JPH01219145A - 高強度、高靭性刃物用鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高強度、高靭性刃物用鋼に関するものである。

具体的に説明すると、焼入れ及び焼戻し処理により、Ｈ
ＲＣ硬度５０〜５５の高硬度で、かつ、室温での２ｍｍ
　Ｕノツチ衝撃エネルギーが５〜１０ｋｇｆ／ｃｉの値
が得られ、優れた耐磨耗性を有し、３００℃以下の使用
温度において苛酷な繰返し衝撃ｆＪを受け、かつ耐磨耗
性を要求されるシャープレード、シャーナイフ等特に深
部まで均一な１？−ｒ　ｆｉを要求される大型刃物材料
あるいは工具用材料として使用することができる高強度
、高靭・ｔ’を刃物用鋼に関するものある。

［従来の技術］ 従来、スクラップシャー等大型の刃物用鋼には、３〜５
％Ｃｒ、Ｍｏ鋼あるいは３〜４％Ｎ　ｉ　−ＣｒＮ　Ｍ
　Ｏ１Ｖ鋼が用いられティるが、これらの工具鋼は、Ｈ
ＲＣ硬度が５０を超える高硬度においては靭性が不充分
であり、苛酷な衝撃荷重を受ける使用の下においては、
使用中の割れ、欠は等の事故が避けられなかった。その
ため、このような欠陥を改善した高強度、高靭性刃１勿
用鋼の出現が関係業界から強く要望されているところで
ある。

［発明が解決しようとする課題］ そこで、本発明は、このような要望にこたえ、この種の
用途に使用されている刃物用鋼における上記問題点を解
決し、焼入れ、および、焼戻し処理によりＨＲＣ硬度５
０〜５５の高硬度が得られ、かつ優れた靭性および耐磨
耗性を有し、３００℃以下の使用温度において苛酷な衝
撃荷重を受けるシャープレードあるいはシャーナイフ等
の大型刃物用材料として使用することができる高強度、
高靭性刃物用鋼を得ることを、その目的とするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、この目的を達するために、従来、含Ｎｉ系高
靭性鋼の問題点であった３００〜５００℃の焼戻し温度
の範囲で靭性値が低下する現象（焼戻し脆性）を軽減す
るために、ＳｉおよびＭｏの添加が特に有効であるとい
う知見に基づき、材料の焼入性および耐磨耗性を損うこ
となく、２００〜５００℃の焼戻し温度の範囲で２ｍｍ
　Ｕノツチ衝撃靭性値で４〜１０ｋｇｆ、ｍ／ＣＩｉの
値が得られる刃物用鋼として、次のような化学成分を有
することを特徴とするものである。

すなわち、本発明による刃物用鋼は、重量基準で Ｃ０．４０％以上　　０．５５％以下 Ｓｉ　　１．２０％以上　　２．００％以下Ｍｎ　　０
．２０％以上　　０．５０％以下Ｎｉ３．００％以上　
　５．００％以下Ｃｒ　　１．００％以上　　２．００
％以下Ｍｏ　　０．４０％以上　　１．３０％以下Ｖ　
　　０．０５％以上　　０．５０％以下を含み、残部が
Ｆｅ及び通常の製造上の不可避的不純物から成るもので
ある。

まず本発明による刃物用鋼は上記のような化学成分及び
成分範囲から成ることを特徴とするものであるが、本発
明において、これらの元素及びその成分範囲を上記のよ
うに選択した理由について説明する。

Ｃ：Ｃは地に固溶して焼入性を確保すると共にＯｒ、Ｍ
ｏ、■と結合して高硬度の複合炭化物を形成し、地に分
散析出して材料の強度および耐磨耗性を付与することに
欠くことのできない元素である。

このためには少くとも０．４０％が必要であるが、その
量が０．５５を超えると靭性が低下し、まだ熱間加工性
を害する。そこで、その下限を０．４０％、上限を０．
５５％と選定した。

Ｓｉ：Ｓｉは本発明の主要な元素の一つであって、地に
固溶して強度を高める他に、焼戻し過程における炭化物
の凝集、析出を遅らせ、焼戻し軟化抵抗性を高めると共
に、焼戻し脆性の現出を高温域に移行させる効果が大き
い。

このためには最低１．２０％の添加を必要とするが２．
００％を超えると熱間加工性を害し、また高温加熱時の
表面脱炭を促進する。そこで、その下限を１．２０％、
上限を２．００％と選定した。

Ｍｎ　：Ｍｎは地に固溶して強度および焼入性を改善し
、またＳと結合してその害を軽減するが０．５０％を超
えて含有すると靭性を低下させ、また残留オーステナイ
トを増加させる。そこで、その下限を０．２０％、上限
を０．５０％に選定した。

Ｎｉ：Ｎｉは地に固溶して焼入性を改善し、また靭性を
向上させる。このためには最低３．００％の添加が必要
であるが、その量が５．００％を超えると残留オーステ
ナイトを増大させ、強度および靭性を低下させる。そこ
でその下限を３．００％、上限を５．００％に選定した
。

Ｃｒ二Ｃｒは地に固溶して焼入性を改善すると共に、焼
戻し過程において複合炭化物を形成し、焼戻し軟化抵抗
性および耐磨耗性を改善する。

このためには最低１．０θ％の含有が必要であるが、２
．００％を超えて含有すると残留オーステナイトを増大
させる。そこでその下限を１．００％、上限を２．００
％に選定した。

ＭＯ：ＭＯは地に固溶して焼入性を改善すると共に、複
合炭化物を形成して焼戻し軟化抵抗性および耐磨耗性を
改善し、また焼戻し脆性を軽減する効果も大きい。

このためには最低０．４０％の添加が必要であるが１．
３０％を超えて含有すると熱間加工性を害する。そこで
、その下限を０．４０％、上限を１．３０％に選定した
。

Ｖ：■は高硬度の複合炭化物を形成して耐磨耗性を改善
し、焼戻し軟化抵抗性を改善する。このためには最低０
．０５％の添加が必要であるが、高価でありまた０、　
５０％を超えて含有すると熱間加工性を害し、靭性が低
下する。そこで、その下限を０．０５％、上限を０．５
０％に選定した。

以上、本発明鋼における各元素及びその含有範囲の選定
理由を説明したが、次に本発明の詳細な説明する。

［実施例］ 下記表に、本発明鋼の実施例である鋼と、比較鋼の化学
成分が示されている。

添付図面の第１図には、表に示された本発明鋼と比較鋼
について焼戻し温度と硬度の関係、第２図には焼入れ、
焼戻し硬度と２ｍｍ　Ｕノツチ衝撃エネルギーの関係、
第３図には同じく焼入れ、焼戻し硬度と抗折力の関係か
それぞれ示されている。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の鋼は、上記化学成分及び
成分範囲を有し、焼入れ、及び、２００〜５００’Ｃの
焼戻し処理により、１−ＩＲｃ硬度で５０〜５５の高硬
度が得られると共に、優れた靭性を有している。従って
３００℃前後以下の使用温度において苛酷な繰り返しの
衝撃力を受け、かつ耐磨耗性を要求される比較的大型の
シャープレード、シャーナイフ用材料おるいはパンチ、
ダイス、ピニオン、スピンドル、チゼル、ライナー、ス
プリング等に、最適の特性を発揮することかできるもの
であることは、明らかなところである。

【図面の簡単な説明】

第１図は表に示された本発明鋼と比較鋼の焼戻し温度と
硬度の関係を示すグラフ、 第２図は焼入れ、焼戻し硬度と２ｍｍ　Ｕノツチ衝撃エ
ネルギーの関係を示すグラフ、 第３図は焼入れ、焼戻し硬度と抗折力の関係を示すグラ
フである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 重量基準で Ｃ０．４０％以上０．５５％以下 Ｓｉ１．２０％以上２．００％以下 Ｍｎ０．２０％以上０．５０％以下 Ｎｉ３．００％以上５．００％以下 Ｃｒ１．００％以上２．００％以下 Ｍｏ０．４０％以上１．３０％以下 Ｖ０．０５％以上０．５０％以下 を含み、残部がＦｅ及び通常の製造上の不可避的不純物
   から成ることを特徴とする耐磨耗性に優れた高強度、高
   靭性刃物用鋼。