JPH04247848A - 耐粗粒化特性に優れた冷間鍛造用肌焼鋼 - Google Patents
耐粗粒化特性に優れた冷間鍛造用肌焼鋼Info
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- JPH04247848A JPH04247848A JP2538791A JP2538791A JPH04247848A JP H04247848 A JPH04247848 A JP H04247848A JP 2538791 A JP2538791 A JP 2538791A JP 2538791 A JP2538791 A JP 2538791A JP H04247848 A JPH04247848 A JP H04247848A
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- steel
- coarsening
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷間鍛造用肌焼鋼に係り
、特に耐粗粒化特性に優れたものに関する。
、特に耐粗粒化特性に優れたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車、機械等の動力伝達用部品には、
その用途上必要とする機械的性質を得るために、肌焼鋼
が一般的に用いられている。そして、これらでは一般的
に成形加工後、浸炭や浸炭窒化等の表面硬化処理が施さ
れ、表面の強度・耐摩耗性と、芯部の耐衝撃性を確保し
、部品全体の強度を保っている。
その用途上必要とする機械的性質を得るために、肌焼鋼
が一般的に用いられている。そして、これらでは一般的
に成形加工後、浸炭や浸炭窒化等の表面硬化処理が施さ
れ、表面の強度・耐摩耗性と、芯部の耐衝撃性を確保し
、部品全体の強度を保っている。
【０００３】ところで、この表面硬化処理を施す場合、
冷間加工後の素材をＡ３ 変態点以上のオーステナイト
領域温度で、かつ浸炭あるいは浸炭窒化等の表面硬化処
理雰囲気中にて加熱保持を行うが、この様な処理過程に
おいては少数のオーステナイト結晶粒が異常成長し、鋼
組織中に部分的に結晶粒が粗大化した混粒組織が生じる
場合がある。
冷間加工後の素材をＡ３ 変態点以上のオーステナイト
領域温度で、かつ浸炭あるいは浸炭窒化等の表面硬化処
理雰囲気中にて加熱保持を行うが、この様な処理過程に
おいては少数のオーステナイト結晶粒が異常成長し、鋼
組織中に部分的に結晶粒が粗大化した混粒組織が生じる
場合がある。
【０００４】かかる如く粗大化した結晶粒の部分は他の
部分と比較して焼入性が良いため、大きな熱処理歪をも
たらし、靱性が低下したりする。更に転動面に発生すれ
ば欠けの起点ともなる。
部分と比較して焼入性が良いため、大きな熱処理歪をも
たらし、靱性が低下したりする。更に転動面に発生すれ
ば欠けの起点ともなる。
【０００５】そこで、一般的には、肌焼鋼を浸炭処理す
る際には、ＪＩＳ Ｇ０５５１に規定された９２５ ℃
×６時間の加熱によって、オーステナイト結晶粒（以下
、単に「結晶粒」という）の粗大化が発生しないことが
求められている。
る際には、ＪＩＳ Ｇ０５５１に規定された９２５ ℃
×６時間の加熱によって、オーステナイト結晶粒（以下
、単に「結晶粒」という）の粗大化が発生しないことが
求められている。
【０００６】しかし、最近では浸炭温度を上昇させて浸
炭時間を短縮する方向にあり、９２５ ℃以上の高温度
で浸炭される場合が増加している。従って、結晶粒の粗
大化による熱処理歪の増大や靱性の低下等の問題が発生
している。更に、冷間鍛造等の加工歪が付加された場合
には鋼中に蓄積された歪のために結晶粒の粗大化が助長
されるので、浸炭前に焼ならし等の熱処理を施すことが
必須の条件となっている。
炭時間を短縮する方向にあり、９２５ ℃以上の高温度
で浸炭される場合が増加している。従って、結晶粒の粗
大化による熱処理歪の増大や靱性の低下等の問題が発生
している。更に、冷間鍛造等の加工歪が付加された場合
には鋼中に蓄積された歪のために結晶粒の粗大化が助長
されるので、浸炭前に焼ならし等の熱処理を施すことが
必須の条件となっている。
【０００７】そこで、これらの問題に対処するため、高
温で浸炭しても結晶粒が粗大化しない鋼として、鋼中に
ＡｌＮ を微細に分散させることが一般的に知られてい
る。
温で浸炭しても結晶粒が粗大化しない鋼として、鋼中に
ＡｌＮ を微細に分散させることが一般的に知られてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＡｌＮ
は粗大凝集化し易いため、結晶粒成長の抑制効果は十
分とはいえない。
は粗大凝集化し易いため、結晶粒成長の抑制効果は十
分とはいえない。
【０００９】本発明は上記した従来の問題点に鑑みて成
されたものであり、耐粗粒化特性に優れた冷間鍛造用肌
焼鋼を提供することを目的としている。
されたものであり、耐粗粒化特性に優れた冷間鍛造用肌
焼鋼を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る冷間鍛造用肌焼鋼は、重量％で、Ｃ：０
．１０〜０．３０％、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０
．３０〜１．８０％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２０〜０．
０５０ ％、Ｎ：０．００９０〜０．０１４０％、Ｎｂ
：０．０１０ 〜０．１００ ％、Ｔｉ：０．００５％
以下、及びＣｒ：２．０ ％以下、Ｍｏ：１．０ ％以
下の少なくともどちらか一方を含み、残部はＦｅ及び不
可避的不純物からなることをその要旨としているのであ
る。
に本発明に係る冷間鍛造用肌焼鋼は、重量％で、Ｃ：０
．１０〜０．３０％、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０
．３０〜１．８０％、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２０〜０．
０５０ ％、Ｎ：０．００９０〜０．０１４０％、Ｎｂ
：０．０１０ 〜０．１００ ％、Ｔｉ：０．００５％
以下、及びＣｒ：２．０ ％以下、Ｍｏ：１．０ ％以
下の少なくともどちらか一方を含み、残部はＦｅ及び不
可避的不純物からなることをその要旨としているのであ
る。
【００１１】
【作用】次に本発明における化学組成の限定理由につい
て説明する。 Ｃ：Ｃの上限を０．３０％としたのは、本発明鋼が浸炭
又は浸炭窒化後に焼入れおよび焼戻しを行って使用する
肌焼鋼において、浸炭されない芯部の焼入れ歪や残留応
力を小さくするためである。一方、０．１０％未満では
焼入れ性が不足し、芯部の強度が確保出来なくなるため
、下限を０．１０％とした。
て説明する。 Ｃ：Ｃの上限を０．３０％としたのは、本発明鋼が浸炭
又は浸炭窒化後に焼入れおよび焼戻しを行って使用する
肌焼鋼において、浸炭されない芯部の焼入れ歪や残留応
力を小さくするためである。一方、０．１０％未満では
焼入れ性が不足し、芯部の強度が確保出来なくなるため
、下限を０．１０％とした。
【００１２】Ｓｉ：Ｓｉは、脱酸剤として必要であるが
、０．５０％を越えると鋼中にＳｉＯ２系の介在物が増
加するため、上限を０．５０％とした。
、０．５０％を越えると鋼中にＳｉＯ２系の介在物が増
加するため、上限を０．５０％とした。
【００１３】Ｍｎ：Ｍｎは脱酸脱硫剤及び鋼の靱性を確
保する元素として不可欠であるが、０．３０％未満では
その効果が出ず、また１．８０％を越えると製鋼段階で
の偏析を助長し脆性を増加させるため、０．３０〜１．
８０％とする。
保する元素として不可欠であるが、０．３０％未満では
その効果が出ず、また１．８０％を越えると製鋼段階で
の偏析を助長し脆性を増加させるため、０．３０〜１．
８０％とする。
【００１４】Ｓｏｌ．Ａｌ：Ｓｏｌ．ＡｌはＮとの間で
ＡｌＮ を生成し、鋼中に微細に分散して結晶粒の粗大
化を防止するのに有効である。しかし多量に含有すると
Ａｌ２Ｏ３ 系の介在物が増加して欠陥の起点となる上
に、ＡｌＮ が凝集粗大化して、本発明の特徴の一つで
あるＮｂ炭化物の微細分散化に悪影響を及ぼす。従って
、上限を０．０５０ ％とした。一方、浸炭前の結晶粒
径を安定化させるため、下限を０．０２０ ％とした。
ＡｌＮ を生成し、鋼中に微細に分散して結晶粒の粗大
化を防止するのに有効である。しかし多量に含有すると
Ａｌ２Ｏ３ 系の介在物が増加して欠陥の起点となる上
に、ＡｌＮ が凝集粗大化して、本発明の特徴の一つで
あるＮｂ炭化物の微細分散化に悪影響を及ぼす。従って
、上限を０．０５０ ％とした。一方、浸炭前の結晶粒
径を安定化させるため、下限を０．０２０ ％とした。
【００１５】Ｎ：ＮはＡｌと同様に結晶粒の粗大化を防
止するのに有効である。しかし多量に含有すると靱性の
低下、ＡｌＮ の粒界析出による鋳型外面割れの原因と
なる。 従って、本発明では上限を０．０１４０％とした。また
、少ないとＡｌＮ の析出が少ないため、結晶粒の粗大
化防止に不利となるため、下限を０．００９０％とした
。
止するのに有効である。しかし多量に含有すると靱性の
低下、ＡｌＮ の粒界析出による鋳型外面割れの原因と
なる。 従って、本発明では上限を０．０１４０％とした。また
、少ないとＡｌＮ の析出が少ないため、結晶粒の粗大
化防止に不利となるため、下限を０．００９０％とした
。
【００１６】Ｎｂ：Ｎｂは結晶粒の粗大化を抑制するた
めに極めて有効な元素であるがその有効範囲は０．０１
０ ％からである。一方、０．１００ ％で飽和するた
め、本発明ではその範囲を０．０１０ 〜０．１００
％とした。
めに極めて有効な元素であるがその有効範囲は０．０１
０ ％からである。一方、０．１００ ％で飽和するた
め、本発明ではその範囲を０．０１０ 〜０．１００
％とした。
【００１７】Ｔｉ：Ｔｉは細粒化元素の１つであるが、
本発明の如くＮｂにて粗粒化を防止する場合、Ｔｉ添加
による粗粒化防止に有効なＮｂ（ＣＮ）の生成が抑えら
れるため、本発明では０．００５ ％以下とした。
本発明の如くＮｂにて粗粒化を防止する場合、Ｔｉ添加
による粗粒化防止に有効なＮｂ（ＣＮ）の生成が抑えら
れるため、本発明では０．００５ ％以下とした。
【００１８】本発明に係る冷間鍛造用肌焼鋼は上記Ｃ、
Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓｏｌ．Ａｌ、Ｎ、Ｎｂ、Ｔｉを所定量含
有し、更に所定量の下記Ｃｒ、Ｍｏの少なくともどちら
か一方を含むものである。
Ｓｉ、Ｍｎ、Ｓｏｌ．Ａｌ、Ｎ、Ｎｂ、Ｔｉを所定量含
有し、更に所定量の下記Ｃｒ、Ｍｏの少なくともどちら
か一方を含むものである。
【００１９】Ｃｒ：Ｃｒは焼入性、強度、靱性及び浸炭
性等の向上に有効な元素であるが、多量に含有すると結
晶粒のオーステナイト化時に炭化物が十分に固容せず、
浸炭後の機械的性質が劣化するため、本発明では上限を
２．０％とした。
性等の向上に有効な元素であるが、多量に含有すると結
晶粒のオーステナイト化時に炭化物が十分に固容せず、
浸炭後の機械的性質が劣化するため、本発明では上限を
２．０％とした。
【００２０】Ｍｏ：Ｍｏは焼入性の向上、浸炭後の靱性
改善のために添加するが、１．０ ％添加すればその効
果が十分となるため、本発明では上限を１．０ ％とし
た。
改善のために添加するが、１．０ ％添加すればその効
果が十分となるため、本発明では上限を１．０ ％とし
た。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。な
お、以下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ら制限するものでないことは勿論
である。
お、以下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ら制限するものでないことは勿論
である。
【００２２】下記表１に本実施例に使用した成分系を示
す。成分系Ａ〜Ｄは従来の鋼であり、成分系Ｅ、Ｆが本
発明鋼である。この表１に示す成分系鋼を用いて、５０
φ×１０ｔ に製管後、管肉部より５ｍｍ厚さ×２０ｍ
ｍ幅×１００ ｍｍ長さの試片を削り出した。そして、
この試片に最大８０％の冷間板圧延を施すことにより、
浸炭用試験片を作製した。
す。成分系Ａ〜Ｄは従来の鋼であり、成分系Ｅ、Ｆが本
発明鋼である。この表１に示す成分系鋼を用いて、５０
φ×１０ｔ に製管後、管肉部より５ｍｍ厚さ×２０ｍ
ｍ幅×１００ ｍｍ長さの試片を削り出した。そして、
この試片に最大８０％の冷間板圧延を施すことにより、
浸炭用試験片を作製した。
【００２３】この浸炭用試験片に、浸炭前熱処理を施さ
ず、９３０ ℃×６時間、９６０ ℃×６時間の各温度
条件で浸炭を施したときの結晶粒の粗粒化の状況を図１
〜図５の（イ）（ロ）に示す。
ず、９３０ ℃×６時間、９６０ ℃×６時間の各温度
条件で浸炭を施したときの結晶粒の粗粒化の状況を図１
〜図５の（イ）（ロ）に示す。
【００２４】図１は板圧延加工度が０％の場合、図２は
同じく２０％の場合、図３は同じく４０％の場合、図４
は同じく６０％の場合、図５は同じく８０％の場合で、
夫々（イ）は浸炭条件が９３０ ℃×６時間、（ロ）は
９６０ ℃×６時間のものを示し、図中の○は粗大混粒
のないもの、●は粗大混粒化したものである。
同じく２０％の場合、図３は同じく４０％の場合、図４
は同じく６０％の場合、図５は同じく８０％の場合で、
夫々（イ）は浸炭条件が９３０ ℃×６時間、（ロ）は
９６０ ℃×６時間のものを示し、図中の○は粗大混粒
のないもの、●は粗大混粒化したものである。
【００２５】
【表１】
【００２６】図１〜図５より、本発明鋼は高冷間加工が
加えられた状態で、９６０ ℃と言う高温浸炭条件下で
も、浸炭前の熱処理を施さなくても結晶粒が粗大混粒化
しないことが判る。
加えられた状態で、９６０ ℃と言う高温浸炭条件下で
も、浸炭前の熱処理を施さなくても結晶粒が粗大混粒化
しないことが判る。
【００２７】
【発明の効果】以上の実施例より明らかな様に、本発明
による冷間鍛造用肌焼鋼は、Ｎｂを添加し、Ｓｏｌ．Ａ
ｌとＮを前記範囲に管理することにより、高加工度の冷
間鍛造まで浸炭前の熱処理を施すことなく高温度の浸炭
を施しても結晶粒の粗大化を防止出来ることが判る。
による冷間鍛造用肌焼鋼は、Ｎｂを添加し、Ｓｏｌ．Ａ
ｌとＮを前記範囲に管理することにより、高加工度の冷
間鍛造まで浸炭前の熱処理を施すことなく高温度の浸炭
を施しても結晶粒の粗大化を防止出来ることが判る。
【図１】板圧延加工度が０％の場合で、（イ）は浸炭条
件が９３０ ℃×６時間、（ロ）は９６０ ℃×６時間
の場合の耐粗粒化特性調査結果を示す図である。
件が９３０ ℃×６時間、（ロ）は９６０ ℃×６時間
の場合の耐粗粒化特性調査結果を示す図である。
【図２】板圧延加工度が２０％の場合で、（イ）は浸炭
条件が９３０ ℃×６時間、（ロ）は９６０ ℃×６時
間の場合の耐粗粒化特性調査結果を示す図である。
条件が９３０ ℃×６時間、（ロ）は９６０ ℃×６時
間の場合の耐粗粒化特性調査結果を示す図である。
【図３】板圧延加工度が４０％の場合で、（イ）は浸炭
条件が９３０ ℃×６時間、（ロ）は９６０ ℃×６時
間の場合の耐粗粒化特性調査結果を示す図である。
条件が９３０ ℃×６時間、（ロ）は９６０ ℃×６時
間の場合の耐粗粒化特性調査結果を示す図である。
【図４】板圧延加工度が６０％の場合で、（イ）は浸炭
条件が９３０ ℃×６時間、（ロ）は９６０ ℃×６時
間の場合の耐粗粒化特性調査結果を示す図である。
条件が９３０ ℃×６時間、（ロ）は９６０ ℃×６時
間の場合の耐粗粒化特性調査結果を示す図である。
【図５】板圧延加工度が８０％の場合で、（イ）は浸炭
条件が９３０ ℃×６時間、（ロ）は９６０ ℃×６時
間の場合の耐粗粒化特性調査結果を示す図である。
条件が９３０ ℃×６時間、（ロ）は９６０ ℃×６時
間の場合の耐粗粒化特性調査結果を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．１０〜０．３０％
、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．３０〜１．８０％
、Ｓｏｌ．Ａｌ：０．０２０〜０．０５０ ％、Ｎ：０
．００９０〜０．０１４０％、Ｎｂ：０．０１０ 〜０
．１００ ％、Ｔｉ：０．００５ ％以下、及びＣｒ：
２．０ ％以下、Ｍｏ：１．０ ％以下の少なくともど
ちらか一方を含み、残部はＦｅ及び不可避的不純物から
なる耐粗粒化特性に優れた冷間鍛造用肌焼鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2538791A JPH04247848A (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 耐粗粒化特性に優れた冷間鍛造用肌焼鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2538791A JPH04247848A (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 耐粗粒化特性に優れた冷間鍛造用肌焼鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04247848A true JPH04247848A (ja) | 1992-09-03 |
Family
ID=12164469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2538791A Pending JPH04247848A (ja) | 1991-01-24 | 1991-01-24 | 耐粗粒化特性に優れた冷間鍛造用肌焼鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04247848A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0769566A1 (en) | 1995-09-29 | 1997-04-23 | Toa Steel Co., Ltd. | Case hardening steel for gears |
| WO1999005333A1 (fr) * | 1997-07-22 | 1999-02-04 | Nippon Steel Corporation | Acier cemente particulierement capable d'empecher la recristallisation secondaire des particules pendant la cementation, procede de fabrication, et matiere brute formee pour pieces cementees |
| FR2935988A1 (fr) * | 2008-09-12 | 2010-03-19 | Ascometal Sa | Acier, notamment pour roulements et pieces mecaniques aptes a la cementation ou a la carbonitruration, et pieces realisees avec cet acier. |
-
1991
- 1991-01-24 JP JP2538791A patent/JPH04247848A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0769566A1 (en) | 1995-09-29 | 1997-04-23 | Toa Steel Co., Ltd. | Case hardening steel for gears |
| US5746842A (en) * | 1995-09-29 | 1998-05-05 | Toa Steel Co., Ltd. | Steel gear |
| WO1999005333A1 (fr) * | 1997-07-22 | 1999-02-04 | Nippon Steel Corporation | Acier cemente particulierement capable d'empecher la recristallisation secondaire des particules pendant la cementation, procede de fabrication, et matiere brute formee pour pieces cementees |
| US6660105B1 (en) | 1997-07-22 | 2003-12-09 | Nippon Steel Corporation | Case hardened steel excellent in the prevention of coarsening of particles during carburizing thereof, method of manufacturing the same, and raw shaped material for carburized parts |
| FR2935988A1 (fr) * | 2008-09-12 | 2010-03-19 | Ascometal Sa | Acier, notamment pour roulements et pieces mecaniques aptes a la cementation ou a la carbonitruration, et pieces realisees avec cet acier. |
| EP2208804A1 (fr) * | 2008-09-12 | 2010-07-21 | Ascometal | Acier, notamment pour roulements et pièces mécaniques aptes à la cémentation ou à la carbonitruration, et pièces réalisées avec cet acier. |
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