JPH08277437A - 高強度・高靭性熱間鍛造用非調質鋼とその鍛造品の製造方法 - Google Patents
高強度・高靭性熱間鍛造用非調質鋼とその鍛造品の製造方法Info
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- JPH08277437A JPH08277437A JP8288895A JP8288895A JPH08277437A JP H08277437 A JPH08277437 A JP H08277437A JP 8288895 A JP8288895 A JP 8288895A JP 8288895 A JP8288895 A JP 8288895A JP H08277437 A JPH08277437 A JP H08277437A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱間鍛造後の空冷によって、引張強さ９０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 以上、上記シャルピー衝撃値４．５ｋｇｆ
・ｍ／ｃｍ2 以上が得られる高強度・鋼靭性熱間鍛造用
非調質鋼とその鍛造品の製造方法を提供する。 【構成】 重量％でＣ：0.05〜0.3 ％，Ｓｉ：0.05〜１
％，Ｍｎ：0.3 〜5.0 ％，Ｃｒ：0.3 〜３％，Ｎｂ：0.
01〜0.3 ％，Ｔｉ：0.01〜0.05％，Ｂ：0.0003〜0.005
％，Ａｌ：0.005 〜0.06％，Ｎ：0.008 ％以下（０％を
含まない）を含有し、且つ−１５．３Ｃ（％）＋１．６
Ｍｎ（％）＋２．０Ｃｒ（％）≧２．０を満足し、残部
がＦｅおよび不可避的不純物元素からなり、熱間鍛造後
の空冷により得られる組織がベイナイトとマルテンサイ
トの混合組織であるか、或はベイナイト組織であると共
に、ラスベイナイトの面積率が５０％以上且つラスベイ
ナイトの間隔が３μｍ以下であることを特徴とする熱間
鍛造非調質鋼である。
ｇｆ／ｍｍ2 以上、上記シャルピー衝撃値４．５ｋｇｆ
・ｍ／ｃｍ2 以上が得られる高強度・鋼靭性熱間鍛造用
非調質鋼とその鍛造品の製造方法を提供する。 【構成】 重量％でＣ：0.05〜0.3 ％，Ｓｉ：0.05〜１
％，Ｍｎ：0.3 〜5.0 ％，Ｃｒ：0.3 〜３％，Ｎｂ：0.
01〜0.3 ％，Ｔｉ：0.01〜0.05％，Ｂ：0.0003〜0.005
％，Ａｌ：0.005 〜0.06％，Ｎ：0.008 ％以下（０％を
含まない）を含有し、且つ−１５．３Ｃ（％）＋１．６
Ｍｎ（％）＋２．０Ｃｒ（％）≧２．０を満足し、残部
がＦｅおよび不可避的不純物元素からなり、熱間鍛造後
の空冷により得られる組織がベイナイトとマルテンサイ
トの混合組織であるか、或はベイナイト組織であると共
に、ラスベイナイトの面積率が５０％以上且つラスベイ
ナイトの間隔が３μｍ以下であることを特徴とする熱間
鍛造非調質鋼である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間鍛造後に焼入れ・
焼戻し等の熱処理を行わなくとも、熱間鍛造ままで自動
車や建設機械等の部品として用いることができる高強度
・高靭性熱間鍛造用非調質鋼及びその鍛造品の製造方法
に関するものである。
焼戻し等の熱処理を行わなくとも、熱間鍛造ままで自動
車や建設機械等の部品として用いることができる高強度
・高靭性熱間鍛造用非調質鋼及びその鍛造品の製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車や建設機械等に用いられている構
造用部品は、機械構造用炭素鋼や機械構造用合金鋼を素
材としており、上記構造部品を製造するにあたっては、
必要な強度・靭性を付与することを目的として、熱間鍛
造後に焼入れ・焼戻し処理を施すのが一般的である。
造用部品は、機械構造用炭素鋼や機械構造用合金鋼を素
材としており、上記構造部品を製造するにあたっては、
必要な強度・靭性を付与することを目的として、熱間鍛
造後に焼入れ・焼戻し処理を施すのが一般的である。
【０００３】但し、近年では上記焼入れ・焼戻し処理の
様な調質処理に要するエネルギーを節約することや仕掛
かり品の削減を目的として、ＪＩＳ Ｇ ４０５１に規
定された機械構造用炭素鋼やＪＩＳ Ｇ ４１０６に規
定された機械構造用マンガン鋼等に、ＶやＮｂ等の析出
硬化型元素を添加した非調質鋼等が開発されており、自
動車のエンジン部品や足回り部品及び建設機械部品など
に用いられている。
様な調質処理に要するエネルギーを節約することや仕掛
かり品の削減を目的として、ＪＩＳ Ｇ ４０５１に規
定された機械構造用炭素鋼やＪＩＳ Ｇ ４１０６に規
定された機械構造用マンガン鋼等に、ＶやＮｂ等の析出
硬化型元素を添加した非調質鋼等が開発されており、自
動車のエンジン部品や足回り部品及び建設機械部品など
に用いられている。
【０００４】例えば特開昭６２−７４０５５号公報に
は、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｖなどの含有量を特定した鋼を熱間鍛
造後放冷することによって従来の調質鋼と同等の強度と
靭性を有する非調質鋼が開示されており、具体的には引
張強さが６０〜９０ｋｇｆ／ｍｍ2 の強度を示すと共
に、室温における２ｍｍＶノッチのシャルピー衝撃値が
４．５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上である非調質鋼が得られ
ている。但し、該非調質鋼は組織がフェライト・パーラ
イト組織を主体とするものであるから、得られる引張強
さの上限は９０ｋｇｆ／ｍｍ2 程度であった。
は、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｖなどの含有量を特定した鋼を熱間鍛
造後放冷することによって従来の調質鋼と同等の強度と
靭性を有する非調質鋼が開示されており、具体的には引
張強さが６０〜９０ｋｇｆ／ｍｍ2 の強度を示すと共
に、室温における２ｍｍＶノッチのシャルピー衝撃値が
４．５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上である非調質鋼が得られ
ている。但し、該非調質鋼は組織がフェライト・パーラ
イト組織を主体とするものであるから、得られる引張強
さの上限は９０ｋｇｆ／ｍｍ2 程度であった。
【０００５】また特開昭６３−３１２９４９号公報に
は、Ｎｂ添加によりオーステナイト結晶粒を微細化して
高靭性化を図ると共に、熱間鍛造後の組織をマルテンサ
イトまたはベイナイト或いはマルテンサイトとベイナイ
トの混合組織とすることにより高強度と高靭性を同時に
満足する非調質鋼が提案されている。しかしながら該非
調質鋼では、組織をマルテンサイトやベイナイトとする
目的で熱間鍛造後に水冷処理が施されるため、急速な温
度変化により発生する歪や焼割れ等の問題があり改善の
余地を残している。
は、Ｎｂ添加によりオーステナイト結晶粒を微細化して
高靭性化を図ると共に、熱間鍛造後の組織をマルテンサ
イトまたはベイナイト或いはマルテンサイトとベイナイ
トの混合組織とすることにより高強度と高靭性を同時に
満足する非調質鋼が提案されている。しかしながら該非
調質鋼では、組織をマルテンサイトやベイナイトとする
目的で熱間鍛造後に水冷処理が施されるため、急速な温
度変化により発生する歪や焼割れ等の問題があり改善の
余地を残している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
着目してなされたものであって、熱間鍛造後に水冷処理
することなく放冷または衝風冷却等の空冷によってベイ
ナイトとマルテンサイトの混合組織またはベイナイト組
織が得られる非調質鋼であって、引張強さで９０ｋｇｆ
／ｍｍ2 以上の高強度を発揮すると共に、上記シャルピ
ー衝撃値で４．５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上の靭性を有す
る熱間鍛造用非調質鋼とその鍛造品の製造方法を提供し
ようとするものである。
着目してなされたものであって、熱間鍛造後に水冷処理
することなく放冷または衝風冷却等の空冷によってベイ
ナイトとマルテンサイトの混合組織またはベイナイト組
織が得られる非調質鋼であって、引張強さで９０ｋｇｆ
／ｍｍ2 以上の高強度を発揮すると共に、上記シャルピ
ー衝撃値で４．５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上の靭性を有す
る熱間鍛造用非調質鋼とその鍛造品の製造方法を提供し
ようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決した本
発明の熱間鍛造用非調質鋼とは、重量％でＣ：０．０５
〜０．３％，Ｓｉ：０．０５〜１％，Ｍｎ：０．３〜
５．０％，Ｃｒ：０．３〜３％，Ｎｂ：０．０１〜０．
３％，Ｔｉ：０．０１〜０．０５％，Ｂ：０．０００３
〜０．００５％，Ａｌ：０．００５〜０．０６％，Ｎ：
０．００８％以下（０％を含まない）を含有し、且つ−
１５．３Ｃ（％）＋１．６Ｍｎ（％）＋２．０Ｃｒ
（％）≧２．０を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不
純物元素からなり、熱間鍛造後の空冷により得られる組
織がベイナイトとマルテンサイトの混合組織であるか、
或はベイナイト組織であると共に、ラスベイナイトの面
積率が５０％以上且つラスベイナイトの間隔が３μｍ以
下であることを要旨とするものである。
発明の熱間鍛造用非調質鋼とは、重量％でＣ：０．０５
〜０．３％，Ｓｉ：０．０５〜１％，Ｍｎ：０．３〜
５．０％，Ｃｒ：０．３〜３％，Ｎｂ：０．０１〜０．
３％，Ｔｉ：０．０１〜０．０５％，Ｂ：０．０００３
〜０．００５％，Ａｌ：０．００５〜０．０６％，Ｎ：
０．００８％以下（０％を含まない）を含有し、且つ−
１５．３Ｃ（％）＋１．６Ｍｎ（％）＋２．０Ｃｒ
（％）≧２．０を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不
純物元素からなり、熱間鍛造後の空冷により得られる組
織がベイナイトとマルテンサイトの混合組織であるか、
或はベイナイト組織であると共に、ラスベイナイトの面
積率が５０％以上且つラスベイナイトの間隔が３μｍ以
下であることを要旨とするものである。
【０００８】更に、Ｎｉ：０．２〜３％，Ｍｏ：０．０
５〜１％，Ｖ：０．０３〜０．５％よりなる群から選ば
れる１種以上を含有させることによって、靭性を向上さ
せることが可能である。
５〜１％，Ｖ：０．０３〜０．５％よりなる群から選ば
れる１種以上を含有させることによって、靭性を向上さ
せることが可能である。
【０００９】また、上記熱間鍛造用非調質鋼にＳ：０．
１２％以下（０％を含まない），Ｐｂ：０．３％以下
（０％を含まない），Ｃａ：０．０１％以下（０％を含
まない），Ｔｅ：０．３％以下（０％を含まない），Ｂ
ｉ：０．３％以下（０％を含まない），Ｚｒ：０．１％
以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる１種以
上を含有させれば、被削性を向上させることができる。
１２％以下（０％を含まない），Ｐｂ：０．３％以下
（０％を含まない），Ｃａ：０．０１％以下（０％を含
まない），Ｔｅ：０．３％以下（０％を含まない），Ｂ
ｉ：０．３％以下（０％を含まない），Ｚｒ：０．１％
以下（０％を含まない）よりなる群から選ばれる１種以
上を含有させれば、被削性を向上させることができる。
【００１０】尚、上記熱間鍛造用非調質鋼を用いて鍛造
品を製造するにあたっては、鋼材を１３００℃以下に加
熱して熱間鍛造を開始し、１０００〜１２５０℃で鍛造
を終了して所定の形状に成形加工した後、８００〜３０
０℃の温度範囲を０．１〜５℃／ｓｅｃの速度で冷却す
ることにより、得られる組織をベイナイトとマルテンサ
イトの混合組織とするか、或はベイナイト組織とすると
共に、ラスベイナイトの面積率を５０％以上且つラスベ
イナイトの間隔を３μｍ以下にする方法を採用すること
によって、引張強さが９０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上で、シャ
ルピー衝撃値で４．５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上の高強度
・高靭性を発揮する鍛造品を得ることができる。
品を製造するにあたっては、鋼材を１３００℃以下に加
熱して熱間鍛造を開始し、１０００〜１２５０℃で鍛造
を終了して所定の形状に成形加工した後、８００〜３０
０℃の温度範囲を０．１〜５℃／ｓｅｃの速度で冷却す
ることにより、得られる組織をベイナイトとマルテンサ
イトの混合組織とするか、或はベイナイト組織とすると
共に、ラスベイナイトの面積率を５０％以上且つラスベ
イナイトの間隔を３μｍ以下にする方法を採用すること
によって、引張強さが９０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上で、シャ
ルピー衝撃値で４．５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上の高強度
・高靭性を発揮する鍛造品を得ることができる。
【００１１】
【作用】従来の空冷タイプの非調質鋼は、熱間鍛造後の
空冷により得られる組織がフェライトやパーライトを主
体とする組織であることから、ＶやＮｂの炭化物や窒化
物の析出強化によって強度を向上しても、得られる引張
強さは８５ｋｇｆ／ｍｍ 2 程度であった。
空冷により得られる組織がフェライトやパーライトを主
体とする組織であることから、ＶやＮｂの炭化物や窒化
物の析出強化によって強度を向上しても、得られる引張
強さは８５ｋｇｆ／ｍｍ 2 程度であった。
【００１２】そこで本発明者らは、各種合金化元素を種
々の割合で添加した鋼を用意して、引張試験やシャルピ
ー衝撃試験等を行い研究を重ねた結果、熱間鍛造後の放
冷または衝風冷却によって得られる組織が、ベイナイト
とマルテンサイトの混合組織であるか、或はベイナイト
となる成分組成の組合わせを見出した。さらに上記組織
においてラスベイナイトの面積率が５０％以上であり、
且つラスベイナイトの間隔が３μｍ以下である場合に
は、引張強さが９０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上で、衝撃値４．
５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上の高強度・高靭性を発揮する
ことを見出し、本発明に想到した。
々の割合で添加した鋼を用意して、引張試験やシャルピ
ー衝撃試験等を行い研究を重ねた結果、熱間鍛造後の放
冷または衝風冷却によって得られる組織が、ベイナイト
とマルテンサイトの混合組織であるか、或はベイナイト
となる成分組成の組合わせを見出した。さらに上記組織
においてラスベイナイトの面積率が５０％以上であり、
且つラスベイナイトの間隔が３μｍ以下である場合に
は、引張強さが９０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上で、衝撃値４．
５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上の高強度・高靭性を発揮する
ことを見出し、本発明に想到した。
【００１３】尚、本発明においては、各合金化元素の含
有量を個別に制御するだけでなく、Ｃ，Ｍｎ，Ｃｒの夫
々の量が、下記の条件式 −１５．３Ｃ（％）＋１．６Ｍｎ（％）＋２．０Ｃｒ
（％）≧２．０ を満足する様に調整することが極めて重要である。その
理由は、靭性に悪影響を及ぼすＣ量と、ベイナイト焼入
性に影響を及ぼすＭｎ及びＣｒ量を適正化することによ
りはじめて、熱間鍛造後放冷または衝風冷却によって得
られる組織をラスベイナイト面積率が５０％以上で、且
つラスベイナイトの間隔が３μｍ以下である組織とする
ことができるからである。まず本発明に係る非調質鋼の
化学成分の限定理由について説明する。
有量を個別に制御するだけでなく、Ｃ，Ｍｎ，Ｃｒの夫
々の量が、下記の条件式 −１５．３Ｃ（％）＋１．６Ｍｎ（％）＋２．０Ｃｒ
（％）≧２．０ を満足する様に調整することが極めて重要である。その
理由は、靭性に悪影響を及ぼすＣ量と、ベイナイト焼入
性に影響を及ぼすＭｎ及びＣｒ量を適正化することによ
りはじめて、熱間鍛造後放冷または衝風冷却によって得
られる組織をラスベイナイト面積率が５０％以上で、且
つラスベイナイトの間隔が３μｍ以下である組織とする
ことができるからである。まず本発明に係る非調質鋼の
化学成分の限定理由について説明する。
【００１４】Ｃ：０．０５〜０．３％ Ｃは素材焼入性の確保に有効な元素であり、熱間鍛造後
の冷却過程において組織をベイナイトとマルテンサイト
の混合組織またはベイナイト組織とすると共に、必要な
強度を確保する上で重要な元素である。このためには
０．０５％以上を含有させる必要があるが、多過ぎると
靭性が低下すると共に被削性が大幅に低下するので０．
３を上限とした。尚、好ましい下限値は０．０８％であ
り、０．１％以上であればより望ましい。また好ましい
上限値は０．２５％であり、０．２％以下であればより
望ましい。
の冷却過程において組織をベイナイトとマルテンサイト
の混合組織またはベイナイト組織とすると共に、必要な
強度を確保する上で重要な元素である。このためには
０．０５％以上を含有させる必要があるが、多過ぎると
靭性が低下すると共に被削性が大幅に低下するので０．
３を上限とした。尚、好ましい下限値は０．０８％であ
り、０．１％以上であればより望ましい。また好ましい
上限値は０．２５％であり、０．２％以下であればより
望ましい。
【００１５】Ｓｉ：０．０５〜１％ Ｓｉは溶製時の脱酸に用いられる元素であり、必要な強
度を確保する上でも有効な元素であって、特にマトリッ
クス中に固溶することにより、耐力及び疲労強度を向上
させる。このためには０．０５％以上添加する必要があ
るが、１％以上添加すると被削性が大幅に低下するので
１％を上限とした。尚、好ましい下限値は０．１％であ
り、０．２％以上であればより望ましい。また好ましい
上限値は０．６％であり、０．５％以下であればより望
ましい。
度を確保する上でも有効な元素であって、特にマトリッ
クス中に固溶することにより、耐力及び疲労強度を向上
させる。このためには０．０５％以上添加する必要があ
るが、１％以上添加すると被削性が大幅に低下するので
１％を上限とした。尚、好ましい下限値は０．１％であ
り、０．２％以上であればより望ましい。また好ましい
上限値は０．６％であり、０．５％以下であればより望
ましい。
【００１６】Ｍｎ：０．３〜５．０％ ＭｎはＳｉと同様溶製時の脱酸元素として有効な元素で
ある。しかも焼入性の向上に効果的であり、熱間鍛造後
の冷却過程において組織をベイナイトとマルテンサイト
の混合組織またはベイナイト組織とするために重要な元
素である。素材のＣ量を上記の範囲として引張強さが９
０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の高強度を得るには０．３％以上
添加する必要がある。しかしながら５．０％を超えて添
加すると強度が高くなりすぎ被削性が低下するので５．
０％を上限とした。尚、好ましい下限値は０．７％であ
り、１．０％以上であればより望ましい。また好ましい
上限値は４．０％であり、３．５％以下であればより望
ましい。
ある。しかも焼入性の向上に効果的であり、熱間鍛造後
の冷却過程において組織をベイナイトとマルテンサイト
の混合組織またはベイナイト組織とするために重要な元
素である。素材のＣ量を上記の範囲として引張強さが９
０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の高強度を得るには０．３％以上
添加する必要がある。しかしながら５．０％を超えて添
加すると強度が高くなりすぎ被削性が低下するので５．
０％を上限とした。尚、好ましい下限値は０．７％であ
り、１．０％以上であればより望ましい。また好ましい
上限値は４．０％であり、３．５％以下であればより望
ましい。
【００１７】Ｃｒ：０．３〜３％ ＣｒはＭｎと同様に焼入性の向上に有効な元素であり、
熱間鍛造後の冷却過程において、組織をベイナイトとマ
ルテンサイトの混合組織またはベイナイト組織とするた
めに重要な元素である。素材のＣ量を上記の範囲として
引張強さが９０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の高強度を得るには
０．３％以上添加する必要がある。しかしながら３％を
超えて添加すると強度が高くなりすぎ被削性が低下する
ので３％を上限とした。尚、好ましい下限値は０．７％
であり、１．０％以上であればより望ましい。また好ま
しい上限値は２．０％であり、１．５％以下であればよ
り望ましい。
熱間鍛造後の冷却過程において、組織をベイナイトとマ
ルテンサイトの混合組織またはベイナイト組織とするた
めに重要な元素である。素材のＣ量を上記の範囲として
引張強さが９０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の高強度を得るには
０．３％以上添加する必要がある。しかしながら３％を
超えて添加すると強度が高くなりすぎ被削性が低下する
ので３％を上限とした。尚、好ましい下限値は０．７％
であり、１．０％以上であればより望ましい。また好ま
しい上限値は２．０％であり、１．５％以下であればよ
り望ましい。
【００１８】Ｎｂ：０．０１〜０．３％ Ｎｂは炭化物または窒化物を形成してオーステナイト結
晶粒を微細化するのに効果的な元素である。さらに熱間
鍛造が行なわれる高温域では添加Ｎｂの一部が固溶する
ことにより焼入性が向上し、熱間鍛造後の冷却過程にお
いて、組織をベイナイトとマルテンサイトの混合組織ま
たはベイナイト組織とする上で有効である。この様な効
果を発揮させるには０．０１％以上添加する必要がある
が、０．３％を超えて添加しても上記効果が飽和するの
で０．３％を上限とした。尚、好ましい下限値は０．０
２％であり、０．０２５％以上であればより望ましい。
また好ましい上限値は０．２％であり、０．１％以下で
あればより望ましい。
晶粒を微細化するのに効果的な元素である。さらに熱間
鍛造が行なわれる高温域では添加Ｎｂの一部が固溶する
ことにより焼入性が向上し、熱間鍛造後の冷却過程にお
いて、組織をベイナイトとマルテンサイトの混合組織ま
たはベイナイト組織とする上で有効である。この様な効
果を発揮させるには０．０１％以上添加する必要がある
が、０．３％を超えて添加しても上記効果が飽和するの
で０．３％を上限とした。尚、好ましい下限値は０．０
２％であり、０．０２５％以上であればより望ましい。
また好ましい上限値は０．２％であり、０．１％以下で
あればより望ましい。
【００１９】Ｔｉ：０．０１〜０．０５％ ＴｉはＴｉＮとして窒化物を生成させ、オーステナイト
結晶粒を微細化する効果がある。また、窒素をオーステ
ナイト中で固定し、Ｂ添加による焼入性を向上させるた
めにも添加する必要がある。このためには０．０１％以
上添加する必要があるが、０．０５％を超えて添加して
も効果が飽和するので０．０５％を上限とした。尚、好
ましい下限値は０．０１５％以上であればより望まし
い。また好ましい上限値は０．０４％であり、０．０３
％以下であればより望ましい。
結晶粒を微細化する効果がある。また、窒素をオーステ
ナイト中で固定し、Ｂ添加による焼入性を向上させるた
めにも添加する必要がある。このためには０．０１％以
上添加する必要があるが、０．０５％を超えて添加して
も効果が飽和するので０．０５％を上限とした。尚、好
ましい下限値は０．０１５％以上であればより望まし
い。また好ましい上限値は０．０４％であり、０．０３
％以下であればより望ましい。
【００２０】Ｂ：０．０００３〜０．００５％ Ｂは亜共析鋼において焼入性を向上させ、熱間鍛造後の
冷却過程において、組織をベイナイトとマルテンサイト
の混合組織またはベイナイト組織とするために重要な元
素である。このためには０．０００３％以上添加する必
要があるが、０．００５％を超えて添加しても効果は飽
和するので０．００５％を上限とした。尚、好ましい下
限値は０．０００５％であり、０．００１０％以上であ
ればより望ましい。また好ましい上限値は０．００４％
であり、０．００３％以下であればより望ましい。
冷却過程において、組織をベイナイトとマルテンサイト
の混合組織またはベイナイト組織とするために重要な元
素である。このためには０．０００３％以上添加する必
要があるが、０．００５％を超えて添加しても効果は飽
和するので０．００５％を上限とした。尚、好ましい下
限値は０．０００５％であり、０．００１０％以上であ
ればより望ましい。また好ましい上限値は０．００４％
であり、０．００３％以下であればより望ましい。
【００２１】Ａｌ：０．００５〜０．０６％ Ａｌは溶製時の脱酸元素として有用な元素である。さら
に窒化物を形成してオーステナイト結晶粒を微細化する
のに有効な元素である。このような効果を発揮させるに
は０．００５％以上添加する必要がある。一方多過ぎて
もオーステナイト結晶粒がかえって粗大化するので０．
０６％を上限とした。尚、好ましい下限値は０．０１％
であり、０．０２％以上であればより望ましい。また好
ましい上限値は０．０５％であり、０．０４％以下であ
ればより望ましい。
に窒化物を形成してオーステナイト結晶粒を微細化する
のに有効な元素である。このような効果を発揮させるに
は０．００５％以上添加する必要がある。一方多過ぎて
もオーステナイト結晶粒がかえって粗大化するので０．
０６％を上限とした。尚、好ましい下限値は０．０１％
であり、０．０２％以上であればより望ましい。また好
ましい上限値は０．０５％であり、０．０４％以下であ
ればより望ましい。
【００２２】Ｎ：０．００８％以下（０％を含まない） Ｎは、Ｎｂ，Ｔｉ，Ａｌ等の元素と結び付いて窒化物を
形成し、オーステナイト結晶粒を微細化するのに有効な
元素である。しかしＮの添加量が０．００８％を超える
と、Ｂと結合してＢＮを生成し、Ｂの焼入性向上効果を
阻害するので０．００８％を上限とした。尚、好ましい
上限値は０．００７％であり、０．００５％以下であれ
ばより望ましい。
形成し、オーステナイト結晶粒を微細化するのに有効な
元素である。しかしＮの添加量が０．００８％を超える
と、Ｂと結合してＢＮを生成し、Ｂの焼入性向上効果を
阻害するので０．００８％を上限とした。尚、好ましい
上限値は０．００７％であり、０．００５％以下であれ
ばより望ましい。
【００２３】−１５．３Ｃ（％）＋１．６Ｍｎ（％）＋
２．０Ｃｒ（％）≧２．０ これは熱間鍛造後の冷却過程において、組織をベイナイ
トとマルテンサイトの混合組織またはベイナイト組織と
すると共に、靭性に有害なＣ量を低減し、必要な焼入性
を確保するための条件である。
２．０Ｃｒ（％）≧２．０ これは熱間鍛造後の冷却過程において、組織をベイナイ
トとマルテンサイトの混合組織またはベイナイト組織と
すると共に、靭性に有害なＣ量を低減し、必要な焼入性
を確保するための条件である。
【００２４】−１５．３Ｃ（％）＋１．６Ｍｎ（％）＋
２．０Ｃｒ（％）＜２．０となると初析フェライトやパ
ーライトが生成したり、フェライト地にＭＡ（マルテン
サイト・オーステナイトの混合組織）を含むいわゆるグ
ラニュラーベイナイトが生成したりするため高強度・高
靭性が得られなくなる。或いは、ラスベイナイトが生成
されてもラスベイナイト間隔が大きくなり過ぎ、靭性が
低くなる。従って−１５．３Ｃ（％）＋１．６Ｍｎ
（％）＋２．０Ｃｒ（％）≧２．０とする必要がある。
２．０Ｃｒ（％）＜２．０となると初析フェライトやパ
ーライトが生成したり、フェライト地にＭＡ（マルテン
サイト・オーステナイトの混合組織）を含むいわゆるグ
ラニュラーベイナイトが生成したりするため高強度・高
靭性が得られなくなる。或いは、ラスベイナイトが生成
されてもラスベイナイト間隔が大きくなり過ぎ、靭性が
低くなる。従って−１５．３Ｃ（％）＋１．６Ｍｎ
（％）＋２．０Ｃｒ（％）≧２．０とする必要がある。
【００２５】本発明に係る非調質鋼は上記の様な化学成
分の組成範囲を満足することにより、引張強さが９０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 以上で、衝撃値４．５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2
以上の高強度・高靭性を発揮するものであるが、さらに
Ｎｉ，Ｍｏ，Ｖのうち１種以上を添加することによって
靭性の向上を図ることができ、またＳ，Ｐｂ，Ｃａ，Ｔ
ｅ，Ｂｉ，Ｚｒよりなる群から選ばれる１種以上を含有
させることにより被削性も向上させることが可能であ
る。
分の組成範囲を満足することにより、引張強さが９０ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 以上で、衝撃値４．５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2
以上の高強度・高靭性を発揮するものであるが、さらに
Ｎｉ，Ｍｏ，Ｖのうち１種以上を添加することによって
靭性の向上を図ることができ、またＳ，Ｐｂ，Ｃａ，Ｔ
ｅ，Ｂｉ，Ｚｒよりなる群から選ばれる１種以上を含有
させることにより被削性も向上させることが可能であ
る。
【００２６】Ｎｉ：０．２〜３％ Ｎｉは良好な焼入性を確保すると共に靭性を向上させる
のに有効な元素である。十分な効果を発揮させるには
０．２％以上添加する必要があるが、３％を超えて添加
しても効果が飽和するので３％を上限とした。尚、好ま
しい下限値は０．２％である。また好ましい上限値は
１．０％であり、０．０８％以下であればより望まし
い。
のに有効な元素である。十分な効果を発揮させるには
０．２％以上添加する必要があるが、３％を超えて添加
しても効果が飽和するので３％を上限とした。尚、好ま
しい下限値は０．２％である。また好ましい上限値は
１．０％であり、０．０８％以下であればより望まし
い。
【００２７】Ｍｏ：０．０５〜１％ ＭｏはＮｉと同様良好な焼入性を確保すると共に靭性を
向上させるのに有効な元素である。このためには０．０
５％以上添加する必要があるが、１％を超えて添加して
も効果が飽和するので１％を上限とした。尚、好ましい
下限値は０．１％であり、０．２％以上であればより望
ましい。また好ましい上限値は０．８％であり、０．６
％以下であればより望ましい。
向上させるのに有効な元素である。このためには０．０
５％以上添加する必要があるが、１％を超えて添加して
も効果が飽和するので１％を上限とした。尚、好ましい
下限値は０．１％であり、０．２％以上であればより望
ましい。また好ましい上限値は０．８％であり、０．６
％以下であればより望ましい。
【００２８】Ｖ：０．０３〜０．５％ Ｖは炭化物または窒化物を形成してオーステナイト結晶
粒を微細化するのに有効な元素であり、さらに強度を向
上させる。このような効果を発揮させるには０．０３％
以上添加する必要があるが、０．５％以上を超えて添加
しても上記の効果が飽和するので０．５％を上限とし
た。尚、好ましい下限値は０．０５％であり、０．１％
以上であればより望ましい。また好ましい上限値は０．
４％であり、０．３５％以下であればより望ましい。
粒を微細化するのに有効な元素であり、さらに強度を向
上させる。このような効果を発揮させるには０．０３％
以上添加する必要があるが、０．５％以上を超えて添加
しても上記の効果が飽和するので０．５％を上限とし
た。尚、好ましい下限値は０．０５％であり、０．１％
以上であればより望ましい。また好ましい上限値は０．
４％であり、０．３５％以下であればより望ましい。
【００２９】Ｓ ：０．１２％以下（０％を含まない） Ｐｂ：０．３％以下（０％を含まない） Ｃａ：０．０１％以下（０％を含まない） Ｔｅ：０．３％以下（０％を含まない） Ｂｉ：０．３％以下（０％を含まない） Ｚｒ：０．１％以下（０％を含まない） Ｓ，Ｐｂ，Ｃａ，Ｔｅ，Ｂｉ，Ｚｒのいずれも被削性の
向上に有用な元素である。但し、Ｓ，Ｐｂ，Ｃａ，Ｔ
ｅ，Ｂｉは多過ぎると靭性を低下させるので各元素の含
有量について以下の通り上限を設定した。即ちＳは０．
１２％以下、Ｐｂは０．３％以下、Ｃａは０．０１％以
下、Ｔｅは０．３％以下、Ｂｉは０．３％以下に制限す
ることが必要である。尚、被削性向上の効果を十分発揮
させるには、ＳまたはＰｂの場合には０．００５％以上
含有させることが望ましく、Ｃａ，Ｔｅ，Ｂｉの場合に
は０．００１％以上含有させることが望ましい。
向上に有用な元素である。但し、Ｓ，Ｐｂ，Ｃａ，Ｔ
ｅ，Ｂｉは多過ぎると靭性を低下させるので各元素の含
有量について以下の通り上限を設定した。即ちＳは０．
１２％以下、Ｐｂは０．３％以下、Ｃａは０．０１％以
下、Ｔｅは０．３％以下、Ｂｉは０．３％以下に制限す
ることが必要である。尚、被削性向上の効果を十分発揮
させるには、ＳまたはＰｂの場合には０．００５％以上
含有させることが望ましく、Ｃａ，Ｔｅ，Ｂｉの場合に
は０．００１％以上含有させることが望ましい。
【００３０】またＺｒはＴｉと同様に加熱時のオーステ
ナイト結晶粒の成長を抑制する元素であり、組織を微細
化して靭性を向上させる上でも有効な元素である。従っ
て０．００１％以上添加することが望ましいが、０．１
％を超えて添加しても効果は飽和するので０．１％を上
限とした。
ナイト結晶粒の成長を抑制する元素であり、組織を微細
化して靭性を向上させる上でも有効な元素である。従っ
て０．００１％以上添加することが望ましいが、０．１
％を超えて添加しても効果は飽和するので０．１％を上
限とした。
【００３１】次に本発明に係る鍛造品の製造方法に関す
る限定理由について説明する。鋼材加熱温度：１３００℃以下 １３００℃以上を超えると粒界酸化を生じやすくなり、
必要以上に結晶粒が粗大化するため、鋼材加熱温度を１
３００℃以下とする。また、鋼材加熱温度の下限値につ
いてはＮｂやＶの溶け込みの問題を発生することから、
１０００℃以上が望ましい。
る限定理由について説明する。鋼材加熱温度：１３００℃以下 １３００℃以上を超えると粒界酸化を生じやすくなり、
必要以上に結晶粒が粗大化するため、鋼材加熱温度を１
３００℃以下とする。また、鋼材加熱温度の下限値につ
いてはＮｂやＶの溶け込みの問題を発生することから、
１０００℃以上が望ましい。
【００３２】鍛造終了温度：１０００〜１２５０℃ １２５０℃を超えた場合は結晶粒が粗大化し、靭性を低
下させる。また、１０００℃以下になるとＮｂやＶが十
分に固溶せず添加しても焼入性向上効果が十分に発揮で
きなくなると共に、変形抵抗が高くなり金型寿命も大幅
に低下するので、鍛造終了温度は１０００〜１２５０℃
とする。
下させる。また、１０００℃以下になるとＮｂやＶが十
分に固溶せず添加しても焼入性向上効果が十分に発揮で
きなくなると共に、変形抵抗が高くなり金型寿命も大幅
に低下するので、鍛造終了温度は１０００〜１２５０℃
とする。
【００３３】熱間鍛造後の冷却条件：８００〜３００℃
の平均冷却速度を０．１〜５℃/sec 本発明の非調質鋼を用いれば、熱間鍛造後、放冷または
衝風冷却を施すことによりベイナイトとマルテンサイト
の混合組織であるか、或はベイナイト組織を得ることが
できる。
の平均冷却速度を０．１〜５℃/sec 本発明の非調質鋼を用いれば、熱間鍛造後、放冷または
衝風冷却を施すことによりベイナイトとマルテンサイト
の混合組織であるか、或はベイナイト組織を得ることが
できる。
【００３４】具体的には、８００〜３００℃の平均冷却
速度を０．１〜５℃/secとすればよい。８００〜３００
℃はベイナイト組織が生成する温度範囲であり、この温
度域における平均冷却速度が０．１℃／ｓｅｃ以下にな
ると初析フェライトやパーライトが生成したり、フェラ
イト地に前記グラニュラーベイナイトが生成したり、ラ
スベイナイトの粗大化した組織となりやすく、微細なラ
スベイナイト組織として高靭性を確保することが困難と
なる。即ち、本発明では微細なラスベイナイト組織の作
用により高強度及び高靭性を得るものであり、ラスベイ
ナイトの面積率は５０％以上、ラスベイナイト間隔は３
μｍ以上であることが必要である。
速度を０．１〜５℃/secとすればよい。８００〜３００
℃はベイナイト組織が生成する温度範囲であり、この温
度域における平均冷却速度が０．１℃／ｓｅｃ以下にな
ると初析フェライトやパーライトが生成したり、フェラ
イト地に前記グラニュラーベイナイトが生成したり、ラ
スベイナイトの粗大化した組織となりやすく、微細なラ
スベイナイト組織として高靭性を確保することが困難と
なる。即ち、本発明では微細なラスベイナイト組織の作
用により高強度及び高靭性を得るものであり、ラスベイ
ナイトの面積率は５０％以上、ラスベイナイト間隔は３
μｍ以上であることが必要である。
【００３５】一方、上記温度域における平均冷却速度が
５℃／ｓｅｃ以上になると、水冷タイプの非調質鋼と同
様に、冷却後に割れや歪みを生じ易くなる。従って本発
明の非調質鋼を用いて鍛造品を製造するにあたっては、
熱間鍛造後の８００〜３００℃の温度域における平均冷
却速度を０．１〜５℃／ｓｅｃとすることが必要であ
る。
５℃／ｓｅｃ以上になると、水冷タイプの非調質鋼と同
様に、冷却後に割れや歪みを生じ易くなる。従って本発
明の非調質鋼を用いて鍛造品を製造するにあたっては、
熱間鍛造後の８００〜３００℃の温度域における平均冷
却速度を０．１〜５℃／ｓｅｃとすることが必要であ
る。
【００３６】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいず
れも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいず
れも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００３７】
【実施例】実施例１ 表１，２に示した化学組成の鋼を５０ｋｇｆＶＩＦ炉で
溶製した後、φ７０ｍｍの丸棒に鍛伸した。該丸棒を２
００ｍｍの長さに切断して、１２５０℃に加熱し、φ５
０ｍｍにまで熱間鍛造した。鍛造終了温度は１１５０℃
であり、鍛造後空冷処理した。得られた鍛造材のＬ方向
のＤ／４部から切削加工によりＪＩＳ４号引張試験片及
びＪＩＳ３号衝撃試験片を採取し、室温にて各々試験を
行なった。試験結果を表３，４に示す。
溶製した後、φ７０ｍｍの丸棒に鍛伸した。該丸棒を２
００ｍｍの長さに切断して、１２５０℃に加熱し、φ５
０ｍｍにまで熱間鍛造した。鍛造終了温度は１１５０℃
であり、鍛造後空冷処理した。得られた鍛造材のＬ方向
のＤ／４部から切削加工によりＪＩＳ４号引張試験片及
びＪＩＳ３号衝撃試験片を採取し、室温にて各々試験を
行なった。試験結果を表３，４に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】表１〜４からも明らかな様に、本発明の成
分組成を満足する本発明鋼Ｎｏ．１〜１１を用いて熱間
鍛造後空冷処理を行なったものは、引張強さが９０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 以上であると共に、シャルピー衝撃値が４．
５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上であり、高強度かつ高靭性で
ある。
分組成を満足する本発明鋼Ｎｏ．１〜１１を用いて熱間
鍛造後空冷処理を行なったものは、引張強さが９０ｋｇ
ｆ／ｍｍ2 以上であると共に、シャルピー衝撃値が４．
５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上であり、高強度かつ高靭性で
ある。
【００４３】比較鋼Ｎｏ．１２〜２１は、Ｃ，Ｍｎ，Ｃ
ｒ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｂのいずれかの含有量が本発明の成分
範囲を外れているものである。Ｃ含有量が少な過ぎる比
較鋼Ｎｏ．１２では引張強さが低く、Ｃ含有量の多過ぎ
る比較鋼Ｎｏ．１３では衝撃値が低い。Ｍｎ含有量の少
な過ぎる比較鋼Ｎｏ．１４では強度不足であり、Ｍｎ含
有量の多過ぎる比較鋼Ｎｏ．１５では靭性が低い。Ｃｒ
含有量の少な過ぎる比較鋼Ｎｏ．１６は強度不足であ
り、Ｃｒ含有量の多過ぎる比較鋼Ｎｏ．１７は強度が高
く衝撃値が低い。Ｎｂ含有量が少な過ぎる比較鋼Ｎｏ．
１８では強度が不足し、Ｎｂ含有量が多い比較鋼Ｎｏ．
１９では、添加効果が飽和している。Ｂ含有量の多過ぎ
る比較鋼Ｎｏ．２０は強度不足であり、Ｂ含有量の多過
ぎる比較鋼Ｎｏ．２１では添加効果が飽和している。Ｎ
ｏ．２２は、本発明の成分範囲は満足するものの、本発
明の条件式を満足しない比較鋼であり、ラスベイナイト
間隔が大きくなり過ぎ、靭性が低い。
ｒ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｂのいずれかの含有量が本発明の成分
範囲を外れているものである。Ｃ含有量が少な過ぎる比
較鋼Ｎｏ．１２では引張強さが低く、Ｃ含有量の多過ぎ
る比較鋼Ｎｏ．１３では衝撃値が低い。Ｍｎ含有量の少
な過ぎる比較鋼Ｎｏ．１４では強度不足であり、Ｍｎ含
有量の多過ぎる比較鋼Ｎｏ．１５では靭性が低い。Ｃｒ
含有量の少な過ぎる比較鋼Ｎｏ．１６は強度不足であ
り、Ｃｒ含有量の多過ぎる比較鋼Ｎｏ．１７は強度が高
く衝撃値が低い。Ｎｂ含有量が少な過ぎる比較鋼Ｎｏ．
１８では強度が不足し、Ｎｂ含有量が多い比較鋼Ｎｏ．
１９では、添加効果が飽和している。Ｂ含有量の多過ぎ
る比較鋼Ｎｏ．２０は強度不足であり、Ｂ含有量の多過
ぎる比較鋼Ｎｏ．２１では添加効果が飽和している。Ｎ
ｏ．２２は、本発明の成分範囲は満足するものの、本発
明の条件式を満足しない比較鋼であり、ラスベイナイト
間隔が大きくなり過ぎ、靭性が低い。
【００４４】また本発明鋼の引張強さは、従来鋼の焼入
れ・焼戻し材であるＮｏ．２３，２４と比較しても同等
またはそれ以上であり、従来の非調質鋼であるＮｏ．２
５と比較すると引張強さに加えて衝撃値も大幅に改善さ
れていることが分かる。
れ・焼戻し材であるＮｏ．２３，２４と比較しても同等
またはそれ以上であり、従来の非調質鋼であるＮｏ．２
５と比較すると引張強さに加えて衝撃値も大幅に改善さ
れていることが分かる。
【００４５】実施例２ 表５に示した化学組成の鋼を５０ｋｇｆＶＩＦ炉で溶製
した後、φ７０ｍｍの丸棒に鍛伸した。該丸棒を２００
ｍｍの長さに切断して、１１５０〜１３５０℃に加熱
し、φ５０ｍｍに熱間鍛造した。鍛造終了温度は１００
０〜１２７０℃であり鍛造後は空冷処理した。得られた
鍛造材のＬ方向のＤ／４部から切削加工によりＪＩＳ４
号引張試験片及びＪＩＳ３号衝撃試験片を採取し、室温
にて各々試験を行なった。試験結果を表６に示す。
した後、φ７０ｍｍの丸棒に鍛伸した。該丸棒を２００
ｍｍの長さに切断して、１１５０〜１３５０℃に加熱
し、φ５０ｍｍに熱間鍛造した。鍛造終了温度は１００
０〜１２７０℃であり鍛造後は空冷処理した。得られた
鍛造材のＬ方向のＤ／４部から切削加工によりＪＩＳ４
号引張試験片及びＪＩＳ３号衝撃試験片を採取し、室温
にて各々試験を行なった。試験結果を表６に示す。
【００４６】
【表５】
【００４７】
【表６】
【００４８】表６から明らかな様に、鋼材加熱温度が１
３００℃以下であると共に、鍛造終了温度が１０００〜
１２５０℃で熱間鍛造を行なった後空冷処理を行なった
Ｎｏ．１〜３は、引張強さ及び衝撃値が共に高い。これ
に対して、鋼材加熱温度または鍛造終了温度が高過ぎる
比較法により得られた鍛造品Ｎｏ．４及びＮｏ．５は、
ラスベイナイト間隔が本発明の範囲外になっており衝撃
値が低い。
３００℃以下であると共に、鍛造終了温度が１０００〜
１２５０℃で熱間鍛造を行なった後空冷処理を行なった
Ｎｏ．１〜３は、引張強さ及び衝撃値が共に高い。これ
に対して、鋼材加熱温度または鍛造終了温度が高過ぎる
比較法により得られた鍛造品Ｎｏ．４及びＮｏ．５は、
ラスベイナイト間隔が本発明の範囲外になっており衝撃
値が低い。
【００４９】実施例３ 表５に示した化学組成の鋼を５０ｋｇｆＶＩＦ炉で溶製
した後、φ７０ｍｍの丸棒に鍛伸した。該丸棒を２００
ｍｍの長さに切断して、１２５０℃に加熱し、φ５０ｍ
ｍに熱間鍛造した。１１５０℃で鍛造を終了した後、８
００〜３００℃における平均冷却速度を０．０５℃／ｓ
ｅｃと０．３８℃／ｓｅｃの２通りで冷却を行なった。
得られた鍛造材のＬ方向のＤ／４部から切削加工により
ＪＩＳ４号引張試験片及びＪＩＳ３号衝撃試験片を採取
し、室温にて各々試験を行なった。試験結果を表７に示
す。
した後、φ７０ｍｍの丸棒に鍛伸した。該丸棒を２００
ｍｍの長さに切断して、１２５０℃に加熱し、φ５０ｍ
ｍに熱間鍛造した。１１５０℃で鍛造を終了した後、８
００〜３００℃における平均冷却速度を０．０５℃／ｓ
ｅｃと０．３８℃／ｓｅｃの２通りで冷却を行なった。
得られた鍛造材のＬ方向のＤ／４部から切削加工により
ＪＩＳ４号引張試験片及びＪＩＳ３号衝撃試験片を採取
し、室温にて各々試験を行なった。試験結果を表７に示
す。
【００５０】
【表７】
【００５１】表７から明らかな様に、８００〜３００℃
における平均冷却速度が本発明範囲の０．３８℃／ｓｅ
ｃである鍛造材は、引張強さ及び衝撃値がいずれも高
い。一方、８００〜３００℃における平均冷却速度が本
発明範囲外である０．０５℃／ｓｅｃである鍛造材は、
ラスベイナイト間隔が本発明の範囲外になっていると共
に、衝撃値は低い。
における平均冷却速度が本発明範囲の０．３８℃／ｓｅ
ｃである鍛造材は、引張強さ及び衝撃値がいずれも高
い。一方、８００〜３００℃における平均冷却速度が本
発明範囲外である０．０５℃／ｓｅｃである鍛造材は、
ラスベイナイト間隔が本発明の範囲外になっていると共
に、衝撃値は低い。
【００５２】また、上記２種類の鍛造材の横断面Ｄ／４
部の組織を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し写真を
撮影した。その結果を図１に示す。比較法により得られ
た鍛造材のベイナイト組織［図１（ａ）］は、ラスベイ
ナイト間隔が広すぎ、本発明法により得られたベイナイ
ト組織［図１（ｂ）］は微細に形成されており、ラスベ
イナイト間隔が３μｍ以下であることが分かる。
部の組織を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察し写真を
撮影した。その結果を図１に示す。比較法により得られ
た鍛造材のベイナイト組織［図１（ａ）］は、ラスベイ
ナイト間隔が広すぎ、本発明法により得られたベイナイ
ト組織［図１（ｂ）］は微細に形成されており、ラスベ
イナイト間隔が３μｍ以下であることが分かる。
【００５３】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、熱間鍛造後に水冷処理することなく放冷または衝風
冷却等の空冷によって、引張強さが９０ｋｇｆ／ｍｍ2
以上の高強度を達成すると共に、上記シャルピー衝撃値
が４．５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上の優れた靭性を有する
熱間鍛造用非調質鋼とその鍛造品の製造方法が提供でき
ることとなった。
で、熱間鍛造後に水冷処理することなく放冷または衝風
冷却等の空冷によって、引張強さが９０ｋｇｆ／ｍｍ2
以上の高強度を達成すると共に、上記シャルピー衝撃値
が４．５ｋｇｆ・ｍ／ｃｍ2 以上の優れた靭性を有する
熱間鍛造用非調質鋼とその鍛造品の製造方法が提供でき
ることとなった。
【図１】ラスベイナイト組織を示す図面代用顕微鏡写真
である。
である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/60 Ｃ２２Ｃ 38/60
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％でＣ ：０．０５〜０．３％，Ｓ
ｉ：０．０５〜１％，Ｍｎ：０．３〜５．０％，Ｃｒ：
０．３〜３％，Ｎｂ：０．０１〜０．３％，Ｔｉ：０．
０１〜０．０５％，Ｂ ：０．０００３〜０．００５
％，Ａｌ：０．００５〜０．０６％，Ｎ ：０．００８
％以下（０％を含まない）を含有し、且つ−１５．３Ｃ
（％）＋１．６Ｍｎ（％）＋２．０Ｃｒ（％）≧２．０
を満足し、残部がＦｅおよび不可避的不純物元素からな
り、 熱間鍛造後の空冷により得られる組織がベイナイトとマ
ルテンサイトの混合組織であるか、或はベイナイト組織
であると共に、ラスベイナイトの面積率が５０％以上且
つラスベイナイトの間隔が３μｍ以下であることを特徴
とする高強度・高靭性熱間鍛造用非調質鋼。 - 【請求項２】 更に、Ｎｉ：０．２〜３％，Ｍｏ：０．
０５〜１％，Ｖ ：０．０３〜０．５％よりなる群から
選ばれる１種以上を含有する請求項１に記載の高強度・
高靭性熱間鍛造用非調質鋼。 - 【請求項３】 更に、Ｓ ：０．１２％以下（０％を含
まない），Ｐｂ：０．３％以下（０％を含まない），Ｃ
ａ：０．０１％以下（０％を含まない），Ｔｅ：０．３
％以下（０％を含まない），Ｂｉ：０．３％以下（０％
を含まない），Ｚｒ：０．１％以下（０％を含まない）
よりなる群から選ばれる１種以上を含有する請求項１ま
たは２に記載の高強度・高靭性熱間鍛造用非調質鋼。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の高強度
・高靭性熱間鍛造用非調質鋼からなる鋼材を１３００℃
以下に加熱して熱間鍛造を開始し、１０００〜１２５０
℃で鍛造を終了して所定の形状に成形加工した後、８０
０〜３００℃の温度範囲を０．１〜５℃／ｓｅｃの速度
で冷却することにより、得られる組織をベイナイトとマ
ルテンサイトの混合組織とするか、或はベイナイト組織
とすると共に、ラスベイナイトの面積率を５０％以上且
つラスベイナイトの間隔を３μｍ以下にしてなることを
特徴とする鍛造品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8288895A JPH08277437A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 高強度・高靭性熱間鍛造用非調質鋼とその鍛造品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8288895A JPH08277437A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 高強度・高靭性熱間鍛造用非調質鋼とその鍛造品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08277437A true JPH08277437A (ja) | 1996-10-22 |
Family
ID=13786818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8288895A Pending JPH08277437A (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 高強度・高靭性熱間鍛造用非調質鋼とその鍛造品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08277437A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000129393A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 被削性に優れたマルテンサイト・ベイナイト型非調質鋼材及びその製造方法 |
| JP2003147480A (ja) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | Nippon Steel Corp | 非調質高強度・高靭性鍛造品およびその製造方法 |
| KR100415653B1 (ko) * | 1996-08-28 | 2004-04-08 | 주식회사 포스코 | 고연성,고강도열간단조용비조질강의제조방법 |
| EP0994197A3 (de) * | 1998-10-13 | 2006-12-20 | Benteler Ag | Stahllegierung |
| JP2010242170A (ja) * | 2009-04-06 | 2010-10-28 | Nippon Steel Corp | 靭性に優れた高強度熱間鍛造非調質鋼及びその製造方法 |
| 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 |
| WO2014148456A1 (ja) * | 2013-03-20 | 2014-09-25 | 愛知製鋼株式会社 | 鍛造部品及びその製造方法、並びにコンロッド |
| KR101717996B1 (ko) * | 2015-12-11 | 2017-03-20 | 주식회사 세아베스틸 | 열간단조 엔진피스톤용 고강도 비조질강 및 그 제조방법 |
| JP2017128795A (ja) * | 2016-01-18 | 2017-07-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 鍛造用鋼及び大型鍛鋼品 |
| WO2017126407A1 (ja) * | 2016-01-18 | 2017-07-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 鍛造用鋼及び大型鍛鋼品 |
| CN112410670A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-26 | 北京交通大学 | 一种贝氏体/马氏体型非调质钢 |
| KR20210156933A (ko) * | 2020-06-18 | 2021-12-28 | 한국재료연구원 | 고강도-고인성 비조질강 및 그의 제조방법 |
| CN114032463A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-02-11 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种高强韧贝氏体非调质钢及其制造方法 |
-
1995
- 1995-04-07 JP JP8288895A patent/JPH08277437A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100415653B1 (ko) * | 1996-08-28 | 2004-04-08 | 주식회사 포스코 | 고연성,고강도열간단조용비조질강의제조방법 |
| EP0994197A3 (de) * | 1998-10-13 | 2006-12-20 | Benteler Ag | Stahllegierung |
| JP2000129393A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 被削性に優れたマルテンサイト・ベイナイト型非調質鋼材及びその製造方法 |
| JP2003147480A (ja) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | Nippon Steel Corp | 非調質高強度・高靭性鍛造品およびその製造方法 |
| JP2010242170A (ja) * | 2009-04-06 | 2010-10-28 | Nippon Steel Corp | 靭性に優れた高強度熱間鍛造非調質鋼及びその製造方法 |
| 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 |
| US10822677B2 (en) | 2013-03-20 | 2020-11-03 | Aichi Steel Corporation | Forged component, method for manufacturing the same, and connecting rod |
| WO2014148456A1 (ja) * | 2013-03-20 | 2014-09-25 | 愛知製鋼株式会社 | 鍛造部品及びその製造方法、並びにコンロッド |
| JP5681333B1 (ja) * | 2013-03-20 | 2015-03-04 | 愛知製鋼株式会社 | 鍛造部品及びその製造方法、並びにコンロッド |
| RU2622472C2 (ru) * | 2013-03-20 | 2017-06-15 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Кованый компонент, способ его изготовления и соединительный шток |
| KR101717996B1 (ko) * | 2015-12-11 | 2017-03-20 | 주식회사 세아베스틸 | 열간단조 엔진피스톤용 고강도 비조질강 및 그 제조방법 |
| WO2017126407A1 (ja) * | 2016-01-18 | 2017-07-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 鍛造用鋼及び大型鍛鋼品 |
| CN108368581A (zh) * | 2016-01-18 | 2018-08-03 | 株式会社神户制钢所 | 锻造用钢和大型钢锻品 |
| JP2017128795A (ja) * | 2016-01-18 | 2017-07-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 鍛造用鋼及び大型鍛鋼品 |
| CN108368581B (zh) * | 2016-01-18 | 2020-12-29 | 株式会社神户制钢所 | 锻造用钢和大型钢锻品 |
| KR20210156933A (ko) * | 2020-06-18 | 2021-12-28 | 한국재료연구원 | 고강도-고인성 비조질강 및 그의 제조방법 |
| CN112410670A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-02-26 | 北京交通大学 | 一种贝氏体/马氏体型非调质钢 |
| CN112410670B (zh) * | 2020-11-18 | 2022-02-01 | 北京交通大学 | 一种贝氏体/马氏体型非调质钢 |
| CN114032463A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-02-11 | 山东钢铁股份有限公司 | 一种高强韧贝氏体非调质钢及其制造方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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