JPH05287373A - 高強度高靱性熱間加工非調質鋼の製造方法 - Google Patents
高強度高靱性熱間加工非調質鋼の製造方法Info
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- JPH05287373A JPH05287373A JP11959592A JP11959592A JPH05287373A JP H05287373 A JPH05287373 A JP H05287373A JP 11959592 A JP11959592 A JP 11959592A JP 11959592 A JP11959592 A JP 11959592A JP H05287373 A JPH05287373 A JP H05287373A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 優れた降伏強度・引張強度・靱性と、さらに
被削性を有する機械構造用熱間鍛造非調質鋼の製造方法
を提供する。 【構成】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｓ，Ｖ， Ｎ，Ｃｒ，Ｎ
ｉ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂを特定した鋼におい
て、熱間鍛造後の５００〜８００℃から所定の条件を満
足する温度幅の冷却速度で室温まで冷却することにより
引張強度，靱性，被削性を付与し、さらに２００〜６０
０℃の温度域で５〜３００分間焼戻すことにより、靱
性，被削性を損なうことなく引張強度８５ｋｇｆ／ｍｍ
2 ，降伏強度７０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上を有する非調質鋼
を製造する。 【効果】 鋼の製造工程の調質および調質後の矯正が省
略でき、コストの低減と自動車等の軽量化，部品生産性
の向上を図ることができる。
被削性を有する機械構造用熱間鍛造非調質鋼の製造方法
を提供する。 【構成】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｓ，Ｖ， Ｎ，Ｃｒ，Ｎ
ｉ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂを特定した鋼におい
て、熱間鍛造後の５００〜８００℃から所定の条件を満
足する温度幅の冷却速度で室温まで冷却することにより
引張強度，靱性，被削性を付与し、さらに２００〜６０
０℃の温度域で５〜３００分間焼戻すことにより、靱
性，被削性を損なうことなく引張強度８５ｋｇｆ／ｍｍ
2 ，降伏強度７０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上を有する非調質鋼
を製造する。 【効果】 鋼の製造工程の調質および調質後の矯正が省
略でき、コストの低減と自動車等の軽量化，部品生産性
の向上を図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は優れた降伏強度・引張強
度・靱性と、さらに被削性を有する機械構造用熱間鍛造
非調質鋼の製造方法に関する。
度・靱性と、さらに被削性を有する機械構造用熱間鍛造
非調質鋼の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来高強度高靱性を必要とする機械部品
の製造に関しては、所定の形状に熱間鍛造後焼入れ・焼
戻しを行うといった調質処理が施されていた。しかしな
がら調質処理は多くの工程を必要とし、また多大な熱エ
ネルギーを要するため製造コストの上昇を招くことにな
る。
の製造に関しては、所定の形状に熱間鍛造後焼入れ・焼
戻しを行うといった調質処理が施されていた。しかしな
がら調質処理は多くの工程を必要とし、また多大な熱エ
ネルギーを要するため製造コストの上昇を招くことにな
る。
【０００３】また焼入れに伴う曲がりが生じ、矯正工程
を必要とするため生産性に問題を残していた。このため
近年工程数の削減，省エネルギーの観点から、調質処理
を省略しうる鋼、即ち非調質鋼の開発が行われてきた。
しかし従来の非調質鋼は靱性特に低温靱性が悪く、靱性
の要求される自動車の足廻り部品等に用いる素材として
は不十分であり、被削性もきわめて悪く部品生産性に欠
けていた。
を必要とするため生産性に問題を残していた。このため
近年工程数の削減，省エネルギーの観点から、調質処理
を省略しうる鋼、即ち非調質鋼の開発が行われてきた。
しかし従来の非調質鋼は靱性特に低温靱性が悪く、靱性
の要求される自動車の足廻り部品等に用いる素材として
は不十分であり、被削性もきわめて悪く部品生産性に欠
けていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】靱性向上に関しては、
例えば特開昭５６−３８４４８公報において、Ｓｉ，Ｍ
ｎ等を多くすることによる地鉄の強化と、Ｔｉ，Ｖ，Ｎ
ｂの析出強化による鋼材の高強度化を図ると共に、鋼中
のＮを０．２９％Ｔｉ以上と多くして窒化物主体のＴ
ｉ，Ｖ，Ｎｂの析出物を生成させ、旧オーステナイト粒
径を微細化して、鋼材の高靱性化を図り熱間鍛造のまま
で、その後の熱処理を一切行わずに優れた引張強度・靱
性の確保を可能とした材料が示されている。
例えば特開昭５６−３８４４８公報において、Ｓｉ，Ｍ
ｎ等を多くすることによる地鉄の強化と、Ｔｉ，Ｖ，Ｎ
ｂの析出強化による鋼材の高強度化を図ると共に、鋼中
のＮを０．２９％Ｔｉ以上と多くして窒化物主体のＴ
ｉ，Ｖ，Ｎｂの析出物を生成させ、旧オーステナイト粒
径を微細化して、鋼材の高靱性化を図り熱間鍛造のまま
で、その後の熱処理を一切行わずに優れた引張強度・靱
性の確保を可能とした材料が示されている。
【０００５】しかしこのような材料を用いても、高強
度，高靱性および良好な被削性を確保するには至ってい
ないのが現状である。また自動車部品の設計強度は降伏
強度を基準にとられているため、引張強度は同じでも降
伏強度の高いいわゆる高降伏比の材料の開発が望まれて
いる。
度，高靱性および良好な被削性を確保するには至ってい
ないのが現状である。また自動車部品の設計強度は降伏
強度を基準にとられているため、引張強度は同じでも降
伏強度の高いいわゆる高降伏比の材料の開発が望まれて
いる。
【０００６】本発明の目的は、引張強度８５ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 以上で、十分な靱性と優れた被削性を有し、７０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 以上もの高い降伏強度を有する熱間鍛造非
調質鋼の製造方法を提供することにある。
ｍ2 以上で、十分な靱性と優れた被削性を有し、７０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 以上もの高い降伏強度を有する熱間鍛造非
調質鋼の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高強度，
高靱性と、さらに被削性に優れた熱間鍛造非調質鋼の製
造手法および引張強度・靱性・被削性を損なうことなし
に降伏強度を向上させる手法を提供するために鋭意検討
を行った結果、鋼の組成と熱間鍛造後の冷却速度の制御
の適切な組合せにより優れた引張強度・靱性・被削性を
有する非調質鋼の製造が可能であり焼戻しの実施により
引張強度・靱性・被削性を劣化することなしに降伏強度
を上昇させることが可能であるという新規な知見を得て
本発明をなしたものである。
高靱性と、さらに被削性に優れた熱間鍛造非調質鋼の製
造手法および引張強度・靱性・被削性を損なうことなし
に降伏強度を向上させる手法を提供するために鋭意検討
を行った結果、鋼の組成と熱間鍛造後の冷却速度の制御
の適切な組合せにより優れた引張強度・靱性・被削性を
有する非調質鋼の製造が可能であり焼戻しの実施により
引張強度・靱性・被削性を劣化することなしに降伏強度
を上昇させることが可能であるという新規な知見を得て
本発明をなしたものである。
【０００８】すなわち第１の本発明は、重量％で、Ｃ：
０．１０％〜０．６０％， Ｓｉ：０．０５％以上
０．８％未満，Ｍｎ：≦３．０％，
Ｓ：０．００１％〜０．３０％，Ｖ：０．０３０％〜
２．００％， Ｎ：０．００５％〜０．０６０％，を
含有し、さらにＣｒ：≦３．０％， Ｎｉ：≦３．
０％， Ｍｏ：≦１．０％，Ｃｕ：≦２．０％の１
種または２種以上を含み、さらにＡｌ：０．００５％〜
０．１０％， Ｔｉ：０．００１％〜０．０５０％，Ｎ
ｂ：０．００５％〜０．１０％の１種または２種以上を
含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を
熱間加工して所定の形状に成形した後、５００〜８００
℃の間を下記数３で示すＣ２が４．０≦Ｃ２≦６．０を
満足する冷却速度で室温まで冷却し、さらに２００〜６
００℃の温度域で５〜３００分間焼戻し、しかる後再度
室温まで冷却し、引張強度８５ｋｇｆ／ｍｍ2 ，降伏強
度７０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上を有することを特徴とする高
強度高靱性熱間加工非調質鋼の製造方法である。
０．１０％〜０．６０％， Ｓｉ：０．０５％以上
０．８％未満，Ｍｎ：≦３．０％，
Ｓ：０．００１％〜０．３０％，Ｖ：０．０３０％〜
２．００％， Ｎ：０．００５％〜０．０６０％，を
含有し、さらにＣｒ：≦３．０％， Ｎｉ：≦３．
０％， Ｍｏ：≦１．０％，Ｃｕ：≦２．０％の１
種または２種以上を含み、さらにＡｌ：０．００５％〜
０．１０％， Ｔｉ：０．００１％〜０．０５０％，Ｎ
ｂ：０．００５％〜０．１０％の１種または２種以上を
含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼を
熱間加工して所定の形状に成形した後、５００〜８００
℃の間を下記数３で示すＣ２が４．０≦Ｃ２≦６．０を
満足する冷却速度で室温まで冷却し、さらに２００〜６
００℃の温度域で５〜３００分間焼戻し、しかる後再度
室温まで冷却し、引張強度８５ｋｇｆ／ｍｍ2 ，降伏強
度７０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上を有することを特徴とする高
強度高靱性熱間加工非調質鋼の製造方法である。
【０００９】
【数３】Ｃ２＝３×Ｃ１＋ｌｏｇ10（ＣＲ）
【００１０】但し Ｃ１＝〔％Ｃ〕＋０．６×〔％Ｍｎ〕−０．１×〔％
Ｓ〕＋０．４５×（〔％Ｃｒ〕＋〔％Ｎｉ〕＋〔％Ｍ
ｏ〕＋〔％Ｃｕ〕）＋０．８５×〔％Ｖ〕 ＣＲ：５００〜８００℃の間における鋼の冷却速度（℃
／ｓｅｃ） 〔％Ｘ〕：元素Ｘの重量％
Ｓ〕＋０．４５×（〔％Ｃｒ〕＋〔％Ｎｉ〕＋〔％Ｍ
ｏ〕＋〔％Ｃｕ〕）＋０．８５×〔％Ｖ〕 ＣＲ：５００〜８００℃の間における鋼の冷却速度（℃
／ｓｅｃ） 〔％Ｘ〕：元素Ｘの重量％
【００１１】また第２の本発明は、重量％で、Ｃ：０．
１０％〜０．６０％， Ｓｉ：０．０５％以上０．
８％未満，Ｍｎ：≦３．０％， Ｓ：
０．００１％〜０．３０％，Ｖ：０．０３０％〜２．０
０％， Ｎ：０．００５％〜０．０６０％，を含有
し、さらにＣｒ：≦３．０％， Ｎｉ：≦３．０
％， Ｍｏ：≦１．０％，Ｃｕ：≦２．０％の１種
または２種以上を含み、さらにＡｌ：０．００５％〜
０．１０％， Ｔｉ：０．００１％〜０．０５０％，Ｎ
ｂ：０．００５％〜０．１０％の１種または２種以上を
含有し、さらにＰｂ：０．００５％〜０．５０％， Ｃ
ａ：０．００１％〜０．０５０％，Ｔｅ：０．００１％
〜０．２０％， Ｓｅ：０．０１０％〜０．５０％，Ｂ
ｉ：０．０１０％〜０．５０％を含み、残部がＦｅおよ
び不可避的不純物からなる鋼を熱間加工して所定の形状
に成形した後、５００〜８００℃の間を下記数４で示す
Ｃ２が４．０≦Ｃ２≦６．０を満足する冷却速度で室温
まで冷却し、さらに２００〜６００℃の温度域で５〜３
００分間焼戻し、しかる後再度室温まで冷却し、引張強
度８５ｋｇｆ／ｍｍ2 ，降伏強度７０ｋｇｆ／ｍｍ2 以
上を有するとともに被削性に優れたことを特徴とする高
強度高靱性熱間加工非調質鋼の製造方法である。
１０％〜０．６０％， Ｓｉ：０．０５％以上０．
８％未満，Ｍｎ：≦３．０％， Ｓ：
０．００１％〜０．３０％，Ｖ：０．０３０％〜２．０
０％， Ｎ：０．００５％〜０．０６０％，を含有
し、さらにＣｒ：≦３．０％， Ｎｉ：≦３．０
％， Ｍｏ：≦１．０％，Ｃｕ：≦２．０％の１種
または２種以上を含み、さらにＡｌ：０．００５％〜
０．１０％， Ｔｉ：０．００１％〜０．０５０％，Ｎ
ｂ：０．００５％〜０．１０％の１種または２種以上を
含有し、さらにＰｂ：０．００５％〜０．５０％， Ｃ
ａ：０．００１％〜０．０５０％，Ｔｅ：０．００１％
〜０．２０％， Ｓｅ：０．０１０％〜０．５０％，Ｂ
ｉ：０．０１０％〜０．５０％を含み、残部がＦｅおよ
び不可避的不純物からなる鋼を熱間加工して所定の形状
に成形した後、５００〜８００℃の間を下記数４で示す
Ｃ２が４．０≦Ｃ２≦６．０を満足する冷却速度で室温
まで冷却し、さらに２００〜６００℃の温度域で５〜３
００分間焼戻し、しかる後再度室温まで冷却し、引張強
度８５ｋｇｆ／ｍｍ2 ，降伏強度７０ｋｇｆ／ｍｍ2 以
上を有するとともに被削性に優れたことを特徴とする高
強度高靱性熱間加工非調質鋼の製造方法である。
【００１２】
【数４】Ｃ２＝３×Ｃ１＋ｌｏｇ10（ＣＲ）
【００１３】但し Ｃ１＝〔％Ｃ〕＋０．６×〔％Ｍｎ〕−０．１×〔％
Ｓ〕＋０．４５×（〔％Ｃｒ〕＋〔％Ｎｉ〕＋〔％Ｍ
ｏ〕＋〔％Ｃｕ〕）＋０．８５×〔％Ｖ〕 ＣＲ：５００〜８００℃の間における鋼の冷却速度（℃
／ｓｅｃ） 〔％Ｘ〕：元素Ｘの重量％
Ｓ〕＋０．４５×（〔％Ｃｒ〕＋〔％Ｎｉ〕＋〔％Ｍ
ｏ〕＋〔％Ｃｕ〕）＋０．８５×〔％Ｖ〕 ＣＲ：５００〜８００℃の間における鋼の冷却速度（℃
／ｓｅｃ） 〔％Ｘ〕：元素Ｘの重量％
【００１４】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。
【００１５】まずＣは、鍛造品の強度を増加させるのに
有効な元素であるが、０．１０％未満では強度が不足
し、また０．６０％を超えると、靱性の劣化を招くた
め、含有量を０．１０〜０．６０％とした。
有効な元素であるが、０．１０％未満では強度が不足
し、また０．６０％を超えると、靱性の劣化を招くた
め、含有量を０．１０〜０．６０％とした。
【００１６】次にＳｉは、脱酸元素および固溶体硬化に
よる強度増加に有効な元素であるが、０．０５％未満で
はその効果は不十分であり、一方、０．８％を超えると
その効果は飽和し、むしろ靱性の劣化を招くので、その
含有量を０．０５〜０．８％とした。
よる強度増加に有効な元素であるが、０．０５％未満で
はその効果は不十分であり、一方、０．８％を超えると
その効果は飽和し、むしろ靱性の劣化を招くので、その
含有量を０．０５〜０．８％とした。
【００１７】またＭｎとＳは、鋼中でＭｎＳとして存在
し組織の微細化に寄与するが、Ｓ：０．００１％未満で
はその効果は不十分である。またＭｎ：３．０％超，
Ｓ：０．３０％超ではその効果は飽和し，むしろ靱性の
劣化を招くため、Ｍｎ，Ｓの含有量をそれぞれＭｎ：
３．０％以下，Ｓ：０．００１〜０．３０％とした。
し組織の微細化に寄与するが、Ｓ：０．００１％未満で
はその効果は不十分である。またＭｎ：３．０％超，
Ｓ：０．３０％超ではその効果は飽和し，むしろ靱性の
劣化を招くため、Ｍｎ，Ｓの含有量をそれぞれＭｎ：
３．０％以下，Ｓ：０．００１〜０．３０％とした。
【００１８】さらにＶ，Ｎは、ＶＮの析出挙動を通じて
組織の微細化に寄与するが、Ｖ：０．０３０％未満，
Ｎ：０．００５％未満ではその効果は不十分であり、一
方Ｖ：２．００％超，Ｎ：０．０６０％超ではその効果
は飽和し、むしろ靱性の劣化を招くので、その含有量を
Ｖ：０．０３０〜０．３０％，Ｎ：０．００５〜０．０
６０％とした。
組織の微細化に寄与するが、Ｖ：０．０３０％未満，
Ｎ：０．００５％未満ではその効果は不十分であり、一
方Ｖ：２．００％超，Ｎ：０．０６０％超ではその効果
は飽和し、むしろ靱性の劣化を招くので、その含有量を
Ｖ：０．０３０〜０．３０％，Ｎ：０．００５〜０．０
６０％とした。
【００１９】そのほかＣｒ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｃｕは、鍛造
品の強度を増加させるのに有効な元素であるが、経済的
な観点から含有量をＣｒ：３．０％以下，Ｍｏ：１．０
％以下，Ｎｉ：３．０％以下，Ｃｕ：２．０％以下とし
た。
品の強度を増加させるのに有効な元素であるが、経済的
な観点から含有量をＣｒ：３．０％以下，Ｍｏ：１．０
％以下，Ｎｉ：３．０％以下，Ｃｕ：２．０％以下とし
た。
【００２０】この他本製造方法による鋼においては、粒
度調整の目的でＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂの一種または二種以上
を添加してある。しかしながらＡｌ：０．００５％未
満，Ｔｉ：０．００１％未満，Ｎｂ：０．００５％未満
ではその効果は不十分であり、一方Ａｌ：０．１０％
超，Ｔｉ：０．０５０％超，Ｎｂ：０．１０％超ではそ
の効果は飽和し、むしろ靱性を劣化させるので、Ａｌ：
０．００５〜０．１０％，Ｔｉ：０．００１〜０．０５
０％，Ｎｂ：０．００５〜０．０１０％とした。
度調整の目的でＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂの一種または二種以上
を添加してある。しかしながらＡｌ：０．００５％未
満，Ｔｉ：０．００１％未満，Ｎｂ：０．００５％未満
ではその効果は不十分であり、一方Ａｌ：０．１０％
超，Ｔｉ：０．０５０％超，Ｎｂ：０．１０％超ではそ
の効果は飽和し、むしろ靱性を劣化させるので、Ａｌ：
０．００５〜０．１０％，Ｔｉ：０．００１〜０．０５
０％，Ｎｂ：０．００５〜０．０１０％とした。
【００２１】更に本発明の方法に係わる非調質鋼におい
ては、Ｐｂ，Ｃａ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｂｉの一種または二種
以上を添加してあるが、これらは被削性向上を目的とし
たものである。ただしＰｂ：０．００５％未満，Ｃａ：
０．００１％未満，Ｔｅ：０．００１％未満，Ｓｅ：
０．０１０％未満，Ｂｉ：０．０１０％未満ではその効
果は不十分であり、Ｐｂ：０．５０％超，Ｃａ：０．０
５０％超，Ｔｅ：０．２０％超，Ｓｅ：０．５０％超，
Ｂｉ：０．５０％超ではその効果は飽和し、むしろ靱性
の劣化を招くため、その含有量をＰｂ：０．００５〜
０．５０％，Ｃａ：０．００１〜０．０５０％，Ｔｅ：
０．００１〜０．２０％，Ｓｅ：０．０１０〜０．５０
％，Ｂｉ：０．０１０〜０．５０％とした。
ては、Ｐｂ，Ｃａ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｂｉの一種または二種
以上を添加してあるが、これらは被削性向上を目的とし
たものである。ただしＰｂ：０．００５％未満，Ｃａ：
０．００１％未満，Ｔｅ：０．００１％未満，Ｓｅ：
０．０１０％未満，Ｂｉ：０．０１０％未満ではその効
果は不十分であり、Ｐｂ：０．５０％超，Ｃａ：０．０
５０％超，Ｔｅ：０．２０％超，Ｓｅ：０．５０％超，
Ｂｉ：０．５０％超ではその効果は飽和し、むしろ靱性
の劣化を招くため、その含有量をＰｂ：０．００５〜
０．５０％，Ｃａ：０．００１〜０．０５０％，Ｔｅ：
０．００１〜０．２０％，Ｓｅ：０．０１０〜０．５０
％，Ｂｉ：０．０１０〜０．５０％とした。
【００２２】以上が本発明の製造方法による鋼の基本組
成である。これらの組成の鋼材を用いて熱間鍛造を行
い、ベイナイト主体および小量のマルテンサイト，オー
ステナイトが混在した組織を得るための冷却条件を以下
に示すように規定した。すなわち下記数５に示すよう
に、
成である。これらの組成の鋼材を用いて熱間鍛造を行
い、ベイナイト主体および小量のマルテンサイト，オー
ステナイトが混在した組織を得るための冷却条件を以下
に示すように規定した。すなわち下記数５に示すよう
に、
【００２３】
【数５】４．０≦Ｃ２≦６．０
【００２４】但し、 Ｃ２＝３×Ｃ１＋Ｌｏｇ10（ＣＲ） Ｃ１＝〔％Ｃ〕＋０．６×〔％Ｍｎ〕−０．１×〔％
Ｓ〕＋０．４５×（〔％Ｃｒ〕＋〔％Ｎｉ〕＋〔％Ｍ
ｏ〕＋〔％Ｃｕ〕）＋０．８５×〔％Ｖ〕 ＣＲ：５００〜８００℃における冷却速度（℃／ｓｅ
ｃ） 〔％Ｘ〕：元素Ｘの重量％
Ｓ〕＋０．４５×（〔％Ｃｒ〕＋〔％Ｎｉ〕＋〔％Ｍ
ｏ〕＋〔％Ｃｕ〕）＋０．８５×〔％Ｖ〕 ＣＲ：５００〜８００℃における冷却速度（℃／ｓｅ
ｃ） 〔％Ｘ〕：元素Ｘの重量％
【００２５】この条件に従い室温まで冷却した場合、引
張強度，靱性の点では問題ないが、調質処理鋼に比べ降
伏強度が不足している。そこで焼戻しを付与することに
より降伏強度の増加を図ることに着目した。ただし焼戻
し温度が２００℃未満では効果は不十分であり、６００
℃を越えると効果は飽和しむしろ引張強度の低下が著し
くなるため、焼戻し温度を２００℃〜６００℃とした。
張強度，靱性の点では問題ないが、調質処理鋼に比べ降
伏強度が不足している。そこで焼戻しを付与することに
より降伏強度の増加を図ることに着目した。ただし焼戻
し温度が２００℃未満では効果は不十分であり、６００
℃を越えると効果は飽和しむしろ引張強度の低下が著し
くなるため、焼戻し温度を２００℃〜６００℃とした。
【００２６】また焼戻し時の保定時間に関しては、５分
未満では降伏強度向上には不十分であり、３００分を越
えると効果は飽和し、むしろ引張強度の低下が著しくな
るため５分〜３００分とした。以上の条件に従うことに
より、引張強度８５ｋｇｆ／ｍｍ2 以上，降伏強度７０
ｋｇｆ／ｍｍ2 以上を有する高強度，高靱性かつ被削性
の優れた熱間鍛造非調質鋼を製造することが可能であ
る。
未満では降伏強度向上には不十分であり、３００分を越
えると効果は飽和し、むしろ引張強度の低下が著しくな
るため５分〜３００分とした。以上の条件に従うことに
より、引張強度８５ｋｇｆ／ｍｍ2 以上，降伏強度７０
ｋｇｆ／ｍｍ2 以上を有する高強度，高靱性かつ被削性
の優れた熱間鍛造非調質鋼を製造することが可能であ
る。
【００２７】
【実施例】以下に本発明に係わる高強度，高靱性かつ被
削性に優れた非調質鋼の製造方法の実施例を示す。
削性に優れた非調質鋼の製造方法の実施例を示す。
【００２８】表１に示す記号１〜５および６〜１０の組
成の鋼を高周波炉にて溶製し、鋳造後、直径５０ｍｍの
丸棒に圧延した。これらを１２５０℃加熱の後、Ｉビー
ムに熱間鍛造し、種々の冷却速度で室温まで冷却した。
さらに種々の条件で焼戻しを行った。
成の鋼を高周波炉にて溶製し、鋳造後、直径５０ｍｍの
丸棒に圧延した。これらを１２５０℃加熱の後、Ｉビー
ムに熱間鍛造し、種々の冷却速度で室温まで冷却した。
さらに種々の条件で焼戻しを行った。
【００２９】これらのＩビームの中央部より長手方向
に、ＪＩＳ４号引張試験片，及びＪＩＳ３号衝撃試験片
を採取し、引張強度及び−５０℃，２０℃におけるシャ
ルピー衝撃値を求めた。
に、ＪＩＳ４号引張試験片，及びＪＩＳ３号衝撃試験片
を採取し、引張強度及び−５０℃，２０℃におけるシャ
ルピー衝撃値を求めた。
【００３０】一方鋳片の一部は、１２５０℃に加熱後、
厚さ３０ｍｍの鋼板に圧延した後冷却速度０．３℃／ｓ
ｅｃで室温まで冷却し、この鋼板について焼戻しの有無
による被削性の相違を比較した。被削性の目安として
は、ＳＫＨ９（φ５）ドリルにより切削油なしで送りを
初速０．１ｍｍ／ｒｅｖにして、深さ２０ｍｍのめくら
穴をあけたときのドリル寿命が、穴の総深さ５０００ｍ
ｍとなる場合の切削速度（ｍ／ｍｉｎ）を用いた。
厚さ３０ｍｍの鋼板に圧延した後冷却速度０．３℃／ｓ
ｅｃで室温まで冷却し、この鋼板について焼戻しの有無
による被削性の相違を比較した。被削性の目安として
は、ＳＫＨ９（φ５）ドリルにより切削油なしで送りを
初速０．１ｍｍ／ｒｅｖにして、深さ２０ｍｍのめくら
穴をあけたときのドリル寿命が、穴の総深さ５０００ｍ
ｍとなる場合の切削速度（ｍ／ｍｉｎ）を用いた。
【００３１】表２には、熱間鍛造後４．０≦Ｃ２≦６．
０を満たす条件で冷却した後、３００℃×３０分の焼戻
しを行った場合の機械的特性を示す。記号１，２は第１
の本発明に係わる発明例の高強度，高靱性を有する非調
質鋼であり、記号６，７はその比較例の鋼である。また
記号３，４，５は第２の本発明に係わる発明例の高強
度，高靱性を有する非調質鋼であり、記号８，９，１０
はこれらの比較例の鋼である。
０を満たす条件で冷却した後、３００℃×３０分の焼戻
しを行った場合の機械的特性を示す。記号１，２は第１
の本発明に係わる発明例の高強度，高靱性を有する非調
質鋼であり、記号６，７はその比較例の鋼である。また
記号３，４，５は第２の本発明に係わる発明例の高強
度，高靱性を有する非調質鋼であり、記号８，９，１０
はこれらの比較例の鋼である。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】表２から明かなように、本発明例の鋼１〜
５はいずれも熱間鍛造後の焼戻しの有無に関係なく８５
ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の引張強度を有し、３．０ｋｇｆ・
ｍ／ｃｍ2 以上の低温（−５０℃）靱性，６．５ｋｇｆ
・ｍ／ｃｍ2 以上の常温（２０℃）靱性を有することが
判る。しかし焼戻しを行わない場合は降伏強度が不足し
ている。一方焼戻しを行った場合は、引張強度・靱性を
大きく損なうことなく降伏強度が向上し、どれも７０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 以上を有するようになる。
５はいずれも熱間鍛造後の焼戻しの有無に関係なく８５
ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の引張強度を有し、３．０ｋｇｆ・
ｍ／ｃｍ2 以上の低温（−５０℃）靱性，６．５ｋｇｆ
・ｍ／ｃｍ2 以上の常温（２０℃）靱性を有することが
判る。しかし焼戻しを行わない場合は降伏強度が不足し
ている。一方焼戻しを行った場合は、引張強度・靱性を
大きく損なうことなく降伏強度が向上し、どれも７０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 以上を有するようになる。
【００３５】これに対し比較例の鋼６は、Ｃの含有量が
本発明の範囲を下回った例であり、靱性は問題ないが引
張強度・降伏強度が焼戻しの有・無の両方の場合で不足
している。
本発明の範囲を下回った例であり、靱性は問題ないが引
張強度・降伏強度が焼戻しの有・無の両方の場合で不足
している。
【００３６】一方比較例の鋼７〜１０は、それぞれＳ
ｉ，Ｓ，Ｖ，Ｎの含有量が本発明の範囲を下回った例で
あり、強度上は問題ないが、低温靱性及び常温靱性が不
足している。
ｉ，Ｓ，Ｖ，Ｎの含有量が本発明の範囲を下回った例で
あり、強度上は問題ないが、低温靱性及び常温靱性が不
足している。
【００３７】被削性については、表２より明らかなよう
に被削性元素（Ｐｂ，Ｃａ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｂｉ）を含有
した３，４，５の方が全く含有しない１，２よりも被削
性が優れていることが判る。またこれらの鋼種は、焼戻
しの有無に関係なくほぼ同等の被削性を有している。
に被削性元素（Ｐｂ，Ｃａ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｂｉ）を含有
した３，４，５の方が全く含有しない１，２よりも被削
性が優れていることが判る。またこれらの鋼種は、焼戻
しの有無に関係なくほぼ同等の被削性を有している。
【００３８】表３は、熱間鍛造後の冷却速度が機械的特
性に及ぼす効果を発明例の鋼１を例に示したものであ
り、４．０≦Ｃ２≦６．０の数式を満たす冷却速度で冷
却した場合には、焼戻し前の状態で引張強度≧８５ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 を満たし、靱性も優れている。さらに３００
℃×３０分の焼戻しを行うことにより、引張強度，靱性
を大きく損なうことなしに降伏強度≧７０ｋｇｆ／ｍｍ
2 を達成することが可能である。
性に及ぼす効果を発明例の鋼１を例に示したものであ
り、４．０≦Ｃ２≦６．０の数式を満たす冷却速度で冷
却した場合には、焼戻し前の状態で引張強度≧８５ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 を満たし、靱性も優れている。さらに３００
℃×３０分の焼戻しを行うことにより、引張強度，靱性
を大きく損なうことなしに降伏強度≧７０ｋｇｆ／ｍｍ
2 を達成することが可能である。
【００３９】
【表３】
【００４０】一方Ｃ２＜４．０あるいはＣ２＞６．０と
なるような冷却条件で冷却した場合には靱性が劣ってお
り、焼戻しを行っても３．０ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上の
低温靱性，６．５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上の常温靱性を
達成することはできない。
なるような冷却条件で冷却した場合には靱性が劣ってお
り、焼戻しを行っても３．０ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上の
低温靱性，６．５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上の常温靱性を
達成することはできない。
【００４１】表４は、機械的特性に及ぼす焼戻しの温
度，時間の効果を発明例の鋼１を例に示したものであ
る。焼戻し温度：２００〜６００℃，かつ保定時間：５
〜３００分を満たす場合にのみ引張強度≧８５ｋｇｆ／
ｍｍ2 ，降伏強度≧７０ｋｇｆ／ｍｍ2 を満たすことが
可能である。
度，時間の効果を発明例の鋼１を例に示したものであ
る。焼戻し温度：２００〜６００℃，かつ保定時間：５
〜３００分を満たす場合にのみ引張強度≧８５ｋｇｆ／
ｍｍ2 ，降伏強度≧７０ｋｇｆ／ｍｍ2 を満たすことが
可能である。
【００４２】
【表４】
【００４３】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明による製造方
法を用いることにより、８５ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の高い
引張強度を有し、高靱性かつ優れた被削性を有する熱間
加工非調質鋼の製造が可能であり、２００〜６００℃の
温度にて５〜３００分焼戻すことにより、降伏強度７０
ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の高い降伏強度を得ることができ
る。これによって、従来必要とした鋼の調質工程および
調質後の矯正工程が省略でき、製造コストの低減が可能
となる。また降伏強度の上昇は設計強度の向上に寄与
し、自動車等の軽量化と部品生産性の向上を図ることが
でき、産業上の効果は極めて大きい。
法を用いることにより、８５ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の高い
引張強度を有し、高靱性かつ優れた被削性を有する熱間
加工非調質鋼の製造が可能であり、２００〜６００℃の
温度にて５〜３００分焼戻すことにより、降伏強度７０
ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の高い降伏強度を得ることができ
る。これによって、従来必要とした鋼の調質工程および
調質後の矯正工程が省略でき、製造コストの低減が可能
となる。また降伏強度の上昇は設計強度の向上に寄与
し、自動車等の軽量化と部品生産性の向上を図ることが
でき、産業上の効果は極めて大きい。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．１０％〜０．６０
％， Ｓｉ：０．０５％以上０．８％未満，Ｍｎ：
≦３．０％， Ｓ：０．００１％〜０．
３０％，Ｖ：０．０３０％〜２．００％， Ｎ：０．
００５％〜０．０６０％，を含有し、さらにＣｒ：≦
３．０％， Ｎｉ：≦３．０％， Ｍｏ：≦
１．０％，Ｃｕ：≦２．０％の１種または２種以上を含
み、さらにＡｌ：０．００５％〜０．１０％， Ｔｉ：
０．００１％〜０．０５０％，Ｎｂ：０．００５％〜
０．１０％の１種または２種以上を含有し、残部がＦｅ
および不可避的不純物からなる鋼を熱間加工して所定の
形状に成形した後、５００〜８００℃の間を下記数１で
示すＣ２が４．０≦Ｃ２≦６．０を満足する冷却速度で
室温まで冷却し、さらに２００〜６００℃の温度域で５
〜３００分間焼戻し、しかる後再度室温まで冷却し、引
張強度８５ｋｇｆ／ｍｍ2 ，降伏強度７０ｋｇｆ／ｍｍ
2 以上を有することを特徴とする高強度高靱性熱間加工
非調質鋼の製造方法。 【数１】Ｃ２＝３×Ｃ１＋ｌｏｇ10（ＣＲ） 但し Ｃ１＝〔％Ｃ〕＋０．６×〔％Ｍｎ〕−０．１×〔％
Ｓ〕＋０．４５×（〔％Ｃｒ〕＋〔％Ｎｉ〕＋〔％Ｍ
ｏ〕＋〔％Ｃｕ〕）＋０．８５×〔％Ｖ〕 ＣＲ：５００〜８００℃の間における鋼の冷却速度（℃
／ｓｅｃ） 〔％Ｘ〕：元素Ｘの重量％ - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．１０％〜０．６０
％， Ｓｉ：０．０５％以上０．８％未満，Ｍｎ：
≦３．０％， Ｓ：０．００１％〜０．
３０％，Ｖ：０．０３０％〜２．００％， Ｎ：０．
００５％〜０．０６０％，を含有し、さらにＣｒ：≦
３．０％， Ｎｉ：≦３．０％， Ｍｏ：≦
１．０％，Ｃｕ：≦２．０％の１種または２種以上を含
み、さらにＡｌ：０．００５％〜０．１０％， Ｔｉ：
０．００１％〜０．０５０％，Ｎｂ：０．００５％〜
０．１０％の１種または２種以上を含有し、さらにＰ
ｂ：０．００５％〜０．５０％， Ｃａ：０．００１％
〜０．０５０％，Ｔｅ：０．００１％〜０．２０％，
Ｓｅ：０．０１０％〜０．５０％，Ｂｉ：０．０１０％
〜０．５０％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物
からなる鋼を熱間加工して所定の形状に成形した後、５
００〜８００℃の間を下記数２で示すＣ２が４．０≦Ｃ
２≦６．０を満足する冷却速度で室温まで冷却し、さら
に２００〜６００℃の温度域で５〜３００分間焼戻し、
しかる後再度室温まで冷却し、引張強度８５ｋｇｆ／ｍ
ｍ2 ，降伏強度７０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上を有するととも
に被削性に優れたことを特徴とする高強度高靱性熱間加
工非調質鋼の製造方法。 【数２】Ｃ２＝３×Ｃ１＋ｌｏｇ10（ＣＲ） 但し Ｃ１＝〔％Ｃ〕＋０．６×〔％Ｍｎ〕−０．１×〔％
Ｓ〕＋０．４５×（〔％Ｃｒ〕＋〔％Ｎｉ〕＋〔％Ｍ
ｏ〕＋〔％Ｃｕ〕）＋０．８５×〔％Ｖ〕 ＣＲ：５００〜８００℃の間における鋼の冷却速度（℃
／ｓｅｃ） 〔％Ｘ〕：元素Ｘの重量％
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11959592A JPH05287373A (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 高強度高靱性熱間加工非調質鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11959592A JPH05287373A (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 高強度高靱性熱間加工非調質鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05287373A true JPH05287373A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=14765280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11959592A Withdrawn JPH05287373A (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 高強度高靱性熱間加工非調質鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05287373A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012246527A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Nippon Steel Corp | 高疲労強度、高靭性機械構造用鋼部品およびその製造方法 |
| CN104911479A (zh) * | 2014-03-15 | 2015-09-16 | 紫旭盛业（昆山）金属科技有限公司 | 一种热作模具 |
| KR20230116043A (ko) * | 2021-01-12 | 2023-08-03 | 바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사 | 고강도, 고인성 및 절단이 용이한 비담금질 및 템퍼링원형강재 및 그 제조방법 |
| KR20240118819A (ko) | 2022-01-28 | 2024-08-05 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 강 부품 및 그 제조 방법 |
-
1992
- 1992-04-14 JP JP11959592A patent/JPH05287373A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012246527A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Nippon Steel Corp | 高疲労強度、高靭性機械構造用鋼部品およびその製造方法 |
| CN104911479A (zh) * | 2014-03-15 | 2015-09-16 | 紫旭盛业（昆山）金属科技有限公司 | 一种热作模具 |
| KR20230116043A (ko) * | 2021-01-12 | 2023-08-03 | 바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사 | 고강도, 고인성 및 절단이 용이한 비담금질 및 템퍼링원형강재 및 그 제조방법 |
| JP2024503015A (ja) * | 2021-01-12 | 2024-01-24 | バオシャン アイアン アンド スティール カンパニー リミテッド | 高強度、高靭性および易切削の非焼入れおよび焼き戻し丸鋼ならびにその製造方法 |
| KR20240118819A (ko) | 2022-01-28 | 2024-08-05 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 강 부품 및 그 제조 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |