(57)【要約】【課題】剪断性の良好な構造用鋼およびその製造方法を提供する。【解決手段】鋳片を加熱した後、粗圧延および仕上圧延を施して、０.３５〜０.５０重量％のＣを含み、直径が５０〜１５０ｍｍの大断面で丸形状の構造用鋼を製造するに際し、鋳片の加熱炉１０からの抽出温度Ｔを１０８０℃以下とし、かつ仕上圧延時の仕上温度Ｆが９５０℃以下となるよう制御する。これにより、得られた丸鋼におけるフェライト結晶粒の平均結晶粒度は、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で６以上で、かつ硬さは９４ＨＲＢ以下となり、剪断性が良好となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続鋳造装置により鋳造された鋳片から製造され、０.３５〜０.５０重量％のＣを含み、直径が５０〜１５０ｍｍの大断面で丸形状の構造用鋼であって、
フェライト結晶粒の平均結晶粒度(N)が、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で５以上であり、かつ硬さ(K)が、９４ＨＲＢ以下である剪断性の良好な構造用鋼。
【請求項２】
鋳片を加熱した後、粗圧延および仕上圧延を施して、０.３５〜０.５０重量％のＣを含み、直径が５０〜１５０ｍｍの大断面で丸形状の構造用鋼を製造するに際し、
前記鋳片の加熱炉(10)からの抽出温度(T)を１０８０℃以下とし、かつ前記仕上圧延時の仕上温度(F)が９５０℃以下となるよう制御した
ことを特徴とする構造用鋼の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、剪断性が良好な構造用鋼およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品等に用いられる炭素鋼や低合金鋼等の断面丸形状の構造用鋼は、連続鋳造装置により鋳造されたＣＣ鋳片を加熱炉で加熱し、所定の抽出温度で該加熱炉から抽出した鋳片を、粗圧延、中間圧延および仕上圧延(製品圧延)することで製造される。そして、製造された製品(鋼造用鋼)は、必要に応じて剪断機で所定長さに切断された後に、最終製品に加工される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記剪断機による切断に際し、前記製品に割れ(シャー割れ)が発生することがあり、このシャー割れを生じた部分は除去しなければならず、歩留りを低下させる問題があった。特に大断面の製品において、前記シャー割れの発生頻度が高かった。
【０００４】
そこで発明者は、前記シャー割れの発生原因につき解析した結果、製品の中心部に高硬度な箇所があり、また中心部に大きな結晶粒が存在していることが、前記シャー割れの原因であることを突き止めた。特に、結晶粒が大きくなることでシャー割れの発生が著しくなることを確認し、該結晶粒を小さくすることでシャー割れの生じない剪断性の良好な製品が得られる知見を得た。
【０００５】
すなわち、この発明は、前述した従来の技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、剪断性の良好な構造用鋼およびその製造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】
【０００６】
前述した課題を解決し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る構造用鋼は、
連続鋳造装置により鋳造された鋳片から製造され、０.３５〜０.５０重量％のＣを含み、直径が５０〜１５０ｍｍの大断面で丸形状の構造用鋼であって、
フェライト結晶粒の平均結晶粒度が、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で５以上であり、かつ硬さが、９４ＨＲＢ以下としたものである。
【０００７】
前述した課題を解決し、所期の目的を好適に達成するため、本願の別発明に係る構造用鋼の製造方法は、
鋳片を加熱した後、粗圧延および仕上圧延を施して、０.３５〜０.５０重量％のＣを含み、直径が５０〜１５０ｍｍの大断面で丸形状の構造用鋼を製造するに際し、
前記鋳片の加熱炉からの抽出温度を１０８０℃以下とし、かつ前記仕上圧延時の仕上温度が９５０℃以下となるよう制御したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る構造用鋼によれば、大断面でありながら剪断性が良好であるため、剪断機での切断に際してシャー割れが発生するのは抑制され、歩留りを低減することができる。また、本発明に係る構造用鋼の製造方法によれば、抽出温度および仕上温度を低温に制御することで、剪断性が良好な大断面の構造用鋼を製造し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
大断面で丸形状の構造用鋼において、フェライト結晶粒の平均結晶粒度を、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で５以上とし、かつ硬さを９４ＨＲＢ以下とした。
【実施例】
【００１０】
次に、本発明に係る構造用鋼およびその製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【００１１】
実施例の構造用鋼は、連続鋳造装置で鋳造されたＣＣ鋳片を圧延して得られた圧延材であって、具体的には、０.３５〜０.５０重量％のＣを含み、直径が５０〜１５０ｍｍの大断面で丸形状の丸鋼(構造用鋼)である。そして、この丸鋼におけるフェライト結晶粒の平均結晶粒度Ｎは、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で５以上となっている。このように、フェライト結晶粒の平均結晶粒度Ｎが、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で５以上、すなわち結晶粒の微細化が達成されていることで、靭性および剪断性が向上し、大断面の丸鋼であっても剪断機による切断に際してシャー割れが発生することは好適に抑制され、歩留りを小さくすることができる。なお、フェライト結晶粒の平均結晶粒度Ｎは、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で５以上であればよいが、粒度番号で６以上がより好ましい。
【００１２】
また、前記丸鋼の中心部における硬さＫは、９４ＨＲＢ以下となっており、この低硬度化によっても、シャー割れの発生を抑制する効果が得られる。但し、フェライト結晶粒の平均結晶粒度Ｎが、より好ましいＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で６以上であれば、中心部硬さに影響されることなく、前記シャー割れを防止することができる。
【００１３】
図１は、実施例に係る構造用鋼の製造方法の工程を示すものであって、連続鋳造装置で鋳造され、得られる製品(丸鋼)が０.３５〜０.５０重量％のＣを含むよう成分配合されたＣＣ鋳片を加熱炉１０に装入して加熱する。そして、抽出温度Ｔが１０８０℃以下で該加熱炉１０から鋳片を抽出し、材料表面のスケールを除去するデスケーリングを施した後、該鋳片を粗圧延機列に供給して粗圧延を行なう。前記加熱炉１０から鋳片を抽出する抽出温度Ｔを１０８０℃以下に制御することで、鋳片中心部でのフェライト結晶粒の成長が抑えられる。なお、従来の抽出温度は１１４５℃以上であり、これに比較して実施例の抽出温度Ｔは低温であるため、デスケーリングに際して充分なスケール除去を行なわないと、圧延工程において圧延材料に割れが発生するおそれがある。すなわち、低温でのデスケーリング処理後の残存スケールを少なくすることが推奨される。
【００１４】
粗圧延された圧延材料を、中間圧延機列に供給して所定断面まで圧延する中間圧延を施した後、更に仕上(製品)圧延機列に供給して、要求されている断面寸法まで仕上圧延することで、直径５０〜１５０ｍｍの大断面で丸形状の製品(丸鋼)が製造される。この場合に、仕上圧延時における仕上温度Ｆが、９５０℃以下となるよう制御する。これにより、材料中心部でのフェライト結晶粒の成長が抑えられ、その平均結晶粒度Ｎは、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で６以上となる。同時に、内部まで充分に鍛錬されることにより、丸鋼(鋼片)の靭性が向上する。ちなみに、従来の仕上温度は１０００℃前後であり、これに比較して実施例の仕上温度Ｆは低温となっている。
【００１５】
すなわち、前述したように抽出温度Ｔおよび仕上温度Ｆを低温に制御して圧延を行なうことで、圧延後の炭化物や結晶粒の粗大化を抑制し、フェライト結晶粒の平均結晶粒度Ｎが、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で６以上、すなわち結晶粒の微細化が達成された大断面の丸鋼(構造用鋼)が製造される。
【００１６】
ここで、前記抽出温度Ｔは１０８０℃以下であればよいが、低温では成形成が低下するため、１０３０℃以上が好適である。また仕上温度Ｆに関しても、９５０℃以下であればよいが、低温では成形成が低下するため、９００℃以上が好適である。すなわち、抽出温度は、１０３０℃≦Ｔ≦１０８０℃の範囲に制御されていればよく、また仕上温度は、９００℃≦Ｆ≦９５０℃の範囲に制御されていればよい。
【００１７】
前記圧延工程において各圧延機では、圧延材料が圧延ロールを通過している間は、そのロール表面温度は高温となるため、ヒートクラックの防止、ロール摩耗の防止あるいはロール表面の焼付防止のために、圧延ロールに冷却水をかけて冷却している。この冷却水は、圧延ロールを通過する圧延材料にもかかって該材料を冷却しているが、実施例のように抽出温度Ｔおよび仕上温度Ｆを低温化する場合、該冷却水により材料温度が制御される下限温度より低下するおそれがある。そこで、圧延ロールのヒートクラック等を防止し、かつ材料温度の大幅な低下を抑えるため、前記冷却水をミスト化することが推奨される。
【００１８】
〔実験例〕
[抽出温度Ｔ、仕上温度Ｆと平均結晶粒度Ｎとの相関に関する実験]
鋼種がＪＩＳ Ｓ４５Ｃで、直径８８ｍｍの丸鋼(構造用鋼)を製造する場合に、抽出温度Ｔおよび仕上温度Ｆを変化させて圧延することで丸鋼を製造し、得られた丸鋼の中心部におけるフェライト結晶粒の平均結晶粒度Ｎを測定した結果と各温度との相関関係を、図２に示し、また測定した硬さＫと各温度との相関関係を、図３に示す。
【００１９】
図２および図３から明らかなように、抽出温度Ｔを１０８０℃以下で、かつ仕上温度Ｆを９５０℃以下に制御することで、平均結晶粒度Ｎは、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で６以上となり、また硬さＫは９４ＨＲＢ以下となることが確認された。これに対し、抽出温度Ｔおよび仕上温度Ｆが前記温度(１０８０℃,９５０℃)より高い場合には、平均結晶粒度Ｎは、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で６未満となり、また硬さＫは９４ＨＲＢより大きくなることが確認された。
【００２０】
[平均結晶粒度Ｎ、硬さＫとシャー割れとの相関に関する実験]
鋼種がＪＩＳ Ｓ４５Ｃで、直径８８ｍｍに設定された平均結晶粒度Ｎまたは硬さＫの異なる各種の丸鋼(構造用鋼)を、剪断機により切断した場合のシャー割れの発生の有無と、平均結晶粒度Ｎおよび硬さＫとの相関関係を図４に示す。
【００２１】
図４から、フェライト結晶粒の平均結晶粒度Ｎが、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で６以上であれば、硬さＫの大小に関係なくシャー割れが発生しないことが確認された。また、平均結晶粒度Ｎが、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で５であっても、シャー割れの発生確率は極めて低く、実用上はフェライト結晶粒度番号が５以上であれば殆ど問題がないことが確認された。なお、硬さＫに関しては、平均結晶粒度Ｎが、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で６以上であればシャー割れの発生に殆ど関係なく、粒度番号で６未満の場合に、該硬さＫがシャー割れの一因となることが明らかとなった。但し、平均結晶粒度Ｎが、ＪＩＳ フェライト結晶粒度番号で６未満であっても、硬さＫが９４ＨＲＢ以下であれば、シャー割れが発生しないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の好適な実施例に係る製造方法の工程を示す説明図である。
【図２】抽出温度、仕上温度と平均結晶粒度との相関関系を示すグラフ図である。
【図３】抽出温度、仕上温度と硬さとの相関関系を示すグラフ図である。
【図４】平均結晶粒度、硬さとシャー割れとの相関関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  加熱炉
Ｎ  平均結晶粒度
Ｋ  硬さ
Ｔ  抽出温度
Ｆ  仕上温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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