JPH0414170B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0414170B2 JPH0414170B2 JP58091331A JP9133183A JPH0414170B2 JP H0414170 B2 JPH0414170 B2 JP H0414170B2 JP 58091331 A JP58091331 A JP 58091331A JP 9133183 A JP9133183 A JP 9133183A JP H0414170 B2 JPH0414170 B2 JP H0414170B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strength
- hoop
- maraging steel
- cold working
- thin plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/02—Hardening by precipitation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Description
本発明は、マルエージング鋼製薄板フープの強
度改善方法に関し、詳しくは、マルエージング鋼
製薄板フープの静的強度および疲労強度ならびに
塑性変形抵抗（硬さ）を改善する技術にかかる。 無段変速機は変速機の変速比が、連続的に制御
できるものであり、エンジンの特性を十分に活か
し、排気ガスや燃費を改善できるものである。 そして、無段変速機には各種の方式があるが、
ベルト駆動式無段変速機においては、ベルトの耐
久性、耐変寸性（耐伸び性）等が、無段変速機の
性能・耐久性に及ぼす重要な特性である。 ところで、ベルト駆動式無段変速機に用いるベ
ルト用フープ（以下単にフープという）には、使
用中にフープの寸法変化（伸び）を生ずることな
く、フープとしての疲労強度、とりわけ高時間強
度と高耐久限強度が必要とされる。 しかしながら、従来のベルト駆動式無段変速機
に用いるマルエージング鋼製薄板フープは、スピ
ニング加工および圧延加工後溶体化処理し、その
後時効処理するものである。 このような従来のフープでは、耐久性を上昇さ
せるために、静的強度のグレードの高いマルエー
ジング鋼、例えば、300KSI級ないし350KSI級の
鋼種を選択する必要がある。 このような高強度グレードのマルエージング鋼
を使用すると、破壊靭性が低いため疲労亀裂発生
後の亀裂伝播速度が速く時間強度が低下するとい
う欠点がある。 一方、破壊靭性の高い、言いかえると、時間強
度の高い低強度のグレードのマルエージング鋼、
例えば、200KSI級または250KSI級の場合には、
塑性変形抵抗（硬さ）が不充分なため、無段変速
機のベルトとして使用している間に、ベルトが伸
びてしまう不具合がある。 本発明は、低強度グレードのマルエージング鋼
を用いて、冷間加工と熱処理を適切に組み合わせ
ることによつて、無段変速機ベルト用として、低
強度グレードマルエージング鋼のもつ高い破壊靭
性特性、言いかえると、時間強度を低下させるこ
となく、高強度グレードのマルエージング鋼に匹
敵する塑性変形抵抗、ならびに疲労耐久限を改善
するマルエージング鋼製薄板フープの強度改善方
法を提供することを目的としている。 このような目的は、本発明によれば、200〜
300KSI級のマルエージング鋼製薄板フープを用
い、800〜900℃×0.5〜２時間保持のち急冷の溶
体化処理後、加工率20〜60％の冷間加工を施し、
ついで、470〜530℃×１〜10時間保持後空冷の時
効処理を実施することを特徴とするマルエージン
グ鋼製薄板フープの強度改善方法よつて達成され
る。 このように、低強度グレードのマルエージング
鋼を用いることにより、破壊靭性を低下させるこ
となく、従つて、時間強度を低下することなく、
しかも、冷間加工により生成された高密度の転位
を析出の核として、Ni3Mo、Ni3Ti等の析出物が
従来の熱処理により微細分散析出して、マルエー
ジング鋼製薄板フープの疲労耐久限を向上すると
ともに、塑性変形抵抗（硬さ）をも向上させるの
である。 つぎに、本発明にかかるマルエージング鋼製フ
ープの強度改善条件の限定理由について述べる。 マルエージング鋼鋼種を200〜300KSI級とした
のは、200KSI級未満では基本的に強度が不足し、
300KSI級をこえると材質の破壊靭性ひいては時
間強度を低下させるからである。 溶体化処理条件を800〜900℃×0.5〜２時間保
持後急冷としたのは、800℃未満では溶体化処理
に時間がかかりすぎ、900℃をこえると溶体化時
間が短く、溶体化処理操作が煩雑となるからであ
る。 なお、溶体化処理の急冷は、被処理物の大き
さ、数量、肉厚などの影響を受けるため、水冷か
ら空冷までは広い範囲に適用できる。 また、冷間加工率を20〜60％としたは、20％未
満では冷間加工の効果が顕著でなく、60％をこえ
ると冷間加工の効果がかえつて損われるからであ
る。 さらに、冷間加工後の時効処理を470〜530℃×
１〜10時間保持後空冷としたのは、470℃未満の
時効では硬化までに著しく時間がかかり、530℃
を越えると過時効しやすいからである。 以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例を
説明する。 250KSI級の18％Niマルエージング鋼を用い、
所定の寸法（φ200mm×0.18mm厚×8.6mm幅）に仕
上げ加工された時点で冷間加工率が０、10、30、
50、70％となるように、それぞれ、加工途中で
820℃×１時間空冷の溶体化処理を施し、ついで
480℃×５時間空冷の時効処理を実施し、疲労強
度を測定した。 なお、比較のために、従来熱処理（加工後→
820℃×１時間溶体化処理→490℃×５時間時効処
理）した同一形状の300KSI級マルエージング鋼
製薄板フープの疲労強度を測定した。 疲労試験は第１図に示すような、二つのローラ
にフープ１をかけ、引張荷重Ｐをフープ１の応力
にして30Kg／mm2付加しながら、ローラを回転する
方法によつて行つた。 第２図に得られたＳ−Ｎ曲線の一部を示す。 鋼種グレード、加工・熱処理履歴により、Ｓ−
Ｎ曲線に相違がある。 そこで、時間強度および疲労耐久限を比較する
目安として、それぞれ、５×104サイクル、１×
107サイクルでの疲労強度をとり、本発明にかか
るマルエージング鋼製薄板フープの時効前の冷間
加工率の効果を示したのか第３図である。 本発明にかかるマルエージング鋼製薄板フープ
において、10〜60％の冷間加工を時効前に行うこ
とにより、時間強度、疲労耐久限を向上させるこ
とができ、特に25〜55％の冷間加工率では、疲労
耐久限が300KSI級の疲労耐久限より優れている。 つぎに、無段変速機のベルトとして、ブロツク
組み合わせて使用した場合に問題となる、フープ
の塑性伸びについて述べる。 フープの塑性伸びを小さくするには、塑性変形
抵抗を大きくすること、言いかえると、硬さが十
分高いことが望ましい。 本発明にかかるマルエージング鋼製薄板フープ
の冷間加工率と、時効（490℃×５時間）後の硬
さ変化を第４図に示す。 冷間加工率の増加に伴い、硬さ（塑性変形抵
抗）は大幅に上昇し、約50％の冷間加工率で、
300KSI級のマルエージング鋼の標準硬さに匹敵
する値となつている。 50％冷間加工後時効処理したフープを、ブロツ
クと組み合わせて、無段変速機で107サイクル運
転した時のフープ周長の塑性伸び測定結果を下表
に示す。
度改善方法に関し、詳しくは、マルエージング鋼
製薄板フープの静的強度および疲労強度ならびに
塑性変形抵抗（硬さ）を改善する技術にかかる。 無段変速機は変速機の変速比が、連続的に制御
できるものであり、エンジンの特性を十分に活か
し、排気ガスや燃費を改善できるものである。 そして、無段変速機には各種の方式があるが、
ベルト駆動式無段変速機においては、ベルトの耐
久性、耐変寸性（耐伸び性）等が、無段変速機の
性能・耐久性に及ぼす重要な特性である。 ところで、ベルト駆動式無段変速機に用いるベ
ルト用フープ（以下単にフープという）には、使
用中にフープの寸法変化（伸び）を生ずることな
く、フープとしての疲労強度、とりわけ高時間強
度と高耐久限強度が必要とされる。 しかしながら、従来のベルト駆動式無段変速機
に用いるマルエージング鋼製薄板フープは、スピ
ニング加工および圧延加工後溶体化処理し、その
後時効処理するものである。 このような従来のフープでは、耐久性を上昇さ
せるために、静的強度のグレードの高いマルエー
ジング鋼、例えば、300KSI級ないし350KSI級の
鋼種を選択する必要がある。 このような高強度グレードのマルエージング鋼
を使用すると、破壊靭性が低いため疲労亀裂発生
後の亀裂伝播速度が速く時間強度が低下するとい
う欠点がある。 一方、破壊靭性の高い、言いかえると、時間強
度の高い低強度のグレードのマルエージング鋼、
例えば、200KSI級または250KSI級の場合には、
塑性変形抵抗（硬さ）が不充分なため、無段変速
機のベルトとして使用している間に、ベルトが伸
びてしまう不具合がある。 本発明は、低強度グレードのマルエージング鋼
を用いて、冷間加工と熱処理を適切に組み合わせ
ることによつて、無段変速機ベルト用として、低
強度グレードマルエージング鋼のもつ高い破壊靭
性特性、言いかえると、時間強度を低下させるこ
となく、高強度グレードのマルエージング鋼に匹
敵する塑性変形抵抗、ならびに疲労耐久限を改善
するマルエージング鋼製薄板フープの強度改善方
法を提供することを目的としている。 このような目的は、本発明によれば、200〜
300KSI級のマルエージング鋼製薄板フープを用
い、800〜900℃×0.5〜２時間保持のち急冷の溶
体化処理後、加工率20〜60％の冷間加工を施し、
ついで、470〜530℃×１〜10時間保持後空冷の時
効処理を実施することを特徴とするマルエージン
グ鋼製薄板フープの強度改善方法よつて達成され
る。 このように、低強度グレードのマルエージング
鋼を用いることにより、破壊靭性を低下させるこ
となく、従つて、時間強度を低下することなく、
しかも、冷間加工により生成された高密度の転位
を析出の核として、Ni3Mo、Ni3Ti等の析出物が
従来の熱処理により微細分散析出して、マルエー
ジング鋼製薄板フープの疲労耐久限を向上すると
ともに、塑性変形抵抗（硬さ）をも向上させるの
である。 つぎに、本発明にかかるマルエージング鋼製フ
ープの強度改善条件の限定理由について述べる。 マルエージング鋼鋼種を200〜300KSI級とした
のは、200KSI級未満では基本的に強度が不足し、
300KSI級をこえると材質の破壊靭性ひいては時
間強度を低下させるからである。 溶体化処理条件を800〜900℃×0.5〜２時間保
持後急冷としたのは、800℃未満では溶体化処理
に時間がかかりすぎ、900℃をこえると溶体化時
間が短く、溶体化処理操作が煩雑となるからであ
る。 なお、溶体化処理の急冷は、被処理物の大き
さ、数量、肉厚などの影響を受けるため、水冷か
ら空冷までは広い範囲に適用できる。 また、冷間加工率を20〜60％としたは、20％未
満では冷間加工の効果が顕著でなく、60％をこえ
ると冷間加工の効果がかえつて損われるからであ
る。 さらに、冷間加工後の時効処理を470〜530℃×
１〜10時間保持後空冷としたのは、470℃未満の
時効では硬化までに著しく時間がかかり、530℃
を越えると過時効しやすいからである。 以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例を
説明する。 250KSI級の18％Niマルエージング鋼を用い、
所定の寸法（φ200mm×0.18mm厚×8.6mm幅）に仕
上げ加工された時点で冷間加工率が０、10、30、
50、70％となるように、それぞれ、加工途中で
820℃×１時間空冷の溶体化処理を施し、ついで
480℃×５時間空冷の時効処理を実施し、疲労強
度を測定した。 なお、比較のために、従来熱処理（加工後→
820℃×１時間溶体化処理→490℃×５時間時効処
理）した同一形状の300KSI級マルエージング鋼
製薄板フープの疲労強度を測定した。 疲労試験は第１図に示すような、二つのローラ
にフープ１をかけ、引張荷重Ｐをフープ１の応力
にして30Kg／mm2付加しながら、ローラを回転する
方法によつて行つた。 第２図に得られたＳ−Ｎ曲線の一部を示す。 鋼種グレード、加工・熱処理履歴により、Ｓ−
Ｎ曲線に相違がある。 そこで、時間強度および疲労耐久限を比較する
目安として、それぞれ、５×104サイクル、１×
107サイクルでの疲労強度をとり、本発明にかか
るマルエージング鋼製薄板フープの時効前の冷間
加工率の効果を示したのか第３図である。 本発明にかかるマルエージング鋼製薄板フープ
において、10〜60％の冷間加工を時効前に行うこ
とにより、時間強度、疲労耐久限を向上させるこ
とができ、特に25〜55％の冷間加工率では、疲労
耐久限が300KSI級の疲労耐久限より優れている。 つぎに、無段変速機のベルトとして、ブロツク
組み合わせて使用した場合に問題となる、フープ
の塑性伸びについて述べる。 フープの塑性伸びを小さくするには、塑性変形
抵抗を大きくすること、言いかえると、硬さが十
分高いことが望ましい。 本発明にかかるマルエージング鋼製薄板フープ
の冷間加工率と、時効（490℃×５時間）後の硬
さ変化を第４図に示す。 冷間加工率の増加に伴い、硬さ（塑性変形抵
抗）は大幅に上昇し、約50％の冷間加工率で、
300KSI級のマルエージング鋼の標準硬さに匹敵
する値となつている。 50％冷間加工後時効処理したフープを、ブロツ
クと組み合わせて、無段変速機で107サイクル運
転した時のフープ周長の塑性伸び測定結果を下表
に示す。
【表】
表から明らかなように、本発明にかかるマルエ
ージング鋼製薄板フープは、従来熱処理フープの
250KSI級マルエージング鋼製薄板フープの1/4ま
で低下させることができ、従来熱処理フープの
300KSI級マルエージング鋼製薄板フープよりも
低くすることができる。 以上により明らかなように、本発明にかかるマ
ルエージング鋼製薄板フープの強度改善方法によ
れば、低強度グレードのマルエージング鋼を用い
て、冷間加工と熱処理を適切に組み合わせること
によつて、無段変速機ベルト用として、低強度グ
レードマルエージング鋼のもつ高い時間強度を低
下させることなく、高強度グレードのマルエージ
ング鋼に匹敵する塑性変形抵抗（硬さ）、ならび
に、疲労耐久限を改善することができる利点があ
る。
ージング鋼製薄板フープは、従来熱処理フープの
250KSI級マルエージング鋼製薄板フープの1/4ま
で低下させることができ、従来熱処理フープの
300KSI級マルエージング鋼製薄板フープよりも
低くすることができる。 以上により明らかなように、本発明にかかるマ
ルエージング鋼製薄板フープの強度改善方法によ
れば、低強度グレードのマルエージング鋼を用い
て、冷間加工と熱処理を適切に組み合わせること
によつて、無段変速機ベルト用として、低強度グ
レードマルエージング鋼のもつ高い時間強度を低
下させることなく、高強度グレードのマルエージ
ング鋼に匹敵する塑性変形抵抗（硬さ）、ならび
に、疲労耐久限を改善することができる利点があ
る。
第１図はフープの試験方法を示す図、第２図は
疲労試験によつて得られたフープのＳ−Ｎ曲線を
示す図、第３図は時間強度および疲労耐久限に及
ぼす冷間加工率の影響を示す図、第４図は硬さに
及ぼす冷間加工率の影響を示す図である。 １……フープ、２，３……ローラ。
疲労試験によつて得られたフープのＳ−Ｎ曲線を
示す図、第３図は時間強度および疲労耐久限に及
ぼす冷間加工率の影響を示す図、第４図は硬さに
及ぼす冷間加工率の影響を示す図である。 １……フープ、２，３……ローラ。
Claims (1)
- １ 200〜300KSI級のマルエージング鋼製薄板フ
ープを用い、800〜900℃×0.5〜２時間保持後急
冷の溶体化処理後、加工率20〜60％の冷間加工を
施し、ついで、470〜530℃×１〜10時間保持のち
空冷の時効処理を実施することを特徴とするマル
エージング鋼製薄板フープの強度改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58091331A JPS59219414A (ja) | 1983-05-24 | 1983-05-24 | マルエ−ジング鋼製薄板フ−プの強度改善方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58091331A JPS59219414A (ja) | 1983-05-24 | 1983-05-24 | マルエ−ジング鋼製薄板フ−プの強度改善方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59219414A JPS59219414A (ja) | 1984-12-10 |
| JPH0414170B2 true JPH0414170B2 (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=14023459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58091331A Granted JPS59219414A (ja) | 1983-05-24 | 1983-05-24 | マルエ−ジング鋼製薄板フ−プの強度改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59219414A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2934089B2 (ja) * | 1991-12-26 | 1999-08-16 | 核燃料サイクル開発機構 | マルエージング鋼の製造方法 |
-
1983
- 1983-05-24 JP JP58091331A patent/JPS59219414A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59219414A (ja) | 1984-12-10 |
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