JPH0454735B2

JPH0454735B2 -

Info

Publication number: JPH0454735B2
Application number: JP58080549A
Authority: JP
Inventors: Atsuyoshi Kimura; Sadayuki Nakamura; Makoto Saito
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1983-05-09
Filing date: 1983-05-09
Publication date: 1992-09-01
Also published as: JPS59205453A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、改良された快削鋼とその製造方法に
関する。「超々快削鋼」とよばれる低炭素のイオウ快削
鋼の製造に当つて、従来は硫化物形状がなるべく
球形になるよう、酸素含有量を高めることが一般
に行なわれてきた。しかし、酸素量が高いことは
多量の酸化物系介在物の存在を意味し、鋼材中の
地キズなどの欠陥を増し、強度が低下したり外観
が悪くなつたりするという問題を招く。脱酸材を
用いて酸素量を低下させると、硫化物系介在物が
展伸し、被削性を低下させることになる。本発明者らは、低炭素イオウ快削鋼において、
硫化物系介在物を巨大球状にして良好な被削性を
確保するとともに、欠陥のないものを提供するこ
とを目的として研究を重ねた結果、ＳにTe、Pb
およびBiを複合添加し、Al含有率を下げて酸化
物系介在物中のAl系のものを少なくすれば、あ
る範囲の酸素含有量においても、被削性よく、し
かも欠陥の少ない鋼が得られることを見出して本
発明に至つた。本発明の快削鋼は、Ｃ：0.2％以下、Si：0.2％
以下およびMn：2.0％以下を含有し、Ｐ：0.10％
以下、Ｎ：0.02％以下、Al：0.002％以下であつ
て、さらにＳ：0.04〜0.50％、Te：0.002〜0.50
％、Pb：0.01〜0.40％およびBi：0.01〜0.40％を、
Te＋Pb＋Bi：0.20％以上となるように含有し、
Ｏ：0.0040〜0.030％をも含有し、残余が実質的
にFeからなり、かつ長径が5μ以上、短径が2μ以
上で長径／短径の比が５以下であるMnS系介在
物が全MnS系介在物の50％以上を占め、酸化物
系介在物中のAl₂O₃の含有率が平均15％以下であ
ることを特徴とする。各合金元素の組成の限定理由は、つぎのとおり
である。Ｃ：0.2％以下Ｃは材料に適度の硬度を与えると同時に、脱酸
元素としての作用もある。この種の快削鋼にお
いては、高い被削性を得るために0.2％が上限
となる。好ましい範囲は0.05〜0.1％である。 Si：0.2％以下 Siは脱酸剤であるが、その量が0.2％を超える
とＳにTe＋Pb＋Biを複合添加する効果を減殺
する。 Mn：2.0％以下被削性にとつてはMn含有量は低いほどよい
が、熱間加工性を改善することを望むならば、
2.0％までは添加してもよい。Ｐ：0.10％以下被削性にとつてはプラスの存在であるが、多量
に存在するとマトリクスを硬化させるとともに
熱間加工性が低下するので、上記限度内とす
る。Ｎ：0.02％以下Ｐと同様にマトリクスを硬化させるので、上記
限度を超えないようにする。 Al：0.002％以下前記したように、Alを微量におさえるのが本
発明の鋼のひとつの特徴であつて、0.002％を
超えないようにすることにより、工具寿命を低
下させる酸化物系介在物中のAl₂O₃を後記する
限度内になるよう、極力少なくする。Ｓ：0.04〜0.50％被削性改善の中心となる元素で、0.04％以上必
要である。熱間加工性への影響から上限を0.5
％とした。 Te：0.002〜0.50％、Pb：0.01〜0.40％、Bi：
0.01〜0.40％、Te＋Pb＋Bi：0.20％以上これらの元素は低融点介在物を形成して硫化物
系介在物を球状化するはたらきをするが、複合添
加によりその効果が顕著になる。そのためには、
それぞれにつき上記した下限以上であつて、全体
として0.20％以上の含有量を必要とする。上限
は、Ｓと同様に熱間加工性から定めた。硫化物系介在物の形態、大きさについていえ
ば、球状に近いほど、また大きいほどよい。全硫
化物系介在物のうち、長径5μ以上、短径2μ以上
であつて長径／短径の比が５以下の巨大球状硫化
物の割合（体積率）が50％以上であれば、被削性
改善効果が満足すべきレベルに達する。硫化物系介在物の最大のサイズは、長径が
100μ、短径が50μ程度である。酸化物系介在物は、一般にMnO、SiO₂および
FeOが主体であつて、Al₂O₃の量が多くなると、
その硬度が高いため切削工具を著しく損耗させ
る。前記した限度内でなるべくAl含有量を低く
し、酸化物系介在物中の割合を15％以下にする。上述した本発明の快削鋼の製造方法は任意であ
るが、その生産性の高さから広く行なわれるよう
になつた連続鋳造法によつても高品質の製品が得
られることが、本発明の鋼のひとつの利点であ
る。一般に連続鋳造法は在来のインゴツト鋳造法
にくらべて冷却速度が速いため、鋼中の硫化物が
微細化しやすく、被削性の向上が望み難かつた
が、本発明によるときは硫化物が巨大球状化する
から、連続鋳造法が採用できる。連続鋳造法により製造するときは、前記した被
削性改善元素Ｓ、Te、Pb、Biをタンデイツシユ
内で溶鋼に添加することが、これらの歩留りを高
く得る上で好ましく、それとともに、Al₂O₃クラ
スターの浮上を促進できるという効果が得られ
る。以下に実例を示して、本発明の効果を実証す
る。実施例および比較例 70トンアーク炉で、第１表に示す組成の鋼を溶
解した。被削性改善元素は、表につぎのように記
した方法でそれぞれ添加した。Ａ：炉内またはとりべ内で添加Ｂ：ガザール処理すなわち不活性ガスのバブリン
グにより露出した湯面に投入Ｃ：注入管内で添加Ｄ：タンデイツシユ内で添加溶鋼を、下記の方法で鋳造し、実施例１、２、３および比較例Ａ、Ｂ、Ｃ …インゴツト（6.5トン）実施例４、５および比較例Ｄ …連続鋳造法分塊圧延、線材圧延、引抜きおよび矯正を行な
つて、直径11mmの丸棒とした。この製品について、硫化物の形態、酸化物中の
Al₂O₃を分析した結果を第２表に示す。硫化物形
態はミクロ試料をイメージアナライザーを用いて
解析し、また酸化物はEPMAで分析して決定し
た。巨大球状硫化物とは、前記したように、長径
5μ以上、短径2μ以上で、長径／短径の比が５以
下のものをいう。その割合は、やはり前記のよう
に体積率であらわすが、これは解析により直接得
られる面積率の値に対応することがわかつている
ので、面積率のデータを直接記載した。

【表】

【表】各試料について被削性を評価した。試験は自動
盤加工における加工能率、すなわち一定の工具寿
命において加工できる量で評価し、最も加工能率
が低い比較例Ｄの鋼を基準にした指数であらわし
た。そのデータを第３表に示す。第３表は、本発
明の鋼のすぐれた被削性を明らかにしている。第３表No. 被削性指数（本発明）１ 200 ２ 200 ３ 220 ４ 195 ５ 197 （比較例）Ａ 130 Ｂ 140 Ｃ 135 Ｄ 100

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ：0.2％以下、Si：0.2％以下およびMn：
2.0％以下を含有し、Ｐ：0.10％以下、Ｎ：0.02％
以下、Al：0.002％以下であつて、さらにＳ：
0.04〜0.50％、Te：0.002〜0.50％、Pb：0.01〜
0.40％およびBi：0.01〜0.40％を、Te＋Pb＋Bi：
0.20％以上となるように含有し、Ｏ：0.0040〜
0.030％をも含有し、残余が実質的にFeからなり、
かつ長径が5μ以上、短径が2μ以上で長径／短径
の比が５以下であるMnS系介在物が全MnS系介
在物の50％以上を占め、酸化物系介在物中の
Al₂O₃の含有率が平均15％以下であることを特徴
とする快削鋼。２Ｃ：0.2％以下、Si：0.2％以下およびMn：
2.0％以下を含有し、Ｐ：0.10％以下、Ｎ：0.02％
以下、Al：0.002％以下であつて、さらにＳ：
0.04〜0.50％、Te：0.002〜0.50％、Pb：0.01〜
0.40％およびBi：0.01〜0.40％を、Te＋Pb＋Bi：
0.20％以上となるように含有し、Ｏ：0.0040〜
0.030％をも含有し、残余が実質的にFeからなる
溶鋼を連続鋳造法で鋳造し、Ｓ、Te、Pbおよび
Biの一部または全部を連続鋳造に使用するタン
デイツシユ内で溶鋼に添加して実施することによ
り、長径が5μ以上、短径が2μ以上で長径／短径
の比が５以下であるMnS径介在物が全MnS系介
在物の50％以上を占め、酸化物系介在物中の
Al₂O₃の含有率が平均15％以下である鋼を得るこ
とを特徴とする快削鋼の製造方法。