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公開番号2025002230
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102265
出願日2023-06-22
発明の名称熱間加工工程の評価方法
出願人大同特殊鋼株式会社
代理人弁理士法人むつきパートナーズ
主分類G01N 25/00 20060101AFI20241226BHJP(測定;試験)
要約【課題】鋳塊を熱間加工して供される熱間加工製品の製造方法における熱間加工工程の評価方法として、実製品の製造設備よりも小規模な実験設備を用いた評価方法の提供。
【解決手段】温度制御を与えつつ鋳塊を所定の累積相当塑性ひずみとなるまで熱間加工する熱間加工工程を経て供される熱間加工製品の製造方法における熱間加工工程の評価方法である。鋳塊の一部分を模した金属組織を有して作製された棒状の試験片を側部から押圧して長手方向に伸張させるよう押圧加工する加工模擬工程によって得られた加工試験片を分析し熱間加工工程の評価を行うにあたって、加工模擬工程は、温度制御及び所定の累積相当塑性ひずみに対応した加熱制御及びひずみ制御を行う。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
温度制御を与えつつ鋳塊を所定の累積相当塑性ひずみとなるまで熱間加工する熱間加工工程を経て供される熱間加工製品の製造方法における該熱間加工工程の評価方法であって、
前記鋳塊の一部分を模した金属組織を有して作製された棒状の試験片を側部から押圧して長手方向に伸張させるよう押圧加工する加工模擬工程によって得られた加工試験片を分析し前記熱間加工工程の評価を行うにあたって、
前記加工模擬工程は、前記温度制御及び前記所定の累積相当塑性ひずみに対応した加熱制御及びひずみ制御を行うことを特徴とする熱間加工工程の評価方法。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
前記加工試験片の少なくとも金属組織及び機械強度を分析し、前記熱間加工工程における前記温度制御及び前記累積相当塑性ひずみの評価を行うことを特徴とする請求項１記載の熱間加工工程の評価方法。
【請求項３】
前記棒状の試験片は一方向凝固させて前記金属組織を与えられていることを特徴とする請求項１記載の熱間加工工程の評価方法。
【請求項４】
前記棒状の試験片は、加熱炉の内部に配置させた坩堝にて合金を溶解させ、前記坩堝を鉛直方向に所定速度で移動させ前記加熱炉の外部へと引き抜いて一方向凝固させて前記金属組織を与えるように作製されていることを特徴とする請求項３記載の熱間加工工程の評価方法。
【請求項５】
前記坩堝で作製された合金塊は、長手方向に直交する断面の面積率で８０％以上の範囲で外周を切削加工して前記棒状の試験片とされることを特徴とする請求項４記載の熱間加工工程の評価方法。
【請求項６】
前記熱間加工製品は析出強化型のＮｉ合金からなることを特徴とする請求項１乃至５のうちの１つに記載の熱間加工工程の評価方法。
【請求項７】
前記加工模擬工程において、８００℃以上の温度にて前記加熱制御を行うとともに累積相当塑性ひずみを３以上とするよう前記ひずみ制御を行うことを特徴とする請求項６記載の熱間加工工程の評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳塊を熱間加工して供される熱間加工製品の製造方法における熱間加工工程の評価方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
塑性加工製品の製造工程は、塑性変形させて形を作り込む「創形技術」と、所望される物理的及び／又は化学的性質（物性）を有するように材質を作り込む「創質技術」の２つの技術の融合工程である。前者の「創形技術」については、主として鍛造加工のような熱間加工工程によるものであり、有限要素法を用いた数値解析などでシミュレートされ得る。一方、「創質技術」については、鋳塊の材料組織（金属組織）に併せ塑性加工による影響を大きく受け、かつ、材料組織と物性との関係が複雑であることから、精度の高いコンピュータシミュレーションが難しい。結果として、試作や小型の実証実験を繰り返すこととなる。そこで、小型の実証実験に供されるような、鋳塊の材料組織を模した試験片を作製する方法などが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、エレクトロスラグ再溶解（ＥＳＲ）や真空アーク再溶解（ＶＡＲ）などで製造される大型鋳塊の凝固組織を小型の試験装置で再現する方法を開示している。ここでは、坩堝（耐火物製容器）の長手方向を垂直に配置させると、冷却装置が下面となって、坩堝を包囲する加熱帯により、ＥＳＲやＶＡＲのモールド冷却（側面からの冷却）を再現できるとしている。その上で、ＶＡＲを模擬した実施例として、底面に冷却装置を配して強制冷却し実体鋳塊の水冷定盤近傍の急冷状態を再現させるとともに、溶湯温度に加熱した坩堝の底部から順次上部に向けて、溶湯から凝固するまでの時間を速くするようにゾーン加熱を調整する。これにより、ＶＡＲにより得られる鋳塊と同様の方向性凝固組織が得られるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平８－３３４４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、塑性加工製品の製造方案の作成には、製造プロセスと材料組織の関係を評価する必要がある。ここでも、実製品の製造設備よりも小規模な実験設備を用いた製造プロセス評価（予測）ができれば、低コスト且つ短時間で製造方案を作成できる。また、材料組織と物性（特に、機械的性質）との関係を実験的に明らかにすることも可能となり得る。
【０００６】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、鋳塊を熱間加工して供される熱間加工製品の製造方法における熱間加工工程の評価方法として、実製品の製造設備よりも小規模な実験設備を用いた評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による方法は、温度制御を与えつつ鋳塊を所定の累積相当塑性ひずみとなるまで熱間加工する熱間加工工程を経て供される熱間加工製品の製造方法における該熱間加工工程の評価方法であって、前記鋳塊の一部分を模した金属組織を有して作製された棒状の試験片を側部から押圧して長手方向に伸張させるよう押圧加工する加工模擬工程によって得られた加工試験片を分析し前記熱間加工工程の評価を行うにあたって、前記加工模擬工程は、前記温度制御及び前記所定の累積相当塑性ひずみに対応した加熱制御及びひずみ制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
かかる特徴によれば、鋳塊の一部分を模した小型の試験片を用いて実製品の製造設備よりも小規模な実験設備でも熱間加工工程を評価できるのである。
【０００９】
上記した発明において、前記加工試験片の少なくとも金属組織及び機械強度を分析し、前記熱間加工工程における前記温度制御及び前記累積相当塑性ひずみの評価を行うことを特徴としてもよい。かかる特徴によれば、金属組織及び機械強度を分析することで、小規模な実験設備でも熱間加工工程を評価できるのである。
【００１０】
上記した発明において、前記棒状の試験片は一方向凝固させて前記金属組織を与えられていることを特徴としてもよい。また、前記棒状の試験片は、加熱炉の内部に配置させた坩堝にて合金を溶解させ、前記坩堝を鉛直方向に所定速度で移動させ前記加熱炉の外部へと引き抜いて一方向凝固させて前記金属組織を与えるように作製されていることを特徴としてもよい。かかる特徴によれば、小規模な実験設備でもより簡便に熱間加工工程を評価できるのである。
（【００１１】以降は省略されています）

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