JPH09176786A - High strength / low ductility non-heat treated steel - Google Patents

High strength / low ductility non-heat treated steel

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JPH09176786A
JPH09176786A JP33865095A JP33865095A JPH09176786A JP H09176786 A JPH09176786 A JP H09176786A JP 33865095 A JP33865095 A JP 33865095A JP 33865095 A JP33865095 A JP 33865095A JP H09176786 A JPH09176786 A JP H09176786A
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JP
Japan
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less
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connecting rod
strength
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Application number
JP33865095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Uno
光男 宇野
Masaki Sakamoto
雅紀 坂本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高い強度を有し、低延性で常温分割加工が可能
でその分割破面がフラットな脆性破面を呈する、コンロ
ッド用鋼として好適な鋼の提供。 【解決手段】C:0.20〜1.20%、Si≦1.5
0%、Mn:0.30〜2.00%、P≦0.15%、
S≦0.10%、Cu≦0.20%、Ni≦0.50
%、Cr:0.02〜2.00%、Mo≦0.50%、
V≦0.50%、Nb≦0.17%、Ti≦0.20
%、B≦0.0100%、Al≦0.100%、N≦
0.030%、Pb≦0.30%、並びにAs≦0.0
5%、Sb≦0.05%及びSn≦0.05%のうちの
1種以上を総量で0.03%以上含有し、残部はFe及
び不可避不純物からなり、C+(Si/10)+(Mn
/5)+(5Cr/22)+1.65V−(5S/7)
−0.8≧0である高強度・低延性非調質鋼。なお式中
の元素記号は当該元素の重量%での含有量を表す。
(57) Abstract: [PROBLEMS] To provide a steel suitable for a connecting rod, which has high strength, low ductility, can be split at room temperature, and has a brittle fracture surface with a flat fracture surface. SOLUTION: C: 0.20 to 1.20%, Si ≦ 1.5
0%, Mn: 0.30 to 2.00%, P ≦ 0.15%,
S ≦ 0.10%, Cu ≦ 0.20%, Ni ≦ 0.50
%, Cr: 0.02 to 2.00%, Mo ≦ 0.50%,
V ≦ 0.50%, Nb ≦ 0.17%, Ti ≦ 0.20
%, B ≦ 0.0100%, Al ≦ 0.100%, N ≦
0.030%, Pb ≦ 0.30%, and As ≦ 0.0
5%, Sb ≤ 0.05% and Sn ≤ 0.05% in a total amount of 0.03% or more, with the balance being Fe and inevitable impurities, and C + (Si / 10) + ( Mn
/5)+(5Cr/22)+1.65V-(5S/7)
High-strength, low-ductility non-heat treated steel with -0.8≥0. The symbol of the element in the formula represents the content of the element in% by weight.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度・低延性非
調質鋼に関し、より詳しくは、高い強度が要求されるも
のの延性は必要とせず、むしろ常温での冷間分割加工が
可能でその破断面がフラットな脆性破面を呈し、自動車
エンジンのコネクティングロッドやコネクティングロッ
ドキャップ用鋼として好適な高強度・低延性非調質鋼に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-strength, low-ductility non-heat treated steel, and more specifically, it requires high strength but does not require ductility, and rather can be cold split at room temperature. The present invention relates to a high-strength, low-ductility non-heat treated steel which has a flat brittle fracture surface and is suitable as a steel for connecting rods and connecting rod caps of automobile engines.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車エンジンなどの部品である図1に
示すコネクティングロッド(通称コンロッド)本体1及
びコネクティングロッドキャプ(通称コンロッドキャッ
プ)2は、従来、別の工程で熱間鍛造された後で焼入れ
焼戻しの調質処理を施され、次いで、機械加工によるボ
ルト穴の加工と仕上げ整形加工を受け、その後でボルト
3によって形状の複雑なクランクシャフトに結合・組み
立てられていた。
2. Description of the Related Art A connecting rod (commonly known as connecting rod) body 1 and a connecting rod cap (commonly known as connecting rod cap) 2 shown in FIG. 1 which are parts of an automobile engine or the like are conventionally hardened after hot forging in another process. After being tempered, it was subjected to bolt hole machining and finish shaping by machining, and then joined and assembled by a bolt 3 to a crankshaft having a complicated shape.

【0003】しかしながら、最近、厳しい経済情勢を反
映して、各種自動車部品の製造コスト低減の動きが活発
化しており、この動きはエンジン部品においても例外で
はなくなってきている。
However, recently, reflecting the severe economic situation, the movement for reducing the manufacturing cost of various automobile parts has become active, and this movement is no exception in engine parts.

【0004】このため、前記のコネクティングロッド本
体1及びコネクティングロッドキャプ2に関しては、製
造コスト低減対策として、両者を熱間鍛造にて一体成形
しこれに焼入れ焼戻しの熱処理を施すか、あるいは熱間
鍛造後放冷し、その後でコネクティングロッド本体1及
びコネクティングロッドキャプ2に分割し、接合部(接
合面どうし)に対する仕上げ整形のための機械加工は施
すことなく、ボルト3でクランクシャフトに結合して組
み立てるという方法が検討されている。この方法では、
ボルト穴の加工は前記の一体成形材を分割する前あるい
は後に行う。
For this reason, the connecting rod body 1 and the connecting rod cap 2 are integrally formed by hot forging and subjected to heat treatment such as quenching and tempering, or hot forging, as a measure for reducing the manufacturing cost. After cooling, it is divided into a connecting rod body 1 and a connecting rod cap 2, and the joints (joining surfaces) are not machined for finishing shaping, and are assembled to the crankshaft with bolts 3 for assembly. That method is being considered. in this way,
The processing of the bolt holes is performed before or after dividing the integrally molded material.

【0005】上記の一体成形したコネクティングロッド
本体1及びコネクティングロッドキャプ2を分割する方
法としては、例えば治具を挿入することによって図1中
に矢印で示した方向に働く力を与えて分割する方法が考
えられる。この方法ではコネクティングロッド本体1及
びコネクティングロッドキャプ2に分割した分割面をフ
ラットにすることが極めて重要となる。
As a method of dividing the integrally formed connecting rod body 1 and the connecting rod cap 2 described above, for example, a jig is inserted to give a force acting in the direction shown by the arrow in FIG. 1 to divide the connecting rod body 1 and the connecting rod cap 2. Can be considered. In this method, it is extremely important to flatten the dividing surface divided into the connecting rod body 1 and the connecting rod cap 2.

【0006】しかしながら、従来使用されてきた鋼(J
IS規格のS45CやS48C相当鋼など)をそのまま
用いて熱間鍛造で一体成形し、その後常温でコネクティ
ングロッド本体1及びコネクティングロッドキャプ2に
分割すると、分割面がアメやガムを千切ったような所謂
「延性破断面」となってフラットな「脆性破面」が得ら
れず、機械加工による仕上げ整形加工を行わなければな
らないという問題がある。上記の分割を低温(例えば液
体窒素温度)で行えば脆性破壊が生じて容易にフラット
な脆性破面が得られるが、大量の製品が流れる実操業ラ
インにおいて低温状態とすることは技術的に容易ではな
く、更に設備を建設し維持する費用が嵩むため必ずしも
コスト低減には結びつかないといった問題がある。
However, the steel (J
If it is integrally formed by hot forging using IS standard S45C or S48C equivalent steel etc. as it is, and then is divided into the connecting rod body 1 and the connecting rod cap 2 at room temperature, the dividing surface looks like a candy or gum is cut into pieces. There is a problem that a so-called "ductile fracture surface" cannot be obtained and a flat "brittle fracture surface" cannot be obtained, and a finish shaping process by machining must be performed. If the above division is performed at a low temperature (for example, liquid nitrogen temperature), brittle fracture occurs and a flat brittle fracture surface can be easily obtained, but it is technically easy to keep the temperature low in an actual operation line where a large amount of products flow. However, there is a problem that the cost for constructing and maintaining the equipment will increase, which does not necessarily lead to cost reduction.

【0007】一方、熱間鍛造で一体成形した後の熱処理
はコストが嵩むため、熱処理を省略できる新しいタイプ
の鋼に対する要望も生じている。
On the other hand, since the heat treatment after integrally forming by hot forging is costly, there is a demand for a new type of steel in which the heat treatment can be omitted.

【0008】熱間圧延や熱間鍛造後に行う熱処理として
の調質処理を省略できる非調質鋼としては、例えば特開
平5−195140号公報に「非調質高強度鋼」が提案
されている。しかし、この公報に記載された非調質鋼
は、連続鋳造時にブルーム表面に生ずる割れを防止した
タイプの高強度非調質鋼である。そのため、上記の提案
鋼をコネクティングロッド本体1及びコネクティングロ
ッドキャプ2用鋼として用いた場合、所望の強度は得ら
れるものの、前記した一体成形した後でコネクティング
ロッド本体1及びコネクティングロッドキャプ2に常温
で分割する方法に対しては、延性が大き過ぎて脆性破面
が得られない。従って、機械加工による仕上げ整形加工
を行う必要がある。
As a non-heat treated steel in which heat treatment as a heat treatment performed after hot rolling or hot forging can be omitted, for example, "non-heat treated high strength steel" is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-195140. . However, the non-heat treated steel described in this publication is a high-strength non-heat treated steel of the type that prevents cracks on the bloom surface during continuous casting. Therefore, when the above-mentioned proposed steel is used as the steel for the connecting rod body 1 and the connecting rod cap 2, the desired strength can be obtained, but the connecting rod body 1 and the connecting rod cap 2 can be formed on the connecting rod body 1 and the connecting rod cap 2 at room temperature after being integrally molded as described above. With respect to the method of dividing, the ductility is too great to obtain a brittle fracture surface. Therefore, it is necessary to perform finish shaping by machining.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、引張強度は従来鋼と同等以上であ
って、且つ熱間鍛造した一体成形材を前記したような方
法によって常温で分割した時の破面が、フラットな脆性
破面を呈する高強度・低延性非調質鋼の提供を課題とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and has a tensile strength equal to or higher than that of conventional steel, and a hot forged integrally formed material is obtained at room temperature by the method as described above. It is an object to provide a high-strength, low-ductility non-heat treated steel in which the fracture surface when divided by is a flat brittle fracture surface.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するため種々検討を重ねた結果、下記の知見を得
た。
Means for Solving the Problems The present inventor has obtained the following findings as a result of various studies to solve the above problems.

【0011】特定の化学組成を有する非調質鋼の常温
における破壊形態はAs、Sb及びSnの含有量と相関
を有し、これらの1種以上の総量である下記fn1の値
が0.03以上の場合に脆性破壊が促進される。なお、
fn1中の元素記号は当該元素の重量%での含有量を表
す。
The fracture mode of non-heat treated steel having a specific chemical composition at room temperature has a correlation with the contents of As, Sb and Sn, and the value of the following fn1 which is the total amount of one or more of these is 0.03. In the above cases, brittle fracture is promoted. In addition,
The symbol of element in fn1 represents the content of the element in% by weight.

【0012】fn1=As+Sb+Sn 上記のfn1≧0.03を満たし、且つ常温引張試験
した時の鋼材の伸び値が10%以下の場合に、熱間鍛造
した一体成形材の常温分割面はフラットな脆性破面とな
る。
Fn1 = As + Sb + Sn When the above-mentioned fn1 ≧ 0.03 is satisfied and the elongation value of the steel material at the normal temperature tensile test is 10% or less, the hot forged integrally formed material has a flat brittleness at the room temperature dividing surface. It becomes a fractured surface.

【0013】前記の特定の化学組成を有する非調質鋼
の場合、引張強度は下記fn2で整理でき、この値が0
以上の場合に800MPa以上の引張強度が得られる。
fn2中の元素記号も当該元素の重量%での含有量を意
味する。
In the case of the non-heat treated steel having the above-mentioned specific chemical composition, the tensile strength can be arranged by the following fn2, and this value is 0.
In the above cases, a tensile strength of 800 MPa or more can be obtained.
The symbol of an element in fn2 also means the content of the element in% by weight.

【0014】fn2=C+(Si/10)+(Mn/
5)+(5Cr/22)+1.65V−(5S/7)−
0.8 鋼の化学成分を厳密に制御した上で、上記のfn1
≧0.03と常温引張試験した時の鋼材の伸び値≦10
%、並びにfn2≧0の条件を満足できれば、常温で
の分割でフラットな脆性破面となり、且つ高強度が得ら
れるので、前記した新しいプロセスによって所望強度で
ある800MPa以上の引張強度を有するコネクティン
グロッド本体1及びコネクティングロッドキャプ2を製
造することができる。
Fn2 = C + (Si / 10) + (Mn /
5) + (5Cr / 22) + 1.65V- (5S / 7)-
Strictly controlling the chemical composition of 0.8 steel,
≧ 0.03, elongation value of steel material at room temperature tensile test ≦ 10
%, And if the conditions of fn2 ≧ 0 are satisfied, a flat brittle fracture surface can be obtained by division at room temperature and high strength can be obtained. Therefore, the connecting rod having a tensile strength of 800 MPa or more, which is the desired strength, can be obtained by the new process described above. The body 1 and the connecting rod cap 2 can be manufactured.

【0015】上記知見に基づく本発明は、下記の高強度
・低延性非調質鋼を要旨とする。
The gist of the present invention based on the above findings is the following high-strength, low-ductility non-heat treated steel.

【0016】「重量%で、C:0.20〜1.20%、
Si:1.50%以下、Mn:0.30〜2.00%、
P:0.15%以下、S:0.10%以下、Cu:0.
20%以下、Ni:0.50%以下、Cr:0.02〜
2.00%、Mo:0.50%以下、V:0.50%以
下、Nb:0.17%以下、Ti:0.20%以下、
B:0.0100%以下、Al:0.100%以下、
N:0.030%以下、Pb:0.30%以下、並びに
As:0.05%以下、Sb:0.05%以下及びS
n:0.05%以下のうちの1種以上を総量で0.03
%以上含有し、残部はFe及び不可避不純物からなり、
且つ前記したfn2≧0であることを特徴とする高強度
・低延性非調質鋼。」
"% By weight, C: 0.20 to 1.20%,
Si: 1.50% or less, Mn: 0.30 to 2.00%,
P: 0.15% or less, S: 0.10% or less, Cu: 0.
20% or less, Ni: 0.50% or less, Cr: 0.02-
2.00%, Mo: 0.50% or less, V: 0.50% or less, Nb: 0.17% or less, Ti: 0.20% or less,
B: 0.0100% or less, Al: 0.100% or less,
N: 0.030% or less, Pb: 0.30% or less, As: 0.05% or less, Sb: 0.05% or less and S
n: 0.03 or less out of 0.05% in total amount of 0.03
% Or more, the balance consists of Fe and unavoidable impurities,
In addition, a high-strength, low-ductility non-heat treated steel characterized by satisfying the above-mentioned fn2 ≧ 0. "

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に、本発明における鋼の化学
組成を上記のように限定する理由について説明する。な
お、「%」は「重量%」を意味する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The reasons for limiting the chemical composition of steel in the present invention as described above will be explained below. In addition, "%" means "weight%."

【0018】C:Cは鋼に所望の静的強度を付与するの
に必要な元素であるが、反面熱間での変形抵抗を高め、
又、熱間加工性を低下させる元素でもある。最低限の静
的強度(引張強度で800MPa以上)を得るには、
0.20%以上が必要である。一方、1.20%を超え
て含有させると、熱間での変形抵抗が大きくなって大き
な加工設備を必要とするし、更に鋼の熱間加工性が低下
して、熱間での加工時に割れを生じ易くなる。従って、
Cの含有量を、0.20〜1.20%とした。なお、C
の含有量は0.30〜1.10%とすることが好まし
い。
C: C is an element necessary for imparting a desired static strength to steel, but on the other hand, it increases the deformation resistance during hot working,
It is also an element that reduces hot workability. To obtain the minimum static strength (tensile strength of 800 MPa or more),
0.20% or more is required. On the other hand, when the content exceeds 1.20%, the deformation resistance during hot becomes large and a large processing facility is required, and further the hot workability of steel is deteriorated, and at the time of hot working. It tends to crack. Therefore,
The C content was 0.20 to 1.20%. Note that C
The content of is preferably 0.30 to 1.10%.

【0019】Si:Siは添加しなくても良い。添加す
れば鋼の脱酸を促進するとともに、焼入れ性を向上させ
る作用も有する。これらの効果を確実に得るには、Si
は0.05%以上の含有量とすることが好ましい。しか
し、その含有量が1.50%を超えると熱間加工性が極
めて低下し、熱間での加工時に割れを生じ易くなる。従
って、Siの含有量を1.50%以下とした。なお、一
層の安定した熱間加工性を確保するために、Si含有量
の上限を1.00%とすることが好ましい。
Si: Si may not be added. If added, it not only promotes deoxidation of steel, but also has the effect of improving hardenability. To ensure these effects,
Is preferably 0.05% or more. However, if its content exceeds 1.50%, the hot workability is extremely deteriorated and cracks are likely to occur during hot working. Therefore, the Si content is set to 1.50% or less. In addition, in order to secure further stable hot workability, it is preferable to set the upper limit of the Si content to 1.00%.

【0020】Mn:Mnは脱酸に必要であるとともに、
焼入れ性を高めて静的強度を向上させる作用がある。し
かし、その含有量が0.30%未満では所望の効果が得
られず、2.00%を超えると熱間加工性が劣化するよ
うになるので、その含有量を0.30〜2.00%とし
た。
Mn: Mn is necessary for deoxidation, and
It has the effect of enhancing hardenability and static strength. However, if the content is less than 0.30%, the desired effect cannot be obtained, and if it exceeds 2.00%, the hot workability deteriorates, so the content is set to 0.30 to 2.00. %.

【0021】P:Pは添加しなくても良い。添加すれば
粒界脆化を引き起こし延性を低下させる作用があるの
で、前記したような常温での分割方法でフラットな脆性
破面を得るのに有効である。この効果を確実に得るに
は、Pは0.005%以上の含有量とすることが好まし
い。しかし、その含有量が0.15%を超えると熱間加
工性が著しく劣化する。従って、Pの含有量は0.15
%以下とした。なお、安定した熱間加工性確保のため
に、Pの含有量を0.10%以下とすることがより好ま
しい。
P: P may not be added. If added, it has the effect of causing grain boundary embrittlement and lowering ductility, so it is effective in obtaining a flat brittle fracture surface by the above-described division method at room temperature. In order to ensure this effect, it is preferable that the content of P be 0.005% or more. However, if the content exceeds 0.15%, the hot workability deteriorates significantly. Therefore, the P content is 0.15
% Or less. In order to secure stable hot workability, the P content is more preferably 0.10% or less.

【0022】S:Sも添加しなくても良い。添加すれば
粒界脆化を引き起こし延性を低下させる作用があるの
で、Pと同様に前記したような常温での分割方法でフラ
ットな脆性破面を得るのに有効である。又、Sにはボル
ト穴加工時の切削性を向上させる作用がある。これらの
効果を確実に得るには、Sは0.005%以上の含有量
とすることが好ましい。しかし、その含有量が0.10
%を超えると熱間加工性が著しく劣化する。従って、S
含有量の上限を0.10%とした。
S: S may not be added. If added, it has the effect of causing grain boundary embrittlement and lowering the ductility, so that it is effective in obtaining a flat brittle fracture surface by the above-described division method at room temperature, similar to P. Further, S has a function of improving the machinability at the time of drilling a bolt hole. In order to surely obtain these effects, the content of S is preferably 0.005% or more. However, its content is 0.10
If it exceeds%, the hot workability is significantly deteriorated. Therefore, S
The upper limit of the content is 0.10%.

【0023】Cu:Cuは添加しなくても良い。添加す
れば焼入れ性を高めて静的強度を向上させる効果を有す
る。この効果を確実に得るには、Cuは0.01%以上
の含有量とすることが好ましい。しかし、その含有量が
0.20%を超えると熱間加工性の劣化をもたらし、熱
間圧延時や熱間鍛造時に割れの発生を招く。従って、C
uの含有量は0.20%以下とした。
Cu: Cu may not be added. If added, it has the effect of enhancing hardenability and improving static strength. In order to reliably obtain this effect, the content of Cu is preferably 0.01% or more. However, if the content exceeds 0.20%, the hot workability is deteriorated and cracks are generated during hot rolling or hot forging. Therefore, C
The content of u was 0.20% or less.

【0024】Ni:Niは添加しなくても良い。添加す
れば焼入れ性を高めて静的強度を向上させる効果を有す
る。この効果を確実に得るには、Niは0.01%以上
の含有量とすることが好ましい。しかし、その含有量が
0.50%を超えると延性と靭性の増加をきたして、フ
ラットな脆性破面が得られなくなる。従って、Niの含
有量を0.50%以下とした。
Ni: Ni may not be added. If added, it has the effect of enhancing hardenability and improving static strength. To ensure this effect, the Ni content is preferably 0.01% or more. However, if the content exceeds 0.50%, ductility and toughness increase, and a flat brittle fracture surface cannot be obtained. Therefore, the Ni content is set to 0.50% or less.

【0025】Cr:Crは焼入れ性を向上させて静的強
度を高める効果がある。しかし、その含有量が0.02
%未満では所望の効果が得られず、2.00%を超えて
含有してもその効果は飽和し、コストのみが上昇し経済
性を損うことになるので、その含有量を0.02〜2.
00%とした。なお、Cr含有量は0.10%以上とす
ることが好ましい。
Cr: Cr has the effect of improving hardenability and static strength. However, the content is 0.02
If it is less than%, the desired effect cannot be obtained, and if it is contained in excess of 2.00%, the effect is saturated, and only the cost rises and the economic efficiency is impaired. ~ 2.
00%. The Cr content is preferably 0.10% or more.

【0026】Mo:Moは添加しなくても良い。添加す
れば焼入れ性を高めて強度を向上させる効果を有する。
この効果を確実に得るには、Moは0.01%以上の含
有量とすることが好ましい。しかし、0.50%を超え
て含有させても前記の効果は飽和し、コストのみが上昇
して経済性を損うことになる。従って、Moの含有量を
0.50%以下とした。なお、Mo含有量は0.05%
以上とすることがより好ましい。
Mo: Mo may not be added. If added, it has the effect of improving hardenability and strength.
In order to surely obtain this effect, the Mo content is preferably 0.01% or more. However, even if the content exceeds 0.50%, the above effect is saturated, and only the cost rises, and the economical efficiency is impaired. Therefore, the content of Mo is set to 0.50% or less. The Mo content is 0.05%
It is more preferable to make the above.

【0027】V:Vも添加しなくても良い。添加すれば
強度を高める効果を有する。この効果を確実に得るに
は、Vは0.005%以上の含有量とすることが好まし
い。しかし、0.50%を超えて含有させても前記の効
果は飽和し、コストのみが上昇し経済性を損うことにな
るし、熱間加工性の劣化を招く場合もある。従って、V
の含有量を0.50%以下とした。
V: V may not be added. If added, it has the effect of increasing strength. In order to surely obtain this effect, it is preferable that the content of V is 0.005% or more. However, even if the content exceeds 0.50%, the above effect is saturated, only the cost rises, the economic efficiency is impaired, and the hot workability may be deteriorated. Therefore, V
Content was 0.50% or less.

【0028】Nb:Nbは添加しなくても良い。添加す
れば強度を高める効果を有する。この効果を確実に得る
には、Nbは0.003%以上の含有量とすることが好
ましい。しかし、0.17%を超えて含有させても前記
の効果は飽和し、コストのみが上昇し経済性を損うこと
になる。更に、熱間加工性の劣化を招くこととなる。従
って、Nbの含有量を0.17%以下とした。なお、一
層の安定した熱間加工性の確保のためには、Nbの含有
量は0.10%以下とすることが好ましい。
Nb: Nb may not be added. If added, it has the effect of increasing strength. In order to reliably obtain this effect, the Nb content is preferably 0.003% or more. However, even if the content exceeds 0.17%, the above effect is saturated, only the cost increases and the economical efficiency is impaired. Furthermore, the hot workability is deteriorated. Therefore, the Nb content is set to 0.17% or less. In order to secure more stable hot workability, the Nb content is preferably 0.10% or less.

【0029】Ti:Tiも添加しなくても良い。添加す
れば強度を高める効果を有する。この効果を確実に得る
には、Tiは0.005%以上の含有量とすることが好
ましい。しかし、0.20%を超えて含有させても前記
の効果は飽和しコストのみが上昇して経済性を損うばか
りか、熱間加工性の劣化を招くようにもなる。従って、
Tiの含有量を0.20%以下とした。
Ti: Ti may not be added. If added, it has the effect of increasing strength. In order to reliably obtain this effect, the Ti content is preferably 0.005% or more. However, even if the content exceeds 0.20%, the above effect is saturated and only the cost increases, impairing the economical efficiency, and also causing the deterioration of the hot workability. Therefore,
The content of Ti is set to 0.20% or less.

【0030】B:Bは添加しなくても良い。添加すれば
焼入れ性を向上させて強度を高める効果がある。この効
果を確実に得るには、Bは0.0003%以上の含有量
とすることが好ましい。しかし、その含有量が0.01
00%を超えると、焼入れ性向上効果が飽和するばかり
か、熱間加工性が著しく劣化するようになる。従って、
Bの含有量を0.0100%以下とした。
B: B may not be added. If added, it has the effect of improving hardenability and increasing strength. In order to surely obtain this effect, the content of B is preferably 0.0003% or more. However, its content is 0.01
If it exceeds 00%, not only the effect of improving the hardenability is saturated, but also the hot workability is significantly deteriorated. Therefore,
The content of B was set to 0.0100% or less.

【0031】Al:Alは添加しなくても良い。添加す
れば鋼の脱酸の安定化及び均質化を図るとともに、窒化
物を生成して結晶粒を微細化し、強度を高める作用を有
する。これらの効果を確実に得るには、Alは0.00
5%以上の含有量とすることが望ましい。しかし、0.
100%を超えて含有させても前記の効果は飽和し、コ
ストのみが上昇し経済性を損うことになるし、熱間加工
性の劣化を招く場合もある。
Al: Al may not be added. If added, it stabilizes the deoxidation of the steel and homogenizes it, and also has the effect of forming nitrides to refine the crystal grains and increase the strength. To ensure these effects, Al is 0.00
It is desirable to set the content to 5% or more. However, 0.
Even if the content exceeds 100%, the above effect is saturated, only the cost rises, the economic efficiency is impaired, and the hot workability may be deteriorated.

【0032】従って、Alの含有量を0.100%以下
とした。
Therefore, the Al content is set to 0.100% or less.

【0033】N:Nは含有させなくても良い。含有させ
れば窒化物や炭窒化物を生成して結晶粒を微細化し、強
度を高める作用を有する。この効果を確実に得るには、
Nは0.0030%以上の含有量とすることが望まし
い。しかし、一般に、鋼の溶製においてNを0.030
%を超えて含有させるには特殊な原料、設備や技術を必
要とするので、コストが嵩み経済性を損うことになる
し、熱間加工性の劣化を招く場合もある。従って、Nの
含有量を0.030%以下とした。
N: N may not be contained. If it is contained, it has the effect of forming nitrides and carbonitrides to refine the crystal grains and increase the strength. To ensure this effect,
The N content is preferably 0.0030% or more. However, in general, N is 0.030 in the melting of steel.
Since a special raw material, equipment, and technology are required to contain more than 100%, the cost is increased, the economic efficiency is impaired, and the hot workability is sometimes deteriorated. Therefore, the content of N is set to 0.030% or less.

【0034】Pb:Pbは含有させなくても良い。含有
させればボルト穴加工時の切削性を向上させる効果を有
する。この効果を確実に得るには、Pbは0.01%以
上の含有量とすることが好ましい。しかし、Pbを0.
30%を超えて含有させると熱間加工性が劣化して熱間
圧延時や熱間鍛造時に割れの発生を招く。従って、Pb
の含有量を0.30%以下とした。
Pb: Pb may not be contained. If contained, it has the effect of improving the machinability during bolt hole processing. In order to reliably obtain this effect, the Pb content is preferably 0.01% or more. However, if Pb is 0.
If the content exceeds 30%, the hot workability deteriorates and cracks occur during hot rolling or hot forging. Therefore, Pb
Content was 0.30% or less.

【0035】As、Sb、Sn:As、Sb及びSnは
本発明において重要な元素である。すなわちこれらの元
素は、0.20%以上のC、0.30%以上のMn及び
0.02%以上のCrを含有する非調質鋼の常温におけ
る脆性破壊を促進する作用を有する。この効果を得るた
めには、As、Sb及びSnの3元素の総量であるfn
1の値が0.03%以上であることを必要とする。従っ
て、As、Sb及びSnのうち2元素は0であっても良
い(添加しなくても良い)が、少なくとも1種は添加す
る必要がある。一方、As、Sb及びSnの含有量がそ
れぞれ0.05%を超えると熱間加工性が著しく劣化す
る。従って、As、Sb及びSnの各々の含有量を0.
05%以下とした。
As, Sb, Sn: As, Sb and Sn are important elements in the present invention. That is, these elements have the action of promoting brittle fracture at room temperature of non-heat treated steel containing 0.20% or more C, 0.30% or more Mn and 0.02% or more Cr. In order to obtain this effect, the total amount of the three elements of As, Sb and Sn is fn
The value of 1 must be 0.03% or more. Therefore, two elements of As, Sb, and Sn may be 0 (need not be added), but at least one must be added. On the other hand, if the contents of As, Sb and Sn exceed 0.05% each, the hot workability is significantly deteriorated. Therefore, the content of each of As, Sb and Sn is set to 0.
05% or less.

【0036】fn1:既に述べたように、0.20%以
上のC、0.30%以上のMn及び0.02%以上のC
rを含有する非調質鋼の常温における破壊形態はAs、
Sb及びSnの含有量と相関を有し、これらの1種以上
の総量である前記fn1の値が0.03以上の場合に脆
性破壊が促進される。そしてfn1≧0.03、且つ常
温引張試験した時の鋼材の伸び値が10%以下の場合
に、熱間鍛造した一体成形材の常温分割破面がフラット
な脆性破面となって、前記したような新しいプロセスに
よって、所望強度である800MPa以上の引張強度を
有するコネクティングロッド本体及びコネクティングロ
ッドキャプを製造することができる。従って、fn1≧
0.03とする。この値の上限は特に制限されるもので
はなく、fn1を構成する元素であるAs、Sb及びS
nの含有量の上限値の和である0.15であっても良
い。
Fn1: As described above, 0.20% or more C, 0.30% or more Mn and 0.02% or more C
The fracture mode of non-heat treated steel containing r is As,
Brittle fracture is promoted when the value of fn1, which is the total amount of one or more of these, has a correlation with the contents of Sb and Sn, and is 0.03 or more. Then, when fn1 ≧ 0.03 and the elongation value of the steel material at the room temperature tensile test is 10% or less, the room temperature split fracture surface of the hot forged integrally formed material becomes a flat brittle fracture surface, which is described above. By such a new process, it is possible to manufacture a connecting rod body and a connecting rod cap having a tensile strength of 800 MPa or more, which is a desired strength. Therefore, fn1 ≧
Set to 0.03. The upper limit of this value is not particularly limited, and As, Sb, and S which are the elements constituting fn1.
It may be 0.15 which is the sum of the upper limits of the content of n.

【0037】fn2:鋼の化学成分を厳密に制御し、且
つ前記fn2の値を0以上とした場合に始めて、コネク
ティングロッド本体及びコネクティングロッドキャプと
して必要な800MPa以上の引張強度を非調質鋼に付
与できる。従って、fn2≧0とする。この値の上限に
は特に制限はなく、fn2から求められる最大値(2.
23に近い値)であっても良い。
Fn2: Only when the chemical composition of the steel is strictly controlled and the value of fn2 is set to 0 or more, the tensile strength of 800 MPa or more required for the connecting rod body and the connecting rod cap is changed to non-heat treated steel. Can be given. Therefore, fn2 ≧ 0. There is no particular upper limit to this value, and the maximum value (2.
It may be a value close to 23).

【0038】上記の化学組成を有する鋼は通常の方法で
溶製された後、例えば、通常の方法による熱間での圧延
及び鍛造によって、コネクティングロッド本体1とコネ
クティングロッドキャプ2がつながった一体物に成形さ
れた後、ボルト穴加工を施される。その後、コネクティ
ングロッド本体1及びコネクティングロッドキャプ2に
前記したような方法によって常温で分割され、ボルト3
でクランクシャフトに結合されて組み立てられる。
The steel having the above chemical composition is melted by a usual method, and then, for example, by hot rolling and forging by a usual method, the connecting rod body 1 and the connecting rod cap 2 are connected to each other. After being molded into, it is subjected to bolt hole processing. Then, the connecting rod body 1 and the connecting rod cap 2 are divided at room temperature by the method described above, and the bolts 3
It is assembled by being combined with the crankshaft.

【0039】[0039]

【実施例】表1、2に示す化学組成を有する鋼を通常の
方法により試験炉を用いて真空溶製した。表1における
鋼1〜15は本発明鋼であり、表2における鋼16〜2
8は成分のいずれかが本発明で規定する含有量の範囲か
ら外れた比較鋼である。
EXAMPLES Steels having the chemical compositions shown in Tables 1 and 2 were vacuum-melted in a test furnace by a usual method. Steels 1 to 15 in Table 1 are steels of the present invention, and steels 16 to 2 in Table 2
No. 8 is a comparative steel in which any of the components is out of the range of the content specified in the present invention.

【0040】次いで、これらの本発明鋼及び比較鋼を通
常の方法によって鋼片となした後、1250℃に加熱し
てから1200〜950℃の温度で直径30mmの丸棒
に熱間鍛造し、その後常温まで空冷した。
Next, these invented steels and comparative steels were formed into billets by a usual method, heated to 1250 ° C., and then hot forged into a round bar having a diameter of 30 mm at a temperature of 1200 to 950 ° C., Then, it was cooled to room temperature by air.

【0041】こうして得られた熱間鍛造ままの丸棒から
JIS4号試験片を切り出し、常温で引張試験を行っ
た。更に、常温引張試験後の破面の状態を走査型電子顕
微鏡(SEM)で観察した。
A JIS No. 4 test piece was cut out from the thus-obtained hot-forged round bar and a tensile test was conducted at room temperature. Furthermore, the state of the fracture surface after the room temperature tensile test was observed with a scanning electron microscope (SEM).

【0042】なお、30mmに熱間鍛造した丸棒の表面
は目視で観察して鍛造割れの有無を確認した。
The surface of the round bar hot forged to 30 mm was visually observed to confirm the presence of forging cracks.

【0043】常温引張試験結果、破面観察結果及び鍛造
割れ確認結果を表3に示す。
Table 3 shows the results of the normal temperature tensile test, the fracture surface observation results, and the forging crack confirmation results.

【0044】本発明鋼である鋼1〜15にあっては、い
ずれも鍛造割れを生ずることもなく、所望の800MP
a以上の引張強度と10%以下の伸びとが得られてお
り、常温引張試験後の破面はすべてフラットな脆性破面
であった。
In the steels 1 to 15 of the present invention, forging cracks did not occur, and the desired 800MP
A tensile strength of a or more and an elongation of 10% or less were obtained, and the fracture surfaces after the normal temperature tensile test were all flat brittle fracture surfaces.

【0045】これに対して、成分のいずれかが本発明で
規定する含有量の範囲から外れた比較鋼のうち、C量と
fn2、Mn量、fn2がそれぞれ規定値から低目に外
れた鋼16、19と28では引張強度が800MPaに
達していない。
On the other hand, among the comparative steels in which any of the components was out of the range of the content specified in the present invention, the steels in which the C content, the fn2, the Mn content, and the fn2 were each lower than the specified values. In Nos. 16, 19 and 28, the tensile strength does not reach 800 MPa.

【0046】又、C量、Si量、Mn量、P量、Ti
量、Nb量、V量及びB量がそれぞれ規定値に対して高
目に外れた鋼17、18、20、21、22、23、2
4及び25には熱間での鍛造割れが認められた。
Further, C amount, Si amount, Mn amount, P amount, Ti
Of steel, Nb, V, and B, which are higher than the specified values, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 2
Hot forging cracks were observed in Nos. 4 and 25.

【0047】鋼26と27においては前記fn1の値が
0を超えており、更に、常温伸びが10%を超えるた
め、常温引張試験後の破面はすべて延性破面であった。
In Steels 26 and 27, the value of fn1 exceeded 0, and the room temperature elongation exceeded 10%. Therefore, all fracture surfaces after the room temperature tensile test were ductile fracture surfaces.

【0048】次いで、前記の表1に記載した本発明鋼で
ある鋼1、5、10、及び15を素材として通常の熱間
鍛造法によって、コネクティングロッド本体1とコネク
ティングロッドキャプ2がつながった一体物を各々20
体ずつ熱間成形した。次いで、前記した方法によって常
温でコネクティングロッド本体1及びコネクティングロ
ッドキャプ2への分割テストを行った。この結果、各鋼
とも20体すべてにフラットな脆性破面が得られ、機械
加工による仕上げ整形なしで使用できることが分かっ
た。
Then, the connecting rod body 1 and the connecting rod cap 2 are connected integrally by a normal hot forging method using the steels 1, 5, 10 and 15 which are the steels of the present invention shown in Table 1 above. 20 each
Each body was hot formed. Then, a split test was performed on the connecting rod body 1 and the connecting rod cap 2 at room temperature by the method described above. As a result, it was found that a flat brittle fracture surface was obtained for all of the 20 steels and that each steel could be used without finish shaping by machining.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】[0051]

【表3】 [Table 3]

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明による高強度・低延性非調質鋼を
用いれば、コネクティングロッド本体及びコネクティン
グロッドキャプをコストの低い新プロセスで製造するこ
とが可能で、産業上の効果は大きい。
EFFECTS OF THE INVENTION By using the high-strength, low-ductility non-heat treated steel according to the present invention, it is possible to manufacture the connecting rod body and the connecting rod cap by a new process at a low cost, and the industrial effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】コネクティングロッドの詳細を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing details of a connecting rod.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】重量%で、C:0.20〜1.20%、S
i:1.50%以下、Mn:0.30〜2.00%、
P:0.15%以下、S:0.10%以下、Cu:0.
20%以下、Ni:0.50%以下、Cr:0.02〜
2.00%、Mo:0.50%以下、V:0.50%以
下、Nb:0.17%以下、Ti:0.20%以下、
B:0.0100%以下、Al:0.100%以下、
N:0.030%以下、Pb:0.30%以下、As:
0.05%以下、Sb:0.05%以下、Sn:0.0
5%以下を含有し、残部はFe及び不可避不純物からな
り、且つfn1≧0.03及びfn2≧0であることを
特徴とする高強度・低延性非調質鋼。但し、fn1=A
s+Sb+Sn、fn2=C+(Si/10)+(Mn
/5)+(5Cr/22)+1.65V−(5S/7)
−0.8、なお、式中の元素記号は当該元素の重量%で
の含有量を表す。
1. C: 0.20 to 1.20% by weight, S
i: 1.50% or less, Mn: 0.30 to 2.00%,
P: 0.15% or less, S: 0.10% or less, Cu: 0.
20% or less, Ni: 0.50% or less, Cr: 0.02-
2.00%, Mo: 0.50% or less, V: 0.50% or less, Nb: 0.17% or less, Ti: 0.20% or less,
B: 0.0100% or less, Al: 0.100% or less,
N: 0.030% or less, Pb: 0.30% or less, As:
0.05% or less, Sb: 0.05% or less, Sn: 0.0
A high-strength, low-ductility non-heat treated steel characterized by containing 5% or less, the balance being Fe and unavoidable impurities, and having fn1 ≧ 0.03 and fn2 ≧ 0. However, fn1 = A
s + Sb + Sn, fn2 = C + (Si / 10) + (Mn
/5)+(5Cr/22)+1.65V-(5S/7)
-0.8, where the symbol of the element in the formula represents the content of the element in% by weight.
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