JPH07268538A - 被削性に優れた高靱性非調質鋼 - Google Patents
被削性に優れた高靱性非調質鋼Info
- Publication number
- JPH07268538A JPH07268538A JP8391694A JP8391694A JPH07268538A JP H07268538 A JPH07268538 A JP H07268538A JP 8391694 A JP8391694 A JP 8391694A JP 8391694 A JP8391694 A JP 8391694A JP H07268538 A JPH07268538 A JP H07268538A
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- Japan
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- strength
- treated steel
- steel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 90kgf/mm2(883N/mm2) 以上の強度を有するに
もかかわらず、シャルピー衝撃値6kgfm/cm2(59J/cm2)
以上の良好な靱性およびドリル穿孔性を有する熱間鍛造
用非調質鋼を提供する。 【構成】 重量%で、C:0.04〜0.25% 、Si:0.05 〜1.00
% 、Mn:1.5〜3.0%、Cr:0.5〜2.0%、V:0.05〜0.50% 、A
l:0.010〜0.050%、N:0.01〜0.03% 、Mo:1.0% 以下、Ti:
0.01 〜0.1%、B:0.0005〜0.0030% を含有し、さらにP
b、S、Bi、Se、Teは各々0.02〜0.30% 、あるいはCa:0.
001〜0.01% のいずれかから選択した1種または2種以
上を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなり、下
記数式1を満足することを特徴とする被削性に優れた熱
間鍛造用高靱性非調質鋼。 【数1】215≧294〔C〕+34〔Si〕+53〔Mn〕+35〔Cr〕+8
2〔Mo〕+49〔V〕 【効果】 図1のTi、Bを含有する●印の本発明鋼は、
○印の先願鋼に比し同一強度ではシャルピー衝撃値が向
上している。
もかかわらず、シャルピー衝撃値6kgfm/cm2(59J/cm2)
以上の良好な靱性およびドリル穿孔性を有する熱間鍛造
用非調質鋼を提供する。 【構成】 重量%で、C:0.04〜0.25% 、Si:0.05 〜1.00
% 、Mn:1.5〜3.0%、Cr:0.5〜2.0%、V:0.05〜0.50% 、A
l:0.010〜0.050%、N:0.01〜0.03% 、Mo:1.0% 以下、Ti:
0.01 〜0.1%、B:0.0005〜0.0030% を含有し、さらにP
b、S、Bi、Se、Teは各々0.02〜0.30% 、あるいはCa:0.
001〜0.01% のいずれかから選択した1種または2種以
上を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなり、下
記数式1を満足することを特徴とする被削性に優れた熱
間鍛造用高靱性非調質鋼。 【数1】215≧294〔C〕+34〔Si〕+53〔Mn〕+35〔Cr〕+8
2〔Mo〕+49〔V〕 【効果】 図1のTi、Bを含有する●印の本発明鋼は、
○印の先願鋼に比し同一強度ではシャルピー衝撃値が向
上している。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、被削性に優れた熱間
鍛造用非調質鋼に関し、特に熱間鍛造後に焼入れ焼戻し
等の熱処理を行わずに、十分な強度と靱性を有し、併せ
て良好な被削性を有する非調質鋼に関する。
鍛造用非調質鋼に関し、特に熱間鍛造後に焼入れ焼戻し
等の熱処理を行わずに、十分な強度と靱性を有し、併せ
て良好な被削性を有する非調質鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】各種の構造用部品においては、鍛造加工
後に、焼入れ焼戻し等の調質処理を施し、目的および用
途に応じて必要な強度および靱性になるように調質して
使用されてきたが、この場合、調質処理に多大の熱エネ
ルギーを要することから、調質処理がコスト高となって
製造コストが高くなる。
後に、焼入れ焼戻し等の調質処理を施し、目的および用
途に応じて必要な強度および靱性になるように調質して
使用されてきたが、この場合、調質処理に多大の熱エネ
ルギーを要することから、調質処理がコスト高となって
製造コストが高くなる。
【0003】他方、省エネルギーおよび低コストの観点
から、調質処理を省略できるようにした非調質鋼が開発
され、構造用部品に既に実用化されている。
から、調質処理を省略できるようにした非調質鋼が開発
され、構造用部品に既に実用化されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の熱間
鍛造用非調質鋼では、抗張力については90kgf/mm2(883N
/mm2) 以上の値が比較的容易に得らるものの、靱性につ
いては調質鋼に比較して不足し、また、強度の向上につ
れて被削性が低下するという問題があった。
鍛造用非調質鋼では、抗張力については90kgf/mm2(883N
/mm2) 以上の値が比較的容易に得らるものの、靱性につ
いては調質鋼に比較して不足し、また、強度の向上につ
れて被削性が低下するという問題があった。
【0005】出願人は、かかる問題に対し、靱性を向上
せしめた熱間鍛造用高靱性非調質鋼を開発し、先に出願
(特願平5−173772号)しているが、本発明は、
さらに靱性を保証すると共に被削性の大幅な向上を目的
とするものであって、90kgf/mm2(883N/mm2) 以上の強度
を有するにもかかわらず、良好な靱性およびドリル穿孔
性を有する熱間鍛造用非調質鋼を提供することを目的と
する。
せしめた熱間鍛造用高靱性非調質鋼を開発し、先に出願
(特願平5−173772号)しているが、本発明は、
さらに靱性を保証すると共に被削性の大幅な向上を目的
とするものであって、90kgf/mm2(883N/mm2) 以上の強度
を有するにもかかわらず、良好な靱性およびドリル穿孔
性を有する熱間鍛造用非調質鋼を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、強度につい
てC、Si、Mn、Cr、V、Ti、Bを、靱性につい
てC、Mn、Cr、Vを調整することにより、熱間鍛造
後自然空冷したままで、ベイナイト+フェライトの2相
組織またはベイナイト組織であり、引張り強さ90kgf/mm
2(883N/mm2) 以上でシャルピー衝撃値6kgfm/cm2(59J/c
m2) 以上であり、なおかつ被削性を他の非調質鋼に対し
て15%以上向上させた非調質鋼にある。すなわち、重
量%で、C:0.04〜0.25%、Si:0.05〜
1.00%、Mn:1.5〜3.0%、Cr:0.5〜
2.0%、V:0.05〜0.50%、Al:0.01
0〜0.050%、N:0.01〜0.03%、Mo:
1.0%以下、Ti:0.01〜0.1%、B:0.0
005〜0.0030%を含有し、さらにPb、S、B
i、Se、Teは各々0.02〜0.30%、或いはC
a:0.001〜0.01%のいずれかから選択した1
種または2種以上を含有し、残部Feおよび不可避不純
物からなり、下記数式1を満足することを特徴とする被
削性に優れた熱間鍛造用高靱性非調質鋼にある。
てC、Si、Mn、Cr、V、Ti、Bを、靱性につい
てC、Mn、Cr、Vを調整することにより、熱間鍛造
後自然空冷したままで、ベイナイト+フェライトの2相
組織またはベイナイト組織であり、引張り強さ90kgf/mm
2(883N/mm2) 以上でシャルピー衝撃値6kgfm/cm2(59J/c
m2) 以上であり、なおかつ被削性を他の非調質鋼に対し
て15%以上向上させた非調質鋼にある。すなわち、重
量%で、C:0.04〜0.25%、Si:0.05〜
1.00%、Mn:1.5〜3.0%、Cr:0.5〜
2.0%、V:0.05〜0.50%、Al:0.01
0〜0.050%、N:0.01〜0.03%、Mo:
1.0%以下、Ti:0.01〜0.1%、B:0.0
005〜0.0030%を含有し、さらにPb、S、B
i、Se、Teは各々0.02〜0.30%、或いはC
a:0.001〜0.01%のいずれかから選択した1
種または2種以上を含有し、残部Feおよび不可避不純
物からなり、下記数式1を満足することを特徴とする被
削性に優れた熱間鍛造用高靱性非調質鋼にある。
【0007】
【数1】215≧294〔C〕+34〔Si〕+53〔Mn〕+35〔Cr〕+8
2〔Mo〕+49〔V〕
2〔Mo〕+49〔V〕
【0008】
【作用】この発明は、C、Si、Mn、Cr、Vの成分
範囲の下限を調整し、かつ、さらにTi、Bを添加する
ことにより、引張り強さを90kgf/mm2(883N/mm2) 以上に
高め、強度向上に伴う衝撃値の低下をC、Si、Mn、
Cr、V、Mo、B、Tiを調整し、さらに、被削性の
向上をPb、S、Bi、Se、Te、Caを調整して数
1を満足させて補い,6kgfm/cm2(59J/cm2) 以上のシャ
ルピー衝撃値を保証しながら、被削性を良好にした熱間
鍛造用高靱性非調質鋼を得て自動車の足周り部品や機械
構造物の軽量化を図るものである。このため非調質鋼の
サンプル30種類で重回帰分析を行った結果、6kgfm/c
m2(59J/cm2) 以上のシャルピー衝撃値を確保し、被削性
を良好にするには、数式1を満足する必要のあることを
見いだした。
範囲の下限を調整し、かつ、さらにTi、Bを添加する
ことにより、引張り強さを90kgf/mm2(883N/mm2) 以上に
高め、強度向上に伴う衝撃値の低下をC、Si、Mn、
Cr、V、Mo、B、Tiを調整し、さらに、被削性の
向上をPb、S、Bi、Se、Te、Caを調整して数
1を満足させて補い,6kgfm/cm2(59J/cm2) 以上のシャ
ルピー衝撃値を保証しながら、被削性を良好にした熱間
鍛造用高靱性非調質鋼を得て自動車の足周り部品や機械
構造物の軽量化を図るものである。このため非調質鋼の
サンプル30種類で重回帰分析を行った結果、6kgfm/c
m2(59J/cm2) 以上のシャルピー衝撃値を確保し、被削性
を良好にするには、数式1を満足する必要のあることを
見いだした。
【0009】この発明における被削性に優れた熱間鍛造
用高靱性非調質鋼の成分範囲を限定した理由を以下に述
べる。
用高靱性非調質鋼の成分範囲を限定した理由を以下に述
べる。
【0010】Cは、強度確保に欠かせない元素で、0.
04%未満では強度確保が充分でなく、0.25%を超
えると靱性が低下するので、成分範囲を0.04〜0.
25%とする。
04%未満では強度確保が充分でなく、0.25%を超
えると靱性が低下するので、成分範囲を0.04〜0.
25%とする。
【0011】Siは、溶製時の脱酸剤として必要な元素
であり、また、強度確保に欠かせない元素であり、0.
05%未満では強度確保が充分でなく、1.00%を超
えると靱性が低下するので、成分範囲を0.05〜1.
00%とする。
であり、また、強度確保に欠かせない元素であり、0.
05%未満では強度確保が充分でなく、1.00%を超
えると靱性が低下するので、成分範囲を0.05〜1.
00%とする。
【0012】Mnは、Siと同様に溶製時の脱酸剤とし
て必要な元素であり、また、強度確保に欠かせない元素
であり、さらに靱性確保のために欠かせない元素であ
る。1.5%未満では強度確保および靱性確保が充分で
なく、3.0%を超えると被削性が低下するので、成分
範囲を1.5〜3.0%とする。
て必要な元素であり、また、強度確保に欠かせない元素
であり、さらに靱性確保のために欠かせない元素であ
る。1.5%未満では強度確保および靱性確保が充分で
なく、3.0%を超えると被削性が低下するので、成分
範囲を1.5〜3.0%とする。
【0013】Crは、強度および靱性に確保に欠かせな
い元素で、0.5%未満では強度及び靱性が充分でな
く、2.0%を超えると靱性が低下するので、成分範囲
を0.5〜2.0%とする。
い元素で、0.5%未満では強度及び靱性が充分でな
く、2.0%を超えると靱性が低下するので、成分範囲
を0.5〜2.0%とする。
【0014】Vは、強度および靱性の確保に欠かせない
元素で、0.05%未満では強度および靱性が充分でな
く、0.50%を超えると強度および靱性の向上の効果
は飽和するので、成分範囲を0.05〜0.50%とす
る。
元素で、0.05%未満では強度および靱性が充分でな
く、0.50%を超えると強度および靱性の向上の効果
は飽和するので、成分範囲を0.05〜0.50%とす
る。
【0015】Alは、溶製時の脱酸剤として必要な元素
であり、また、Nと結合してAlNを生成して結晶粒粗
大化防止に効果のある元素である。0.010%未満で
は結晶粒粗大化防止効果が充分でなく、0.050%を
超えると靱性が低下するので、成分範囲を0.010〜
0.050%とする。
であり、また、Nと結合してAlNを生成して結晶粒粗
大化防止に効果のある元素である。0.010%未満で
は結晶粒粗大化防止効果が充分でなく、0.050%を
超えると靱性が低下するので、成分範囲を0.010〜
0.050%とする。
【0016】Nは、強度の向上や上記のようにAlと結
合してAlNを生成して結晶粒粗大化防止に効果のある
元素である。0.01%未満では結晶粒粗大化防止効果
が充分でなく、0.03%を超えると靱性が低下するの
で、成分範囲を0.01〜0.03%とする。
合してAlNを生成して結晶粒粗大化防止に効果のある
元素である。0.01%未満では結晶粒粗大化防止効果
が充分でなく、0.03%を超えると靱性が低下するの
で、成分範囲を0.01〜0.03%とする。
【0017】Moは、強度確保に有効な元素であるが、
1.00%を超えると靱性が低下するので、成分範囲を
1.00%以下とする。
1.00%を超えると靱性が低下するので、成分範囲を
1.00%以下とする。
【0018】Tiは、靱性の確保に欠かせない元素であ
り、またBの効果を発揮させて強度を向上させる元素で
ある。0.01%未満ではその効果が充分でなく、0.
10%を超えても靱性の効果は飽和するので、成分範囲
を0.01〜0.10%とする。
り、またBの効果を発揮させて強度を向上させる元素で
ある。0.01%未満ではその効果が充分でなく、0.
10%を超えても靱性の効果は飽和するので、成分範囲
を0.01〜0.10%とする。
【0019】Bは、Tiと相まって強度向上に欠かせな
い元素で、0.0005未満ではその効果が発揮でき
ず、0.0030%を超えても強度向上の効果は飽和し
靱性も低下するので、成分範囲を0.0005〜0.0
030%とする。
い元素で、0.0005未満ではその効果が発揮でき
ず、0.0030%を超えても強度向上の効果は飽和し
靱性も低下するので、成分範囲を0.0005〜0.0
030%とする。
【0020】Pb、S、Bi、Se、TeおよびCaは
いずれも被削性の向上に効果のある元素である。この発
明ではPb、S、Bi、Se、Teはそれぞれ0.02
〜0.30%の、またCaは0.001〜0.01%の
の範囲で、これらのうち1種又は2種以上を選択して添
加して被削性を向上することができる。Pb、S、B
i、Se、Teは0.02%未満、Caは0.001%
未満では、その効果はない。しかし、Pb、S、Bi、
Se、Teは0.30%をこえて、またCaは0.01
%を超えて添加すると、熱間加工性を低下させるので、
Pb、S、Bi、Se、Teの各元素の上限を0.30
%、Caの上限を0.01%とする。
いずれも被削性の向上に効果のある元素である。この発
明ではPb、S、Bi、Se、Teはそれぞれ0.02
〜0.30%の、またCaは0.001〜0.01%の
の範囲で、これらのうち1種又は2種以上を選択して添
加して被削性を向上することができる。Pb、S、B
i、Se、Teは0.02%未満、Caは0.001%
未満では、その効果はない。しかし、Pb、S、Bi、
Se、Teは0.30%をこえて、またCaは0.01
%を超えて添加すると、熱間加工性を低下させるので、
Pb、S、Bi、Se、Teの各元素の上限を0.30
%、Caの上限を0.01%とする。
【0021】
【表1】
【0022】
【実施例】表1に示す成分を有する鋼を100kg真空溶
解炉において溶製し、1200℃で熱間鍛造した後、自然放
冷したものを供試鋼とした。衝撃試験(JIS3号)、
引張試験(JIS4号)およびドリル穿孔性試験(ドリ
ルとしてSKH51のφ8のJIS標準ドリルを使用
し、荷重686N、回転速度925rpmで10mmの深
さを穿孔させるのに要する時間を測定) を行った。さら
に、表2に試験結果を示す。
解炉において溶製し、1200℃で熱間鍛造した後、自然放
冷したものを供試鋼とした。衝撃試験(JIS3号)、
引張試験(JIS4号)およびドリル穿孔性試験(ドリ
ルとしてSKH51のφ8のJIS標準ドリルを使用
し、荷重686N、回転速度925rpmで10mmの深
さを穿孔させるのに要する時間を測定) を行った。さら
に、表2に試験結果を示す。
【0023】
【表2】
【0024】表1において、供試鋼のA〜Jは本発明鋼
であり、供試鋼のK〜Lは比較鋼である。
であり、供試鋼のK〜Lは比較鋼である。
【0025】比較鋼NはC成分が本発明の規定値を超え
ており、数式1の計算値が本発明の規定値を超えてお
り、衝撃値が不足である。供試鋼Lは数式1の計算値が
本発明の規定値を超えており、衝撃値が不足である。供
試鋼MはTiおよびBが無添加であり、強度が不足であ
る。供試鋼Nは快削性元素が無添加で、ドリル穿孔性の
比較材である。
ており、数式1の計算値が本発明の規定値を超えてお
り、衝撃値が不足である。供試鋼Lは数式1の計算値が
本発明の規定値を超えており、衝撃値が不足である。供
試鋼MはTiおよびBが無添加であり、強度が不足であ
る。供試鋼Nは快削性元素が無添加で、ドリル穿孔性の
比較材である。
【0026】図1に引張り強さとシャルピー衝撃値の実
績値を示す。図中の○印は本発明鋼のデータプロットで
あり、●印は先に出願した特願平5−13772号の発
明鋼のデータプロットである。なお、実線は○印の最小
2乗法による近似直線であり、破線は●印の最小2乗法
による近似直線である。これより、Ti、B添加によ
り、同一強度で比較した場合、シャルピー衝撃値は、T
i、B無添加のものより向上していることが認められ
る。
績値を示す。図中の○印は本発明鋼のデータプロットで
あり、●印は先に出願した特願平5−13772号の発
明鋼のデータプロットである。なお、実線は○印の最小
2乗法による近似直線であり、破線は●印の最小2乗法
による近似直線である。これより、Ti、B添加によ
り、同一強度で比較した場合、シャルピー衝撃値は、T
i、B無添加のものより向上していることが認められ
る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明の非調質鋼
は、引張り強さ90kgf/mm2(883N/mm2) 以上でありながら
衝撃値は6kgfm/cm2(59J/cm2) 以上の値を示し、従来の
非調質鋼と較べて引張り強さに対する衝撃値の低下比が
小さく、かつ、従来の非調質鋼に比し被削性が15%以
上も向上している。このように、この発明鋼は強度およ
び衝撃値も高く、かつ被削性に優れているので、この発
明の非調質鋼を自動車の足周り部品その他の機械構造品
に使用するならば、これらの部品の加工が容易でかつ部
品の軽量化を図ることができるという、この発明の非調
質鋼は従来のものにない優れた効果を有する。
は、引張り強さ90kgf/mm2(883N/mm2) 以上でありながら
衝撃値は6kgfm/cm2(59J/cm2) 以上の値を示し、従来の
非調質鋼と較べて引張り強さに対する衝撃値の低下比が
小さく、かつ、従来の非調質鋼に比し被削性が15%以
上も向上している。このように、この発明鋼は強度およ
び衝撃値も高く、かつ被削性に優れているので、この発
明の非調質鋼を自動車の足周り部品その他の機械構造品
に使用するならば、これらの部品の加工が容易でかつ部
品の軽量化を図ることができるという、この発明の非調
質鋼は従来のものにない優れた効果を有する。
【図1】引張強さとシャルピー衝撃値の実績値を本発明
鋼と先願鋼を対比して示す図である。
鋼と先願鋼を対比して示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 重量%で、C:0.04〜0.25%、
Si:0.05〜1.00%、Mn:1.5〜3.0
%、Cr:0.5〜2.0%、V:0.05〜0.50
%、Al:0.010〜0.050%、N:0.01〜
0.03%、Mo:1.0%以下、Ti:0.01〜
0.1%、B:0.0005〜0.0030%を含有
し、さらにPb、S、Bi、Se、Teは各々0.02
〜0.30%、あるいはCa:0.001〜0.01%
のいずれかから選択した1種または2種以上を含有し、
残部Feおよび不可避不純物からなり、下記数式1を満
足することを特徴とする被削性に優れた熱間鍛造用高靱
性非調質鋼。 【数1】215≧294〔C〕+34〔Si〕+53〔Mn〕+35〔Cr〕+8
2〔Mo〕+49〔V〕
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8391694A JPH07268538A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 被削性に優れた高靱性非調質鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8391694A JPH07268538A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 被削性に優れた高靱性非調質鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07268538A true JPH07268538A (ja) | 1995-10-17 |
Family
ID=13815931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8391694A Pending JPH07268538A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 被削性に優れた高靱性非調質鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07268538A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5922145A (en) * | 1996-11-25 | 1999-07-13 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Steel products excellent in machinability and machined steel parts |
| KR20010048426A (ko) * | 1999-11-26 | 2001-06-15 | 이계안 | 앞차축 빔용 저 탄소계 고인성 비조질강 단조품 |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP8391694A patent/JPH07268538A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5922145A (en) * | 1996-11-25 | 1999-07-13 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Steel products excellent in machinability and machined steel parts |
| KR20010048426A (ko) * | 1999-11-26 | 2001-06-15 | 이계안 | 앞차축 빔용 저 탄소계 고인성 비조질강 단조품 |
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