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JPS601934B2 - 制振鋼板の製造法 - Google Patents
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JPS601934B2 - 制振鋼板の製造法 - Google Patents

制振鋼板の製造法

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Publication number
JPS601934B2
JPS601934B2 JP7445880A JP7445880A JPS601934B2 JP S601934 B2 JPS601934 B2 JP S601934B2 JP 7445880 A JP7445880 A JP 7445880A JP 7445880 A JP7445880 A JP 7445880A JP S601934 B2 JPS601934 B2 JP S601934B2
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JP
Japan
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vibration damping
steel plate
less
cold
steel
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Expired
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JP7445880A
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JPS56169721A (en
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篤樹 岡本
政司 高橋
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • 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、きわめて高い振動減衰能を有する制振鋼板
の製造法に関するものである。
近年、交通機関や機械工場等の振動公害や騒音公害を防
止するために種々の対策が検討されており、その防止対
策の1つとして振動減衰館の高い材料を振動発生部や騒
音発生部に使用することが行なわれている。
従来、一般に高い振動減衰館を有する制振材料としては
、例えば高Cr鋼や片状黒鉛鋳鉄が知られているが、前
者の材料は高価であるばかりでなく、冷間加工により振
動減衰能が低下するようになるなどの問題点を有するた
め、その使用が特殊な分野に限定されるものであり、ま
た後者の材料は加工がほとんど不可能であることから、
これも用途が限定されるなどの問題点をもつものである
そこで、安価にして汎用性のある制振材料として、結晶
粒度を大きくすることによって振動減衰能を向上させた
純鉄系の制振鋼板が提案されたが、この材料は、例えば
最大歪振幅が10‐3以下といった低歪振幅城では、高
い振動減衰館を発揮せず、しかも冷間加工により振動減
衰能が低下しやすいなどの問題点を有し、また鉄系材料
に酸化物等の介在物を多量に含有させ、かつ短時間焼錨
と冷間加工の組合せにより、介在物と池鉄との界面に微
少空孔を生じさせて振動減衰能の向上をはかった制振鋼
板も提案されているが、この材料は、あまり高い振動減
衰能をもつものではなく、しかも時効劣化を生じやすく
、かつ清浄度が高いために加工性が著しく悪いという問
題点をもつものである。
本発明者等は、上述のような観点から、高い振動減衰能
を有し、しかも塑性加工や時効処理によって振動減衰館
の低下が起らない制振鋼板を得べ〈研究を行なった結果
、{a)鋼板の防音制振性能は、鋼板の内部摩擦Q−1
(但し、Q−1=鼻で表わされる。
6:対数減衰率)の大きさで表わすことができ、しかも
Q‐1の大きさは歪振幅1サイクル当りもこ失なわれる
エネルギーの大きさに相当し、かつQ‐1が大きければ
大きいほど振動エネルギーを鋼板内部の熱に変換する割
合が大きくなり、この結果制振効果の改善がなされる。
(b} 一般に、鋼中の固総炭素および固溶窒素を減ら
して磁壁移動を容易にしてやると、磁気−機械静履歴損
失によって高い振動減衰能を有するようになるが、この
磁壁移動による内部摩擦は歪や内部応力の影響を大きく
受けやすく「 したがってわずかな冷間加工によって振
動減衰能が著しく低下するようになること。(c} し
かしながら、鋼中に炭素Cおよび窒素Nの侵入型固溶原
子がほとんど存在しない場合には、これに袷間圧延およ
び冷間引張りのうちのいずれか、または両方からなる冷
間加工を施して伸び率:1.7〜20%の塑性変形を与
えると振動減衰能が著しく向上するようになること。
(dー 鋼中におけるCおよびNの侵入型固溶原子を極
端に少なくするには、強力な炭窒化物形成元素であるT
i,Nb,およびZrを、CおよびNと化合物を形成す
る化学量論的な量以上に含有させるのがよく、この過剰
な炭窒化物形成元素の存在によって、はじめてCおよび
Nの浸入型固溶元素が極端に低い量(0.1p.p.m
.=1×10‐5重量%以下と推定される)になり、こ
の結果袷間加工により増加した振動減衰能の時効劣化を
抑制することができること。なお、この場合、例えば炭
窒化物形成元素として最も安価なTiだけを使用するな
らば、振動減衰能の時効劣化側批、C珍+N宅ら雌以上
のTiを含有させればよいこと。
{eー このような制振鋼板の振動減衰機構の詳細は不
明であるが、その振動減衰が冷間加工により導入された
可動転位の弦振動の共鳴現象に原因するものであり、徴
量の浸入型固溶元素により転位の固着がなされると、弦
振動が阻害されて減衰能が著しく低下するようになるも
のと推定されること。
【f} 侵入型固溶元素を低減し、かつ可動転位を導入
して振動減衰能の改善をはかった鋼中に、さらにSおよ
びPbのうちの1種または2種を含有させると、より一
層振動減衰能が向上するようになること。
(g)このような制振鋼板における振動減衰能は、上記
の侵入型園溶元素の状態および冷間加工による適量の転
位の導入が満足されていれば、組織などの影響を受けに
くいので、熱延鋼板および焼錨ずみ袷延鋼板のいずれに
対しても、同様に振動減衰能の向上をはかることができ
ること。
以上【aー〜(g)項に示される知見を得たのである。
したがって、この発明は上記知見にもとづいてなされた
もので、C:0.002〜0.080%,Mn:0.0
3〜3.00%,sol.AI:0.50%以下、N:
0.001〜0.020%を含有し、さらにTi:1.
0%以下、Nb:1.0%以下、およびZr:1.0%
以下のうちの1種または2種以上を含有するとともに、
その合計量が、式:生鮮傘十N著き)十公言き)C(%
)N≦き)〉048 12を満
足し、さらにS:0.02〜0.25%およびPb:0
.02〜0.3%のうちの1種または2種からなる振動
減衰能向上元素のいずれか、または両方を含有し、残り
が実質的にFeと不可避不純物からなる組成(以上重量
%、以下%はすべて重量%を意味する)を有する熱延鋼
板または焼鈍ずみ袷延鋼板に対して、冷間圧延および冷
間引張りのいずれか、または両方からなる冷間加工を施
して、伸び率:1.7〜20%の塑性変形を与えること
によって、きわめて高い振動減衰能を有する制振鋼板を
製造することに特徴を有するものである。
つぎに、この発明の方法において、鋼板の成分組成およ
び蝿控変形量を上記の通りに限定した理由を説明する。
(a} Cその含有量が0.002%未満では、上吹転
炉や底吹転炉、あるいは真空脱ガス処理などによる鋼の
溶製が困難になり、一方0.080%を越えて含有させ
ると、Ti,Nb,およびZrの多量含有が必要となっ
てコスト高となることから、その含有量が0.002〜
0.080%と定めた。
【b} MnMn成分は、鋼板の熱間脆性を防止する作
用をもつので、製造条件に応じて含有されるが、その含
有量が0.03%未満でも、また3.00%を越えても
転炉による溶製が困難になることから、その含有量を0
.03〜3.00%と定めた。
‘c} sol.山AI成分には、鋼板の制振に何らの
影響を及ぼすことなく、Tj,Nb,Ta,およびZr
の含有歩留りを改善する作用があるが、sol.AI含
有量で0.50%を越えて含有させると、鋼板の加工性
に悪影響を及ぼすようになることから、その含有量を0
.50%以下と定めた。
【dI N N含有量は少なければ少ないほどよいが、その含有量を
0.001%未満にするには銅の溶製にコストがかかり
、一方0.020%を越えて含有させるとTi,Nb,
Ta,およびZrの含有量も高くせざるを得ず、コスト
高となるばかりでなく、鋼板の加工性も劣化するように
なることから、その含有量を0.001〜0.020%
と定めた。
【eー Ti,Nb,およびZrこれらの成分は、いず
れもCおよびNと強力に結合してTIC,TIN,Nb
C,Zに,およびZrNなどの炭窒化物を形成すること
によって、鋼中にCおよびNの浸入型固溶原子がほとん
ど存在しない状態とし、後工程の冷間加工と相まって鋼
板の振動減衰能を向上させる作用をもつので、それぞれ
CおよびNと化合物を形成する化学量論的な量以上、す
なわち、その合計量が、式:T虫多十N巻き)十Zr燈
)>C篭)十N肇)‐‐‐T羊き)+N管き)+Zもき
)C(%)Nきき)>012を満足する量含有しなけれ
ばならない。
しかし、Ti,Nb,およびZrのそれぞれが1%を越
えて含有するようになると、鋼板の加工性が劣化するよ
うになるばかりでなく、コスト高となることから、それ
ぞれの含有量を、Ti:1%以下、Nb:1%以下、お
よびZr:1%以下と定めた。‘f)振動減衰能向上元
素0.02%以上のSおよび0.02%以上のPb成分
には、鋼板の振動減衰館をより一層向上させる作用があ
るので、積極的に含有させる必要があるのが、S:0.
25%およびPb:0.3%をそれぞれ越えて含有させ
ると、著しい加工性劣化をきたすようになることから、
これらの成分の上限値を前記の値に定めた。
(g} 塑性変形量 熱延鋼板および暁鎚ずみ冷延鋼板においては、一般に転
位密度が低い状態か、あるいは転位があってもCおよび
N原子によりほとんど不動化した状態になっている。
この発明においては、かかる、状臆想の熱延鋼板あるし
、は焼鈍ずみ冷延鋼板に対して、冷間加工により可動転
位、すなわち弦の共鳴振動を充分起して振動減衰に寄与
し得る転位を適宜形成するのであって、これには袷間圧
延による方法または冷間引張りによる方法、あるいはこ
れら両者の組合せによる方法があるが、現実には、調質
圧延、テンションレベラー、ローラーレベラー、ストレ
ッチヤーなどのいずれか、あるいはこれらの組合せによ
り実施される。なお、この場合プレス成形による方法も
考えられるが「プレス成形は歪量が場所により異なるの
で、必ずしも高い振動減衰能を保証し得るものではない
。また、この場合、上記の袷間加工による塑性変形量が
伸び率で17%未満では高い振動減衰館を保証するのに
足る十分な転位を確保することができず、一方伸び率で
20%を越える塑性変形量を与えても、転位の量が多く
なりすぎて転位同士にからみ合いが起り、これ以上の振
動減衰能の改善がみられないばかりでなく、加工性も低
下するようになることから、冷間加工による塑性変形量
を伸び率で17〜20%と定めた。さらに、上記の冷間
加工は熱延後あるいは暁鈍後連続して行なってもよく、
この場合加工温度は250〜一50qoの範囲が適当で
ある。つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に
説明する。
実施例 1 真空炉にて、第1表に示される成分組成をもった鋼をそ
れぞれ溶製し、厚さ20仇岬×幅20仇肋×長さ40仇
岬の寸法をもった鋼塊に鋳造し、この鋼板を950〜1
250午0の温度にて熱間鍛造して、厚さ50側×幅2
0仇廠×長さ80仇舷の寸法をもったスラブとし、つい
で前記スラブを加熱炉にて、温度125000に1時間
加熱保持した後、直ちに最終仕上げ濃度890℃、仕上
板厚3側の条件で熱間圧延し、圧延後、65000以下
の温度まで急冷し、以後徐袷することによって熱延鋼板
をそれぞれ製造した。
ついで、上記熱延鋼板の一部には、酸洗後、8.0%の
伸び率にて袷間圧延を施した後、50qoの温度に3日
間保持の加速時効処理を施した。また、残りの上記熱延
鋼板に対しては、1.肋奴厚まで冷間圧延後、700q
oの温度に5時間保持の蛾錨、および引続いて8.0%
の伸び率にて袷間圧延後、50doの温度に3日間保持
の加速時効処理を施した。この結果得られた鋼板、およ
び比較のために上略船 馨寸 事 〇【 。
l処奪【 串雪十室 塁(十 籾蟻の 縦;寸 封 けロ ・一 慾且 世数 記の焼鈍ままの鋼板より、厚さ1.0柳×幅1仇吻×長
さ120側の寸法をもった内部摩擦試験片を切出し、静
電容量駆動型試験機を使用し、温度23午0、周波数約
340Hzの条件にて内部摩擦の大きさQ−1をそれぞ
れ測定した。
なお、この場合の最大歪振幅は0.1〜1×10‐5の
範囲であった。この測定結果を第1表に併せて示した。
第1表に示されるようにTi当量が0以上、すなわちこ
の発明における成分組成式を満足する成分組成を有し、
かつ伸び率8%の冷間圧延を施された鋼板はきわめて大
きい内部摩擦、すなわち著しくすぐれた振動減衰能を有
することが明らかである。これに対して、伸び率8%の
冷間圧延を施す前の暁鈍ずみ冷延鋼板はTi当量と関係
なく、低い内部摩擦しか示されないものである。実施例
2 実施例1における試料番号6の熱延鋼板に対して、酸洗
後、0.2〜40%の範囲で伸び率を変化させて冷間圧
延を施し、引続いて5000の温度に3日間保持の加速
時効処理を施した。
この結果得られた鋼板の内部摩擦の大きさQ‐1と、J
IS5号引張試験片によるL方向伸びをそれぞれ測定し
、この測定結果を第1図に示した。
図示されるように、冷間圧延伸び率が1.7〜20%の
範囲において、大きい内部摩擦および高い伸び、すなわ
ち高い振動減衰態とすぐれた加工性が確保されることが
明らかである。実施例 3 実施例1における試料番号20(比較鋼)および6(本
発明鋼)の焼鈍ずみ冷延鋼板に対して、8.0%の伸び
率の袷間圧延を施した後、直ちに50℃に保持した油バ
ス中に種々の時間保持の時効処理を行ない、その内部摩
擦の大きさを測定した。
この測定結果を第2図に示した。図示されるように、本
発明鋼は時効時間によって内部摩擦が影響されることが
ほとんどないのに対して、Ti当量が負の比較鋼は時効
時間が長くなるにつれて内部摩擦が著しく低下するよう
になることがわかる。
上述のように、この発明の方法によれば、きわめて高い
振動減衰能を有し、かつ塑性加工や時効処理によっても
振動減衰能の低下のない制振鋼板をコスト安く製造する
ことができ、したがってこの制振鋼板を各種の機械や装
置に使用した場合には、著しくすぐれた制振特性を発揮
するなど工業上有用な効果がもたらされるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、鋼板における冷間圧延伸び率と内部摩擦の大
きさおよび伸びとの関係を示した曲線図、第2図は時効
時間と内部摩擦の大きさとの関係を示した曲線図である
。 髪l図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 重量%で、C:0.002〜0.0080%,Mn
    0.03〜3.00%,sol.Al:0.50%以下
    、N:0.001〜0.020%を含有し、さらにTi
    :1.0%以下、Nb:1.0%以下、およびZr:1
    .0%以下のうちの1種または2種以上を含有するとと
    もに、その合計量が、式:(Ti(%))/(48)+
    (Nb(%))/(93)+(Zr(%))/(91)
    −(C(%))/(12)−(N(%))/(14)>
    0を満足し、さらにS:0.02〜0.25%およびP
    b:0.02〜0.3%のうちの1種または2種を含有
    し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有する熱
    延鋼板または焼鈍ずみ冷延鋼板に対して、冷間圧延およ
    び冷間引張りのうちのいずれか、または両方からなる冷
    間加工を施すことにより、伸び率:1.7〜20%の塑
    性変形を与えることを特徴とする制振鋼板の製造法。
JP7445880A 1980-05-29 1980-05-29 制振鋼板の製造法 Expired JPS601934B2 (ja)

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JPS56169721A JPS56169721A (en) 1981-12-26
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS628341U (ja) * 1985-06-28 1987-01-19

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JPS628341U (ja) * 1985-06-28 1987-01-19

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