程（ステップＳ１０３）
ＳＵＪ−２クローム鋼の場合、昇温時の変態開始温度（ＡＣ１）が既知であり７７５℃である。均熱化温度は昇温時の変態開始温度（ＡＣ１）よりも＋２０℃とし、均熱化処理工程における均熱化温度は７９５℃である。
第１の冷却工程は、図４に示すように、均熱化温度の７９５℃から、冷却時の変態開始温度の７７５℃まで冷却する。ここで、冷却速度は、この例では、１時間あたり１００℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第１の冷却期間は１２分となる。
なお、均熱化温度の７９５℃から、冷却時の変態開始温度の７７５℃までは球状化焼鈍そのものは開始していないため、特に品質には影響しない。
【００３５】
（２）第２の冷却工程（ステップＳ１０４）
ＳＵＪ−２クローム鋼の場合も同様に、変態完了温度は変態開始温度に比べて比較的幅があり、鋼の部位や物理的な環境変動に応じてある程度、温度の幅をもって処理した方が良いが、ここでは、冷却時の変態開始温度の７７５℃の−２０℃よりやや高い温度、例えば、７６０℃前後に変態完了温度があると考えられる。そこで、第２の冷却工程では、変態が完了するものと推定される温度を設定する。ここでは、例えば、７６０℃と設定する。
【００３６】
第２の冷却工程は、図４に示すように、冷却時の変態開始温度の７７５℃から−１５℃に設定した変態完了温度７６０℃まで冷却する。
ここで、冷却速度は、第２の冷却期間の第２の冷却速度は、高品質な球状化焼鈍を行うための冷却速度であり、１時間あたり１０℃から１５℃のゆっくりした冷却を行うものである。この例では、１時間あたり１５℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第２の冷却期間は１時間となる。
【００３７】
（３）第３の冷却工程（ステップＳ１０５）
ＳＵＪ−２クローム鋼の場合、放冷を開始する放冷開始温度を冷却時の変態開始温度より−４０℃とし、ここでは、例えば、７３５℃と設定することとする。
第３の冷却工程は、図４に示すように、変態完了温度７６０℃から放冷開始温度７３５℃まで冷却する。この例では、１時間あたり４０℃の冷却を行うものとなっている。
この例では、第３の冷却期間は３７．５分となる。
【００３８】
上記のようなヒートパターンにより、本発明の急速球状化焼鈍処理方法では、全体の処理時間が、１時間４９分３０秒と計算される。
一方、従来の球状化焼鈍処理方法では１１．５時間かかる計算であるため、本発明の急速球状化焼鈍処理方法では、処理時間を有効に短縮することができることが分かる。
なお、第３の冷却工程（ステップＳ１０５）の後、炉から取り出し、放冷処理を行うこととなる（ステップＳ１０６）。
【００３９】
以上、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法によれば、従来の球状化焼鈍処理方法に比べて、その球状化焼鈍の品質を落とすことなく、球状化焼鈍処理の処理時間を短縮することができる。
【００４０】
以上、本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法の構成例における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法は、様々な鋼の球状化焼鈍処理に用いることができ、たとえば、炭素鋼、ＳＣＲ−４クローム鋼、ＳＵＪ−２クローム鋼などに広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理の工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法を炭素鋼に適用する際のヒートパターンを示す図である。
【図３】本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法をＳＣＲ−４クローム鋼に適用する際のヒートパターンを示す図である。
【図４】本発明の鋼の急速球状化焼鈍処理方法をＳＵＪ−２クローム鋼に適用する際のヒートパターンを示す図である。
【図５】従来技術における炭素鋼の球状化焼鈍処理の徐冷処理のヒートパターンを示す図である。
【図６】従来技術におけるクローム鋼（ＳＣＲ−４）の球状化焼鈍処理の徐冷処理のヒートパターンを示す図である。
【図７】従来技術におけるクローム鋼（ＳＵＪ−２）の球状化焼鈍処理の徐冷処理のヒートパターンを示す図である。
【図８】従来技術における特開２００８−１２１０３２号公報に開示されたヒートパターンの例を示す図である。