【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は球状化組織を改善した冷間鍛造用鋼に
関する。
Ｃを0.35〜0.50％含有し、直径が20mm以下であ
る従来より普通に知られている冷間鍛造用鋼は、
一般に冷間鍛造性を高めるために、球状化処理を
した後に冷間鍛造に供されているが、近年、冷間
鍛造技術が高度化すると共に、コスト低減の要請
が高まるにつれて、直径が20mm以上の線材及び棒
材も冷間鍛造用鋼材として用いられるに至つてい
る。しかし、このように直径の大きい鋼材は、圧
延後の冷却速度が小さく、小径の鋼材に比較し
て、球状化処理においてオーステナイト粒が大き
くなるため、球状化炭化物よりも薄層状パーライ
トを形成して球状化組織を形成し難い。
本発明は、上記した問題を解決するために鋭意
研究した結果、Ｃ含有量が0.3〜0.5％の鋼に所定
量のMoを添加することにより、直径が20mm以上
の鋼材の球状化組織が改善されて、冷間段造用鋼
として好適であることを見出して、本発明に至つ
たものである。
本発明による冷間鍛造用鋼は、C0.3〜0.5％、
Si0.5％以下、Mn0.5〜0.7％及びMo0.05〜0.1％を
含有し、残部鉄及び不可避的不純物よりなり、直
径が20mm以上であることを特徴とする。
本発明による冷間鍛造用鋼において、Ｃは強度
を大きくするために少なくとも0.3％必要である
が、0.5％より多くなると、焼入れ時に割れが発
生することがあるため、0.5％以下とする。Siは
溶鋼の脱酸や流れ性の確保のために少なくとも
0.05％必要であるが、冷間鍛造性を良好にするに
はできる限り少ない方が望ましく、上限は0.5％
である。
Mnは脱酸剤として添加されるが、多量にすぎ
るときは、焼入性を増しすぎる結果、割れやす
く、或いは延性を劣化させるので、最適量は0.5
〜0.7％である。通常の中炭素鋼であるS40Cクラ
スでは、Mnは0.6〜0.9％であるが、本発明鋼に
おいては、前記したように、球状化組織を改善す
るためにMoを添加しており、このMoによる焼
入性の増大分だけMnを少なくすることが必要で
ある。従つて、本発明においては、Mo量の1.5倍
量のMnを減少させて、上記最適範囲を得る。
本発明鋼は所定量のMoを含有するために、球
状化組織が改善されている。直径が20mm以上の鋼
材において、Mo量が0.05％よりも少ないときは、
球状化組織の改善が顕著ではなく、一方、0.10％
を越えて添加しても、上記の改善効果が飽和し、
しかも、Moは高価でもあるので、本発明鋼にお
いて最適のMo量は0.05〜0.1％である。尚、直径
が20mmよりも小さい鋼材の場合は、Mo添加によ
る球状化組織の改良効果が顕著でない。
尚、Ｐ及びＳは少ない方がよく、通常、その上
限は0.035％である。
以下に実施例に基づいて本発明を具体的に説明
する。
実施例
表に比較例としての従来鋼と共に、本発明鋼の
化学成分を示す。また、第１図に本発明鋼（鋼番
号１）と従来鋼（鋼番号１）よりなる丸棒の直径
と球状化組織粒度No.との関係を示す。従来鋼の場
合は、その直径が大きくなるにつれて、粒度No.が
小さくなつて、冷間鍛造性が低下しているのに対
して、本発明鋼によれば、粒度はNo.３〜１に保持
されているので、良好な冷間鍛造性が確保され
る。
次に、徐冷法による球状化組織をJIS Ｇ 3539
に規定される方法によつて測定した結果を、従来
鋼（鋼番号２）について第２図に、本発明鋼（鋼
番号２）について第３図に示す。これらから明ら
かなように、直径が15mmのような小径の鋼材の場
The present invention relates to cold forging steel with improved spheroidized structure. Conventionally known cold forging steels containing 0.35 to 0.50% C and having a diameter of 20 mm or less are:
Generally, in order to improve cold forging properties, cold forging is performed after spheroidization, but in recent years, as cold forging technology has become more sophisticated and the demand for cost reduction has increased, Wire rods and bars have also come to be used as steel materials for cold forging. However, steel materials with such large diameters have a slow cooling rate after rolling, and the austenite grains become larger during the spheroidization process compared to steel materials with small diameters, so they form more thin layered pearlite than spheroidized carbides. Difficult to form spheroidal tissue. As a result of intensive research to solve the above-mentioned problems, the present invention was developed by adding a predetermined amount of Mo to steel with a C content of 0.3 to 0.5%, thereby improving the spheroidized structure of steel materials with a diameter of 20 mm or more. The present invention was developed based on the discovery that it is suitable as a steel for cold step forming. The steel for cold forging according to the present invention has C0.3 to 0.5%,
It is characterized by containing 0.5% or less of Si, 0.5-0.7% of Mn, and 0.05-0.1% of Mo, with the balance consisting of iron and inevitable impurities, and having a diameter of 20 mm or more. In the steel for cold forging according to the present invention, at least 0.3% of C is required to increase the strength, but if it exceeds 0.5%, cracks may occur during quenching, so the C content is set to 0.5% or less. At least Si is used to deoxidize molten steel and ensure flowability.
0.05% is necessary, but to improve cold forging properties, it is desirable to have as little as possible, and the upper limit is 0.5%.
It is. Mn is added as a deoxidizing agent, but if the amount is too large, it will increase the hardenability too much, making it easier to crack or deteriorating the ductility, so the optimal amount is 0.5
~0.7%. In the S40C class, which is a normal medium carbon steel, Mn is 0.6 to 0.9%, but in the steel of the present invention, as mentioned above, Mo is added to improve the spheroidized structure, and this Mo It is necessary to reduce Mn by the amount of increase in hardenability. Therefore, in the present invention, the above optimal range is obtained by reducing Mn by 1.5 times the amount of Mo. Since the steel of the present invention contains a predetermined amount of Mo, the spheroidized structure is improved. For steel materials with a diameter of 20 mm or more, when the Mo content is less than 0.05%,
Improvement in spheroidized tissue was not significant, while 0.10%
Even if it is added in excess of
Moreover, since Mo is expensive, the optimum amount of Mo in the steel of the present invention is 0.05 to 0.1%. In addition, in the case of steel materials with a diameter smaller than 20 mm, the effect of improving the spheroidized structure by adding Mo is not significant. Note that it is better to have less P and S, and the upper limit is usually 0.035%. The present invention will be specifically described below based on Examples. Examples The table shows the chemical composition of the steel of the present invention as well as a conventional steel as a comparative example. Moreover, FIG. 1 shows the relationship between the diameter and the spheroidized structure grain size number of round bars made of the steel of the present invention (steel number 1) and the conventional steel (steel number 1). In the case of conventional steel, as the diameter increases, the grain size number becomes smaller and the cold forgeability deteriorates, whereas with the steel of the present invention, the grain size increases from No. 3 to No. 1. This ensures good cold forgeability. Next, the spheroidized structure obtained by the slow cooling method was JIS G 3539
The results measured by the method specified in 2 are shown in FIG. 2 for the conventional steel (Steel No. 2) and in FIG. 3 for the invention steel (Steel No. 2). As is clear from these, in the case of small diameter steel materials such as 15 mm in diameter,
【表】
合には、球状化組織は従来鋼も本発明鋼も大差が
なく、いずれも粒度がNo.３乃至No.１であることか
ら冷間鍛造性は良好である。しかし、直径が75mm
のように大径の鋼材になると、従来鋼の場合は組
織に粒度No.４乃至No.６の粒子が含まれるので、厳
しい加工によつて割れが生じる。これに対して、
本発明鋼の場合は、粒度がNo.３乃至No.１の範囲に
あり、冷間鍛造性は小径鋼材の場合と同様に良好
である。
第４図は従来鋼（鋼番号３及び４）、本発明鋼
（鋼番号３及び４）及び比較鋼（鋼番号１）より
なるそれぞれ直径75mmの棒材におけるMo含有量
と球状化組織の粒度No.との関係を示すグラフであ
り、Mo量が0.05％以上のときに特に球状化組織
が顕著に改善されていることが明らかである。
0.1％を越えて含有させても、その効果がほぼ飽
和することも認められる。[Table] In this case, there is no big difference in the spheroidized structure between the conventional steel and the steel of the present invention, and both have good cold forgeability because the grain size is No. 3 to No. 1. However, the diameter is 75mm
When it comes to large-diameter steel materials, such as conventional steel, the structure contains particles with grain sizes of No. 4 to No. 6, which causes cracks due to severe processing. On the contrary,
In the case of the steel of the present invention, the grain size is in the range of No. 3 to No. 1, and the cold forgeability is as good as in the case of small diameter steel materials. Figure 4 shows Mo content and grain size of spheroidized structures in bars with a diameter of 75 mm made of conventional steel (Steel No. 3 and 4), invention steel (Steel No. 3 and 4), and comparative steel (Steel No. 1), respectively. It is a graph showing the relationship with No., and it is clear that the spheroidized structure is particularly improved when the Mo amount is 0.05% or more.
It is also observed that even if the content exceeds 0.1%, the effect is almost saturated.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明鋼と従来鋼とにおいて、丸棒の
直径と球状化組織の粒度No.との関係を示すグラ
フ、第２図は従来鋼における球状化組織の粒度No.
の頻度を示すグラフ、第３図は同様に本発明鋼に
おける球状化組織の粒度No.の頻度を示すグラフ、
第４図は鋼材中のMo量と球状化組織の粒度No.と
の関係を示すグラフである。
Figure 1 is a graph showing the relationship between the diameter of the round bar and the grain size number of the spheroidized structure in the steel of the present invention and the conventional steel, and Figure 2 is the graph showing the grain size number of the spheroidized structure in the conventional steel.
3 is a graph showing the frequency of the grain size No. of the spheroidized structure in the steel of the present invention,
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of Mo in the steel material and the grain size No. of the spheroidized structure.