JPH0959745A - 結晶粒粗大化防止鋼 - Google Patents
結晶粒粗大化防止鋼Info
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- JPH0959745A JPH0959745A JP25001895A JP25001895A JPH0959745A JP H0959745 A JPH0959745 A JP H0959745A JP 25001895 A JP25001895 A JP 25001895A JP 25001895 A JP25001895 A JP 25001895A JP H0959745 A JPH0959745 A JP H0959745A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】浸炭焼入れ、高周波焼入れなどの高温加熱時に
オーステナイト結晶粒の粗大化を抑制する材料を提供す
る。 【解決手段】Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｎ、
Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖの含有率を特
定した鋼において、素地中にＮｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、
Ｚｒ、Ｖのうちのいずれかの炭化物を５個／１０μｍ２
以上を析出していることを特徴し、また、素地中にＮ
ｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖの窒化物または炭窒化
物を素地中に５個／１０μｍ２以上析出していることを
特徴とし、さらに、素地中にＮｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、
Ｚｒ、Ｖの炭化物、窒化物および炭窒化物とＡｌの複合
組成からなる析出物を素地中に５個／１０μｍ２以上析
出する。
オーステナイト結晶粒の粗大化を抑制する材料を提供す
る。 【解決手段】Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｎ、
Ａｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖの含有率を特
定した鋼において、素地中にＮｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、
Ｚｒ、Ｖのうちのいずれかの炭化物を５個／１０μｍ２
以上を析出していることを特徴し、また、素地中にＮ
ｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖの窒化物または炭窒化
物を素地中に５個／１０μｍ２以上析出していることを
特徴とし、さらに、素地中にＮｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、
Ｚｒ、Ｖの炭化物、窒化物および炭窒化物とＡｌの複合
組成からなる析出物を素地中に５個／１０μｍ２以上析
出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、浸炭焼入れ処理、高周
波焼入れ処理、または、焼入れ処理などの熱処理により
起こるオーステナイト結晶粒の粗大化の発生を防止する
鋼に関する。
波焼入れ処理、または、焼入れ処理などの熱処理により
起こるオーステナイト結晶粒の粗大化の発生を防止する
鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素鋼、肌焼鋼、強靭鋼、軸受鋼、バネ
鋼、工具鋼などの特殊鋼の多くは、それぞれの使用用途
に応じて、焼入れ処理、浸炭焼入れ処理、または、高周
波焼入れ処理などの各種の熱処理が施される。しかし、
これらの熱処理を行う場合には材料は高温に昇温・保持
されるためにオーステナイト結晶粒が成長し、結晶粒を
粗大化させるという問題がある。粗大粒が発生した場合
には，鋼の強度・靭性や疲れ特性を低下させることが知
られており、実用上で問題とされてる。
鋼、工具鋼などの特殊鋼の多くは、それぞれの使用用途
に応じて、焼入れ処理、浸炭焼入れ処理、または、高周
波焼入れ処理などの各種の熱処理が施される。しかし、
これらの熱処理を行う場合には材料は高温に昇温・保持
されるためにオーステナイト結晶粒が成長し、結晶粒を
粗大化させるという問題がある。粗大粒が発生した場合
には，鋼の強度・靭性や疲れ特性を低下させることが知
られており、実用上で問題とされてる。
【０００３】近年では、コストダウンを狙い冷間鍛造に
よって部品製造する機会が増加している。しかし、冷間
加工で製造された部品を浸炭処理した場合、部分的に結
晶粒が異常成長することがあり、部品の歪みを助長する
などの問題がある。また同時に、これら異常成長した結
晶粒が生ずると強度・靭性が低下することが知られてお
り、結晶粒の粗大化を防止することが必要とされてい
る。
よって部品製造する機会が増加している。しかし、冷間
加工で製造された部品を浸炭処理した場合、部分的に結
晶粒が異常成長することがあり、部品の歪みを助長する
などの問題がある。また同時に、これら異常成長した結
晶粒が生ずると強度・靭性が低下することが知られてお
り、結晶粒の粗大化を防止することが必要とされてい
る。
【０００４】これら結晶粒の粗大化を防止するために種
々の検討が実施されており、今日では主に鋼材素地中に
微細な析出物を分散させ、これら析出物のピンニング効
果を利用した鋼が提案されている。炭素鋼あるいは低合
金鋼などの汎用鋼の場合、鋼中の酸素を低減するために
Ａｌを添加し脱酸するが、このＡｌは鋼中の窒素と結合
しＡｌＮを生成する。このＡｌの析出物もピンニング効
果が得られるため、９００℃以下の温度域であれば結晶
粒の粗大化を抑制することができる。
々の検討が実施されており、今日では主に鋼材素地中に
微細な析出物を分散させ、これら析出物のピンニング効
果を利用した鋼が提案されている。炭素鋼あるいは低合
金鋼などの汎用鋼の場合、鋼中の酸素を低減するために
Ａｌを添加し脱酸するが、このＡｌは鋼中の窒素と結合
しＡｌＮを生成する。このＡｌの析出物もピンニング効
果が得られるため、９００℃以下の温度域であれば結晶
粒の粗大化を抑制することができる。
【０００５】しかし、これらの鋼では必ずしも結晶粒の
粗大化を抑制できるものではなく、現在提案されている
鋼においても十分な粗大化特性が得られる状況ではな
い。今日では、熱処理の時間短縮を狙い、さらに高温の
熱処理を行うことが検討されており、さらなる高温域で
も優れた結晶粒の粗大化特性を有する材料の開発が望ま
れている。
粗大化を抑制できるものではなく、現在提案されている
鋼においても十分な粗大化特性が得られる状況ではな
い。今日では、熱処理の時間短縮を狙い、さらに高温の
熱処理を行うことが検討されており、さらなる高温域で
も優れた結晶粒の粗大化特性を有する材料の開発が望ま
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な事情を背景としてなされたもので、本発明の目的とす
るところは、浸炭処理、高周波焼入れ処理、または、焼
入れ処理などの熱処理により起こるオーステナイト結晶
粒の粗大化の発生を防止する鋼を提供することにあり、
このために、鋼に添加する元素の適正化、および、素地
中に分散させる析出物の形態と量を適正化し結晶粒の粗
大化を防止した鋼を提供することにある。
な事情を背景としてなされたもので、本発明の目的とす
るところは、浸炭処理、高周波焼入れ処理、または、焼
入れ処理などの熱処理により起こるオーステナイト結晶
粒の粗大化の発生を防止する鋼を提供することにあり、
このために、鋼に添加する元素の適正化、および、素地
中に分散させる析出物の形態と量を適正化し結晶粒の粗
大化を防止した鋼を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、種々合金元
素の組合せについて検討を行い、高温加熱時のオーステ
ナイト結晶粒の成長を防止することに対して、鋼の素地
中に分散させる析出物の形態と量を適正化することによ
って、結晶粒の粗大化を防止できることを見出した。本
発明者は粗大化特性に及ぼす析出物形態（組成）につい
て詳細を検討した結果、Ｎｂ炭化物、Ｎｂ窒化物、また
は、Ｎｂ炭窒化物を素地中に析出させ少なくとも５個／
１０μｍ２以上を分布させることによって，焼入れ処理
や浸炭処理などの高温加熱時にも結晶粒が粗大化を生じ
ることを防止できることを見いだした。また、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖでも同様の効果が得られることを確
認した。
素の組合せについて検討を行い、高温加熱時のオーステ
ナイト結晶粒の成長を防止することに対して、鋼の素地
中に分散させる析出物の形態と量を適正化することによ
って、結晶粒の粗大化を防止できることを見出した。本
発明者は粗大化特性に及ぼす析出物形態（組成）につい
て詳細を検討した結果、Ｎｂ炭化物、Ｎｂ窒化物、また
は、Ｎｂ炭窒化物を素地中に析出させ少なくとも５個／
１０μｍ２以上を分布させることによって，焼入れ処理
や浸炭処理などの高温加熱時にも結晶粒が粗大化を生じ
ることを防止できることを見いだした。また、Ｔｉ、Ｔ
ａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖでも同様の効果が得られることを確
認した。
【０００８】また、上記の析出物とＡｌの複合組成から
なる析出物も粗大化特性の向上に有効であることを見出
した。また、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖ等の元素にお
いても、それぞれの炭化物、窒化物、炭窒化物びとＡｌ
の複合組成からなる析出物が粗大化の防止に有効である
ことを見出した．
なる析出物も粗大化特性の向上に有効であることを見出
した。また、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｖ等の元素にお
いても、それぞれの炭化物、窒化物、炭窒化物びとＡｌ
の複合組成からなる析出物が粗大化の防止に有効である
ことを見出した．
【０００９】すなわち、本発明の結晶粒粗大化防止鋼
は、合金元素の含有率が質量％で、 Ｃ ：０．０５％〜１．２％ Ｓｉ：３．００％以下 Ｍｎ：２．５０％以下 Ｃｒ：２．５０％以下 Ｎｉ：２．５０％以下 Ｍｏ：２．００％以下 Ｎ ：０．０１０％以下 Ａｌ：０．０６０％以下を含有し、さらに、 Ｎｂ：０．００５％〜０．２０％ Ｔｉ：０．００５％〜０．０５０％ Ｔａ：０．０１０％〜０．２０％ Ｈｆ：０．０１０％〜０．２０％ Ｚｒ：０．０１０％〜０．２０％ Ｖ ：０．０１０％〜１．００％ から選ばれる１種または２種以上を含有し、素地中にＮ
ｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖのうちのいずれかの炭
化物を５個／１０μｍ２以上を析出していることを特徴
し、また、素地中にＮｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ
の窒化物または炭窒化物を素地中に５個／１０μｍ２以
上析出していることを特徴とし、さらに、素地中にＮ
ｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖの炭化物、窒化物およ
び炭窒化物とＡｌの複合組成からなる析出物を素地中に
５個／１０μｍ２以上析出していることを特徴とする。
は、合金元素の含有率が質量％で、 Ｃ ：０．０５％〜１．２％ Ｓｉ：３．００％以下 Ｍｎ：２．５０％以下 Ｃｒ：２．５０％以下 Ｎｉ：２．５０％以下 Ｍｏ：２．００％以下 Ｎ ：０．０１０％以下 Ａｌ：０．０６０％以下を含有し、さらに、 Ｎｂ：０．００５％〜０．２０％ Ｔｉ：０．００５％〜０．０５０％ Ｔａ：０．０１０％〜０．２０％ Ｈｆ：０．０１０％〜０．２０％ Ｚｒ：０．０１０％〜０．２０％ Ｖ ：０．０１０％〜１．００％ から選ばれる１種または２種以上を含有し、素地中にＮ
ｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖのうちのいずれかの炭
化物を５個／１０μｍ２以上を析出していることを特徴
し、また、素地中にＮｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ
の窒化物または炭窒化物を素地中に５個／１０μｍ２以
上析出していることを特徴とし、さらに、素地中にＮ
ｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖの炭化物、窒化物およ
び炭窒化物とＡｌの複合組成からなる析出物を素地中に
５個／１０μｍ２以上析出していることを特徴とする。
【００１０】以下に各合金元素の限定理由について説明
する。 Ｃ ：０．０５％〜１．２％ Ｃは鋼中に含有されるＮｂやＴｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、
Ｖなどと結合して炭化物を析出させるために必須の元素
であり、所定の析出数を得るためには少なくとも０．０
５％を含有させる必要がある。これ以上にＣを含有して
いれば炭化物を析出するが、一般に鋼として添加される
Ｃは１．２％であり、本発明においてもＣ量の上限を
１．２％とした。
する。 Ｃ ：０．０５％〜１．２％ Ｃは鋼中に含有されるＮｂやＴｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、
Ｖなどと結合して炭化物を析出させるために必須の元素
であり、所定の析出数を得るためには少なくとも０．０
５％を含有させる必要がある。これ以上にＣを含有して
いれば炭化物を析出するが、一般に鋼として添加される
Ｃは１．２％であり、本発明においてもＣ量の上限を
１．２％とした。
【００１１】Ｓｉ：３．００％以下 Ｍｎ：２．５０％以下 Ｃｒ：２．５０％以下 Ｎｉ：２．５０％以下 Ｍｏ：２．００％以下 Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏの各元素は引張や疲労な
どの強度特性の改善および靭性の改善、または焼入れ性
特性の改善などの鋼の機械的な特性改善を目的として添
加される元素である。従って、それぞれの用途に適した
範囲で元素量を選定すればよい。Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎ
ｉ、Ｍｏ各元素の添加量の上限は、熱間加工性の低下、
切削性、鍛造性などの製造性を劣化させない範囲とし
て、それぞれ、３．００％、２．５０％、２．５０％，
２．５０％、２．００％に規定する。
どの強度特性の改善および靭性の改善、または焼入れ性
特性の改善などの鋼の機械的な特性改善を目的として添
加される元素である。従って、それぞれの用途に適した
範囲で元素量を選定すればよい。Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎ
ｉ、Ｍｏ各元素の添加量の上限は、熱間加工性の低下、
切削性、鍛造性などの製造性を劣化させない範囲とし
て、それぞれ、３．００％、２．５０％、２．５０％，
２．５０％、２．００％に規定する。
【００１２】Ｎ：０．０１０％以下 Ｎを含有させることによって、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの窒化
物または炭窒化物を析出させることができるため、結晶
粒の粗大化を抑制する効果があるが、本発明に於いては
実質的に炭化物系の析出物を得ることを目的としてお
り，Ｎの含有量は少ないことが望ましい。特に、鋼中の
Ｎ量が増加すると本発明の様にＴｉ、Ｎｂなどの窒化物
生成傾向の強い元素が添加された場合には、凝固時に大
型の窒化物を生成し、本来目的とする炭化物系の析出物
を得ることが困難になるためにＮ量の上限を０．０１０
％に規制した．
物または炭窒化物を析出させることができるため、結晶
粒の粗大化を抑制する効果があるが、本発明に於いては
実質的に炭化物系の析出物を得ることを目的としてお
り，Ｎの含有量は少ないことが望ましい。特に、鋼中の
Ｎ量が増加すると本発明の様にＴｉ、Ｎｂなどの窒化物
生成傾向の強い元素が添加された場合には、凝固時に大
型の窒化物を生成し、本来目的とする炭化物系の析出物
を得ることが困難になるためにＮ量の上限を０．０１０
％に規制した．
【００１３】Ａｌ：０．０６０％以下 Ａｌは本発明において重要な役割を示す元素であり、結
晶粒の粗大化を抑制するために必要な析出物を得るため
に添加する。本発明においては、従来のようなＡｌＮの
析出物を得ることを主な目的としているのではなく、Ｎ
ｂ、Ｔｉなどからなる炭化物、炭窒化物とＡｌが複合し
た析出物を得ることを目的としている。特に、複合して
生成された析出物は高温域においても安定な性質を示
し、結晶粒の粗大化防止に有効であることが判明したた
めに、好ましくは０．００５％〜０．０３％の範囲で添
加することが望ましい。なお、０．０６％を越して添加
してもその効果は飽和し、また、鋳造時の割れ発生を助
長するために、添加量の上限を０．０６％に規制した。
晶粒の粗大化を抑制するために必要な析出物を得るため
に添加する。本発明においては、従来のようなＡｌＮの
析出物を得ることを主な目的としているのではなく、Ｎ
ｂ、Ｔｉなどからなる炭化物、炭窒化物とＡｌが複合し
た析出物を得ることを目的としている。特に、複合して
生成された析出物は高温域においても安定な性質を示
し、結晶粒の粗大化防止に有効であることが判明したた
めに、好ましくは０．００５％〜０．０３％の範囲で添
加することが望ましい。なお、０．０６％を越して添加
してもその効果は飽和し、また、鋳造時の割れ発生を助
長するために、添加量の上限を０．０６％に規制した。
【００１４】Ｎｂ：０．００５％〜０．２０％ Ｔｉ：０．００５％〜０．０５０％ Ｔａ：０．０１０％〜０．２０％ Ｈｆ：０．０１０％〜０．２０％ Ｚｒ：０．０１０％〜０．２０％ Ｖ ：０．０１０％〜１．００％ Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖは、本発明に於いて
重要な役割を示す元素であり、所定の析出物の形態およ
び量を得て粗大化特性を向上させるためには、それぞれ
少なくとも、Ｎｂ：０．００５％、Ｔｉ：０．００５
％、Ｔａ：０．０１０％、Ｈｆ：０．０１０％、Ｚｒ：
０．０１０％、Ｖ：０．０１％を単独もしくは複合して
添加する必要がある。しかし、過剰に添加しても効果が
飽和するとともに、熱間加工性や冷間加工性を低下さ
せ、いたずらに素材の製造コスを上昇させるために、各
々の添加量の上限を規定した。
重要な役割を示す元素であり、所定の析出物の形態およ
び量を得て粗大化特性を向上させるためには、それぞれ
少なくとも、Ｎｂ：０．００５％、Ｔｉ：０．００５
％、Ｔａ：０．０１０％、Ｈｆ：０．０１０％、Ｚｒ：
０．０１０％、Ｖ：０．０１％を単独もしくは複合して
添加する必要がある。しかし、過剰に添加しても効果が
飽和するとともに、熱間加工性や冷間加工性を低下さ
せ、いたずらに素材の製造コスを上昇させるために、各
々の添加量の上限を規定した。
【００１５】複合析出物の形態および析出物量の詳細 Ｎｂ、Ａｌ、Ｃおよび、Ｎの４元素を含む鋼において
は，大別してＡｌＮ、ＮｂＣ（または、ＮｂＮ、Ｎｂ
（Ｃ，Ｎ））およびＡｌ・Ｎｂの複合炭窒化物が素地中
に析出することが本発明に於いて確認された．これらの
析出物を有する鋼を高温に加熱して，加熱後に残存する
析出物の形態を検討した結果，９００℃以上の高温に加
熱保持された場合に残存する析出物の多くがＮｂ系の析
出物であることを見出した．
は，大別してＡｌＮ、ＮｂＣ（または、ＮｂＮ、Ｎｂ
（Ｃ，Ｎ））およびＡｌ・Ｎｂの複合炭窒化物が素地中
に析出することが本発明に於いて確認された．これらの
析出物を有する鋼を高温に加熱して，加熱後に残存する
析出物の形態を検討した結果，９００℃以上の高温に加
熱保持された場合に残存する析出物の多くがＮｂ系の析
出物であることを見出した．
【００１６】析出物のうち、ＡｌＮは９００℃以上の温
度域に加熱保持されると、ＡｌＮ自身が大型化する、ま
たは、素地中に固溶してしまい、結晶粒の粗大化の防止
に寄与していないことが確認された。従って、ＡｌＮの
みを析出させた場合は、十分な粗大化抑制効果が得られ
ないわけである。
度域に加熱保持されると、ＡｌＮ自身が大型化する、ま
たは、素地中に固溶してしまい、結晶粒の粗大化の防止
に寄与していないことが確認された。従って、ＡｌＮの
みを析出させた場合は、十分な粗大化抑制効果が得られ
ないわけである。
【００１７】一方、Ｎｂ炭化物、または、ＮｂＮ、Ｎｂ
（Ｃ，Ｎ）などのＮｂ系の析出物が素地中に存在した場
合、高温加熱後にもこれらの析出物が残存しており、ま
た、結晶粒の粗大化が発生しないことが確認された。同
時にＮｂ・Ａｌの複合組成を有する析出物も高温加熱後
にも残存することが確認され、これら析出物が結晶粒の
粗大化抑制に有効に作用することが見出された．
（Ｃ，Ｎ）などのＮｂ系の析出物が素地中に存在した場
合、高温加熱後にもこれらの析出物が残存しており、ま
た、結晶粒の粗大化が発生しないことが確認された。同
時にＮｂ・Ａｌの複合組成を有する析出物も高温加熱後
にも残存することが確認され、これら析出物が結晶粒の
粗大化抑制に有効に作用することが見出された．
【００１８】すなわち，粗大化特性を向上させるための
析出物の形態は、Ｎｂ炭化物、Ｎｂ炭窒化物、Ｎｂ窒化
物、およびＡｌ・Ｎｂ複合組成の析出物のいずれかであ
ることを確認した。
析出物の形態は、Ｎｂ炭化物、Ｎｂ炭窒化物、Ｎｂ窒化
物、およびＡｌ・Ｎｂ複合組成の析出物のいずれかであ
ることを確認した。
【００１９】Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、ＶはＮｂと全く
同じ働きを示すものであり、Ｎｂに代わって添加するこ
とができる。これら元素は、Ｎｂと同様に鋼中のＣ、Ｎ
と結合して炭化物、炭窒化物、窒化物を析出し、結晶粒
の粗大化を抑制する効果があることが確認された。ま
た、同時に２種以上の元素を添加しても同様の効果を有
することが確認された。これらの元素は必要とする粗大
化温度や素材コストに応じて添加すべき元素を選択する
ことができる．
同じ働きを示すものであり、Ｎｂに代わって添加するこ
とができる。これら元素は、Ｎｂと同様に鋼中のＣ、Ｎ
と結合して炭化物、炭窒化物、窒化物を析出し、結晶粒
の粗大化を抑制する効果があることが確認された。ま
た、同時に２種以上の元素を添加しても同様の効果を有
することが確認された。これらの元素は必要とする粗大
化温度や素材コストに応じて添加すべき元素を選択する
ことができる．
【００２０】さらに、析出物の量と粗大化温度の関係を
調査した結果、析出量の増加に伴って粗大化温度が向上
することが確認された。粗大化温度を高めるためにはＮ
ｂ炭化物などの析出物を多量に析出させることが望まし
いが、９００℃以上の温度域に加熱保持されても結晶粒
の粗大化を発生させないためには、析出物の個数を少な
くとも５個／１０μｍ２とすることが必要とされる。ま
た、Ｎｂ炭化物のみならず、Ｎｂ窒化物、Ｎｂ炭窒化物
およにＮｂ・Ａｌ複合組成の析出物の総和が５個／１０
μｍ２であっても、ほぼ同一の粗大化特性が得られるこ
とが確認された。
調査した結果、析出量の増加に伴って粗大化温度が向上
することが確認された。粗大化温度を高めるためにはＮ
ｂ炭化物などの析出物を多量に析出させることが望まし
いが、９００℃以上の温度域に加熱保持されても結晶粒
の粗大化を発生させないためには、析出物の個数を少な
くとも５個／１０μｍ２とすることが必要とされる。ま
た、Ｎｂ炭化物のみならず、Ｎｂ窒化物、Ｎｂ炭窒化物
およにＮｂ・Ａｌ複合組成の析出物の総和が５個／１０
μｍ２であっても、ほぼ同一の粗大化特性が得られるこ
とが確認された。
【００２１】
【実施例】表１に示す化学組成（質量％）を有する素材
を、真空誘導炉を用いて溶解した。材料は、いずれも溶
解後に３０ｋｇのインゴットに鋳造し、熱間鍛造によっ
て直径３２ｍｍの丸棒に鍛伸した。この丸棒を７６０℃
で６時間保持した後に、３０℃／ｈの冷却速度で６５０
℃まで徐冷する球状化焼なまし処理を施した。さらに、
球状化焼なまし材を機械加工によって、直径２５ｍｍ、
高さ３７．５ｍｍの冷間加工試験片を作製した。
を、真空誘導炉を用いて溶解した。材料は、いずれも溶
解後に３０ｋｇのインゴットに鋳造し、熱間鍛造によっ
て直径３２ｍｍの丸棒に鍛伸した。この丸棒を７６０℃
で６時間保持した後に、３０℃／ｈの冷却速度で６５０
℃まで徐冷する球状化焼なまし処理を施した。さらに、
球状化焼なまし材を機械加工によって、直径２５ｍｍ、
高さ３７．５ｍｍの冷間加工試験片を作製した。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１に示す化学組成を有する鋼の球状化焼
なまし処理後の材料について、抽出レプリカを作製し電
子顕微鏡によって析出物の形態および単位面積中の析出
物個数を求めた。この後、各材料の粗大化特性を調査す
るために、冷間加工試験片を冷鍛プレスによって加工率
７０％のアップセット加工を行った後、９００℃〜１１
００℃の温度範囲に加熱し３０分保持し（保持後は水
冷）、加熱・保持材の結晶粒度の測定を行った。粗大化
温度とは、各加熱温度で結晶粒を測定しＪＩＳのオース
テナイト粒度番号で４番以下の粗大粒が観察されない最
高加熱温度を粗大化温度と定義した。
なまし処理後の材料について、抽出レプリカを作製し電
子顕微鏡によって析出物の形態および単位面積中の析出
物個数を求めた。この後、各材料の粗大化特性を調査す
るために、冷間加工試験片を冷鍛プレスによって加工率
７０％のアップセット加工を行った後、９００℃〜１１
００℃の温度範囲に加熱し３０分保持し（保持後は水
冷）、加熱・保持材の結晶粒度の測定を行った。粗大化
温度とは、各加熱温度で結晶粒を測定しＪＩＳのオース
テナイト粒度番号で４番以下の粗大粒が観察されない最
高加熱温度を粗大化温度と定義した。
【００２４】
【表２】
【００２５】表２ は素材中に観察されるＡｌＮを除く
析出物と粗大化温度を示したが、発明鋼においては、い
ずれも５個／１０μｍ２以上のＮｂ析出物（または、Ｔ
ｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ系の析出物）が得られている
のに対して比較鋼の場合に観察される析出物は、いずれ
もＡｌＮのみである。また、析出物数の多い物ほど高い
粗大化温度を示す傾向にあり、発明鋼はいずれも１００
０℃以上の粗大化温度が得られているのに対して比較鋼
はいずれも＜９００℃の粗大化温度である。
析出物と粗大化温度を示したが、発明鋼においては、い
ずれも５個／１０μｍ２以上のＮｂ析出物（または、Ｔ
ｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ系の析出物）が得られている
のに対して比較鋼の場合に観察される析出物は、いずれ
もＡｌＮのみである。また、析出物数の多い物ほど高い
粗大化温度を示す傾向にあり、発明鋼はいずれも１００
０℃以上の粗大化温度が得られているのに対して比較鋼
はいずれも＜９００℃の粗大化温度である。
【００２６】このように、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚ
ｒ、Ｖ系の炭化物，炭窒化物，窒化物およびＡｌと複合
した析出物を所定量得ることによって、粗大化特性を著
しく向上させることが可能とされた。
ｒ、Ｖ系の炭化物，炭窒化物，窒化物およびＡｌと複合
した析出物を所定量得ることによって、粗大化特性を著
しく向上させることが可能とされた。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、固有の元素の選択と素
地に析出する析出物の形態と量を適正化することによっ
て、結晶粒が高温においても粗大化しない結晶粒粗大化
防止鋼の提供が可能である。本発明により結晶粒の粗大
化が防止され、熱処理後の歪み発生の低減や部品の強度
・靭性を向上させることが可能とされる。また、さらに
高い温度で熱処理されても結晶粒の粗大化が発生しない
ため、高温での熱処理が実施でき、処理時間の短縮を図
ることが可能とされる。
地に析出する析出物の形態と量を適正化することによっ
て、結晶粒が高温においても粗大化しない結晶粒粗大化
防止鋼の提供が可能である。本発明により結晶粒の粗大
化が防止され、熱処理後の歪み発生の低減や部品の強度
・靭性を向上させることが可能とされる。また、さらに
高い温度で熱処理されても結晶粒の粗大化が発生しない
ため、高温での熱処理が実施でき、処理時間の短縮を図
ることが可能とされる。
Claims (3)
- 【請求項１】 合金元素の含有率が質量％で、 Ｃ ：０．０５％〜１．２％ Ｓｉ：３．００％以下 Ｍｎ：２．５０％以下 Ｃｒ：２．５０％以下 Ｎｉ：２．５０％以下 Ｍｏ：２．００％以下 Ｎ ：０．０１０％以下 Ａｌ：０．０６０％以下を含有し、 さらに、 Ｎｂ：０．００５％〜０．２０％ Ｔｉ：０．００５％〜０．０５０％ Ｔａ：０．０１０％〜０．２０％ Ｈｆ：０．０１０％〜０．２０％ Ｚｒ：０．０１０％〜０．２０％ Ｖ ：０．０１０％〜１．００％ から選ばれる１種または２種以上を含有し、素地中にＮ
ｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖのうちのいずれかの炭
化物を５個／１０μｍ２以上を析出していることを特徴
とした結晶粒粗大化防止鋼。 - 【請求項２】 請求項１に記載の鋼が、素地中にＮｂ、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖの窒化物または炭窒化物を
素地中に５個／１０μｍ２以上析出していることを特徴
とした結晶粒粗大化防止鋼。 - 【請求項３】 請求項１、２に記載の鋼が、素地中にＮ
ｂ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖの炭化物、窒化物およ
び炭窒化物とＡｌの複合組成からなる析出物を素地中に
５個／１０μｍ２以上析出していることを特徴とした結
晶粒粗大化防止鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25001895A JPH0959745A (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 結晶粒粗大化防止鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25001895A JPH0959745A (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 結晶粒粗大化防止鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0959745A true JPH0959745A (ja) | 1997-03-04 |
Family
ID=17201628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25001895A Pending JPH0959745A (ja) | 1995-08-24 | 1995-08-24 | 結晶粒粗大化防止鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0959745A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014189818A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Kobe Steel Ltd | 転動疲労特性に優れた軸受用鋼材、および軸受部品 |
| WO2015005311A1 (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-15 | 日本発條株式会社 | コイルばね、およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-08-24 JP JP25001895A patent/JPH0959745A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014189818A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Kobe Steel Ltd | 転動疲労特性に優れた軸受用鋼材、および軸受部品 |
| WO2015005311A1 (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-15 | 日本発條株式会社 | コイルばね、およびその製造方法 |
| JP2015017288A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | 日本発條株式会社 | コイルばね、およびその製造方法 |
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