JPH1017988A - ガス窒化性に優れた冷延鋼板 - Google Patents
ガス窒化性に優れた冷延鋼板Info
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- JPH1017988A JPH1017988A JP16710696A JP16710696A JPH1017988A JP H1017988 A JPH1017988 A JP H1017988A JP 16710696 A JP16710696 A JP 16710696A JP 16710696 A JP16710696 A JP 16710696A JP H1017988 A JPH1017988 A JP H1017988A
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 十分な表層硬度が鋼板面に均一に安定して得
られるガス窒化性に優れたＩＦ鋼からなる冷延鋼板を提
供する。 【解決手段】 ｗｔ％で、Ｃ：０．００３％以下、Ｓ
ｉ：０．３％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｐ：
０．０３％以下、Ｓ：０．００３〜０．０１５％、ｓｏ
ｌ．Ａｌ：０．０３〜０．０８％、Ｔｉ：０．０２〜
０．０８％、Ｎ：０．００２５％以下、Ｃｒ：０．０２
〜０．１０％を含有し、かつ残部がＦｅおよび不可避的
不純物からなることを特徴とするガス窒化性に優れた冷
延鋼板など。
られるガス窒化性に優れたＩＦ鋼からなる冷延鋼板を提
供する。 【解決手段】 ｗｔ％で、Ｃ：０．００３％以下、Ｓ
ｉ：０．３％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｐ：
０．０３％以下、Ｓ：０．００３〜０．０１５％、ｓｏ
ｌ．Ａｌ：０．０３〜０．０８％、Ｔｉ：０．０２〜
０．０８％、Ｎ：０．００２５％以下、Ｃｒ：０．０２
〜０．１０％を含有し、かつ残部がＦｅおよび不可避的
不純物からなることを特徴とするガス窒化性に優れた冷
延鋼板など。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電機小物部品など
に用いられ、成形後ガス窒化法により表層硬化させて耐
摩耗性が付与される冷延鋼板、特にＩＦ（Ｉｎｔｅｒｓ
ｔｉｔｉａｌ Ｆｒｅｅ）鋼からなる冷延鋼板に関す
る。
に用いられ、成形後ガス窒化法により表層硬化させて耐
摩耗性が付与される冷延鋼板、特にＩＦ（Ｉｎｔｅｒｓ
ｔｉｔｉａｌ Ｆｒｅｅ）鋼からなる冷延鋼板に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の安全性向上や省エネルギ
ー対策、電機部品の耐摩耗性向上などを目的として、高
強度冷延鋼板の使用される機会が増えてきた。
ー対策、電機部品の耐摩耗性向上などを目的として、高
強度冷延鋼板の使用される機会が増えてきた。
【０００３】しかし、複雑な形状のため厳しい成形性を
要求される電機小物部品では、高強度化により割れやス
プリングバックなどの成形上の問題が起こり易くなるた
め、高強度冷延鋼板を使用せずに従来の軟質冷延鋼板を
用いて部品成形後窒化処理により表層硬化して耐摩耗性
の付与を図る場合が多い。そのため、こうした電機小物
部品用には、成形性と窒化性ともに優れた冷延鋼板が要
求されている。
要求される電機小物部品では、高強度化により割れやス
プリングバックなどの成形上の問題が起こり易くなるた
め、高強度冷延鋼板を使用せずに従来の軟質冷延鋼板を
用いて部品成形後窒化処理により表層硬化して耐摩耗性
の付与を図る場合が多い。そのため、こうした電機小物
部品用には、成形性と窒化性ともに優れた冷延鋼板が要
求されている。
【０００４】優れた成形性を有する冷延鋼板としては、
極低炭素鋼にＴｉ、Ｎｂなどの炭窒化物形成元素を添加
したＩＦ鋼からなる冷延鋼板がよく知られている。
極低炭素鋼にＴｉ、Ｎｂなどの炭窒化物形成元素を添加
したＩＦ鋼からなる冷延鋼板がよく知られている。
【０００５】一方、ＩＦ鋼の窒化性に関しては十分な検
討がなされてないが、特開平４ー６２４６号公報には、
ガス窒化により表層硬化したＩＦ鋼からなる冷延鋼板が
提案されている。
討がなされてないが、特開平４ー６２４６号公報には、
ガス窒化により表層硬化したＩＦ鋼からなる冷延鋼板が
提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等が特開平４ー６２４６号公報に記載のＩＦ鋼からな
る冷延鋼板のガス窒化性について追試したところ、成分
によっては十分な表層硬度が得られなかったり、鋼板面
に均一な窒化ができなかったりする場合があった。
者等が特開平４ー６２４６号公報に記載のＩＦ鋼からな
る冷延鋼板のガス窒化性について追試したところ、成分
によっては十分な表層硬度が得られなかったり、鋼板面
に均一な窒化ができなかったりする場合があった。
【０００７】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、十分な表層硬度が鋼板面に均一に安定
して得られるガス窒化性に優れたＩＦ鋼からなる冷延鋼
板を提供することを目的とする。
なされたもので、十分な表層硬度が鋼板面に均一に安定
して得られるガス窒化性に優れたＩＦ鋼からなる冷延鋼
板を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は、ｗｔ％で、
Ｃ：０．００３％以下、Ｓｉ：０．３％以下、Ｍｎ：
０．０５〜０．５％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０
０３〜０．０１５％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３〜０．０
８％、Ｔｉ：０．０２〜０．０８％、Ｎ：０．００２５
％以下、Ｃｒ：０．０２〜０．１０％を含有し、かつ残
部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とす
るガス窒化性に優れた冷延鋼板により解決される。
Ｃ：０．００３％以下、Ｓｉ：０．３％以下、Ｍｎ：
０．０５〜０．５％、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０
０３〜０．０１５％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３〜０．０
８％、Ｔｉ：０．０２〜０．０８％、Ｎ：０．００２５
％以下、Ｃｒ：０．０２〜０．１０％を含有し、かつ残
部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とす
るガス窒化性に優れた冷延鋼板により解決される。
【０００９】以下に、成分の限定理由を説明する。 Ｃ：０．００３ｗｔ％を超えると成形性が劣化する。
【００１０】Ｓｉ：０．３ｗｔ％を超えると硬質化し、
成形性が劣化する。
成形性が劣化する。
【００１１】Ｍｎ：０．５ｗｔ％を超えると硬質化し、
成形性が劣化する。０．０５ｗｔ％未満では、赤熱脆性
の起こる場合がある。
成形性が劣化する。０．０５ｗｔ％未満では、赤熱脆性
の起こる場合がある。
【００１２】Ｐ：０．０３ｗｔ％を超えると低温脆化が
顕在化する。
顕在化する。
【００１３】Ｓ：０．０１５ｗｔ％を超えると延性が低
下する。０．００３ｗｔ％未満では、熱延時のスケール
剥離性が低下する。
下する。０．００３ｗｔ％未満では、熱延時のスケール
剥離性が低下する。
【００１４】Ｎ：０．００２５ｗｔ％を超えると成形性
が劣化する。
が劣化する。
【００１５】ｓｏｌ．Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒは本発明におい
て最も重要な元素であり、十分な表層硬度が鋼板面に均
一に安定して得られるガス窒化性を得るためには、下記
のようにその添加量を適正化する必要がある。
て最も重要な元素であり、十分な表層硬度が鋼板面に均
一に安定して得られるガス窒化性を得るためには、下記
のようにその添加量を適正化する必要がある。
【００１６】ｓｏｌ．Ａｌ量を０．０５ｗｔ％と一定に
し、Ｔｉ量を０．００２〜０．１ｗｔ％の範囲に、Ｃｒ
量を０〜０．３ｗｔ％の範囲に変え、他の元素を本発明
の範囲内とした鋼を溶製しスラブとなした後、熱間圧
延、酸洗、冷間圧延、連続焼鈍し、板厚１．０ｍｍの冷
延鋼板を製造した。そして、Ｎ2 を６ｍ3 ／ｈｒ、ＮＨ
3 を１０ｍ3 ／ｈｒに流量制御された雰囲気中で６００
℃で９０分の窒化処理して、表層硬度を調査した。な
お、表層硬度としては、実部品の耐摩耗性を考慮する
と、ビッカース硬度Ｈｖで１５０以上あれば問題ないと
思われるので、この値を基準とした。また、測定は、鋼
板断面の表層部から１５０μｍ以内の領域で行った。
し、Ｔｉ量を０．００２〜０．１ｗｔ％の範囲に、Ｃｒ
量を０〜０．３ｗｔ％の範囲に変え、他の元素を本発明
の範囲内とした鋼を溶製しスラブとなした後、熱間圧
延、酸洗、冷間圧延、連続焼鈍し、板厚１．０ｍｍの冷
延鋼板を製造した。そして、Ｎ2 を６ｍ3 ／ｈｒ、ＮＨ
3 を１０ｍ3 ／ｈｒに流量制御された雰囲気中で６００
℃で９０分の窒化処理して、表層硬度を調査した。な
お、表層硬度としては、実部品の耐摩耗性を考慮する
と、ビッカース硬度Ｈｖで１５０以上あれば問題ないと
思われるので、この値を基準とした。また、測定は、鋼
板断面の表層部から１５０μｍ以内の領域で行った。
【００１７】図１に、表層ビッカース硬度ＨｖとＴｉ
量、Ｃｒ量との関係を示す。Ｃｒ量が０．０２〜０．１
０ｗｔ％の範囲で、Ｔｉ量が０．０２〜０．０８ｗｔ％
の範囲であれば、Ｈｖが１５０以上となることがわか
る。
量、Ｃｒ量との関係を示す。Ｃｒ量が０．０２〜０．１
０ｗｔ％の範囲で、Ｔｉ量が０．０２〜０．０８ｗｔ％
の範囲であれば、Ｈｖが１５０以上となることがわか
る。
【００１８】次に、上記したＨｖが１５０以上となるよ
うにＣｒ量とＴｉ量を調製し、ｓｏｌ．Ａｌ量を変えて
同様な試験を行った。
うにＣｒ量とＴｉ量を調製し、ｓｏｌ．Ａｌ量を変えて
同様な試験を行った。
【００１９】図２に、表層ビッカース硬度Ｈｖとｓｏ
ｌ．Ａｌ量との関係を示す。ｓｏｌ．Ａｌ量が０．０３
〜０．０８ｗｔ％の範囲であれば、Ｈｖが１５０以上と
なることがわかる。
ｌ．Ａｌ量との関係を示す。ｓｏｌ．Ａｌ量が０．０３
〜０．０８ｗｔ％の範囲であれば、Ｈｖが１５０以上と
なることがわかる。
【００２０】以上の結果より、ｓｏｌ．Ａｌ：０．０３
〜０．０８ｗｔ％、Ｔｉ：０．０２〜０．０８ｗｔ％、
Ｃｒ：０．０２〜０．１０ｗｔ％とする必要がある。な
お、ｓｏｌ．Ａｌ、Ｔｉ量とも、０．０４〜０．０６ｗ
ｔ％にすることがより高い硬度を得る上で好ましい。ま
た、このとき鋼板への窒化は、場所によるムラがなく均
一であった。
〜０．０８ｗｔ％、Ｔｉ：０．０２〜０．０８ｗｔ％、
Ｃｒ：０．０２〜０．１０ｗｔ％とする必要がある。な
お、ｓｏｌ．Ａｌ、Ｔｉ量とも、０．０４〜０．０６ｗ
ｔ％にすることがより高い硬度を得る上で好ましい。ま
た、このとき鋼板への窒化は、場所によるムラがなく均
一であった。
【００２１】こうした成分範囲に調製した鋼からなる冷
延鋼板には、ガス窒化後に表面割れが生じる場合があ
る。この原因は、窒化後に結晶粒界に沿って割れる窒化
脆性割れであることが判明したので、その改善のために
種々の元素の影響を検討した。その結果、Ｂが有効であ
ることがわかったので、本発明の成分を有する鋼を用
い、Ｂ量を変えて脆化温度を調査した。
延鋼板には、ガス窒化後に表面割れが生じる場合があ
る。この原因は、窒化後に結晶粒界に沿って割れる窒化
脆性割れであることが判明したので、その改善のために
種々の元素の影響を検討した。その結果、Ｂが有効であ
ることがわかったので、本発明の成分を有する鋼を用
い、Ｂ量を変えて脆化温度を調査した。
【００２２】ここで、脆化温度とは、窒化処理した鋼板
より９５ｍｍφのブランクを切出し、絞り比１．９の条
件で内径５０ｍｍφの円筒を成形後、種々の温度で成形
品の口が広がるように応力を加えて破壊させ、その破面
が延性から脆性破面に移行する温度である。
より９５ｍｍφのブランクを切出し、絞り比１．９の条
件で内径５０ｍｍφの円筒を成形後、種々の温度で成形
品の口が広がるように応力を加えて破壊させ、その破面
が延性から脆性破面に移行する温度である。
【００２３】また、窒化前の鋼板より圧延方向に対して
０°、４５°、９０°からＪＩＳ５号試験片を切出し、
深絞り性の指標である平均ｒ値を求めた。
０°、４５°、９０°からＪＩＳ５号試験片を切出し、
深絞り性の指標である平均ｒ値を求めた。
【００２４】図３に、脆化温度、表層ビッカース硬度Ｈ
ｖ、窒化前のｒ値とＢ量の関係を示す。
ｖ、窒化前のｒ値とＢ量の関係を示す。
【００２５】Ｂ量を０．０００２ｗｔ％以上添加するこ
とにより、脆化温度が著しく低温化し、窒化脆性が改善
されることがわかる。また、表層硬度Ｈｖも２００以上
となり、耐摩耗性も向上する。しかし、０．００１５ｗ
ｔ％を超えて添加すると窒化前のｒ値が低下し、成形性
が劣化するので０．００１５ｗｔ％以下にすることが好
ましい。なお、０．００１０ｗｔ％以下にすれば、ｒ値
の低下がほとんど起きないのでより好ましい。
とにより、脆化温度が著しく低温化し、窒化脆性が改善
されることがわかる。また、表層硬度Ｈｖも２００以上
となり、耐摩耗性も向上する。しかし、０．００１５ｗ
ｔ％を超えて添加すると窒化前のｒ値が低下し、成形性
が劣化するので０．００１５ｗｔ％以下にすることが好
ましい。なお、０．００１０ｗｔ％以下にすれば、ｒ値
の低下がほとんど起きないのでより好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明である成分組成のＩＦ鋼を
溶製後スラブを製造するにあたっては、連続鋳造で行っ
ても造塊後分塊圧延で行ってもよい。
溶製後スラブを製造するにあたっては、連続鋳造で行っ
ても造塊後分塊圧延で行ってもよい。
【００２７】こうして製造されたスラブを熱間圧延する
にあたっては、再加熱炉を経ずに直接圧延しても、冷片
装入や熱片装入など再加熱炉を経た後に圧延してもよ
い。また、成形性や表面性状などの劣化を招かないよう
に、スラブ再加熱温度を１１００℃以上、仕上温度をＡ
ｒ3 変態点以上、巻取温度を５００〜７００℃にするこ
とが望ましい。
にあたっては、再加熱炉を経ずに直接圧延しても、冷片
装入や熱片装入など再加熱炉を経た後に圧延してもよ
い。また、成形性や表面性状などの劣化を招かないよう
に、スラブ再加熱温度を１１００℃以上、仕上温度をＡ
ｒ3 変態点以上、巻取温度を５００〜７００℃にするこ
とが望ましい。
【００２８】熱間圧延後は、酸洗、冷間圧延、連続焼鈍
の工程を経て冷延鋼板となる。
の工程を経て冷延鋼板となる。
【００２９】
【実施例】表１、表２に示す成分組成を有する３４種の
鋼を用い、連続鋳造によりスラブとした後、仕上温度９
１０℃、巻取温度６４０℃の熱延条件で板厚３．６ｍｍ
の熱延板を製造した。この熱延板を酸洗し板厚１．０ｍ
ｍ（冷延率７２％）まで冷延後、加熱温度８００℃、加
熱時間９０秒の連続焼鈍を施した。そして、上記したガ
ス窒化条件で窒化し、上記した方法で表層ビッカース硬
度Ｈｖ、脆化温度（Ｔｃ）、窒化前のｒ値を調査した。
鋼を用い、連続鋳造によりスラブとした後、仕上温度９
１０℃、巻取温度６４０℃の熱延条件で板厚３．６ｍｍ
の熱延板を製造した。この熱延板を酸洗し板厚１．０ｍ
ｍ（冷延率７２％）まで冷延後、加熱温度８００℃、加
熱時間９０秒の連続焼鈍を施した。そして、上記したガ
ス窒化条件で窒化し、上記した方法で表層ビッカース硬
度Ｈｖ、脆化温度（Ｔｃ）、窒化前のｒ値を調査した。
【００３０】表１、表２にその結果を示す。本発明範囲
内の成分組成を有する鋼Ｎｏ．１〜１６は、いずれも表
層ビッカース硬度Ｈｖが１５０以上で、ガス窒化性に優
れていることがわかる。また、２．０以上の平均ｒ値を
示し、成形性にも優れている。Ｂを本発明範囲内で添加
すると、Ｔｃはいずも−８５℃以下となり窒化脆性が向
上する。
内の成分組成を有する鋼Ｎｏ．１〜１６は、いずれも表
層ビッカース硬度Ｈｖが１５０以上で、ガス窒化性に優
れていることがわかる。また、２．０以上の平均ｒ値を
示し、成形性にも優れている。Ｂを本発明範囲内で添加
すると、Ｔｃはいずも−８５℃以下となり窒化脆性が向
上する。
【００３１】一方、本発明範囲外の成分組成を有する鋼
Ｎｏ．１７〜３４は、表層ビッカース硬度Ｈｖが１５０
以上とならず、ガス窒化性が十分でない。
Ｎｏ．１７〜３４は、表層ビッカース硬度Ｈｖが１５０
以上とならず、ガス窒化性が十分でない。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、十分な表層硬度が鋼板面に均一に安定して得
られるガス窒化性に優れたＩＦ鋼からなる冷延鋼板を提
供できる。この冷延鋼板は、耐磨耗性冷延鋼板用素材と
して使用できる。
いるので、十分な表層硬度が鋼板面に均一に安定して得
られるガス窒化性に優れたＩＦ鋼からなる冷延鋼板を提
供できる。この冷延鋼板は、耐磨耗性冷延鋼板用素材と
して使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表層のビッカース硬度ＨｖとＴｉ量、Ｃｒ量と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図２】表層のビッカース硬度Ｈｖとｓｏｌ．Ａｌ量と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図３】脆化温度、表層ビッカース硬度Ｈｖ、窒化前の
ｒ値とＢ量の関係を示す図である。
ｒ値とＢ量の関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 ｗｔ％で、Ｃ：０．００３％以下、Ｓ
ｉ：０．３％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｐ：
０．０３％以下、Ｓ：０．００３〜０．０１５％、ｓｏ
ｌ．Ａｌ：０．０３〜０．０８％、Ｔｉ：０．０２〜
０．０８％、Ｎ：０．００２５％以下、Ｃｒ：０．０２
〜０．１０％を含有し、かつ残部がＦｅおよび不可避的
不純物からなることを特徴とするガス窒化性に優れた冷
延鋼板。 - 【請求項２】 ｗｔ％で、Ｃ：０．００３％以下、Ｓ
ｉ：０．３％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｐ：
０．０３％以下、Ｓ：０．００３〜０．０１５％、ｓｏ
ｌ．Ａｌ：０．０３〜０．０８％、Ｔｉ：０．０２〜
０．０８％、Ｎ：０．００２５％以下、Ｃｒ：０．０２
〜０．１０％、Ｂ：０．０００２〜０．００１５％を含
有し、かつ残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるこ
とを特徴とするガス窒化性に優れた冷延鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16710696A JPH1017988A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | ガス窒化性に優れた冷延鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16710696A JPH1017988A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | ガス窒化性に優れた冷延鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1017988A true JPH1017988A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=15843547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16710696A Pending JPH1017988A (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | ガス窒化性に優れた冷延鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1017988A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005264205A (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Jfe Steel Kk | 窒化処理用鋼板 |
| JP2009138275A (ja) * | 2009-01-09 | 2009-06-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 窒化処理鋼材 |
-
1996
- 1996-06-27 JP JP16710696A patent/JPH1017988A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005264205A (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Jfe Steel Kk | 窒化処理用鋼板 |
| JP2009138275A (ja) * | 2009-01-09 | 2009-06-25 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 窒化処理鋼材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020903 |