JPH06264178A - 軟窒化用鋼 - Google Patents
軟窒化用鋼Info
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- JPH06264178A JPH06264178A JP5398493A JP5398493A JPH06264178A JP H06264178 A JPH06264178 A JP H06264178A JP 5398493 A JP5398493 A JP 5398493A JP 5398493 A JP5398493 A JP 5398493A JP H06264178 A JPH06264178 A JP H06264178A
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｃ：０．１５〜０．６％、Ｓｉ：０．０３〜
０．５％、Ｍｎ：０．４〜２．０％、Ｃｒ：1.00超〜
３．０％、Ｖ：0.03〜０．４％、Ａｌ：０．５超〜１．
２％、Ｎ：０．００５〜０．０２％で、かつ下記の特性
式１及び特性式２を満足する様に上記各元素を含有し、
残部がＦｅおよび不可避不純物からなり、該不可避不純
物中の酸素が０．００２％以下であるものである。 特性式１：０＜７．２−７．５Ｓｉ−６．９Ｃｒ＋３．
８Ｍｏ＋２３．８Ｖ 特性式２：０＜−４．７８−１．２５Ｃ−０．３８Ｓｉ
＋０．１９Ｍｎ＋１．１０Ｃｒ＋３．９８Ｖ＋５．２７
Ａｌ 【効果】 本発明の鋼を軟窒化処理することにより、有
効硬化層深さが深く、表面硬さが高い良好な鋼が得られ
る。
０．５％、Ｍｎ：０．４〜２．０％、Ｃｒ：1.00超〜
３．０％、Ｖ：0.03〜０．４％、Ａｌ：０．５超〜１．
２％、Ｎ：０．００５〜０．０２％で、かつ下記の特性
式１及び特性式２を満足する様に上記各元素を含有し、
残部がＦｅおよび不可避不純物からなり、該不可避不純
物中の酸素が０．００２％以下であるものである。 特性式１：０＜７．２−７．５Ｓｉ−６．９Ｃｒ＋３．
８Ｍｏ＋２３．８Ｖ 特性式２：０＜−４．７８−１．２５Ｃ−０．３８Ｓｉ
＋０．１９Ｍｎ＋１．１０Ｃｒ＋３．９８Ｖ＋５．２７
Ａｌ 【効果】 本発明の鋼を軟窒化処理することにより、有
効硬化層深さが深く、表面硬さが高い良好な鋼が得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は軟窒化処理することに
より浸炭処理材と同等以上の表面硬度を有する鋼を得る
ことのできる軟窒化用鋼に関するものである。この発明
の軟窒化用鋼は、従来浸炭材が用いられていた産業機械
用部品の内、例えば歯車や継手、シャフトなどのように
熱処理歪の発生を嫌う精密部品の製造に利用できるもの
である。
より浸炭処理材と同等以上の表面硬度を有する鋼を得る
ことのできる軟窒化用鋼に関するものである。この発明
の軟窒化用鋼は、従来浸炭材が用いられていた産業機械
用部品の内、例えば歯車や継手、シャフトなどのように
熱処理歪の発生を嫌う精密部品の製造に利用できるもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、産業機械用部品には、浸炭材が多
く用いられていたが、浸炭処理では浸炭焼入時に大きな
歪が発生する。そこで、特公昭５３−４１６１１に開示
されているように、熱処理歪の少ない手段として、Ａ1
変態点以下の温度で表面硬化処理を行う窒化法が行なわ
れていた。
く用いられていたが、浸炭処理では浸炭焼入時に大きな
歪が発生する。そこで、特公昭５３−４１６１１に開示
されているように、熱処理歪の少ない手段として、Ａ1
変態点以下の温度で表面硬化処理を行う窒化法が行なわ
れていた。
【０００３】窒化法は、一般に５００〜５２５℃のアン
モニアガスまたは窒素ガス雰囲気中で、鋼表面に窒素を
浸入させて極めて高い表面硬さを得る方法である。しか
しこの窒化法では５０時間以上もの長時間処理を必要と
することから、窒化を短時間で完了できる方法として軟
窒化法が開発された。
モニアガスまたは窒素ガス雰囲気中で、鋼表面に窒素を
浸入させて極めて高い表面硬さを得る方法である。しか
しこの窒化法では５０時間以上もの長時間処理を必要と
することから、窒化を短時間で完了できる方法として軟
窒化法が開発された。
【０００４】軟窒化法は、溶融シアン塩浴（約５７０
℃）を用い、この塩浴中に空気を吹き込みつつ処理す
る、または、このようなシアン化合物を使用せずにＲＸ
ガス（例えば、ＣＯ：２０％、Ｈ2 ：４０％、Ｎ2 ：４
０％の組成ガス）とＮＨ3 ガスを５０：５０の割合で混
合した雰囲気中で窒化処理を行なうものである。
℃）を用い、この塩浴中に空気を吹き込みつつ処理す
る、または、このようなシアン化合物を使用せずにＲＸ
ガス（例えば、ＣＯ：２０％、Ｈ2 ：４０％、Ｎ2 ：４
０％の組成ガス）とＮＨ3 ガスを５０：５０の割合で混
合した雰囲気中で窒化処理を行なうものである。
【０００５】窒化鋼としては、ＪＩＳに規格化されてい
るＳＡＣＭ６４５がある。その他にも、機械構造用合金
鋼のＪＩＳ規格鋼ＳＣＭ４３５等や、機械構造用炭素鋼
のＳ４５Ｃ等を窒化処理して使用している。この様なＪ
ＩＳ規格鋼を軟窒化処理すると、鋼の表層部では炭窒化
物の化合物層が生成し、鋼の内部では炭窒化物の析出、
及び窒素が高濃度に固溶した拡散層の生成が起こり、高
い表面硬度を持つ軟窒化鋼が得られる。
るＳＡＣＭ６４５がある。その他にも、機械構造用合金
鋼のＪＩＳ規格鋼ＳＣＭ４３５等や、機械構造用炭素鋼
のＳ４５Ｃ等を窒化処理して使用している。この様なＪ
ＩＳ規格鋼を軟窒化処理すると、鋼の表層部では炭窒化
物の化合物層が生成し、鋼の内部では炭窒化物の析出、
及び窒素が高濃度に固溶した拡散層の生成が起こり、高
い表面硬度を持つ軟窒化鋼が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで浸炭材なみの
表面強度を得るためには、有効硬化層深さ、即ち微小ビ
ッカース硬さＨＶ４２０に対応する硬化層の厚み（表面
からの距離）を厚くする必要がある。しかし上述の様に
ＳＡＣＭ６４５又はＳＣＭ４３５に軟窒化処理を施した
場合、有効硬化層深さが０．２ｍｍ前後と浅く、このた
め、高面圧のかかる歯車等に用いると、鋼の硬化層部と
芯部との境界で剥離が生じやすく、耐スポーリング性が
劣るという問題があった。また曲げ疲労に対しても、従
来の軟窒化鋼では内部から破壊しやすいという問題があ
った。
表面強度を得るためには、有効硬化層深さ、即ち微小ビ
ッカース硬さＨＶ４２０に対応する硬化層の厚み（表面
からの距離）を厚くする必要がある。しかし上述の様に
ＳＡＣＭ６４５又はＳＣＭ４３５に軟窒化処理を施した
場合、有効硬化層深さが０．２ｍｍ前後と浅く、このた
め、高面圧のかかる歯車等に用いると、鋼の硬化層部と
芯部との境界で剥離が生じやすく、耐スポーリング性が
劣るという問題があった。また曲げ疲労に対しても、従
来の軟窒化鋼では内部から破壊しやすいという問題があ
った。
【０００７】この発明は以上の様な問題を解消するため
になされたもので、有効硬化層深さが深く、高い表面硬
さを持ち、即ち浸炭材と同等以上の表面強度を有する様
な機械構造用軟窒化鋼を得るための軟窒化用鋼を提供す
るものである。
になされたもので、有効硬化層深さが深く、高い表面硬
さを持ち、即ち浸炭材と同等以上の表面強度を有する様
な機械構造用軟窒化鋼を得るための軟窒化用鋼を提供す
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明の軟窒化用鋼とは、Ｃ：０．１５〜０．６重量％（以
下、単に％と称す）、Ｓｉ：０．０３〜０．５％、Ｍ
ｎ：０．４〜２．０％、Ｃｒ：１．００超〜３．０％、
Ｖ：０．０３〜０．４％、Ａｌ：０．５超〜１．２％、
Ｎ：０．００５〜０．０２％で、かつ下記の特性式１及
び特性式２を満足する様に上記各元素を含有し、残部が
Ｆｅおよび不可避不純物からなり、該不可避不純物中の
酸素が０．００２％以下であるものである。 特性式１：０＜７．２−７．５Ｓｉ−６．９Ｃｒ＋３．
８Ｍｏ＋２３．８Ｖ 特性式２：０＜−４．７８−１．２５Ｃ−０．３８Ｓｉ
＋０．１９Ｍｎ＋１．１０Ｃｒ＋３．９８Ｖ＋５．２７
Ａｌ
明の軟窒化用鋼とは、Ｃ：０．１５〜０．６重量％（以
下、単に％と称す）、Ｓｉ：０．０３〜０．５％、Ｍ
ｎ：０．４〜２．０％、Ｃｒ：１．００超〜３．０％、
Ｖ：０．０３〜０．４％、Ａｌ：０．５超〜１．２％、
Ｎ：０．００５〜０．０２％で、かつ下記の特性式１及
び特性式２を満足する様に上記各元素を含有し、残部が
Ｆｅおよび不可避不純物からなり、該不可避不純物中の
酸素が０．００２％以下であるものである。 特性式１：０＜７．２−７．５Ｓｉ−６．９Ｃｒ＋３．
８Ｍｏ＋２３．８Ｖ 特性式２：０＜−４．７８−１．２５Ｃ−０．３８Ｓｉ
＋０．１９Ｍｎ＋１．１０Ｃｒ＋３．９８Ｖ＋５．２７
Ａｌ
【０００９】また本発明の軟窒化用鋼は、必要に応じ
て、Ｍｏ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｎｂ等を含有させるのが望まし
い場合がある。更に、Ｓ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｚ
ｒ，Ｃａを適宜含有させるのが好ましいこともある。
て、Ｍｏ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｎｂ等を含有させるのが望まし
い場合がある。更に、Ｓ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｚ
ｒ，Ｃａを適宜含有させるのが好ましいこともある。
【００１０】
【作用】まず各成分の作用及び成分範囲の限定理由につ
いて以下に述べる。Ｃは、芯部の強度を確保する為のも
ので、それを有効に発現させるには０．１５％以上必要
であり、０．６％を超えると芯部の靭延性が低下し、切
削性、冷間加工性が低下するので上限を０．６％とし
た。Ｓｉは、脱酸剤として働き、必要な元素であるが、
過剰になると冷間鍛造性などの加工性が劣化するので、
０．０３％以上、０．５％以下とした。
いて以下に述べる。Ｃは、芯部の強度を確保する為のも
ので、それを有効に発現させるには０．１５％以上必要
であり、０．６％を超えると芯部の靭延性が低下し、切
削性、冷間加工性が低下するので上限を０．６％とし
た。Ｓｉは、脱酸剤として働き、必要な元素であるが、
過剰になると冷間鍛造性などの加工性が劣化するので、
０．０３％以上、０．５％以下とした。
【００１１】Ｍｎは、脱酸作用があり、また焼入性確保
のために必要な元素で、これを有効に作用させるために
は０．４％以上必要であるが、２．０％を超えると切削
性、冷間加工性が低下するので上限を２．０％とした。
Ｃｒは、軟窒化処理時にＣｒ窒化物を形成して、表面硬
さを上げ、又硬化深さを確保するのに極めて有効に作用
する。しかし過剰になると却って有効硬化層深さを減少
させ、更に切削性を低下させる。そこで、添加量は目標
の表面硬さ及び硬化深さを達成させるため下限を１．０
０超、上限を３．０％とした。
のために必要な元素で、これを有効に作用させるために
は０．４％以上必要であるが、２．０％を超えると切削
性、冷間加工性が低下するので上限を２．０％とした。
Ｃｒは、軟窒化処理時にＣｒ窒化物を形成して、表面硬
さを上げ、又硬化深さを確保するのに極めて有効に作用
する。しかし過剰になると却って有効硬化層深さを減少
させ、更に切削性を低下させる。そこで、添加量は目標
の表面硬さ及び硬化深さを達成させるため下限を１．０
０超、上限を３．０％とした。
【００１２】Ｖは、軟窒化処理時にＶ窒化物を形成し
て、有効硬化層深さを深くし、表面硬さを上げるのに有
効に働くが、過剰に添加するとその効果が飽和すると共
に切削性が悪くなるので、添加量の下限を０．０３％、
上限を０．４％とした。
て、有効硬化層深さを深くし、表面硬さを上げるのに有
効に働くが、過剰に添加するとその効果が飽和すると共
に切削性が悪くなるので、添加量の下限を０．０３％、
上限を０．４％とした。
【００１３】Ａｌは、軟窒化処理時に侵入してくるＮと
化合物を形成して、表面硬さを上げるのに極めて有効に
作用する。しかし、有効硬化層深さには効果が見られ
ず、Ａｌが過剰に存在することによって、むしろ有効硬
化層深さを減少させる。従来Ａｌについては、添加量が
０．５％を超えると鋼の清浄度が害されるとされていた
が、本発明者らの実験により、鋼中の酸素量を0.0025％
以下にすることで、高い清浄度が得られることを確認し
た。従ってＡｌの添加量としては下限を０．５％超と
し、又上限を１．２％とした。また酸素は、0.002％以
下とした。
化合物を形成して、表面硬さを上げるのに極めて有効に
作用する。しかし、有効硬化層深さには効果が見られ
ず、Ａｌが過剰に存在することによって、むしろ有効硬
化層深さを減少させる。従来Ａｌについては、添加量が
０．５％を超えると鋼の清浄度が害されるとされていた
が、本発明者らの実験により、鋼中の酸素量を0.0025％
以下にすることで、高い清浄度が得られることを確認し
た。従ってＡｌの添加量としては下限を０．５％超と
し、又上限を１．２％とした。また酸素は、0.002％以
下とした。
【００１４】本発明では、表面硬さ向上を重要課題と考
え、表面硬さ向上元素であるＣｒを１．０％以上添加す
ることを前提に、Ａｌ量と特性式２との関係を規定する
ことにより表面硬さの向上を狙ったものである。
え、表面硬さ向上元素であるＣｒを１．０％以上添加す
ることを前提に、Ａｌ量と特性式２との関係を規定する
ことにより表面硬さの向上を狙ったものである。
【００１５】Ｎは、Ａｌと化合物を形成して結晶粒の微
細化に大きく寄与し、又Ｖとも化合物を形成して芯部硬
さを高めるのに大きな効果がある。これらの効果を十分
にあげるためには少なくとも０．００５％以上必要であ
るが、必要以上に存在させると窒化物を過剰に生成して
靭性を低下させるので上限を０．０２％とした。
細化に大きく寄与し、又Ｖとも化合物を形成して芯部硬
さを高めるのに大きな効果がある。これらの効果を十分
にあげるためには少なくとも０．００５％以上必要であ
るが、必要以上に存在させると窒化物を過剰に生成して
靭性を低下させるので上限を０．０２％とした。
【００１６】Ｍｏは、焼入性を高める様に働くが、過剰
に含有すると切削性が低下するので０．５％未満とし
た。Ｎｉは、芯部の靭延性を高めるのに有効な元素であ
るが、過剰に存在すると切削性が急激に低下するので上
限を２％とした。
に含有すると切削性が低下するので０．５％未満とし
た。Ｎｉは、芯部の靭延性を高めるのに有効な元素であ
るが、過剰に存在すると切削性が急激に低下するので上
限を２％とした。
【００１７】Ｔｉは、セメンタイトを凝集させて、パー
ライト面積率を減少させることにより、硬度を下げ、切
削性を向上させる元素である。この様な効果を発揮させ
るには少なくとも０．００５％以上添加する必要がある
が、過剰に添加すると窒化性を害するので上限を１．０
％以下とした。
ライト面積率を減少させることにより、硬度を下げ、切
削性を向上させる元素である。この様な効果を発揮させ
るには少なくとも０．００５％以上添加する必要がある
が、過剰に添加すると窒化性を害するので上限を１．０
％以下とした。
【００１８】Ｎｂは、結晶粒を細かくするので、靭延性
を高めるのに効果がある。これらの効果を発揮するには
少なくとも０．００５％以上必要である。しかし、過剰
に添加しても効果が飽和し、時には減少するので上限を
０．３０％とした。
を高めるのに効果がある。これらの効果を発揮するには
少なくとも０．００５％以上必要である。しかし、過剰
に添加しても効果が飽和し、時には減少するので上限を
０．３０％とした。
【００１９】Ｓ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｚｒ，Ｃａ
は、被削性の改善に有効な元素であるが、過剰に添加す
ると熱間加工性や疲労特性に悪影響を及ぼす。従って各
元素を上述の範囲とした。
は、被削性の改善に有効な元素であるが、過剰に添加す
ると熱間加工性や疲労特性に悪影響を及ぼす。従って各
元素を上述の範囲とした。
【００２０】ところが更に研究を進めたところ、各元素
個々の作用のみに着目して以上のように成分範囲を限定
するのみでは、常に良好な軟窒化鋼が得られるわけでは
ないことが分かった。そこで本発明者らは各元素の相互
的な作用を考慮に入れる必要があると考え、硬化層深さ
や表面硬さについて各元素の相互作用を評価に入れた何
らかの特性式を用いて評価すべく、各種実験を行った。
個々の作用のみに着目して以上のように成分範囲を限定
するのみでは、常に良好な軟窒化鋼が得られるわけでは
ないことが分かった。そこで本発明者らは各元素の相互
的な作用を考慮に入れる必要があると考え、硬化層深さ
や表面硬さについて各元素の相互作用を評価に入れた何
らかの特性式を用いて評価すべく、各種実験を行った。
【００２１】本発明者らは組成の異なる種々の鋼につい
て実験し、重回帰式を求め、前記特性式１，２を得た。
この各元素の添加量調整のための特性式のうち、上記特
性式１は有効硬化層深さに関するもので、上記特性式２
は表面硬さに関するものである。
て実験し、重回帰式を求め、前記特性式１，２を得た。
この各元素の添加量調整のための特性式のうち、上記特
性式１は有効硬化層深さに関するもので、上記特性式２
は表面硬さに関するものである。
【００２２】得られた特性式１において、Ｓｉがマイナ
ス方向に作用し、Ｍｏがプラス方向に作用するというこ
とは予測外であり、ましてやＳｉに与えられる係数の絶
対値がＭｏに与えられる係数の絶対値の約２倍になるこ
とは予想外であった。Ｖがプラス方向に、Ｃｒがマイナ
ス方向に作用することは一応予測可能ではあったが、夫
々の係数が絶対値においてＶがＣｒの約3.5倍となるこ
とは予測外であった。
ス方向に作用し、Ｍｏがプラス方向に作用するというこ
とは予測外であり、ましてやＳｉに与えられる係数の絶
対値がＭｏに与えられる係数の絶対値の約２倍になるこ
とは予想外であった。Ｖがプラス方向に、Ｃｒがマイナ
ス方向に作用することは一応予測可能ではあったが、夫
々の係数が絶対値においてＶがＣｒの約3.5倍となるこ
とは予測外であった。
【００２３】得られた特性式２において、Ｃがマイナス
方向、Ｓｉがマイナス方向、Ｍｎがプラス方向に作用す
ることは予測外であり、特に鋼を硬くする方向に作用す
るとされているＣがマイナスの係数を持つことは全くの
予測外であった。
方向、Ｓｉがマイナス方向、Ｍｎがプラス方向に作用す
ることは予測外であり、特に鋼を硬くする方向に作用す
るとされているＣがマイナスの係数を持つことは全くの
予測外であった。
【００２４】以上のように、上記各成分範囲を満足する
だけでなく、上記特性式１，２を満足する軟窒化用鋼で
あれば、軟窒化処理後の、有効硬化層深さが深く、表面
硬さの硬い鋼が得られるということが本発明者らの研究
の結果分かった。本発明では合金元素の配合量決定にお
いて、特に炭窒化物の生成のための元素であるＣｒ，Ａ
ｌ，Ｖの添加量を調整することによりＨＶ８００以上の
高い表面硬さを持つ鋼を得ることができる様になり、中
でもＶの添加量を調整することにより、有効硬化層深さ
０．２５ｍｍ以上の鋼を得ることができるに至った。
だけでなく、上記特性式１，２を満足する軟窒化用鋼で
あれば、軟窒化処理後の、有効硬化層深さが深く、表面
硬さの硬い鋼が得られるということが本発明者らの研究
の結果分かった。本発明では合金元素の配合量決定にお
いて、特に炭窒化物の生成のための元素であるＣｒ，Ａ
ｌ，Ｖの添加量を調整することによりＨＶ８００以上の
高い表面硬さを持つ鋼を得ることができる様になり、中
でもＶの添加量を調整することにより、有効硬化層深さ
０．２５ｍｍ以上の鋼を得ることができるに至った。
【００２５】
【実施例】本発明の軟窒化用鋼に係る実施例１〜１９に
ついて、各含有化学成分を下記の表１に示す。また、本
実施例との比較のため、比較例３０〜３８、浸炭用規格
鋼ＳＣｒ４２０（Ｎo.３９）、ＪＩＳ規格鋼ＳＡＣＭ６
４５（Ｎo.４０〜４３）、ＪＩＳ規格鋼ＳＣＭ４３５
（Ｎo.４４，４５）の含有化学成分を下記の表２に示
す。尚、Ｎo.４０はＳＡＣＭ６４５の成分規格範囲のう
ち下限値のものを、Ｎo.４１は上限値のものを示し、Ｎ
o.４２，Ｎo.４４はＳＡＣＭ６４５，ＳＣＭ４５３各々
の成分規格範囲のうち特性式１に適合するものを、Ｎo.
４３，４５は特性式２に適合するものを示した。
ついて、各含有化学成分を下記の表１に示す。また、本
実施例との比較のため、比較例３０〜３８、浸炭用規格
鋼ＳＣｒ４２０（Ｎo.３９）、ＪＩＳ規格鋼ＳＡＣＭ６
４５（Ｎo.４０〜４３）、ＪＩＳ規格鋼ＳＣＭ４３５
（Ｎo.４４，４５）の含有化学成分を下記の表２に示
す。尚、Ｎo.４０はＳＡＣＭ６４５の成分規格範囲のう
ち下限値のものを、Ｎo.４１は上限値のものを示し、Ｎ
o.４２，Ｎo.４４はＳＡＣＭ６４５，ＳＣＭ４５３各々
の成分規格範囲のうち特性式１に適合するものを、Ｎo.
４３，４５は特性式２に適合するものを示した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】表２に示す様に、比較例等は化学成分につ
いては本発明の範囲におおむね入っているが、特性式
１，２の値（特性値）のどちらか、又は両方が満足され
ていない。次に上記表１，２に示す化学成分の供試材
（軟窒化用鋼）を軟窒化処理する方法について示す。
いては本発明の範囲におおむね入っているが、特性式
１，２の値（特性値）のどちらか、又は両方が満足され
ていない。次に上記表１，２に示す化学成分の供試材
（軟窒化用鋼）を軟窒化処理する方法について示す。
【００２９】まず、浸炭用鋼（Ｎo.３９）を除く上記供
試材を所定寸法の丸棒に熱間鍛造し、９００℃で０．５
時間焼きならしを行ない、そして空冷し、各試験片を作
製した。各試験片は、切欠回転曲げ疲労試験用としてα
＝２、切欠き底径０．８mmＲのものを、スラスト型転動
疲労試験用としてφ５０mm×５mm厚、仕上げ面粗さ０．
２Ｓのものを、軟窒化特性試験片として直径１０mmのも
のを作製した。
試材を所定寸法の丸棒に熱間鍛造し、９００℃で０．５
時間焼きならしを行ない、そして空冷し、各試験片を作
製した。各試験片は、切欠回転曲げ疲労試験用としてα
＝２、切欠き底径０．８mmＲのものを、スラスト型転動
疲労試験用としてφ５０mm×５mm厚、仕上げ面粗さ０．
２Ｓのものを、軟窒化特性試験片として直径１０mmのも
のを作製した。
【００３０】その後、ＮＨ3 ：ＲＸ＝５０：５０のガス
雰囲気中にて５７０℃で１０時間、軟窒化処理を施し、
空冷した。
雰囲気中にて５７０℃で１０時間、軟窒化処理を施し、
空冷した。
【００３１】浸炭用鋼（Ｎo.３９）については、各試験
片に浸炭処理を施し、油焼入れを行なった後、１８０℃
で２時間焼戻しを行ない、その後空冷した。尚、上記浸
炭処理は、切欠回転曲げ疲労試験片については９２５℃
で３時間行ない、スラスト型転動疲労試験片については
９３０℃で８時間行なった。
片に浸炭処理を施し、油焼入れを行なった後、１８０℃
で２時間焼戻しを行ない、その後空冷した。尚、上記浸
炭処理は、切欠回転曲げ疲労試験片については９２５℃
で３時間行ない、スラスト型転動疲労試験片については
９３０℃で８時間行なった。
【００３２】そして、この処理された各鋼について軟窒
化の熱処理特性試験として、有効硬化層深さ、表層部硬
さの測定を行ない、小野式回転曲げ疲労試験機を用いて
回転曲げ疲労強度を測定し、スラスト型転動疲労試験機
を用いて面圧５１６５Ｎ/mm2で転動疲労強度を測定し
た。また、Ａｌ2 Ｏ3 系酸化物清浄度をＪＩＳ法で測定
した。この測定結果を下記の表３，４に示す。
化の熱処理特性試験として、有効硬化層深さ、表層部硬
さの測定を行ない、小野式回転曲げ疲労試験機を用いて
回転曲げ疲労強度を測定し、スラスト型転動疲労試験機
を用いて面圧５１６５Ｎ/mm2で転動疲労強度を測定し
た。また、Ａｌ2 Ｏ3 系酸化物清浄度をＪＩＳ法で測定
した。この測定結果を下記の表３，４に示す。
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】表３，４から分かる様に、特性式を満足し
ない比較例とは異なり、本実施例では良好な軟窒化鋼が
得られた。即ち、１０時間程度の軟窒化処理で有効硬化
層深さ（ＨＶ４２０の得られる深さ）０．２５mm以上
で、かつ表面硬さがＨＶ８００以上であり、浸炭材と同
等以上の強度を有する機械構造用軟窒化鋼が得られた。
ない比較例とは異なり、本実施例では良好な軟窒化鋼が
得られた。即ち、１０時間程度の軟窒化処理で有効硬化
層深さ（ＨＶ４２０の得られる深さ）０．２５mm以上
で、かつ表面硬さがＨＶ８００以上であり、浸炭材と同
等以上の強度を有する機械構造用軟窒化鋼が得られた。
【００３６】
【発明の効果】以上の様に本発明の軟窒化用鋼において
は、各化学成分が上記範囲であって、かつ上記特性式
１，２を満たす様にしたので、この軟窒化用鋼に軟窒化
処理を行なうと、有効硬化層深さが深く、表面硬さが硬
い鋼が得られ、従って従来硬さの面で浸炭材を用いてい
た機械構造用部品に、本発明での熱歪の少ない軟窒化鋼
を用いることができるという効果がある。
は、各化学成分が上記範囲であって、かつ上記特性式
１，２を満たす様にしたので、この軟窒化用鋼に軟窒化
処理を行なうと、有効硬化層深さが深く、表面硬さが硬
い鋼が得られ、従って従来硬さの面で浸炭材を用いてい
た機械構造用部品に、本発明での熱歪の少ない軟窒化鋼
を用いることができるという効果がある。
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃ：０．１５〜０．６重量％、Ｓｉ：
０．０３〜０．５重量％、Ｍｎ：０．４〜２．０重量
％、Ｃｒ：１．００超〜３．０重量％、Ｖ：０．０３〜
０．４重量％、Ａｌ：０．５超〜１．２重量％、Ｎ：
０．００５〜０．０２重量％を含有し、 残部がＦｅおよび不可避不純物からなり、 該不可避不純物中の酸素が０．００２重量％以下であ
り、 かつ下記の特性式１及び特性式２を満足することを特徴
とする軟窒化用鋼。 特性式１：０＜７．２−７．５Ｓｉ−６．９Ｃｒ＋３．
８Ｍｏ＋２３．８Ｖ 特性式２：０＜−４．７８−１．２５Ｃ−０．３８Ｓｉ
＋０．１９Ｍｎ＋１．１０Ｃｒ＋３．９８Ｖ＋５．２７
Ａｌ - 【請求項２】 更にＭｏ：０．５重量％未満、Ｎｉ：２
重量％以下のいずれか１種以上を含有するものである請
求項１に記載の軟窒化用鋼。 - 【請求項３】 更にＴｉ：０．００５〜１．０重量％、
Ｎｂ：０．００５〜０．３重量％のいずれか１種以上を
含有するものである請求項１または２に記載の軟窒化用
鋼。 - 【請求項４】 更にＳ：０．０７重量％以下、Ｐｂ：
０．１５重量％以下、Ｂｉ：０．１５重量％以下、Ｔ
ｅ：０．０６重量％以下、Ｓｅ：０．０６重量％以下、
Ｚｒ：０．１２重量％以下、Ｃａ：０．０００５〜０．
０１重量％よりなる群から選ばれる１種以上を含有する
ものである請求項１〜３のいずれかに記載の軟窒化用
鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5398493A JPH06264178A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 軟窒化用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5398493A JPH06264178A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 軟窒化用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264178A true JPH06264178A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=12957893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5398493A Withdrawn JPH06264178A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 軟窒化用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06264178A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006348321A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Daido Steel Co Ltd | 窒化処理用鋼 |
| JP2015229780A (ja) * | 2014-06-03 | 2015-12-21 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 窒化特性に優れる窒化用鋼 |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP5398493A patent/JPH06264178A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006348321A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Daido Steel Co Ltd | 窒化処理用鋼 |
| JP2015229780A (ja) * | 2014-06-03 | 2015-12-21 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 窒化特性に優れる窒化用鋼 |
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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: 20000530 |