JPH0270016A - 肌焼鋼部品の製造方法 - Google Patents
肌焼鋼部品の製造方法Info
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- JPH0270016A JPH0270016A JP21916188A JP21916188A JPH0270016A JP H0270016 A JPH0270016 A JP H0270016A JP 21916188 A JP21916188 A JP 21916188A JP 21916188 A JP21916188 A JP 21916188A JP H0270016 A JPH0270016 A JP H0270016A
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- Japan
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- steel
- manufacturing
- hardened steel
- slab
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
- B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、肌焼鋼を用いた機械構造用部品の製造に関し
、従来の肌焼…においてしばしばみられた異常斑点の発
生を防止した製造方法を提供する。
、従来の肌焼…においてしばしばみられた異常斑点の発
生を防止した製造方法を提供する。
たとえば歯車のような、浸炭処理により表面を硬化させ
て使用する機械構造用部品の製造は、肌焼鋼の圧延また
は鍛造−機械加工−浸炭−必要な仕上げ加工 の工程に
従って行なわれる。 よく知られているように、この浸炭の過程で「異常斑点
」とよばれる巨大結晶が生成することがあり、これは強
度を低下させる原因となるから、極力防止しなければな
らない。 巨大結晶の生成を防止するには、−船釣には組織を微細
化することが有効と考えられるから、鋼中に適量の７Ｂ
あるいはＮｂをＮと共存させてあき、ＩＮやＮｂ（Ｃ，
Ｎ＞を析出させ、そのピンニング効果でオーステナイト
結晶粒の成長を防止することが行なわれている。 しか
し、この方法で満足できる効果が得られるとは限らない
。
て使用する機械構造用部品の製造は、肌焼鋼の圧延また
は鍛造−機械加工−浸炭−必要な仕上げ加工 の工程に
従って行なわれる。 よく知られているように、この浸炭の過程で「異常斑点
」とよばれる巨大結晶が生成することがあり、これは強
度を低下させる原因となるから、極力防止しなければな
らない。 巨大結晶の生成を防止するには、−船釣には組織を微細
化することが有効と考えられるから、鋼中に適量の７Ｂ
あるいはＮｂをＮと共存させてあき、ＩＮやＮｂ（Ｃ，
Ｎ＞を析出させ、そのピンニング効果でオーステナイト
結晶粒の成長を防止することが行なわれている。 しか
し、この方法で満足できる効果が得られるとは限らない
。
本発明の肌焼鋼部品の製造方法は、肌焼鋼から機械構造
用部品を製造する方法で市って、鋼を直接熱間圧延可能
な寸法の鋳片に鋳造し、この鋳片を熱間圧延することに
より結晶粒をＪＩＳ粒度番号５〜７の整粗粒とするとと
もに鋼中のＡｇおよび（または）Ｎｂを固溶状態に保ち
、浸炭の過程でＡｇＮおよび（または）Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）
を析出させることによりオーステティ１〜結晶粒の成長
を阻止して異常斑点の発生を防止することを特徴とする
。 鋳造は、インゴット鋳造によることもできるが、連続鋳
造が有利である。 鋳片の圧延は、これを１２００〜１３０ｏ ’ｃ 。 代表的には１２５０〜１２６０℃近辺に加熱して行なう
ことが好ましい。 本発明の方法の適用対象は、肌焼鋼一般に及ぶ。 代表的な鋼種を挙げれば、３０Ｍ４２０．’５ＣＲ４２
０，５ＮＣ４１５、ＳＮ０Ｍ４２０などである。 これ
らの既知の鋼種にせよ、新たな合金を設計するにせよ、
それが適量のＡりおよびＮｂの１種または２種を含んで
いることが必要である。 従って本発明の機械構造用部品の製造方法に使用する肌
焼鋼は、一般に、Ｃ：０．１３〜０．２３％、Ｓｌ 二
０．１５〜０．３５％、Ｍｎ：０．４０〜１．００％、
Ｃｒ ：０．２０〜１．２０％およびＭｏ：０．１５〜
０．３０％、Ｎｉ：２．０％以下に加えて、Ａ、Ｑ ：
０．０１０−０．０５０％およびＮｂ ：０．０６０％
以下の１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不純
物からなる合金組成の鋼ということができる。 浸炭は、常用の条件を採用して行なえばよく、ガス浸炭
が代表的な手法であるが、そのほかの浸炭法によること
も可能である。 ［作 用］ 従来技術における肌焼鋼の△ρおよび（または）Ｎｂを
利用した結晶粒微細化について、本発明者は、その効果
が確実でない理由を追求して研究を進めた結果、つぎの
機構をつきとめた。 ずなわち、従来法においては、インゴット鋳造法により
鋼塊を得るにし゛ても、連続鋳造法により鋳片を得るに
しても、いったんそれを分塊圧延して圧延や鍛造に適し
たサイズにした上で、圧延や鍛造により加工をするとい
う、２回の加熱（以下「ツーヒート」という）を経て加
工を進めるのが常である。 結晶粒微細化を期待して生
成させるＡｆｌＮやＮｂ（Ｃ，’Ｎ＞は、加熱から冷却
の過程で析出し、鋼中のＡｇやＮｂとＮやＣの量からみ
て生成し得る量のうち、かなりの部分が析出してしまう
。 分塊や圧延の段階では、塑性加工により（もちろん
圧下率や鍛錬比にもよるが）、またこれらの析出物の存
在により、結晶粒は比較的微細に保たれる。 ところが
、浸炭の過程において、その高い温度と長い時間とが、
上記ＡＪ！’Ｎなどの析出物を凝集させて大きな粒子に
してしまう。 その結果、これら析出物が結晶粒の粗大化を阻止するピ
ンニング効果が失なわれ、しばしば巨大結晶が生成して
異常斑点をもたらすのである。 そこで本発明では、ＩＮなどが浸炭以前の工程において
析出する機会をなるべく少なくするため、鋼の鋳造後、
鋼片を分塊する工程を省略して直接熱間加工すること、
加熱−冷却の観点からいえば１回の加熱（「ワンじ一部
」とよぶ）しか行なわないことと熱間加工を高い加熱温
度から開始することによって、Ａ〃やＮｂを鋼中に固溶
した状態に保つとともに結晶粒を比較的大きく、ただし
混粒を避は整粗粒とする、という条件を採択したわけで
ある。 結晶粒を小さくしても、成長の機会があるとか
えって巨大化が起りやすく、最終的に微細な結晶粒を得
るためには、むしろ太き目の粒度にしておいた方が有利
である。 本発明に従う方法によって鋼中に多く固溶したままで存
在するＡｆｌやＮｂは、浸炭中に次第に析出し、その過
程における結晶粒の成長を阻止する結果、異常斑点の発
生が防止できる。 従来のツーヒート法は、分塊設備の制約と品質上の問題
から常識とされていた手法である。 近年のホットスカ
ーフ技術の進歩により、ビレットの段階でキズとりをし
ないで圧延することが可能になったし、連続鋳造技術の
進歩により、分塊を経ずに直接熱間加工するのに適した
寸法の鋳片を得ることが容易になった。 本発明のワンヒート法は、未だかつて試みられたことは
なかったが、このような状況の変化により現実のものと
なったわけである。 ［実施例］ 下記の組成の３０Ｍ４２０鋼を溶製し、連続鋳造により
３７０ｙｕｎＸ４８０ｍの長方形断面をもった鋳片とし
た。 Ｃ：０．２０％ Ａρ：０．０２５％Ｓｉ ：０．
２１％ Ｎｂ ：０．０４２％Ｍｎ ：０．７９％
Ｎ ：０．０１９％Ｃｒ ：１．０３％ Ｆｅお
よび不純物：残部Ｍｏ：０．１５％ 鋳片の一部は、従来技術にならって分塊圧延によりいっ
たん一辺が１５３Ｍの正方形断面のビレットにしてから
加熱炉に入れ、加熱温度１１５０〜１１６０℃において
圧延し、直径７０＃の丸棒にした。 残りの一部は、本
発明に従ってそのまま加熱炉に入れ、加熱温度１２５０
〜１２６０°Ｃにおいて圧延し、やはり直径７０ｍの丸
棒にした。 各圧延材について、析出したＡ、ＩＩＮの量を測定する
とともに、オーステナイト結晶粒度をしらべた。 また、直径７０＃×長さ１４０＃の棒を冷間でアプセッ
ト加工しく圧下率７０％）、浸炭条件にならって ９５０℃Ｘ１０時間→８５０℃Ｘ３０分間→水冷 の熱処理を施した。 アプセットにより太鼓状になった
サンプルを縦に切断して断面を研摩し、エツチングをし
て異常斑点の有無をしらぺた。 その結果を、上記の圧延材中のＡｌＮ量および結晶粒度
番号とともに、下の表に示す。（実施例、比較例ともｎ
−４） 区分 析出Ａ、ＱＮ オーステナイ 異常斑点量
（ｐｐｍ） ト結晶粒度 の有無実施例 ３５
６．２ なし４２ ６．５
なし ３８ ６．０ なし ５０ ５．９ なし 比較例 ２２０ ８．２ あり２１０
８．４ あり ２３０ ８．０ あり ２００ ８．２ あり 圧延材の段階で、本発明によるものは比較例にくらべて
ＩＮの析出が少なく、結晶粒度はむしろ粗粒でおるが、
異常斑点の発生に関しては明確に効果があることが、上
の表から明らかである。 ［発明の効果］ 本発明によるときは、肌焼鋼から機械構造用部品を製造
するに当って、浸炭過程における異常斑点の発生を効果
的に防止して、品質のすぐれた部品を提供することがで
きる。 浸炭に先立つ工程はワンじ一トで足りるから、ツーヒー
トを行なっていた従来法にくらべて、消費エネルギーが
少なくなる。 工程の簡易化に伴う利益も、もちろんあ
る。 従って本発明は、機械構造用部品の製造コスト低
減の要請にこたえることもできる。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫
用部品を製造する方法で市って、鋼を直接熱間圧延可能
な寸法の鋳片に鋳造し、この鋳片を熱間圧延することに
より結晶粒をＪＩＳ粒度番号５〜７の整粗粒とするとと
もに鋼中のＡｇおよび（または）Ｎｂを固溶状態に保ち
、浸炭の過程でＡｇＮおよび（または）Ｎｂ（Ｃ，Ｎ）
を析出させることによりオーステティ１〜結晶粒の成長
を阻止して異常斑点の発生を防止することを特徴とする
。 鋳造は、インゴット鋳造によることもできるが、連続鋳
造が有利である。 鋳片の圧延は、これを１２００〜１３０ｏ ’ｃ 。 代表的には１２５０〜１２６０℃近辺に加熱して行なう
ことが好ましい。 本発明の方法の適用対象は、肌焼鋼一般に及ぶ。 代表的な鋼種を挙げれば、３０Ｍ４２０．’５ＣＲ４２
０，５ＮＣ４１５、ＳＮ０Ｍ４２０などである。 これ
らの既知の鋼種にせよ、新たな合金を設計するにせよ、
それが適量のＡりおよびＮｂの１種または２種を含んで
いることが必要である。 従って本発明の機械構造用部品の製造方法に使用する肌
焼鋼は、一般に、Ｃ：０．１３〜０．２３％、Ｓｌ 二
０．１５〜０．３５％、Ｍｎ：０．４０〜１．００％、
Ｃｒ ：０．２０〜１．２０％およびＭｏ：０．１５〜
０．３０％、Ｎｉ：２．０％以下に加えて、Ａ、Ｑ ：
０．０１０−０．０５０％およびＮｂ ：０．０６０％
以下の１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不純
物からなる合金組成の鋼ということができる。 浸炭は、常用の条件を採用して行なえばよく、ガス浸炭
が代表的な手法であるが、そのほかの浸炭法によること
も可能である。 ［作 用］ 従来技術における肌焼鋼の△ρおよび（または）Ｎｂを
利用した結晶粒微細化について、本発明者は、その効果
が確実でない理由を追求して研究を進めた結果、つぎの
機構をつきとめた。 ずなわち、従来法においては、インゴット鋳造法により
鋼塊を得るにし゛ても、連続鋳造法により鋳片を得るに
しても、いったんそれを分塊圧延して圧延や鍛造に適し
たサイズにした上で、圧延や鍛造により加工をするとい
う、２回の加熱（以下「ツーヒート」という）を経て加
工を進めるのが常である。 結晶粒微細化を期待して生
成させるＡｆｌＮやＮｂ（Ｃ，’Ｎ＞は、加熱から冷却
の過程で析出し、鋼中のＡｇやＮｂとＮやＣの量からみ
て生成し得る量のうち、かなりの部分が析出してしまう
。 分塊や圧延の段階では、塑性加工により（もちろん
圧下率や鍛錬比にもよるが）、またこれらの析出物の存
在により、結晶粒は比較的微細に保たれる。 ところが
、浸炭の過程において、その高い温度と長い時間とが、
上記ＡＪ！’Ｎなどの析出物を凝集させて大きな粒子に
してしまう。 その結果、これら析出物が結晶粒の粗大化を阻止するピ
ンニング効果が失なわれ、しばしば巨大結晶が生成して
異常斑点をもたらすのである。 そこで本発明では、ＩＮなどが浸炭以前の工程において
析出する機会をなるべく少なくするため、鋼の鋳造後、
鋼片を分塊する工程を省略して直接熱間加工すること、
加熱−冷却の観点からいえば１回の加熱（「ワンじ一部
」とよぶ）しか行なわないことと熱間加工を高い加熱温
度から開始することによって、Ａ〃やＮｂを鋼中に固溶
した状態に保つとともに結晶粒を比較的大きく、ただし
混粒を避は整粗粒とする、という条件を採択したわけで
ある。 結晶粒を小さくしても、成長の機会があるとか
えって巨大化が起りやすく、最終的に微細な結晶粒を得
るためには、むしろ太き目の粒度にしておいた方が有利
である。 本発明に従う方法によって鋼中に多く固溶したままで存
在するＡｆｌやＮｂは、浸炭中に次第に析出し、その過
程における結晶粒の成長を阻止する結果、異常斑点の発
生が防止できる。 従来のツーヒート法は、分塊設備の制約と品質上の問題
から常識とされていた手法である。 近年のホットスカ
ーフ技術の進歩により、ビレットの段階でキズとりをし
ないで圧延することが可能になったし、連続鋳造技術の
進歩により、分塊を経ずに直接熱間加工するのに適した
寸法の鋳片を得ることが容易になった。 本発明のワンヒート法は、未だかつて試みられたことは
なかったが、このような状況の変化により現実のものと
なったわけである。 ［実施例］ 下記の組成の３０Ｍ４２０鋼を溶製し、連続鋳造により
３７０ｙｕｎＸ４８０ｍの長方形断面をもった鋳片とし
た。 Ｃ：０．２０％ Ａρ：０．０２５％Ｓｉ ：０．
２１％ Ｎｂ ：０．０４２％Ｍｎ ：０．７９％
Ｎ ：０．０１９％Ｃｒ ：１．０３％ Ｆｅお
よび不純物：残部Ｍｏ：０．１５％ 鋳片の一部は、従来技術にならって分塊圧延によりいっ
たん一辺が１５３Ｍの正方形断面のビレットにしてから
加熱炉に入れ、加熱温度１１５０〜１１６０℃において
圧延し、直径７０＃の丸棒にした。 残りの一部は、本
発明に従ってそのまま加熱炉に入れ、加熱温度１２５０
〜１２６０°Ｃにおいて圧延し、やはり直径７０ｍの丸
棒にした。 各圧延材について、析出したＡ、ＩＩＮの量を測定する
とともに、オーステナイト結晶粒度をしらべた。 また、直径７０＃×長さ１４０＃の棒を冷間でアプセッ
ト加工しく圧下率７０％）、浸炭条件にならって ９５０℃Ｘ１０時間→８５０℃Ｘ３０分間→水冷 の熱処理を施した。 アプセットにより太鼓状になった
サンプルを縦に切断して断面を研摩し、エツチングをし
て異常斑点の有無をしらぺた。 その結果を、上記の圧延材中のＡｌＮ量および結晶粒度
番号とともに、下の表に示す。（実施例、比較例ともｎ
−４） 区分 析出Ａ、ＱＮ オーステナイ 異常斑点量
（ｐｐｍ） ト結晶粒度 の有無実施例 ３５
６．２ なし４２ ６．５
なし ３８ ６．０ なし ５０ ５．９ なし 比較例 ２２０ ８．２ あり２１０
８．４ あり ２３０ ８．０ あり ２００ ８．２ あり 圧延材の段階で、本発明によるものは比較例にくらべて
ＩＮの析出が少なく、結晶粒度はむしろ粗粒でおるが、
異常斑点の発生に関しては明確に効果があることが、上
の表から明らかである。 ［発明の効果］ 本発明によるときは、肌焼鋼から機械構造用部品を製造
するに当って、浸炭過程における異常斑点の発生を効果
的に防止して、品質のすぐれた部品を提供することがで
きる。 浸炭に先立つ工程はワンじ一トで足りるから、ツーヒー
トを行なっていた従来法にくらべて、消費エネルギーが
少なくなる。 工程の簡易化に伴う利益も、もちろんあ
る。 従って本発明は、機械構造用部品の製造コスト低
減の要請にこたえることもできる。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 弁理士 須 賀 総 夫
Claims (4)
- （１）肌焼鋼から機械構造用部品を製造する方法であつ
て、鋼を直接熱間圧延可能な寸法の鋳片に鋳造し、この
鋳片を熱間圧延することにより結晶粒をＪＩＳ粒度番号
５〜７の整粗粒とするとともに鋼中のＡｌおよび（また
は）Ｎｂを固溶状態に保ち、浸炭の過程でＡｌＮおよび
（または）Ｎｂ（Ｃ、Ｎ）を析出させることによりオー
ステナイト結晶粒の成長を阻止して異常斑点の発生を防
止することを特徴とする肌焼鋼部品の製造方法。 - （２）鋳片の鋳造を連続鋳造法により実施する請求項１
の製造方法。 - （３）鋳片の圧延を１２００〜１３００℃の加熱温度か
ら行なう請求項１の製造方法。 - （４）肌焼鋼として、Ｃ：０．１３〜０．２３％、Ｓｉ
：０．１５〜０．３５％、Ｍｎ：０．４０〜１．００％
、Ｃｒ：０．２０〜１．２０％およびＭｏ：０．１５〜
０．３０％、Ｎｉ：２．０％以下に加えて、Ａｌ：０．
０１０〜０．０５０％およびＮｂ：０．０６０％以下の
１種または２種を含有し、残部がＦｅおよび不純物から
なる合金組成の鋼を使用して実施する請求項１の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21916188A JPH0270016A (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 肌焼鋼部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21916188A JPH0270016A (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 肌焼鋼部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0270016A true JPH0270016A (ja) | 1990-03-08 |
Family
ID=16731157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21916188A Pending JPH0270016A (ja) | 1988-09-01 | 1988-09-01 | 肌焼鋼部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0270016A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0960951A1 (en) * | 1998-05-28 | 1999-12-01 | The Timken Company | Steel with improved core toughness in case-carburized components |
| CN107083516A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-08-22 | 唐山钢铁集团有限责任公司 | 一种奥氏体粗晶粒钢及其生产方法 |
| CN115725894A (zh) * | 2021-08-25 | 2023-03-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种具有优良冲击性能的高温渗碳NiMo系齿轮钢及其制造方法 |
-
1988
- 1988-09-01 JP JP21916188A patent/JPH0270016A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0960951A1 (en) * | 1998-05-28 | 1999-12-01 | The Timken Company | Steel with improved core toughness in case-carburized components |
| CN107083516A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-08-22 | 唐山钢铁集团有限责任公司 | 一种奥氏体粗晶粒钢及其生产方法 |
| CN115725894A (zh) * | 2021-08-25 | 2023-03-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种具有优良冲击性能的高温渗碳NiMo系齿轮钢及其制造方法 |
| CN115725894B (zh) * | 2021-08-25 | 2023-12-12 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种具有优良冲击性能的高温渗碳NiMo系齿轮钢及其制造方法 |
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