JPH0693374A - 高強度高周波焼入用鋼 - Google Patents
高強度高周波焼入用鋼Info
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- JPH0693374A JPH0693374A JP4272286A JP27228692A JPH0693374A JP H0693374 A JPH0693374 A JP H0693374A JP 4272286 A JP4272286 A JP 4272286A JP 27228692 A JP27228692 A JP 27228692A JP H0693374 A JPH0693374 A JP H0693374A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は自動車用等の高周波焼入部品に使用さ
れるものであって、高周波焼入性を向上することにより
ねじり強度などの静的強度を改善し、かつ転がり接触疲
労強度を向上すると共に鍛造性等の加工性を改善した高
周波焼入用鋼を得ることを目的とする。 【構成】 重量比にして、Ｃ：0.40〜0.65％、Si：0.01
〜0.60％、Mn：0.30〜1.20％、Ｐ：0.018 ％以下、Ｓ：
0.010 ％以下、Al：0.005 〜0.018 ％、Ｎ：0.0100〜0.
0250％，Ｏ：0.0020％以下、Ti：0.0030％以下と、Cr：
0.30〜0.60％、Ni：0.30〜0.60％、Mo：0.03〜0.13％を
１種ないし２種以上含有し、残部Feならびに不純物元素
からなることを特徴とする高強度高周波焼入用鋼。
れるものであって、高周波焼入性を向上することにより
ねじり強度などの静的強度を改善し、かつ転がり接触疲
労強度を向上すると共に鍛造性等の加工性を改善した高
周波焼入用鋼を得ることを目的とする。 【構成】 重量比にして、Ｃ：0.40〜0.65％、Si：0.01
〜0.60％、Mn：0.30〜1.20％、Ｐ：0.018 ％以下、Ｓ：
0.010 ％以下、Al：0.005 〜0.018 ％、Ｎ：0.0100〜0.
0250％，Ｏ：0.0020％以下、Ti：0.0030％以下と、Cr：
0.30〜0.60％、Ni：0.30〜0.60％、Mo：0.03〜0.13％を
１種ないし２種以上含有し、残部Feならびに不純物元素
からなることを特徴とする高強度高周波焼入用鋼。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車用部品、例えば等
速ジョイントのアウタレ−ス、変速ギヤ、その他の高周
波焼入部品に用いられる転がり接触疲労強度および静的
強度等に優れた高周波焼入用鋼に関する。
速ジョイントのアウタレ−ス、変速ギヤ、その他の高周
波焼入部品に用いられる転がり接触疲労強度および静的
強度等に優れた高周波焼入用鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】機械構造用炭素鋼のうち中炭素のもの
は、高周波焼入によって表面硬化すると共に、自動車用
部品などに要求される転がり接触疲労強度および静的強
度等の特性を満足し、さらに鍛造性にも優れ、価格的に
も安価である。そのため、従来から例えば等速ジョイン
トのアウタレ−ス等には中炭素の機械構造用炭素鋼（Ｓ
45Ｃ〜Ｓ58Ｃ等）が用いられてきた。
は、高周波焼入によって表面硬化すると共に、自動車用
部品などに要求される転がり接触疲労強度および静的強
度等の特性を満足し、さらに鍛造性にも優れ、価格的に
も安価である。そのため、従来から例えば等速ジョイン
トのアウタレ−ス等には中炭素の機械構造用炭素鋼（Ｓ
45Ｃ〜Ｓ58Ｃ等）が用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】然るに、近年、自動
車用エンジンは急速に高性能化が進められ、特に等速ジ
ョイントのアウタレ−ス等の駆動伝達系部品に対して
は、エンジンの高出力化に関連し、重量増や部品のサイ
ズアップを避けるため、高強度化、耐久性の向上、軽量
化等の要請が極めて強くなってきた。
車用エンジンは急速に高性能化が進められ、特に等速ジ
ョイントのアウタレ−ス等の駆動伝達系部品に対して
は、エンジンの高出力化に関連し、重量増や部品のサイ
ズアップを避けるため、高強度化、耐久性の向上、軽量
化等の要請が極めて強くなってきた。
【０００４】高周波焼入は部品の表面部を急速加熱した
後、急冷するものであるために、焼入部の残留圧縮応力
の発生により、疲労強度が向上することは、よく知られ
ていることであり、また、静的強度であるねじり強度あ
るいは曲げ強度を向上させるには、高周波焼入による硬
化深さを深くすることで対処できる。
後、急冷するものであるために、焼入部の残留圧縮応力
の発生により、疲労強度が向上することは、よく知られ
ていることであり、また、静的強度であるねじり強度あ
るいは曲げ強度を向上させるには、高周波焼入による硬
化深さを深くすることで対処できる。
【０００５】しかしながら、従来から自動車用部品に使
用されている中炭素の機械構造用炭素鋼では、質量効果
が大きく焼入性が比較的悪いので、設計強度を満足させ
る充分な硬化深さを得るのが難しく、更には形状面の影
響を顕著に受け部位間での硬化深さのバラツキが出て高
周波焼入条件の設定が非常に難しいと言った欠点があ
る。
用されている中炭素の機械構造用炭素鋼では、質量効果
が大きく焼入性が比較的悪いので、設計強度を満足させ
る充分な硬化深さを得るのが難しく、更には形状面の影
響を顕著に受け部位間での硬化深さのバラツキが出て高
周波焼入条件の設定が非常に難しいと言った欠点があ
る。
【０００６】そこで、高周波焼入性の向上、安定化に
は、機械構造用低合金鋼であるＳＣｒ４４０またはＳＣ
Ｍ４４０等の焼入性の高い鋼への変更により対処できる
と考えられる。しかしながら、これら機械構造用低合金
鋼は鍛造時の割れ、高周波焼入による割れ、歪み等の問
題点の解決が必要になる。さらには部品成形面において
は、従来の熱間鍛造から温間鍛造、冷間鍛造への移行傾
向にあたり、加工性の面では機械構造用低合金鋼では、
問題が多くあり、従来鋼に比べて多大なコストアップに
なり、対処が難しい。
は、機械構造用低合金鋼であるＳＣｒ４４０またはＳＣ
Ｍ４４０等の焼入性の高い鋼への変更により対処できる
と考えられる。しかしながら、これら機械構造用低合金
鋼は鍛造時の割れ、高周波焼入による割れ、歪み等の問
題点の解決が必要になる。さらには部品成形面において
は、従来の熱間鍛造から温間鍛造、冷間鍛造への移行傾
向にあたり、加工性の面では機械構造用低合金鋼では、
問題が多くあり、従来鋼に比べて多大なコストアップに
なり、対処が難しい。
【０００７】また、等速ジョイントのアウタレ−ス等の
部品にはねじり強度などの静的強度以外に転がり接触疲
労強度が極めて重要であり、転がり接触疲労強度の向上
も重要な課題になっている。しかるに、従来鋼では、高
周波焼入層の強度面に限界があり、さらに、非金属介在
物の影響により転がり接触疲労強度の向上が望めない。
更には、部品成形面においては、従来の熱間鍛造から温
間鍛造、冷間鍛造への移行傾向があり、加工性の改善も
必要になってきているが、従来鋼では不純物元素の規制
が殆どなく加工性の向上が望めない。
部品にはねじり強度などの静的強度以外に転がり接触疲
労強度が極めて重要であり、転がり接触疲労強度の向上
も重要な課題になっている。しかるに、従来鋼では、高
周波焼入層の強度面に限界があり、さらに、非金属介在
物の影響により転がり接触疲労強度の向上が望めない。
更には、部品成形面においては、従来の熱間鍛造から温
間鍛造、冷間鍛造への移行傾向があり、加工性の改善も
必要になってきているが、従来鋼では不純物元素の規制
が殆どなく加工性の向上が望めない。
【０００８】本発明は自動車用等の高周波焼入部品に使
用される従来鋼の前記のごとき問題点に鑑みてなされた
ものであって、高周波焼入性を向上することによりねじ
り強度等の静的強度を改善し、かつ転がり接触疲労強度
を向上すると共に鍛造性等の加工性を改善した高強度高
周波焼入用鋼を提供することを目的とする。
用される従来鋼の前記のごとき問題点に鑑みてなされた
ものであって、高周波焼入性を向上することによりねじ
り強度等の静的強度を改善し、かつ転がり接触疲労強度
を向上すると共に鍛造性等の加工性を改善した高強度高
周波焼入用鋼を提供することを目的とする。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】本発明は上述の課題を
解決するために本発明者等が高周波焼入された鋼につい
て鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得て本発明を完
成した。
解決するために本発明者等が高周波焼入された鋼につい
て鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得て本発明を完
成した。
【００１０】第１に、ねじり強度あるいは曲げ強度等の
静的強度を向上させるには、鋼の焼入性を向上させるこ
とにより高周波焼入による硬化深さを大きくすることが
効果的であり、そのためにCr,Ni 等の合金の添加が考え
られる。しかしこれら合金の添加により高周波焼入れ時
の部品の歪、割れ等が増大し、また鍛造性が著しく損な
われる等、部品の製造性の低下を招く。そこで発明者等
の研究により高周波焼入れにおいては少量の合金の添加
により大きな硬化深さを得られ、これがまた部品の製造
性の低下を殆ど生じないことを発見した。
静的強度を向上させるには、鋼の焼入性を向上させるこ
とにより高周波焼入による硬化深さを大きくすることが
効果的であり、そのためにCr,Ni 等の合金の添加が考え
られる。しかしこれら合金の添加により高周波焼入れ時
の部品の歪、割れ等が増大し、また鍛造性が著しく損な
われる等、部品の製造性の低下を招く。そこで発明者等
の研究により高周波焼入れにおいては少量の合金の添加
により大きな硬化深さを得られ、これがまた部品の製造
性の低下を殆ど生じないことを発見した。
【００１１】具体的には、Cr：0.30〜0.60％, Ni：0.30
〜0.60％, およびMo：0.03〜0.13％のうち１種ないし２
種以上の合金添加があれば部品製造性を殆ど損なうこと
なく高周波焼入れにおいて必要な硬化深さを得ることが
できる。さらに、Ｎを積極的に添加させることにより、
低温焼もどしされた高周波焼入組織の降伏強度が増加
し、ねじり強度が増加することを知見した。具体的には
0.0100％以上の含有が必要である。
〜0.60％, およびMo：0.03〜0.13％のうち１種ないし２
種以上の合金添加があれば部品製造性を殆ど損なうこと
なく高周波焼入れにおいて必要な硬化深さを得ることが
できる。さらに、Ｎを積極的に添加させることにより、
低温焼もどしされた高周波焼入組織の降伏強度が増加
し、ねじり強度が増加することを知見した。具体的には
0.0100％以上の含有が必要である。
【００１２】第２に、転がり接触疲労強度を向上させる
ために、高周波焼入れされた鋼における鋼中非金属介在
物および不純物元素と転がり接触疲労強度の関係を研究
した。その結果、転がり接触疲労強度に対して最も有害
なものは、粗大な酸化物系介在物とTiＮ介在物であるこ
とを発見した。理想的にはこれら介在物を皆無とすれば
良いが、現在の製鋼技術においては困難であるため、現
在の製鋼技術において最適な方法を検討した。
ために、高周波焼入れされた鋼における鋼中非金属介在
物および不純物元素と転がり接触疲労強度の関係を研究
した。その結果、転がり接触疲労強度に対して最も有害
なものは、粗大な酸化物系介在物とTiＮ介在物であるこ
とを発見した。理想的にはこれら介在物を皆無とすれば
良いが、現在の製鋼技術においては困難であるため、現
在の製鋼技術において最適な方法を検討した。
【００１３】まず粗大な酸化物系介在物の低減には鋼中
Ｏ量を0.0020％以下、望ましくは0.0010％以下とするこ
とと、鋼中Alを0.005 〜0.018 ％とすることが有効であ
ることが判った。鋼中Ｏ量の低減は酸化物系介在物を低
減させ、またAlが0.005 ％より少ないと粗大なSiＯ2 等
の酸化物系介在物が増加し、また、Alが0.018 ％を越え
るとAl2 ０3 等の酸化物系介在物が粗大化する。したが
ってＯ量、Al量の調整により鋼中に含まれる酸化物系介
在物を極力少なく、かつ微細にできる。
Ｏ量を0.0020％以下、望ましくは0.0010％以下とするこ
とと、鋼中Alを0.005 〜0.018 ％とすることが有効であ
ることが判った。鋼中Ｏ量の低減は酸化物系介在物を低
減させ、またAlが0.005 ％より少ないと粗大なSiＯ2 等
の酸化物系介在物が増加し、また、Alが0.018 ％を越え
るとAl2 ０3 等の酸化物系介在物が粗大化する。したが
ってＯ量、Al量の調整により鋼中に含まれる酸化物系介
在物を極力少なく、かつ微細にできる。
【００１４】TiＮ介在物については、従来、機械構造用
鋼においては、殆ど考慮されていないのが現状である
が、不純物としてのTi量を0.0030％以下、望ましくは0.
0015％以下にすることにより、転がり接触疲労強度に対
する悪影響がなくなる。さらに、Ｓ量の低減によるMnＳ
介在物の低減およびＰ量の低減による鋼の結晶粒界強化
も高周波焼入れされた鋼の転がり接触疲労強度の向上に
有効であることを知見した。また、これらの介在物およ
び不純物元素の低減は、同時に鍛造性の向上および高周
波焼入時の割れ低減にも大きな効果があることを知見し
た。
鋼においては、殆ど考慮されていないのが現状である
が、不純物としてのTi量を0.0030％以下、望ましくは0.
0015％以下にすることにより、転がり接触疲労強度に対
する悪影響がなくなる。さらに、Ｓ量の低減によるMnＳ
介在物の低減およびＰ量の低減による鋼の結晶粒界強化
も高周波焼入れされた鋼の転がり接触疲労強度の向上に
有効であることを知見した。また、これらの介在物およ
び不純物元素の低減は、同時に鍛造性の向上および高周
波焼入時の割れ低減にも大きな効果があることを知見し
た。
【００１５】本発明は前記の知見に基ずいて完成された
ものであって、本発明の請求項１は、重量比にして、
Ｃ：0.40〜0.65％，Si：0.01〜0.60％，Mn：0.30〜1.20
％，Ｐ：0.018 ％以下、Ｓ：0.010 ％以下、Al：0.005
〜0.018 ％、Ｎ：0.0100〜0.0250％，Ｏ：0.0020％以
下、Ti：0.0030％以下と, Cr：0.30〜0.60％, Ni：0.30
〜0.60％，Mo：0.03〜0.13％のうち１種ないし２種以上
を含有し、残部Feならびに不純物元素からなることを特
徴とする高強度高周波焼入用鋼である。
ものであって、本発明の請求項１は、重量比にして、
Ｃ：0.40〜0.65％，Si：0.01〜0.60％，Mn：0.30〜1.20
％，Ｐ：0.018 ％以下、Ｓ：0.010 ％以下、Al：0.005
〜0.018 ％、Ｎ：0.0100〜0.0250％，Ｏ：0.0020％以
下、Ti：0.0030％以下と, Cr：0.30〜0.60％, Ni：0.30
〜0.60％，Mo：0.03〜0.13％のうち１種ないし２種以上
を含有し、残部Feならびに不純物元素からなることを特
徴とする高強度高周波焼入用鋼である。
【００１６】つぎに本発明の高周波焼入用鋼の化学成分
限定理由について説明する。 Ｃ：0.40〜0.65％ Ｃは高周波焼入れ硬さおよび内部硬さを得るために必要
な元素であり、所望の高周波焼入れ硬さおよび内部硬さ
を確保するためには、0.40％以上含有させることが必要
である。しかし，0.65％を越えて含有すると、高周波焼
入時に割れが発生し易くなるので、上限を0.65％とし
た。
限定理由について説明する。 Ｃ：0.40〜0.65％ Ｃは高周波焼入れ硬さおよび内部硬さを得るために必要
な元素であり、所望の高周波焼入れ硬さおよび内部硬さ
を確保するためには、0.40％以上含有させることが必要
である。しかし，0.65％を越えて含有すると、高周波焼
入時に割れが発生し易くなるので、上限を0.65％とし
た。
【００１７】Si：0.01〜0.60％ Siは製鋼時の溶鋼の脱酸のために必要な元素であり、充
分な脱酸を得るためには少なくとも0.01％以上含有させ
る必要がある。しかし，0.60％を越えて含有させると、
フェライトを強化し加工性を害し、かつ酸化物系介在物
が増加するので、上限を0.60％とした。
分な脱酸を得るためには少なくとも0.01％以上含有させ
る必要がある。しかし，0.60％を越えて含有させると、
フェライトを強化し加工性を害し、かつ酸化物系介在物
が増加するので、上限を0.60％とした。
【００１８】Mn：0.30〜1.20％ Mnは製鋼時の溶鋼の脱酸に必要な元素である共に、基地
を強化するために必要な元素であって、前記効果を得る
ためには、少なくとも0.30％以上含有させる必要があ
る。しかし，1.20％を越えて含有させると、加工性並び
に被削性が低下し、かつ高周波焼入時に割れが発生し易
くなるので上限を1.20％とした。
を強化するために必要な元素であって、前記効果を得る
ためには、少なくとも0.30％以上含有させる必要があ
る。しかし，1.20％を越えて含有させると、加工性並び
に被削性が低下し、かつ高周波焼入時に割れが発生し易
くなるので上限を1.20％とした。
【００１９】Ｐ：0.018 ％以下 Ｐは粒界に偏析して、高周波焼入部の静的強度をおよび
転がり接触疲労強度を低下させるので、0.018 ％以下に
する必要がある。望ましくは0.015 ％以下とする。
転がり接触疲労強度を低下させるので、0.018 ％以下に
する必要がある。望ましくは0.015 ％以下とする。
【００２０】Ｓ：0.010 ％以下 Ｓは硫化物系介在物を生成し、転がり接触疲労強度と鍛
造性を害するので、その含有量を0.010 ％以下にする必
要がある。
造性を害するので、その含有量を0.010 ％以下にする必
要がある。
【００２１】Cr：0.30〜0.60％ Crは鋼の焼入性を向上させる元素であり高周波焼入にお
ける硬化深さの増大に大きな効果がある。そのために少
なくとも0.30％以上含有させる必要がある。しかし、0.
60％を越えて含有させると鍛造性を低下させるため、上
限を0.60％とした。
ける硬化深さの増大に大きな効果がある。そのために少
なくとも0.30％以上含有させる必要がある。しかし、0.
60％を越えて含有させると鍛造性を低下させるため、上
限を0.60％とした。
【００２２】Ni：0.30〜0.60％ Niは鋼の焼入性と靱性を向上させる元素であり、特に高
周波焼入による硬化深さの増大に大きな効果がある。こ
の効果を得るためには少なくとも0.30％以上含有させる
必要がある。しかし、0.60％を越えて含有させると鍛造
性を低下させるため、上限を0.60％とした。
周波焼入による硬化深さの増大に大きな効果がある。こ
の効果を得るためには少なくとも0.30％以上含有させる
必要がある。しかし、0.60％を越えて含有させると鍛造
性を低下させるため、上限を0.60％とした。
【００２３】Mo：0.03〜0.13％ Moは鋼の焼入性と焼もどし軟化抵抗を向上させる元素で
あり、特に高周波焼入による硬化深さの増大に大きな効
果がある。そのために少なくとも0.03％以上含有させる
必要がある。しかし、0.13％を越えて含有させると鍛造
性を低下させるため、上限を0.13％とした。
あり、特に高周波焼入による硬化深さの増大に大きな効
果がある。そのために少なくとも0.03％以上含有させる
必要がある。しかし、0.13％を越えて含有させると鍛造
性を低下させるため、上限を0.13％とした。
【００２４】Al：0.005 〜0.018 ％ Alは鋼の脱酸に必要な元素であるが、0.005 ％より少な
いと脱酸が不充分となりSiＯ2 等の粗大な酸化物系介在
物が生成する。また、0.018 ％を越えて含有させるとAl
2 Ｏ3 介在物が粗大化して、いずれも転がり接触疲労強
度を低下させるため、その含有量を0.005 〜0.018 ％と
した。
いと脱酸が不充分となりSiＯ2 等の粗大な酸化物系介在
物が生成する。また、0.018 ％を越えて含有させるとAl
2 Ｏ3 介在物が粗大化して、いずれも転がり接触疲労強
度を低下させるため、その含有量を0.005 〜0.018 ％と
した。
【００２５】Ｎ：0.0100〜0.0250％ Ｎは可動転位を固定することにより、降伏点を増加させ
る効果があり、0.0100％以上の含有が必要である。しか
し0.0250％を越えて含有させると加工性を低下させるた
め上限を0.0250％とした。
る効果があり、0.0100％以上の含有が必要である。しか
し0.0250％を越えて含有させると加工性を低下させるた
め上限を0.0250％とした。
【００２６】Ｏ：0.0020％以下 Ｏは酸化物系介在物を生成し、転がり接触疲労強度を低
下させる元素であり極力低減させる必要があり、その含
有量を0.0020％以下とした。望ましくは0.0010％以下と
する。
下させる元素であり極力低減させる必要があり、その含
有量を0.0020％以下とした。望ましくは0.0010％以下と
する。
【００２７】Ti：0.0030％以下 TiはTiＮ介在物を生成し、転がり接触疲労強度を低下さ
せる元素でありその含有量を極力低下させる必要があ
り、その上限を0.0030％とした。望ましくは0.0015％以
下とする。
せる元素でありその含有量を極力低下させる必要があ
り、その上限を0.0030％とした。望ましくは0.0015％以
下とする。
【００２８】
【実施例】次に本発明鋼の特徴を比較鋼および従来鋼と
対比して実施例でもって説明する。表１はこれら供試鋼
の化学成分を示すものである。表１においてＡ〜Ｄ鋼は
本発明鋼である。Ｅ〜Ｌ鋼は比較鋼であって、Ｅ鋼はＰ
およびＳ含有量の高い比較鋼、Ｆ鋼はAl含有量の低い比
較鋼、Ｇ鋼はAl含有量の高い比較鋼, Ｈ鋼はTi含有量の
高い比較鋼, Ｉ鋼はMo含有量の高い比較鋼, Ｊ鋼はNi,C
r およびMo含有量がいずれも低い比較鋼, Ｋ鋼はCr含有
量の高い比較鋼，Ｌ鋼はＮ含有量の低い比較鋼である。
また、Ｍ〜Ｏ鋼は従来鋼であってＭ鋼はJIS S53C 相当
鋼, Ｎ鋼は SCr440 相当鋼、Ｏ鋼はJIS SCM440相当鋼で
ある。
対比して実施例でもって説明する。表１はこれら供試鋼
の化学成分を示すものである。表１においてＡ〜Ｄ鋼は
本発明鋼である。Ｅ〜Ｌ鋼は比較鋼であって、Ｅ鋼はＰ
およびＳ含有量の高い比較鋼、Ｆ鋼はAl含有量の低い比
較鋼、Ｇ鋼はAl含有量の高い比較鋼, Ｈ鋼はTi含有量の
高い比較鋼, Ｉ鋼はMo含有量の高い比較鋼, Ｊ鋼はNi,C
r およびMo含有量がいずれも低い比較鋼, Ｋ鋼はCr含有
量の高い比較鋼，Ｌ鋼はＮ含有量の低い比較鋼である。
また、Ｍ〜Ｏ鋼は従来鋼であってＭ鋼はJIS S53C 相当
鋼, Ｎ鋼は SCr440 相当鋼、Ｏ鋼はJIS SCM440相当鋼で
ある。
【００２９】これら供試鋼について、ねじり強度、高周
波焼入性、転がり接触疲労強度および鍛造性について測
定し、得られた結果を表３に示した。なお、ねじり強度
については、35φの中実試験片を20ＫＨZ で高周波焼入
れした後,180℃で90分焼もどしを行い、ねじり試験機を
用いて破断させた時の最大剪断応力を測定して評価し
た。高周波焼入性については、40φ中実試験片を20ＫＨ
Z で高周波焼入れした後、180 ℃で90分の焼もどしを行
い、表面からの硬さ分布を測定し、有効硬化深さを求
め、高周波焼入性とした。
波焼入性、転がり接触疲労強度および鍛造性について測
定し、得られた結果を表３に示した。なお、ねじり強度
については、35φの中実試験片を20ＫＨZ で高周波焼入
れした後,180℃で90分焼もどしを行い、ねじり試験機を
用いて破断させた時の最大剪断応力を測定して評価し
た。高周波焼入性については、40φ中実試験片を20ＫＨ
Z で高周波焼入れした後、180 ℃で90分の焼もどしを行
い、表面からの硬さ分布を測定し、有効硬化深さを求
め、高周波焼入性とした。
【００３０】転がり接触疲労強度については、60φスラ
スト寿命試験片を高周波焼入、焼もどし処理後、最大ヘ
ルツ応力 560Kgf/mm2 、応力繰り返し数 1500cpm, 潤滑
油中にて試験を行い、剥離までの寿命を累積破損率で整
理し、Ｂ10寿命 (累積破損率10％での寿命）を求め評価
した。鍛造性については、高さ／径＝ 1.5の円柱試験片
を冷間で両端拘束据え込み試験を実施し、50％の試験片
に割れが発生する据え込み率を限界据込率として評価し
た。
スト寿命試験片を高周波焼入、焼もどし処理後、最大ヘ
ルツ応力 560Kgf/mm2 、応力繰り返し数 1500cpm, 潤滑
油中にて試験を行い、剥離までの寿命を累積破損率で整
理し、Ｂ10寿命 (累積破損率10％での寿命）を求め評価
した。鍛造性については、高さ／径＝ 1.5の円柱試験片
を冷間で両端拘束据え込み試験を実施し、50％の試験片
に割れが発生する据え込み率を限界据込率として評価し
た。
【００３１】表３から明らかなように、比較鋼であるＥ
鋼はＢ10寿命が 1.40 ×107,限界据込率が45％であっ
て、転がり接触疲労強度および鍛造性において劣ってお
り、Ｆ鋼はＥ鋼と同様にＢ10寿命が 0.85 ×107,限界据
込率が40％と、転がり接触疲労強度および鍛造性が劣っ
ており、Ｇ、Ｈ鋼は高周波焼入性については良好である
がＢ10寿命が 0.90 〜1.20×107,限界据込率が40〜45％
と、転がり接触疲労強度、鍛造性が劣っており、Ｉ鋼は
ねじり強度、高周波焼入性及び転がり接触疲労強度につ
いては優れているが、限界据込率が30％と鍛造性が低
く、Ｊ鋼は鍛造性については良好であるが、最大剪断応
力が1500Ｎ／mm2,有効硬化深さが5.3mm,Ｂ10寿命が2.00
×107 と、ねじり強度、高周波焼入性及び転がり接触疲
労強度が劣り、Ｋ鋼はＪ鋼とは逆にねじり強度、高周波
焼入性及び転がり接触疲労強度が良好であるが、限界据
込率が30％と鍛造性が劣っており、Ｌ鋼は高周波焼入
性、鍛造性については優れているが、最大剪断応力が17
00Ｎ／mm2,有効硬化深さが3.80mmとねじり強度、転がり
接触疲労強度が劣る。
鋼はＢ10寿命が 1.40 ×107,限界据込率が45％であっ
て、転がり接触疲労強度および鍛造性において劣ってお
り、Ｆ鋼はＥ鋼と同様にＢ10寿命が 0.85 ×107,限界据
込率が40％と、転がり接触疲労強度および鍛造性が劣っ
ており、Ｇ、Ｈ鋼は高周波焼入性については良好である
がＢ10寿命が 0.90 〜1.20×107,限界据込率が40〜45％
と、転がり接触疲労強度、鍛造性が劣っており、Ｉ鋼は
ねじり強度、高周波焼入性及び転がり接触疲労強度につ
いては優れているが、限界据込率が30％と鍛造性が低
く、Ｊ鋼は鍛造性については良好であるが、最大剪断応
力が1500Ｎ／mm2,有効硬化深さが5.3mm,Ｂ10寿命が2.00
×107 と、ねじり強度、高周波焼入性及び転がり接触疲
労強度が劣り、Ｋ鋼はＪ鋼とは逆にねじり強度、高周波
焼入性及び転がり接触疲労強度が良好であるが、限界据
込率が30％と鍛造性が劣っており、Ｌ鋼は高周波焼入
性、鍛造性については優れているが、最大剪断応力が17
00Ｎ／mm2,有効硬化深さが3.80mmとねじり強度、転がり
接触疲労強度が劣る。
【００３２】また、従来鋼であるＭ鋼はＪ鋼と同様に鍛
造性については良好であるが、ねじり強度、高周波焼入
性及び転がり接触疲労強が劣り、Ｎ鋼は高周波焼入性、
転がり接触疲労強度および鍛造性に劣り、Ｏ鋼は転がり
接触疲労強度、鍛造性について劣る。これら比較鋼、従
来鋼に対して、本発明鋼であるＡ〜Ｄ鋼は最大剪断応力
が2100〜2200Ｎ／mm2 、有効硬化深さが10.3〜10.8mm、
Ｂ10寿命が4.00〜5.30×107,限界据込率が55〜60％と、
ねじり強度、高周波焼入性、転がり接触疲労強度及び鍛
造性の何れについても優れており、本発明鋼が優れた特
性を有する事が明らかになった。
造性については良好であるが、ねじり強度、高周波焼入
性及び転がり接触疲労強が劣り、Ｎ鋼は高周波焼入性、
転がり接触疲労強度および鍛造性に劣り、Ｏ鋼は転がり
接触疲労強度、鍛造性について劣る。これら比較鋼、従
来鋼に対して、本発明鋼であるＡ〜Ｄ鋼は最大剪断応力
が2100〜2200Ｎ／mm2 、有効硬化深さが10.3〜10.8mm、
Ｂ10寿命が4.00〜5.30×107,限界据込率が55〜60％と、
ねじり強度、高周波焼入性、転がり接触疲労強度及び鍛
造性の何れについても優れており、本発明鋼が優れた特
性を有する事が明らかになった。
【００３３】
【発明の効果】本発明鋼は上述の如く、等速ジョイント
のアウタ−レ−ス、変速ギヤ等の自動車用等の高周波焼
入部品に対して要求される高強度化、耐久性の向上、軽
量化等の要請に対して、Cr,Ni,Moを適量添加すると共に
Ｎを積極添加し、さらに鋼中の非金属介在物、不純物元
素の含有量を大幅に低減することにより、高周波焼入れ
時の部品の歪、焼き割れの発生を抑制し、かつ鍛造性等
の製造性を損なう事なく、ねじり強度等の静的強度の向
上と、高周波焼入性、転がり接触疲労強度を改善した高
強度高周波焼入用鋼であって極めて有用な鋼である。
のアウタ−レ−ス、変速ギヤ等の自動車用等の高周波焼
入部品に対して要求される高強度化、耐久性の向上、軽
量化等の要請に対して、Cr,Ni,Moを適量添加すると共に
Ｎを積極添加し、さらに鋼中の非金属介在物、不純物元
素の含有量を大幅に低減することにより、高周波焼入れ
時の部品の歪、焼き割れの発生を抑制し、かつ鍛造性等
の製造性を損なう事なく、ねじり強度等の静的強度の向
上と、高周波焼入性、転がり接触疲労強度を改善した高
強度高周波焼入用鋼であって極めて有用な鋼である。
【表１】
【表２】
【表３】
Claims (1)
- 【請求項１】重量比にして、Ｃ：0.40〜0.65％，Si：0.
01〜0.60％，Mn：0.30〜1.20％，Ｐ：0.018 ％以下、
Ｓ：0.010 ％以下、Al：0.005 〜0.018 ％、Ｎ：0.0100
〜0.0250％，Ｏ：0.0020％以下、Ti：0.0030％以下と,
Cr：0.30〜0.60％, Ni：0.30〜0.60％，Mo：0.03〜0.13
％のうち１種ないし２種以上を含有し、残部Feならびに
不純物元素からなることを特徴とする高強度高周波焼入
用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272286A JPH0693374A (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 高強度高周波焼入用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4272286A JPH0693374A (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 高強度高周波焼入用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0693374A true JPH0693374A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=17511744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4272286A Pending JPH0693374A (ja) | 1992-09-16 | 1992-09-16 | 高強度高周波焼入用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693374A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0902094A1 (fr) * | 1997-09-12 | 1999-03-17 | Ascometal | Procédé de fabrication d'une pièce de mécanique en acier comportant au moins une partie durcie superficiellement par un traitement de trempe par induction et pièce obtenue |
-
1992
- 1992-09-16 JP JP4272286A patent/JPH0693374A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0902094A1 (fr) * | 1997-09-12 | 1999-03-17 | Ascometal | Procédé de fabrication d'une pièce de mécanique en acier comportant au moins une partie durcie superficiellement par un traitement de trempe par induction et pièce obtenue |
| FR2768435A1 (fr) * | 1997-09-12 | 1999-03-19 | Ascometal Sa | Procede de fabrication d'une piece de mecanique en acier comportant au moins une partie durcie superficiellement par un traitement de trempe par induction, et piece obtenue |
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