(57)【要約】【課題】焼戻し時に焼戻し温度が所定温度より逸脱した場合であっても、所定時間後の鋼材の強度を正確に予測できる鋼材の強度予測方法及び鋼材の焼戻し方法を提供すること。【解決手段】本発明の鋼材の強度予測方法は、鋼材を逸脱温度Ｔ１にて、保持時間ｔ１焼戻した際の第１焼戻しパラメータＰ１を算出する第１ステップと、算出した前記第１焼戻しパラメータＰ１を用いて、所定焼戻し温度Ｔ２で保持時間ｔ１が焼戻した場合の相当保持時間ｔ２を算出する第２ステップと、算出した前記相当保持時間ｔ２及び施工時の焼戻し時間ｔ３を用いて、前記鋼材を焼戻した際の第２焼戻しパラメータＰ２を算出する第３ステップと、算出した前記第２焼戻しパラメータＰ２に基づいて焼戻し後の前記鋼材の強度を予測する第４ステップと、を含むことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材を逸脱温度Ｔ１にて、保持時間ｔ１焼戻した際の第１焼戻しパラメータＰ１を下記式（１）に基づいて算出する第１ステップと、
算出した前記第１焼戻しパラメータＰ１を用いて、所定焼戻し温度Ｔ２で保持時間ｔ１焼戻した場合の相当保持時間ｔ２を、下記式（２）に基づいて算出する第２ステップと、
算出した前記相当保持時間ｔ２及び施工時の焼戻し時間ｔ３を用いて、前記鋼材を焼戻した際の第２焼戻しパラメータＰ２を下記式（３）に基づいて算出する第３ステップと、
算出した前記第２焼戻しパラメータＰ２に基づいて焼戻し後の前記鋼材の強度を予測する第４ステップと、を含むことを特徴とする、鋼材の強度予測方法。
Ｐ１＝（Ｔ１＋２７３）×（Ｃ＋ｌｏｇｔ１）      ・・・式（１）
ｔ２＝１０＾｛Ｐ１／（２７３＋Ｔ２）｝−Ｃ      ・・・式（２）
Ｐ２＝（Ｔ２＋２７３）×｛Ｃ＋ｌｏｇ（ｔ３−ｔ１＋ｔ２）｝      ・・・式（３）
（上記式（１）−式（３）中、Ｐ１は、第１焼戻しパラメータを表し、Ｐ２は、第２焼戻しパラメータを表し、Ｔ１は、逸脱温度（℃）を表し、Ｔ２は、所定焼戻し温度（℃）を表し、ｔ１は、Ｔ１における保持時間（ｈ）を表し、ｔ２は、ｔ１がＴ２であった場合の相当保持時間を表し、ｔ３は、施工時の焼戻し時間を表し、Ｃは、材料定数を表す。）
【請求項２】
前記鋼材が、炭素鋼、低クロム鋼及び高クロム鋼からなる群から選択された少なくとも１種を含む、請求項１に記載の鋼材の強度予測方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の鋼材の強度予測方法を用いたことを特徴とする、鋼材の焼戻し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材の強度予測方法及び鋼材の焼戻し方法に関し、特に、鋼材の焼戻し後の強度を予測する鋼材の強度予測方法及び鋼材の焼戻し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焼入れ後の鋼材の残留応力の除去、及び鋼材への靱性の付与のために行われる焼戻し後の鋼材の強度を予測可能な焼戻し鋼の機械的性質予測方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この焼戻し鋼の機械的性質予測方法においては、機械的性質を予測しようとする鋼材の焼入れ後の機械的性質及び焼戻し後の機械的性質に基づいて、焼戻し時間及び焼戻し温度を変化させた場合における当該鋼材の機械的性質を所定の関数に基づいて求めることにより、焼戻し後の鋼材の機械的性質を予測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０２１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、鋼材の焼戻し後の強度を予測するために、下記の式（Ａ）で表される焼戻しパラメータＰが用いられている。この焼戻しパラメータＰを用いることにより、鋼材の焼戻し後の硬度を所定値にするために必要な焼戻し温度及び焼戻し時間を求めることが可能となる。
Ｐ＝（Ｔ＋２７３）×（Ｃ＋ｌｏｇｔ）      ・・・式（Ａ）
（上記式（１）中、Ｔは、焼戻し温度（℃）を表し、ｔは、焼戻し時間（ｈ）を表し、Ｃは、材料定数を表す。）
【０００５】
しかしながら、焼戻し時に鋼材が所定の焼戻し温度の温度範囲を外れた場合には、所定の焼戻し時間後の鋼材の強度の予測の精度が悪化して焼戻し後の鋼材の正確な強度予測ができない場合がある。さらに、鋼材の焼戻し時には、鋼材の形状によって鋼材の外表面部と厚肉中心部との間に温度差が生じ、この温度差が上述した所定の温度範囲を逸脱すると鋼材の各部毎の正確な強度予測ができない場合もある。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、焼戻し時に焼戻し温度が所定温度より逸脱した場合であっても、所定時間後の鋼材の強度を正確に予測できる鋼材の強度予測方法及び鋼材の焼戻し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】
【０００７】
本発明の鋼材の強度予測方法は、鋼材を逸脱温度Ｔ１にて、保持時間ｔ１焼戻した際の第１焼戻しパラメータＰ１を下記式（１）に基づいて算出する第１ステップと、算出した前記第１焼戻しパラメータＰ１を用いて、前記鋼材を所定焼戻し温度Ｔ２で保持時間ｔ１焼戻した場合の相当保持時間ｔ２を、下記式（２）に基づいて算出する第２ステップと、算出した前記相当保持時間ｔ２及び施工時の焼戻し時間ｔ３を用いて、前記鋼材を焼戻した際の第２焼戻しパラメータＰ２を下記式（３）に基づいて算出する第３ステップと、算出した前記第２焼戻しパラメータＰ２に基づいて焼戻し後の前記鋼材の強度を予測する第４ステップと、を含むことを特徴とする。
Ｐ１＝（Ｔ１＋２７３）×（Ｃ＋ｌｏｇｔ１）      ・・・式（１）
ｔ２＝１０＾｛Ｐ１／（２７３＋Ｔ２）｝−Ｃ      ・・・式（２）
Ｐ２＝（Ｔ２＋２７３）×｛Ｃ＋ｌｏｇ（ｔ３−ｔ１＋ｔ２）｝      ・・・式（３）
（上記式（１）−式（３）中、Ｐ１は、第１焼戻しパラメータを表し、Ｐ２は、第２焼戻しパラメータを表し、Ｔ１は、逸脱温度（℃）を表し、Ｔ２は、所定焼戻し温度（℃）を表し、ｔ１は、Ｔ１における保持時間（ｈ）を表し、ｔ２は、ｔ１がＴ２であった場合の相当保持時間を表し、ｔ３は、施工時の焼戻し時間を表し、Ｃは、材料定数を表す。）
【０００８】
この方法によれば、鋼材を逸脱温度Ｔ１で保持時間ｔ１焼戻した際の第１焼戻しパラメータを用いて、鋼材が所定焼戻し温度Ｔ２で焼き戻された場合の相当保持時間ｔ２を求めることができるので、鋼材が所定焼戻し温度Ｔ２で焼き戻された際の第２焼戻しパラメータを求めることが可能となる。これにより、鋼材の強度予測方法は、鋼材が予め設定された所定焼戻し温度Ｔ２とは異なる逸脱温度Ｔ１で保持時間ｔ１焼き戻された場合であっても、焼戻し後の鋼材の強度を正確に予測することが可能となる。
【０００９】
本発明の鋼材の強度予測方法においては、前記鋼材が、炭素鋼、低クロム鋼及び高クロム鋼からなる群から選択された少なくとも１種を含むことが好ましい。この方法により、炭素鋼、低クロム鋼及び高クロム鋼などの各種鋼材の焼戻し後の強度を正確に予測することが可能となる。
【００１０】
本発明の鋼材の焼戻し方法は、上記鋼材の強度予測方法を用いたことを特徴とする。
【００１１】
この方法によれば、鋼材を所定温度から逸脱した逸脱温度Ｔ１で保持時間ｔ１焼戻した際の第１焼戻しパラメータを用いて、鋼材が所定焼戻し温度Ｔ２で焼き戻された場合の相当保持時間ｔ２を求めることができるので、鋼材が所定焼戻し温度Ｔ２で焼き戻された際の第２焼戻しパラメータを求めることが可能となる。これにより、鋼材の焼戻し方法は、鋼材が予め設定された所定焼戻し温度Ｔ２とは異なる逸脱温度Ｔ１で保持時間ｔ１焼き戻された場合であっても、焼戻し後の鋼材の強度が規定範囲内か否かを正確に予測して鋼材を焼戻すことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、焼戻し時に焼戻し温度が所定温度より逸脱した場合であっても、所定時間後の鋼材の強度を正確に予測できる鋼材の強度予測方法及び鋼材の焼戻し方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、焼戻し工程における鋼材の温度と時間との関係の一例を示す図である。
【図２】図２は、焼戻しパラメータを用いた鋼材の強度の予測の概念図である。
【図３】図３は、焼戻し工程における鋼材の温度と時間との関係の一例を示す他の例を示す図である。
【図４】図４は、焼戻し工程における鋼材の温度と時間との関係の一例を示す別の例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る鋼材の強度予測方法のフロー図である。
【図６】図６は、本実施の形態に係る鋼材の強度予測方法の説明図である。
【図７】図７は、本実施の形態に係る鋼材の強度予測方法の説明図である。
【図８】図８は、焼戻しパラメータを用いた鋼材の強度の予測方法の説明図である。
【図９】図９は、焼戻し後の鋼材の引張り強度の実測値と焼戻しパラメータを用いた予測値との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態に係る鋼材の焼戻し方法に用いられる鋼材の模式的な斜視図である。
【図１１】図１１は、本実施の形態に係る鋼材の焼戻し方法のフロー図である。
【図１２】図１２は、本実施の形態に係る鋼材の焼戻し方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、焼戻し工程における鋼材の温度と時間との関係の一例を示す図である。図１に示すように、鋼材の焼戻し時には、鋼材を所定の焼戻し温度Ｔ（要求仕様温度）まで昇温し、焼戻し温度Ｔに昇温した鋼材を所定の焼戻し時間ｔ保持して焼戻した後、焼戻した鋼材を降温する。この鋼材の焼戻し工程では、下記の式（Ａ）に基づいて算出した焼戻しパラメータＰを用いることにより、鋼材の焼戻し後の強度を予測することが可能となる。
Ｐ＝（Ｔ＋２７３）×（Ｃ＋ｌｏｇｔ）      ・・・式（Ａ）
（上記式（Ａ）中、Ｔは、焼戻し温度（℃）を表し、ｔは、焼戻し時間（ｈ）を表し、Ｃは、材料定数を表す。）
【００１５】
図２は、焼戻しパラメータを用いた鋼材の強度の予測の概念図である。なお、図２においては、横軸に上記式（Ａ）に基づいて算出した焼戻しパラメータＰの値を示し、縦軸に鋼材の強度（０．２％耐力焼戻しカーブ：曲線Ｌ１参照、引張強さ焼戻しカーブ：曲線Ｌ２参照）を示している。
【００１６】
図２に示すように、焼戻しパラメータＰが所定値の場合には、鋼材の強度は、焼戻しパラメータＰと曲線Ｌ１との交点ＰＢに基づいて０．２％耐力がＳ１となり、焼戻しパラメータＰと曲線Ｌ２との交点ＰＡに基づいて引張強さがＳ２となることが分かる。このように、上記一般式（Ａ）に基づいて焼戻しパラメータＰを算出することにより、所定温度にて所定時間焼戻しを実施した後の鋼材の強度を求めることが可能となる。
【００１７】
図３は、焼戻し工程における鋼材の温度と時間との関係の一例を示す他の例を示す図である。図３に示す例では、焼戻し工程の昇温時に鋼材を焼戻し温度Ｔより高い温度Ｔａまで加熱した結果、焼戻し時間ｔの初期時間ｔａの範囲で、鋼材が焼戻し温度Ｔより高い温度範囲で焼戻されている。このため、この場合には、焼戻し時間の初期時間ｔａでの鋼材の温度と焼戻し温度Ｔとの誤差により、上記式（Ａ）に基づいて算出した焼戻しパラメータＰによって算出した鋼材の強度と焼戻し後の鋼材の強度の実測値との間にズレが生じて焼戻し後の鋼材の強度を正確に予測できない場合がある。
【００１８】
図４は、焼戻し工程における鋼材の温度と時間との関係の一例を示す別の例を示す図である。図４に示す例では、焼戻し工程で鋼材を所定の焼戻し温度Ｔまで昇温した後に、鋼材の温度が温度ｔｂまで降温した結果、焼戻し時間ｔの中間時間ｔｂの範囲で、鋼材が焼戻し温度Ｔより低い温度範囲で焼戻されている。このため、この場合にも、焼戻し時間の中間時間ｔｂでの鋼材の温度と焼戻し温度Ｔとの誤差により、上記式（Ａ）に基づいて算出した焼戻しパラメータＰによって算出した鋼材の強度と焼戻し後の鋼材の強度の実測値との間にズレが生じて焼戻し後の鋼材の強度を正確に予測できない場合がある。
【００１９】
このように、従来の焼戻しパラメータＰを用いた焼戻し後の鋼材の強度予測方法では、所定の焼戻し時間ｔ中に鋼材の温度が焼戻し温度Ｔから逸脱した温度範囲となった場合には、焼戻し後の鋼材の強度(または硬度)を正確に予測することができない場合がある。このため、焼戻し時間ｔ中に焼戻し温度Ｔから鋼材の温度が外れた場合及び鋼材の外表面と内部との温度差が大きい場合には、鋼材の強度を正確に予測することができず、焼戻し後の鋼材の強度を実測して強度が最低要求値を満たしているか否かを判断する必要があった。したがって、鋼材の強度が最低要求値を満たしていなかった場合には、焼戻し後の後工程の作業費用が無駄となるだけでなく、鋼材の強度を実測するために長時間を要して作業コストが増大する場合があった。
【００２０】
そこで、本発明者らは、焼戻し工程における鋼材の温度変化に着目し、所定の焼戻し温度を逸脱した時間を所定の焼戻し時間における保持時間として算出して焼戻しパラメータを補正することにより、焼戻し工程で鋼材が所定の焼戻し温度ｔから逸脱した場合であっても、焼戻し後の鋼材の強度を正確に予測できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の各実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更して実施可能である。また、以下の各実施の形態は適宜組み合わせて実施可能である。また、各実施の形態において共通する構成要素には同一の符号を付し、説明の重複を避ける。
【００２２】
図５は、本発明の実施の形態に係る鋼材の強度予測方法のフロー図である。図５に示すように、本実施の形態に係る鋼材の強度予測方法は、鋼材を逸脱温度Ｔ１にて、保持時間ｔ１焼戻した際の第１焼戻しパラメータＰ１を下記式（１）に基づいて算出する第１ステップＳＴ１１と、算出した第１焼戻しパラメータＰ１を用いて、鋼材を所定焼戻し温度Ｔ２で焼戻した場合の相当保持時間ｔ２を、下記式（２）に基づいて算出する第２ステップとＳＴ１２、算出した相当保持時間ｔ２及び施工時の焼戻し時間ｔ３を用いて、第２焼戻しパラメータＰ２を下記式（３）に基づいて算出する第３ステップＳＴ１３と、算出した第２焼戻しパラメータＰ２に基づいて焼戻し後の鋼材の強度を予測する第４ステップＳＴ１４と、を含む。
Ｐ１＝（Ｔ１＋２７３）×（Ｃ＋ｌｏｇｔ１）      ・・・式（１）
ｔ２＝１０＾｛Ｐ１／（２７３＋Ｔ２）｝−Ｃ      ・・・式（２）
Ｐ２＝（Ｔ２＋２７３）×｛Ｃ＋ｌｏｇ（ｔ３−ｔ１＋ｔ２）｝      ・・・式（３）
（上記式（１）−式（３）中、Ｐ１は、第１焼戻しパラメータを表し、Ｐ２は、第２焼戻しパラメータを表し、Ｔ１は、逸脱温度（℃）を表し、Ｔ２は、所定焼戻し温度（℃）を表し、ｔ１は、Ｔ１における保持時間（ｈ）を表し、ｔ２は、ｔ１がＴ２であった場合の相当保持時間を表し、ｔ３は、施工時の焼戻し時間を表し、Ｃは、材料定数を表す。）
【００２３】
図６及び図７は、本実施の形態に係る鋼材の強度予測方法の説明図である。なお、図６及び図７においては、焼戻し工程における鋼材の温度と時間との関係を示している。図６に示すように、本実施の形態では、焼戻し工程の昇温時に鋼材の温度が所定の焼戻し温度Ｔ(例えば、５００℃)を超えた逸脱温度（例えば、５２０℃）Ｔ１となった場合には、施工時の焼戻し時間ｔ３（例えば、１０時間）中で鋼材の温度が所定焼戻し温度Ｔを超えた温度範囲となった保持時間ｔ１（例えば、２時間）を測定する。次に、上記式（１）に基づいて第１焼戻しパラメータＰ１を算出し、算出した第１焼戻しパラメータＰ１を用いて、鋼材が焼戻し温度Ｔで保持されていた場合の相当保持時間ｔ２（例えば、４．９８時間）を算出する。なお、焼戻し工程では、材料特性及び変形を防ぐ観点から、鋼材を０℃以上変態温度(Ａ１変態点)以下の温度範囲で焼戻す。
【００２４】
この結果、図７に示すように、鋼材が所定焼戻し温度Ｔで保持されていた場合の相当保持時間ｔ２及び施工時の焼戻し時間ｔ３と保持時間ｔ１との差を求めることにより、鋼材が予め設定された所定焼戻し温度Ｔ２で保持されていた場合の焼戻し時間ｔ４（例えば、１２．９８時間）を算出できる。そして、焼戻し時間ｔ４を用いて第２焼戻しパラメータＰ２を求めることにより、鋼材の焼戻し後の強度を正確に予測することが可能となる。
【００２５】
図８は、焼戻しパラメータを用いた鋼材の強度の予測方法の説明図である。なお、図８においては、横軸に上記式（３）に基づいて算出した第２焼戻しパラメータＰ２の値を示し、縦軸に鋼材の強度（０．２％耐力焼戻しカーブ：曲線Ｌ３参照、引張強さ焼戻しカーブ：曲線Ｌ４参照）を示している。また、焼戻し後の鋼材の製品に要求される０．２％耐力最低要求値を点線Ｌ５に示し、引張強さ最低要求値を点線Ｌ６に示している。
【００２６】
図８に示すように、第２焼戻しパラメータＰ２を用いることにより、焼戻し後の鋼材の強度は、０．２％耐力が第２焼戻しパラメータＰ２と曲線Ｌ３との交点ＰＣの値となり、引張り強さが第２焼戻しパラメータＰ２と曲線Ｌ４との交点ＰＤの値となることが分かる。このようにして、第２焼戻しパラメータＰ２を用いることにより、鋼材が焼戻し温度Ｔから逸脱した場合であっても、交点ＰＣ及び交点ＰＤがそれぞれ点線Ｌ５及び点線Ｌ６を超えていることを確認することにより、焼戻し後の鋼材が製品の最低要求値を満たしたものとなることが分かる。
【００２７】
図９は、焼戻し後の鋼材の引張り強度の実測値と焼戻しパラメータを用いた予測値との関係を示す図である。なお、図９においては、焼戻し工程で焼戻し温度Ｔの温度範囲から外れた時間を経て焼戻した鋼材の引張り強度の実測値及び予測値を示している。図９に示すように、上記実施の形態に係る鋼材の強度予測方法を用いた第２焼戻しパラメータＰ２を用いた実施例においては、焼戻し後の鋼材の引張強度の実測値と予測値とが略一致する。これに対して、従来の焼戻しパラメータＰを用いた比較例においては、焼戻し後の鋼材の引張り強度の実測値と予測値とが大幅に乖離することが分かる。
【００２８】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、鋼材を所定温度を逸脱した逸脱温度Ｔ１で保持時間ｔ１焼戻した際の第１焼戻しパラメータを用いて、鋼材が所定焼戻し温度Ｔ２で焼き戻された場合の相当保持時間ｔ２を求めることができるので、鋼材が所定焼戻し温度Ｔ２で焼き戻された際の第２焼戻しパラメータを求めることが可能となる。これにより、鋼材の強度予測方法は、鋼材が予め設定された所定焼戻し温度Ｔ２とは異なる(逸脱した)逸脱温度Ｔ１で保持時間ｔ１焼き戻された場合であっても、鋼材の強度を正確に予測することが可能となる。したがって、施工時の焼戻し時間ｔ３中に所定焼戻し温度Ｔから鋼材の温度が逸脱した場合及び鋼材の外表面と内部との温度差が大きい場合であっても、鋼材の強度を正確に予測することが可能となり、焼戻し後の鋼材の強度を実測して強度が最低要求値を満たしているか否かを判断する必要がない。この結果、鋼材の強度が最低要求値を満たしていなかった場合には、焼戻し後の後工程を省略して作業費用のロスを低減できるだけでなく、鋼材の強度の予測が短時間で可能となり、作業コストが低減することが可能となる。
【００２９】
なお、上記実施の形態において、鋼材としては、本発明の効果を奏する範囲で各種金属部材を用いることができる。鋼材としては、例えば、炭素鋼（材料定数Ｃ＝１５）、低クロム鋼（材料定数Ｃ＝２０）及び高クロム鋼（材料定数Ｃ＝２５）からなる群から選択された少なくとも１種を含むものが好ましい。これにより、炭素鋼、低クロム鋼及び高クロム鋼などの各種鋼材の焼戻し後の強度を正確に予測することが可能となる。この場合には、焼戻し温度Ｔの温度範囲としては、例えば、５５０以上６５０℃以下（炭素鋼）、６５０℃以上７００℃以下（低クロム鋼）、６７５℃以上７５０℃以下（高クロム鋼）である。
【００３０】
また、上述した実施の形態では、逸脱温度Ｔ１が、昇温後の鋼材の最高温度である例について説明したが、逸脱温度Ｔ１は、所定焼戻し温度Ｔ２と鋼材の温度履歴の所定温度との間の温度であれば、適宜指定可能である。
【００３１】
次に、上記実施の形態に係る鋼材の強度予測方法を用いた鋼材の焼戻し方法の一例について説明する。図１０は、本発明の実施の形態に係る鋼材の焼戻し方法に用いられる鋼材１００の模式的な斜視図である。図１０に示すように、本実施の形態に係る鋼材１００は、鋼材１００の一端部に設けられた余長部１０１と、鋼材１００の中央部から他端側の範囲に設けられた製品部１０２とを有する。鋼材１００の余長部１０１と製品部１０２との間の領域の外表面には、鋼材１００の温度を測定する温度計１０３が設けられている。余長部１０１には、余長部１０１の温度計測用の孔１０１ａが形成されている。この孔１０１ａには、余長部１０１の温度を測定する温度計１０４が配置されている。また、製品部１０２は、中央部に鋼材１００の他の領域よりも厚みが大きい厚肉部１０２ａを有する。
【００３２】
図１１は、本実施の形態に係る鋼材の焼戻し方法のフロー図である。図１１に示すように、本実施の形態に係る鋼材の焼戻し方法は、鋼材１００の外表面及び余長部１０１内の温度を測定するステップＳＴ２１と、測定した温度に基づいて鋼材１００の製品部１０２の焼戻し中の温度分布を推定するステップＳＴ２２と、製品部１０２内の単位時間当たりの平均温度に基づいて、所定焼戻し温度Ｔ２での相当保持時間ｔ２を算出するステップＳＴ２３と、施工時の焼戻し時間ｔ３及び相当保持時間ｔ２に基づいて第２焼戻しパラメータＰ２を算出するステップＳＴ２４と、製品部１０２の各部の強度を予測するステップＳＴ２５とを含む。
【００３３】
図１２は、本実施の形態に係る鋼材の焼戻し方法の説明図である。なお、図１２においては、横軸に鋼材１００の焼戻し時間を示し、縦軸に鋼材１００の温度変化の一例を示している。本実施の形態に係る鋼材の焼戻し方法においては、まず、温度計１０３によって鋼材１００の外表面の温度を測定すると共に、温度計１０４によって余長部１０１内部の温度を測定する。次に、伝熱解析などにより鋼材１００全体の各部の温度分布を推定する。これにより、焼戻し工程における製品部１０２の厚肉部１０２ａと薄肉部１０２ｂとの温度の差異を求めることが可能となる。
【００３４】
次に、推定した温度分布に基づいて製品部１０２内の厚肉部１０２ａ及び薄肉部１０２ｂなどの単位時間当たりの平均温度をそれぞれ算出する。図１２に示す例では、焼戻し温度５００℃に対して、焼戻し工程の各時間を１時間の単位時間ｔ１１〜ｔ１３毎に区分している。鋼材１００の昇温時の単位時間ｔ１１では、平均温度は３００℃となり、焼戻し時間中の単位時間ｔ１２では、平均温度は５１０℃となり、焼戻し時間中の単位時間ｔ１３では、平均温度は５００℃となる。したがって、焼戻し温度と平均温度との差分に基づいて、単位時間ｔ１１は、保持時間としての１．３×１０−４ｈに換算され、単位時間ｔ１２は、保持時間としての１．５６時間に換算され、単位時間ｔ１３は、保持時間としての１時間とされる。次に、予め設定した焼戻し時間と焼戻し工程の各単位時間を換算した保持時間を累積した合計保持時間に基づいて第２焼戻しパラメータを算出する。そして、算出した第２焼戻しパラメータに基づいて製品部１０２の各部の強度を予測することにより、製品部１０２の強度を精度良く予測することが可能となる。
【符号の説明】
【００３５】
１００  鋼材
１０１  余長部
１０１ａ  孔
１０２  製品部
１０２ａ  厚肉部
１０３，１０４  温度計
【図１】
2016135902.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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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