固相窒素吸収法による高窒素鋼線材の連続製造技術

摘要

鋼への窒素の添加方法として、加圧溶解法1)や固相窒素吸収法2)が提案されているが、いずれも生産性(設備や生産量)の課題が高窒素鋼の実用製造における大きな障壁となっている。固相窒素吸収法は、窒素ガス雰囲気での焼鈍のみで高濃度の窒素を鋼に添加できる簡便な手段であり、工業的な利用価値は高い。しかしながら、本法は窒素の固相内拡散に律速されて進行するため、材料全体が平衡窒素濃度に到達するまでの所用時間は、材料サイズや形状に依存して大きく変化する。すなわち、材料サイズが大きくなるに伴い所用時間は著しく急増することや、サイズ(板厚と線径)を同一とした場合は、板材よりも線材の方が短時間での処理が可能であることが報告されている3,4)。以上を踏まえると、本法を高窒素鋼の製造法として活用するには、生産性の優れる小径の線材を対象とし、かつそれを連続的に処理できるシステムを構築することが有用である。そこで本研究では、高窒素鋼線材を実用製造することを目的として、連続固相窒素吸収処理システムを考案し、そして、これを具現化するための装置開発ならびに得られた高窒素鋼線の特性等を評価したので報告する。