JPH03285042A - 高温延性の優れた非調質快削鋼 - 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、クランク軸等の機械構造用熱間鍛造部品とし
て使用するに適した高温延性の優れた非調質快削鋼に関
するものである。

（従来の技術） 熱間鍛造部品の製造に関しては、鋳造後、焼入焼戻等の
熱処理によって所定の強度を得ることとしているが、近
年、コストダウンを目的として熱間鍛造のままで所定の
強度を得るいわゆる非調質鋼が採用されるようになって
きた。

かかる非調質鋼では、高強度化を目的としてＶを、また
被削性の向上を目的としてＳ、Ｐｂを添加するのが一般
的である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記したｓ、ｐｂを含む非調質快削鋼は
高温延性が低く、連続鋳造法で製造すると熱間での鋳片
割れが発生し易いという問題があった。そこで、これま
ではかかる非調質快削鋼はインゴットでしか製造できず
、歩留り等コストアップの要因となっていた。

なお、前記連続鋳造時に発生する高温割れは、Ｓ等の脆
化作用を助長する元素が添加されていることに加えて、
ＡＩＮがオーステナイト粒界に析出すること、及びオー
ステナイト粒内にＶ等の強い析出強化元素が析出するこ
とにより、粒内に対する粒界の相対的延性が低下し、連
続鋳造鋳片の矯正臼げの際に鋳片の表面又は表面直下に
微小亀裂が生成し、圧延時にその亀裂が開口することが
原因である。

本発明はかかる問題点に鑑みて成されたものであり、ｓ
、ｐｂを含有した非調質快削鋼において、高温延性を改
善し連続鋳造法によっても製造可能な非調質快削鋼を提
供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記した本発明の目的を達成するために、本発意者らは
、鋭意実験・研究を重ねた結果、高温延性を改善し連続
鋳造法によっても製造可能な非調質快削鋼を得るために
は、以下の条件を満足することが有効であることを知見
した。

■　高温延性を向上するには、ＡＩＮの析出を抑制する
ことが有効であり、これには鋼中ＯＮの含有量を下げる
ことが対策となるが、非調質鋼ではＮは■と結合して化
合物を生成し、析出強化に寄与するため、鋼中のＮの含
有量は下げることができない。

従って、ＡＩの添加量をほぼ脱酸剤として寄与する量だ
けとすれば有効であること。

■　析出強化元素であるＶの添加量を高温延性が低下し
ない範囲に限定することが有効であること。

本発明は、かかる知見に基づいて成されたものであり、
その要旨は、重量％で、Ｃ：　０．６０％以下、Ｓｉ　
：　１．５％以下、Ｍｎ　：　２．０％以下、Ｐ　：　
０．０３５％以下、Ｓ　：　０．０４０〜０．５０％、
Ｐｂ　：　０．３０％以下、Ｃｒ　：　０．５０％以下
、Ｖ：０．１５％以下、Ｎ：０．００７０〜０．０１５
０％、Ａｌ　：　０．００５％以下を含有し、必要に応
じて更に、Ｃａ　：　０．０１％以下、Ｂｉ　：　０．
３０％以下の１種以上を含有し、残部は実質的にＰｅ及
び不可避的不純物から成る高温延性の優れた非調質快削
鋼である。

（作　　用） 以下に本発明における鋼の成分組成の限定理由について
説明する。

Ｃ：Ｃは固溶強化及び■、Ｃｒなどと炭化物を形成して
鋼の強度を増すのに必須の元素であるが、０．６０％を
超えると必要以上に硬化し加工性が低下することから本
発明ではその含有量を０゜６０％以下とした。

Ｓｉ　：　Ｓｉは鋼の脱酸剤として有効な成分であるが
、その含有量が１．５％を超えると介在物が増加し、延
性が低下するため、本発明ではその含有量を１．５％以
下と定めた。

Ｍｎ　：　Ｍｎは母材の強度及び靭性を向上させる作用
があるが、その含有量が２．０％を趙えると、靭性劣化
及び偏析が増加するため、本発明ではその含有量を２．
０％以下と定めた。

Ｐ：Ｐの含有量を低減させることは鋼の強靭化に極めて
有効であり、好ましくはＰは極力少ない方が良いが、完
全になくすることはできない。

しかし、本発明鋼の性能を安定して発揮させるためには
、Ｐは０．０３５％以下とする必要がある。

Ｓ：Ｓは被削性の改善に不可欠な元素であるが、０．０
４０％未満では顕著な効果が認められず、他方０．５０
％を超えると熱間加工性を劣化させるため、本発明では
その含有量を０．０４０％〜０．５０％と定めた。

ｐｂ　：　ｐｂは被削性を向上するのに有効な元素であ
るが、多く添加すると機械的性質が著しく低下するから
本発明ではその上限を０．３０％とした。

Ｃｒ　：　Ｃｒは炭化物の形成により硬度を向上するの
に有効な元素であるが、コスト上から本発明では上限を
０．５０％とした。

■：■は高強度化に有効な元素であるが、その含有量が
０．１５％を超えると熱間加工性を劣化させるため、本
発明ではその含有量を０．１５％以下と定めた。

Ｎ：Ｎは■と化合物を形成し、析出強化に寄与するため
非調質鋼には必須の元素である。しかし、含有量が０．
００７０％未満では添加の効果は少なく、他方０．０１
５０％を超えると青熱脆性の問題が発生する。このため
、本発明では添加量を０．００７０％〜０．０１５０％
と定めた。

ＡＩ：Ａｌは脱酸剤として寄与するが、ＡＩＮの析出を
抑制するため、本発明ではその含有量を０．００５％以
下と定めた。

Ｃａ　：　Ｃａは鋼中の酸化物を被削性に適したものに
変化させる性質があり、その結果、被削性改善に有効な
元素であるが、添加量が多くなると介在物が増加し、逆
に被削性が低下することから本発明ではその上限を０．
０１％とした。

Ｂｉ　：　Ｂｉはｐｂに類僚した効果があり、主に５Ｓ
ｐｂと複合添加して使用されるが、コスト及び添加効果
の向上の点から本発明ではその上限を０．３０％とした
。

（実　施　例） 次に本発明を実施例により比較例と対比しながら説明す
る。なお、これらの実施例は本発明の効果を示す例示で
あって、本発明の技術的範囲を何等制限するものでない
ことは勿論である。

先ず通常の方法によって下記表に示す成分組成の鋼（符
号Ａ−Ｈ及びＡ”〜Ｈ’　）を溶製した。

鋼Ａ−Ｈは本発明の範囲内の組成を有しているもので、
鋼Ａ′〜Ｈ”は表中＊印を付した点において本発明の範
囲から外れたものである。

これらの溶製鋼を連続鋳造法によって１５０　ｋｇ鋼塊
となし、この表面部より試験片を採取し、高温引張試験
を行った。

上記表より、本発明鋼は高温延性に優れていることが明
らかである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によると、従来鋼に比べて
７００〜１０００°Ｃの延性が大幅に増加し、しかも連
続鋳造法によって製造した場合にも鋳片割れが発生せず
、従来鋼と比較して大幅なコストダウンが図れる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、Ｃ：０．６０％以下、Ｓｉ：１．５％
   以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｐ：０．０３５％以下、Ｓ
   ：０．０４０〜０．５０％、Ｐｂ：０．３０％以下、Ｃ
   ｒ：０．５０％以下、Ｖ：０．１５％以下、Ｎ：０．０
   ０７０〜０．０１５０％、Ａｌ：０．００５％以下を含
   有し、残部は実質的にＦｅ及び不可避的不純物から成る
   ことを特徴とする高温延性の優れた非調質快削鋼。
2. （２）成分元素として、更に、Ｃａ：０．０１％以下、
   Ｂｉ：０．３０％以下の１種以上を含有することを特徴
   とする請求項１記載の高温延性の優れた非調質快削鋼。