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JPS595653B2 - 加工用制振鋼板の製造方法 - Google Patents
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JPS595653B2 - 加工用制振鋼板の製造方法 - Google Patents

加工用制振鋼板の製造方法

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JPS595653B2
JPS595653B2 JP4165880A JP4165880A JPS595653B2 JP S595653 B2 JPS595653 B2 JP S595653B2 JP 4165880 A JP4165880 A JP 4165880A JP 4165880 A JP4165880 A JP 4165880A JP S595653 B2 JPS595653 B2 JP S595653B2
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篤樹 岡本
政司 高橋
貴夫 日野
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips

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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、冷間加工後の振動減衰能が著しく高(、し
かもその振動減衰能が時効劣化しない特性を有し、加工
性にも優れる割振鋼板の製造方法に関する。
近時、振動や騒音が各方面から問題視されるようになり
、これに伴い種々な対応策が検討されている。
振動発生部分に振動減衰能の高い材料を使うのもその効
果的な対策の一つと云うことができ、振動減衰能の高い
、いわゆる制振鋼板の必要性もここにある。
一般に合金の振動減衰能は、内部摩擦Q−1の大きさで
表わされる。
ここでQ−1は、次式%式% による。
このQ−1は、歪振巾1サイクル当りに失なわれるエネ
ルギーの大きさを表わし、Q−1が大きい程振動エネル
ギーを材料内部の熱に変検する割合が犬なることを意味
する。
制振材料として、従来より広く一般に知られているもの
に、Mn−Cu合金があるが、これはヤング率が低く、
また製造コストの高(つ(欠点がある。
この他、制振鋼として、■強磁性型、■介在物型とでも
云うべき、振動減衰方式の異なる2種類のものが挙げら
れる。
■の強磁性型とは、鋼中の固溶Cや固溶N量を減じて磁
壁移動を容易にしたもので、磁気−機械静履歴損失によ
り振動を減衰させる形式のものであって、具体例として
はCrを多量含有するフェライト系ステンレス鋼をはじ
め、脱炭鋼やTi添加鋼などがある。
この形式に共通して云えるのは、(1)先に述べたQ−
1が冷間加工によって著しく低下し、この回復には成形
加工後において700℃以上での歪取焼鈍が必要である
、(2)低歪域(最大歪振巾:1X10−5以下)での
Q−1が小さい、などの欠点を有するということである
他方、■の介在物型とは、介在物を多量含有するもので
、加工により生じた空孔で振動を吸収するものであり、
鋳鉄などがその一例として挙げられる。
この型のものは、先の■に較べると低歪域でのQ −1
が大きいが、しかし介在物の存在により加工性が悪劣を
極め、冷間加工が殆んど不可能であるほか、強度的にも
不安を残すなど、実用上必須の要件を欠く。
清浄度の高い鋼を急熱短時間焼鈍する方法(特開昭50
−142421号)にて製造されるものも、一応介在物
型の範嗜に属するものであり、従って介在物による加工
性劣化の難は免れず、それに加工した後時が立つにつれ
やがてQ−1が劣化する、いわゆる時効劣化の性質をも
ち、実際使用におげろ制振効果に疑問がある。
上記実状に鑑み本発明は、冷間加工後の振動減衰能が著
しく良好で、しかもその振動減衰能が時効劣化しない特
性をもち、加えて加工性、強度など、実用上不可欠な要
件を備える制振鋼板の製造方法を提供しようとするもの
である。
すなわち本発明は、 ■ C:0.004〜0.80%、Si:4%以下、M
n : 0.15〜3.0%で、S二0.042〜0.
25%を含み、かつMn (%)/S(%)≧4を満た
し、更にSol、 Al : 0.015〜0.20%
を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼
■ C:0.004〜0.80%、Si:4%以下、M
n : 0.05〜3.0%で、Pb :0.03〜0
.30%を含み、更にSol、A1:0.015〜0.
20%を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物から
なる鋼。
■ C:0.004〜0.80%、Si:4%以下、M
n : 0.05〜3.0%、Pb : 0.03〜0
.30%、S:0.042〜0.25%を含み、更にS
ol、 Al : 0.015〜0.20%を含有し
、残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼。
上記■、■、■のうちの何れかの鋼を用い、熱間圧延、
或いは更に冷間圧延後、650〜750℃の温度で脱炭
焼鈍してC:0.003%以下に調整し、更に必要に応
じ0.3%以上の調質圧延を行うことを特徴とする制振
鋼板の製造方法を要旨とする。
本発明方法における調質圧延は、実際使用に当り冷間加
工が行われない場合にのみ必要とされるものであり、そ
の場合この調質圧延によりQ−1が著しく向上する。
ユーザー側で冷間加工して使用される場合には、その冷
間加工に上記調質圧延と同じ効果を期待することができ
るので、製造段階での調圧は不要である。
この本発明方法によれば、上記調圧、或いは冷間加工十
常温1ケ月時効後のQ−1が板表面の最大歪振巾約0.
5X10−5で2X10−3以上、また加工性について
は伸び(G、 L= 50mm) が40%以上(冷
延鋼板の場合)と、優れた特性を有する制振鋼板が製造
できる。
先に述べた従来の強磁性型、介在物型のそれぞれにみら
れる欠点は、その根本原因が各型式における振動減衰方
式そのものにあるということができる。
そこで本発明者らは、これら従来の強磁性型、介在物型
とは振動減衰方式を異にする制振鋼板の新規開発を意図
し、種々実験研究を重ねた。
その結果、鋼中に圧延方向に伸展されたMnS相、Pb
相、PbS相などが存在し、かつ固溶C1固溶Nが可及
的に除かれていると、その場合に限り冷間加工によって
著しく高いQ−1が確保され、しかもこのQ−1は経時
的に、つまり時効により劣化しないという新たな事実を
突止めた。
この場合の振動減衰メカニズムの詳細は、未だ十分な解
明に至っていないが、恐ら<MnS相、Pb相、PbS
相とFe相との界面に冷間加工により導入された転位の
振動が、優れた振動減衰機能を発揮するものと考えられ
る。
このような振動減衰機能は、転位線上に集まり易い固溶
Cや固溶Nが存在しない場合には、経時的にも低下する
ことがないものと理解される。
本発明者らの詳細な実験によれば、上記振動減衰機能を
低下させないためには、固溶C1固溶Nをそれぞれ0.
003%以下に調整しなげればならないことが確認され
た。
ところで、溶製段階にてC,N量そのものを上記のよう
に極めて低いレンジに安定に止めるのは実際上容易では
なく、著しいコストアンプは避けられない。
しかるに本発明のように、溶製段階では普通C量とし、
鋼板に至ったとき湿水素雰囲気中で脱炭焼鈍を行なう方
法によれば、固溶Cく0.003%は容易かつ低コスト
に実現できる。
この場合鋼板の厚みとしては3.0mm以下であれば問
題はない。
一方Nについては死水素中の長時間焼鈍により脱N可能
であるが、この方法は長時間を要し得策ではない。
本発明のように0.015%以上のAI添加により鋼中
NをAINとして固定してしまうと、鋼中N量が高くて
も固溶N量はなく、この方法がコスト的に最も有利で、
しかも効果的な固溶Nの除去方法と云える。
以下、本発明における各要件限定の理由について説明す
る。
C:溶製鋼のC量は振動減衰能に影響を与えない。
しかし0.004%未満では溶製コストを嵩む。
他方0.8%をこえると、大きな冷間圧延パワーを要し
、実際上製造困難となる。
Si :必ずしも添加を要しないが、含有量が多いほど
脱炭が容易となり、強度上も好ましい。
ただし4%より多くなると、硬化が著しく製造時に割れ
が入り易い。
Mn :MnS相を利用して高いQ−1を確保しようと
する場合、0.15%以上でないと高Q−1は得られな
い。
0.15%未満ではMnSが溶解し易いからである。
MnS相と同じ効果を期待してPb相、またはPbS相
を用いるときには、熱間脆性防止のため、0.05%以
上の含有を要す。
ただし3.0%を越える含有では、溶製が困難となる。
S:MnS相或いはPbS相の形成を通して振動減衰能
を向上させる効果があるが、0.042%未満では効果
が不足する。
しかし0.25%を越える場合には、加工性の低下を来
たす。
Pb:振動減衰能の改善に有効であるが、0.03%未
満では効果の不足を来たす。
しかし0.3%を越えると加工性が低下し好ましくない
上記s、pbは単独、複合の何れの添加でもよい。
Mn/S:Pbが添加されない場合、熱間脆性を防止す
るには、4以上としなげればならない。
Sol、 Al :NをAINとして固定する作用があ
るが、0.015%未満ではその作用が充分に期待でき
ない。
反面0.2%を越える含有は、徒らにコストのみ上昇さ
せる。
脱炭焼鈍ニ一般に板厚3.0mm以下であれば、湿水素
中にてC≦0.003%までの脱炭は充分可能5である
その温度としては、650〜750℃が適する。
すなわち650℃未満ではCの拡散速度が遅いため脱炭
の効率が低(、また750℃をこえるとオーステナイト
相が発生するので脱炭が進行しに((なる。
脱炭焼鈍後の調質圧延二0.3%以上でないと、Q −
1の充分な向上は望めない。
先にも述べたが、ユーザーにて冷間加工される場合には
、調質圧延は要しない。
調質圧延の圧下率は高ければ高い程Q−1は向上するが
、圧延機の能力や調質圧延による諸機械的特性の変化の
程度等により上限値も変わるので上限値は特に限定する
ものではない。
以下、実施例に基いて本発明の詳細な説明する。
実施例 1 第1表に示す成分の鋼を転炉にて溶製し、連続鋳造によ
り210mm厚のスラブとし、次いで加熱炉にて118
0℃まで加熱し、最終仕上温度860℃で熱間圧延を行
なった。
酸洗後、冷間圧延で1.0mm厚とし、700℃にて、
普通焼鈍、または脱炭焼鈍を行なった。
焼鈍雰囲気は、普通の場合、10%H2+90%N2で
、露点は約−10℃、脱炭焼鈍の場合は、15%H2+
85%N2で、露点は約+20℃、とした。
なお脱炭焼鈍では、ルーズコイルを用いた。
均熱時間は、何れも10時間であった。
焼鈍物、1.0%め調圧を行い、常温に1か月放置後、
JI85号による引張試験を圧延方向と直角方向:T方
向に実施し、同時にQ−1の測定を行なった。
Q−1の測定は、静電容量型横振動法により、周波数約
280Hzにて行なった。
このときの板表面の最大歪振巾は0.2〜1.0X10
−5であった。
Q−1測定試験片サイズは、1.0mm厚X10mm巾
X1207117M長で、測定は、採取のまま、2%引
張加工直後、そしてさらに50°Cで3日間時効後の3
種の状態にて行なった。
これは実験使用でのプレス成形とその後の経年変化を想
定している。
これらの結果をまとめて第2表に記す。
なお、各供試鋼板のC含有量を分析調査したところ、普
通焼鈍板では第1表の溶製鋼のままであったが、脱炭焼
鈍材では何れも0.001〜0.002%に低減してい
た。
第2表において、S或はpbが本発明範囲にある脱炭鋼
板A1、B1は、Q−1が何れの状態でも満足できる値
になっている。
これに対しS或いはpbが本発明範囲にあるが、普通焼
鈍を行なった鋼板A2、B2は、特にQ −1の時効劣
化が著しい。
またs、pbともに本発明範囲から外れた場合には、例
え脱炭鋼板であっても、C2が示すようにQ−1が高く
なら・ない。
なお引張試験結果は、何れも大差なく、本発明によって
も加工性、強度に不安のないことが明らかにされた。
実施例 2 第1表の鋼A、 Bに関し、実施例1と同じ方法で製造
した1、8mm厚の熱延板を、15%H2+85%N2
、露点+20℃で、700℃にて、均熱時間を30分〜
10時間の間で変えて脱炭焼鈍した。
この熱延鋼板から、1.0mm厚X10mm巾X12O
ii長の試験片を採り、2%引張+50°Cで3日時効
後のQ−1を測定した。
第1図は、焼鈍板のC分析値と上記により測定したQ−
1の関係を示す。
同図から、C≦0.003%以下で、著しく高いQ’が
得られることが判る。
実施例 3 第3表に示す成分の鋼を溶製し、20龍厚の鋼片とした
あと、1150℃に加熱して830℃以上の仕上温度で
3,2朋に熱延し、直ちに空冷した。
酸洗後、1.0mmに冷延し、次いで700℃×10時
間の脱炭焼鈍を実施した。
雰囲気は、H215%十N285%、露点は約30℃で
あった。
調圧後、50℃で3日間時効処理し、Q−1を測定した
、なお最終C量は、0.001〜0.002%と変化し
ていた。
結果を第4表に示す。
第4表から次のことが明らかである。
すなわち、/161はSが低すぎるためQ−1が小さく
、/I63と/I6.7は、Sol、AIが低いために
、同じく充分なQl が得られていない。
更に/16.6は、Mn/S〈4であって、熱延により
割れが入っている。
これに対し、應2、/I64、廃5、扁8〜10は、本
発明の鋼組成となっており、何れも高いQl を示して
いる。
なかでも、pbとSが複合添加されている/i6.5で
はMn / S < 4でも割れがなく、しかもQ −
1が最も高くなっている。
なお/I68〜10では、B、Cr、Cu などが添加
されているが、これは強度向上や耐食性改善を狙ったも
ので、このような添加はQ−1の確保の上で支障とはな
らない。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、冷間加
工(調質圧延)後の振動減衰能が著しく高く、しかもこ
れは時効により劣化せず、加工性、強度の点でも問題の
ない割振鋼板の製造が可能であり、このような制振鋼板
は機械、建築構造物の振動発生部分に採用して、振動、
騒音防止に極めて有効なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、熱延板焼鈍後のC量とQ −1との関係例を
示す図表である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 I C:0.004〜0.80%、Si:4%以下、
    Mn : 0.15〜3.0%で、S : 0.042
    〜0.25%を含み、かつMn (%)/S(%)≧4
    を満たし、更にSol 、 Al : 0.015〜0
    .20%を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物か
    らなる鋼を、熱間圧延、或いは更に冷間圧延後、650
    〜750°Cの温度で脱炭焼鈍してC:0.003%以
    下に調整することを特徴とする加工用制振鋼板の製造方
    法。 2 C:0.004〜0.80%、Si:4%以下、
    Mn : 0.15〜3.0%で、S : 0.042
    〜0.25%を含み、かつMn (%)/S(%)〉4
    を満たし、更にSol、 At : 0.015〜0
    .20%を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物か
    ら鋼を、熱間圧延、或いは更に冷間圧延後、650〜7
    50℃の温度で脱炭焼鈍してC:0.003%以下に調
    整し、更に0.3%以上の調質圧延を行うことを特徴と
    する加工用制振鋼板の製造方法。 3 C:0.004〜0.80%、Si:4%以下、
    Mn : 0.05〜3.0%で、Pb : 0.03
    〜0.30%を含み、更にSol、 Al : 0.0
    15〜0.20%を含有し、残部はFeおよび不可避的
    不純物からなる鋼を、熱間圧延、或いは更に冷間圧延後
    、650〜750℃の温度で脱炭焼純してC:0.00
    3%以下に調整することを特徴とする加工用制振鋼板の
    製造方法。 4 C:0.004〜0.80%、Si:4%以下、
    Mn : 0.05〜3.0%で、Pb :0.03〜
    0.30%に含み、更にSol、 AI : 0.0
    15〜0.20%を含有し、残部はFeおよび不可避的
    不純物からなる鋼を、熱間圧延、或いは更に冷間圧延後
    、650〜750℃の温度で脱炭焼鈍してC:0.00
    3%以下に調整し、更に0.3%以上の調質圧延を行う
    ことを特徴とする加工用制振鋼板の製造方法。 5 C:0.004〜0.80%、Si:4%以下、
    Mn : 0.05〜3.0%、Pb : 0.03〜
    0.30%、S : 0.042〜0.25%を含み、
    更にSol、 Al:0.015〜0.20%を含有し
    、残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼を、熱間
    圧延、或いは更に冷間圧延後、650〜750℃の温度
    で脱炭焼鈍してC:0.003%以下に調整することを
    特徴とする加工用制振鋼板の製造方法。 6 C:0.004〜0.80%、Si:4%以下、
    Mn : 0.05〜3.0%、Pb : 0.03〜
    0.30%、S : 0.042〜0.25%を含み、
    更にSol、Al:0.015〜0.20%を含有し、
    残部はFeおよび不可避的不純物からなる鋼を、熱間圧
    延、或いは更に冷間圧延後、650〜750℃の温度で
    脱炭焼鈍してC:0.003%以下に調整し、更に0.
    3%以上の調質圧延を行うことを特徴とする加工用制振
    鋼板の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0965U (ja) * 1996-04-30 1997-01-28 日之出水道機器株式会社 地下構造物用蓋

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JP4608148B2 (ja) * 2001-08-07 2011-01-05 新日本製鐵株式会社 高清浄薄鋼板の製造方法および鋼板
WO2017093143A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-08 Tata Steel Nederland Technology B.V. A method for producing precipitation strengthened steel strip and steel strip produced thereby
CN112899577B (zh) * 2021-01-18 2021-12-24 北京科技大学 一种Fe-Mn系高强度高阻尼合金的制备方法

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