JPH11124623A - 含ボロン冷間鍛造用鋼材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鋼材を素材として所要の形状に冷間鍛造された
各種の部品をオーステナイト域へ再加熱しても結晶粒の
粗大化や混粒を生ずることがなく、整細粒組織が得られ
る含ボロン冷間鍛造用鋼材の製造方法を提供する。 【解決手段】C：0.15〜0.35％、Si≦0.30％、Mn：0.40
〜1.30％、Cu≦ 0.40％、Ni≦0.40％、Cr：0.20〜1.00
％、Mo：0〜0.2％、Nb：0.01〜0.05％、Al：0.005〜0.1
0％、B：0.0003〜0.010％、N：0.001〜0.015％、Ti：3.
4N〜5.0N、残部はFeと不純物からなる化学組成の鋼材
を、1250℃以上の温度に加熱して１次熱間加工を行い、
加工後少なくとも500℃まで冷却してから更にAc₃点＋50
℃〜1050℃の温度域の温度に加熱して２次熱間加工し、
前記熱間加工を 700℃以上の温度域で仕上げ、次いで少
なくとも500℃まで10℃／秒以下の冷却速度で冷却す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、含ボロン冷間鍛造
用鋼材の製造方法に関する。より詳しくは、熱間加工後
の硬度が低いので、熱間加工の後、あるいは熱間加工の
後工程としてのスキンパス伸線加工を行った後に、軟化
のための熱処理を施さずともそのまま所要の形状に冷間
鍛造が可能であり、しかも、冷間鍛造加工した各種の部
品をオーステナイト域へ再加熱しても結晶粒の粗大化や
混粒を生ずることがなく、整細粒組織が得られる含ボロ
ン冷間鍛造用鋼材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】炭素鋼、なかでも低・中炭素鋼にＢ（ボ
ロン）を少量含有させれば、ＣｒやＭｏなどの比較的高
価な特殊元素を用いることなく、あるいはこうした元素
の含有量を少なくしても、焼入れ性を著しく高めること
ができる。したがって、ボロンを含有させた鋼（以下、
単に含ボロン鋼という）は原料コストの低減が可能なた
め、特に、調質処理（焼入れ・焼戻し処理）して製造さ
れる自動車などの構造用部品、例えばボルトなどに適し
た鋼材として実用化が図られつつある。

【０００３】Ｂの焼入れ性向上効果を有効に作用させる
ためには、鋼をＡc₃点以上の温度に加熱してオーステナ
イト化した時に、Ｂが窒化物（ＢＮ）を形成せずに基地
のオーステナイトに固溶していることが必要である。こ
のため、含ボロン鋼には通常Ｔｉを添加してＴｉＮを形
成させ、これによってＮを固定することが行われてい
る。

【０００４】しかし一方では、含ボロン鋼ではＮが固定
されているため、結晶粒粗大化防止に効果を有するＡｌ
Ｎの析出が妨げられる。このため、含ボロン鋼は比較的
低温でオーステナイト結晶粒が粗大化する傾向にある。
更に、含ボロン鋼は冷間鍛造などの冷間加工を受けた後
にオーステナイト化されると、比較的低温で混粒を生ず
ることがある。

【０００５】オーステナイト結晶粒が粗大化したり混粒
が生じたりすると、最終製品である各種の熱処理部品の
機械的性質を初めとする性能が劣化したり大きくばらつ
いてしまう。又、大きな熱処理歪が生ずるために曲がり
取りのための矯正加工や所望形状への仕上げ整形を行わ
なければならない場合もある。したがって、含ボロン鋼
を用いる場合には、そのオーステナイト結晶粒が粗大化
したり混粒になることを防止するため、熱処理温度、な
かでも焼入れ時の最高加熱温度を厳密に管理することが
行われており、生産面での大きな問題となっていた。

【０００６】こうした問題を解決するために、例えば特
公昭６３−６４４９５号公報には、｛５×Ｎ（％）＋
０．０２〜０．０５｝％のＴｉを含み、浸炭処理時など
再加熱時のオーステナイト結晶粒の粗大化を抑制できる
含Ｂ肌焼鋼の製造方法が開示されている。しかし、この
公報で提案された技術は、結晶粒の粗大化を結晶粒度番
号で４以下と規定し、更に、混粒についての配慮がなさ
れていない。このため、最終の熱処理部品の特性につい
ては、産業界の要望を満たせない場合があった。

【０００７】例えば、JIS G 0551には粒度番号５以上の
鋼が「細粒鋼」、粒度番号５未満の鋼が「粗粒鋼」と規
定されている。そして、オーステナイト結晶粒度番号が
１番大きくなった場合（すなわち結晶粒が微細になった
場合）の機械的性質に及ぼす影響、例えば、ＪＩＳ４号
シャルピー衝撃試験片を用いた衝撃特性に及ぼす影響
は、破面遷移温度が２０℃程度低下して靭性が向上する
ことが知られている。このように、結晶粒度番号で４を
超える組織が得られたとしても、その粒度番号が４に極
めて近いものである場合には、ＪＩＳで規定された所謂
「細粒鋼」の特性が得られない場合があった。

【０００８】更に、本発明者らの検討の結果、鋼にＴｉ
をＴｉＮの化学量論比を大きく超える｛５×Ｎ（％）＋
０．０２｝％以上も含有させると熱間加工ままの硬度が
極めて高くなってしまうことが明らかになった。したが
って、前記の鋼を母材とする鋼材を所要形状の部品に冷
間鍛造するためには熱間加工の後、あるいは熱間加工の
後工程としてのスキンパス伸線加工を行った後に、軟化
のための熱処理を施さねばならない。加えて、Ｔｉによ
る析出物だけでは、９００℃以上、特に９３０℃以上の
熱処理でオーステナイト結晶粒が粗大化したり混粒にな
ることを必ずしも防止できない場合があることも明らか
になった。

【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、その鋼材を素材として所要の形状
に冷間鍛造された各種の部品をオーステナイト域へ再加
熱しても結晶粒の粗大化や混粒を生ずることがなく、整
細粒組織が得られる含ボロン冷間鍛造用鋼材の製造方法
を提供することを目的とする。なかでも、熱間加工の
後、あるいは熱間加工の後工程としてのスキンパス伸線
加工を行った後に、オフラインでの軟化のための熱処理
を施さずとも容易にボルトなど所要の形状に冷間鍛造が
可能で、且つ、熱処理でＢの焼入れ性向上効果を充分に
発揮できるとともに、整細粒組織が得られる含ボロン冷
間鍛造用鋼材の製造方法を提供することを主たる目的と
する。

【００１０】ここで、「整細粒組織」とは、オーステナ
イト結晶粒度番号が５以上で、且つ、混粒を生じていな
い組織のことをいう。なお、「混粒」はJIS G 0551の規
定に従うものである。このJIS G 0551の「混粒」の定義
から外れたものを本明細書においては「整粒」と呼ぶ。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記に
示す含ボロン冷間鍛造用鋼材の製造方法にある。

【００１２】すなわち、「重量％で、Ｃ：０．１５〜
０．３５％、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．４０〜
１．３０％、Ｃｕ：０．４０％以下、Ｎｉ：０．４０％
以下、Ｃｒ：０．２０〜１．００％、Ｍｏ：０〜０．２
％、Ｎｂ：０．０１〜０．０５％、Ａｌ：０．００５〜
０．１０％、Ｂ：０．０００３〜０．０１０％、Ｎ：
０．００１〜０．０１５％、Ｔｉ：３．４Ｎ（％）〜
５．０Ｎ（％）、残部はＦｅ及び不可避不純物からなる
化学組成の鋼材を、１２５０℃以上の温度に加熱して１
次熱間加工を行い、加工後少なくとも５００℃まで冷却
してから更にＡｃ₃ 点＋５０℃〜１０５０℃の温度域の
温度に加熱して２次熱間加工し、前記熱間加工を７００
℃以上の温度域で仕上げ、次いで少なくとも５００℃ま
で１０℃／秒以下の冷却速度で冷却することを特徴とす
る含ボロン冷間鍛造用鋼材の製造方法」である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明者らは、熱間加工の後、あ
るいは熱間加工の後工程としてのスキンパス伸線加工を
行った後に、オフラインでの軟化のための熱処理を施さ
ずとも容易にボルトなど所要の形状に冷間鍛造が可能
で、且つ、熱処理でＢの焼入れ性向上効果を充分に発揮
できるとともに、整細粒の組織となる含ボロン冷間鍛造
用鋼材の製造方法について種々検討した。すなわち、種
々の含ボロン鋼を実験炉溶製して、熱間加工条件及び熱
間加工後の冷却条件を変えて、これらの条件が冷間鍛造
性、Ｂの焼入れ性向上効果及び熱処理後の組織に及ぼす
影響を調査した。

【００１４】その結果、下記〜の知見を得た。

【００１５】熱間加工後に冷却した含ボロン鋼鋼材の
常温（室温）における硬度がＨｖ２００以下であれば、
熱間加工のまま、あるいは熱間加工の後工程としてのス
キンパス伸線加工を行ったままで、オフラインでの軟化
熱処理を施さずとも容易にボルトなど所要の形状に冷間
鍛造を行うことができる。

【００１６】適正量のＴｉとＮｂを複合添加した鋼を
適正な条件で１次熱間加工及び２次熱間加工し、更に２
次熱間加工後に適正条件で鋼材を冷却すれば、ＮｂＴｉ
（Ｃ、Ｎ）が微細に非整合析出する。この微細析出した
ＮｂＴｉ（Ｃ、Ｎ）は、鋼材を冷間鍛造した後に９７０
℃以下の温度域でオーステナイト化した場合の結晶粒の
粗大化や混粒の発生を防止する作用を有する。

【００１７】上記の非整合析出した微細なＮｂＴｉ
（Ｃ、Ｎ）は強化作用を有さず、したがって冷間鍛造性
を低下させることがない。

【００１８】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たものである。

【００１９】以下、本発明の各要件について詳しく説明
する。なお、成分含有量の「％」は「重量％」を意味す
る。

【００２０】（Ａ）鋼材の化学組成 Ｃ：０．１５〜０．３５％ Ｃは、強度及び焼入れ性を高める作用がある。しかしそ
の含有量が０．１５％未満では添加効果に乏しい。一
方、０．３５％を超えると工業的な生産規模では熱間加
工後の冷却条件を制御しても常温における硬度がＨｖで
２００を超えるものとなって冷間鍛造性が低下し、オフ
ラインでの軟化熱処理を施さずにボルトなどの所望の形
状に冷間鍛造しようとする本発明の主たる目的が達せら
れなくなる。更に、靭性の低下が生じるし、後述するＢ
の焼入れ性向上効果が低下してしまう。したがって、Ｃ
の含有量を０．１５〜０．３５％とした。

【００２１】Ｓｉ：０．３０％以下 Ｓｉは、鋼の脱酸に有効な元素であるが、多すぎると冷
間鍛造性及び延性を低下させ、特に、その含有量が０．
３０％を超えると冷間鍛造性と延性の著しい低下をもた
らす。したがって、Ｓｉの含有量を０．３０％以下とし
た。

【００２２】Ｍｎ：０．４０〜１．３０％ Ｍｎは脱酸、脱硫及び焼入れ性を高めるのに必要な元素
であり、そのためには０．４０％以上の含有量とするこ
とが必要である。一方、１．３０％を超えて含有させる
と偏析して不均一組織の発生をきたすとともに冷間鍛造
性を劣化させてしまう。したがって、Ｍｎ含有量を０．
４０〜１．３０％とした。

【００２３】Ｃｕ：０．４０％以下 Ｃｕは、鋼の熱間加工性を低下させてしまう。特に０．
４０％を超えて含有すると、熱間加工時における加工性
の著しい劣化をきたす。したがって、Ｃｕの含有量の上
限を０．４０％とした。なお、Ｃｕ含有量は０．３０％
以下とすることが望ましい。

【００２４】Ｎｉ：０．４０％以下 Ｎｉは、冷間鍛造した部品を調質処理した後、仕上げ加
工としての研削や研磨を行う必要がある場合に、研削性
や研磨性を低下させてしまう。特に０．４０％を超えて
含有すると、研削性や研磨性の著しい劣化をきたす。し
たがって、Ｎｉの含有量の上限を０．４０％とした。な
お、Ｎｉ含有量は０．３０％以下とすることが望まし
い。

【００２５】Ｃｒ：０．２０〜１．００％ Ｃｒは、鋼の焼入れ性を高める作用を有する。しかし、
その含有量が０．２０％未満では添加効果に乏しい。一
方、１．００％を超えると工業的な生産規模では熱間加
工後の冷却条件を制御しても常温における硬度がＨｖで
２００を超えるものとなって冷間鍛造性が低下し、オフ
ラインでの軟化熱処理を施さずにボルトなどの所望の形
状に冷間鍛造しようとする本発明の主たる目的が達せら
れなくなる。したがって、Ｃｒ含有量を０．２０〜１．
００％とした。

【００２６】Ｍｏ：０〜０．２％ Ｍｏは添加しなくても良い。添加すれば鋼の焼入れ性を
高めるとともに靭性を向上させる作用がある。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、その含有量が０．２％を超
えると前記作用が飽和し、コストが嵩むばかりである。
したがって、Ｍｏの含有量を０〜０．２％とした。

【００２７】Ｎｂ：０．０１〜０．０５％ Ｎｂは、ＮｂＴｉ（Ｃ、Ｎ）として微細に非整合析出
し、冷間鍛造後の焼入れのための加熱処理時にオーステ
ナイト結晶粒が粗大化したり混粒になることを防止する
作用がある。しかし、その含有量が０．０１％未満では
所望の効果が得られない。一方、多量に含有させると冷
間鍛造性を劣化させ、特に、含有量が０．０５％を超え
ると冷間鍛造性の低下が著しくなる。したがって、Ｎｂ
の含有量を０．０１〜０．０５％とした。

【００２８】Ａｌ：０．００５〜０．１０％ Ａｌは、鋼の脱酸の安定化に有効な元素である。又、Ａ
ｌＮとして析出して結晶粒粗大化防止に効果を有する。
しかし、その含有量が０．００５％未満では添加効果に
乏しい。一方、０．１０％を超えると前記効果が飽和す
るばかりか、介在物（Ａｌ₂Ｏ₃）として冷間鍛造性を劣
化させるし靭性の低下ももたらす。したがって、Ａｌの
含有量を０．００５〜０．１０％とした。なお、Ａｌの
含有量は０．０１５〜０．０７％とすることが好まし
い。

【００２９】Ｂ：０．０００３〜０．０１０％ Ｂは、鋼中に固溶して焼入れ性を高める作用がある。し
かし、その含有量が０．０００３％未満では所望の効果
が得られない。一方、０．０１０％を超えて含有させる
と前記の効果が飽和することに加えて、熱間加工性や冷
間加工性の低下が生じ、更に靭性の低下をも招く。した
がって、Ｂの含有量を０．０００３〜０．０１０％とし
た。なお、Ｂの含有量は０．０００５〜０．００７％と
することが好ましい。より好ましいＢの含有量は０．０
００５〜０．００５％である。

【００３０】Ｎ：０．００１〜０．０１５％ Ｎは、Ｂと反応してＢＮを形成し焼入れ性の向上に有効
な固溶Ｂ量を減らすので、固溶Ｂ量の確保のためにＮの
含有量は可及的に少なくする必要がある。しかし、固溶
Ｂ量を確保するために固溶ＮをＴｉによってＴｉＮの形
で固定するばかりではなく、冷間鍛造後の焼入れのため
の加熱処理時にオーステナイト結晶粒が粗大化したり混
粒になることを防止するために冷間鍛造の前にＴｉＮｂ
（Ｃ、Ｎ）として非整合析出させておくことも重要であ
る。この場合、固溶Ｎ量と添加Ｔｉ量とのバランスは、
後述するＴｉの作用を勘案する必要がある。Ｎの含有量
が０．００１％を下回るとＴｉＮｂ（Ｃ、Ｎ）が非整合
析出し難くなって所望の整細粒組織が得られない。一
方、Ｎの含有量が０．０１５％を超えると、熱間加工性
や冷間加工性の劣化が生じる。したがって、Ｎの含有量
を０．００１〜０．０１５％とした。

【００３１】Ｔｉ：３．４Ｎ（％）〜５．０Ｎ（％） Ｔｉは、鋼中のＮをＴｉＮとして固定してＢＮの生成を
防止し、Ｂの焼入れ性向上効果を充分に発揮させるのに
必須の元素である。Ｔｉには、ＮｂＴｉ（Ｃ、Ｎ）とし
て微細に非整合析出し、冷間鍛造後の焼入れのための加
熱処理時にオーステナイト結晶粒が粗大化したり混粒に
なることを防止する作用もある。これらの効果を充分確
保するためには、Ｔｉの含有量を３．４Ｎ（％）以上と
する必要がある。一方、Ｔｉの含有量が５．０Ｎ（％）
を超えると、熱間加工時の変形抵抗が大きくなって熱間
加工性の低下を招き、加えて、靭性や冷間加工性が劣化
するようになる。したがって、Ｔｉ含有量を３．４Ｎ
（％）〜５．０Ｎ（％）とした。

【００３２】（Ｂ）熱間加工 （Ｂ−１）１次熱間加工 上記（Ａ）に示した組成を有する鋼は通常の方法で溶製
されて鋼塊となるが、この鋼塊を分塊圧延や鍛造といっ
た１次熱間加工する場合の加熱温度は１２５０℃以上と
する必要がある。これは、ＮｂとＴｉの炭化物、窒化物
や炭窒化物、なかでもＮｂＴｉ（Ｃ、Ｎ）をオーステナ
イト中に充分に固溶させ、１次熱間加工後に微細なＮｂ
Ｔｉ（Ｃ、Ｎ）として再析出させるためである。この加
熱温度の上限は特に制限するものではない。しかし、脱
炭やスケールロスによるコストアップの抑制、更にはエ
ネルギーコストを抑えるために、１４００℃程度を上限
とすることが好ましく、１３５０℃程度を上限とすれば
より好ましい。

【００３３】１次熱間加工した鋼材は、少なくとも５０
０℃まで冷却する必要がある。冷却する温度が５００℃
を超える場合は、ＮｂＴｉ（Ｃ、Ｎ）が微細且つ均一に
は析出せず、粗大化したりその分布が不均一となって、
２次熱間加工後に所望の特性が得られなくなるためであ
る。

【００３４】（Ｂ−２）２次熱間加工 上記の１次熱間加工後少なくとも５００℃まで冷却され
た鋼材は次いでＡｃ₃点＋５０℃〜１０５０℃の温度域
の温度に加熱されて、圧延や鍛造といった２次熱間加工
を受ける。

【００３５】２次熱間加工時の加熱温度がＡｃ₃ 点＋５
０℃未満では、鋼材全体が完全なオーステナイト状態に
ならない場合があるばかりか、２次熱間加工時の鋼材の
変形抵抗が大きく所望形状への熱間加工が困難となって
しまう。一方、前記加熱温度が１０５０℃を超えると、
１次熱間加工で生成した微細なＮｂＴｉ（Ｃ、Ｎ）が粗
大化して、冷間鍛造後の焼入れのための加熱処理時にオ
ーステナイト結晶粒が粗大化したり混粒になることを防
止する作用が得られないか、あるいは、１次熱間加工で
生成した微細なＮｂＴｉ（Ｃ、Ｎ）が再固溶して２次熱
間加工後の冷却で整合析出してしまうため、熱間加工後
の冷却条件を制御しても常温における硬度がＨｖで２０
０を超えるものとなって冷間鍛造性が低下してしまう。

【００３６】上記２次熱間加工の仕上げ温度は７００℃
以上とする必要がある。この仕上げ温度が７００℃を下
回る場合には、熱間加工時の変形が不均一となってオー
ステナイト領域に再加熱した場合に整細粒組織が得られ
ない場合があるからである。なお、上記熱間加工の仕上
げ温度が９００℃を超える場合には、熱間加工後の冷却
条件を制御しても常温における硬度がＨｖで２００を超
えるものとなって冷間鍛造性が低下し、オフラインでの
軟化熱処理を施さずにボルトなどの所望の形状に冷間加
工しようとする本発明の主たる目的が達せられなくなる
場合があるため、上記２次熱間加工の仕上げ温度の上限
は９００℃とすることが好ましい。

【００３７】２次熱間加工終了後は、冷却速度を制御し
て冷却することが必要である。この冷却の冷却速度が１
０℃／秒を超える場合には、ベイナイトやマルテンサイ
トといった所謂「低温変態組織」となってしまって、常
温における硬度がＨｖで２００を超えるものとなって冷
間鍛造性が低下し、オフラインでの軟化熱処理を施さず
にボルトなどの所望の形状に冷間鍛造しようとする本発
明の主たる目的が達せられなくなる。したがって、２次
熱間加工後の冷却速度を１０℃／秒以下とした。なお、
この冷却速度は３℃／秒以下とすることが好ましい。ま
た、冷却速度の下限は特に制限するものではないが、生
産効率を高めるために０．１℃／秒程度を下限とするこ
とが好ましい。

【００３８】前記の冷却速度での冷却は、２次熱間加工
後少なくとも５００℃までの温度域について行う必要が
ある。前記の冷却を５００℃を超える温度で停止した場
合には、所望の整細粒組織が得られない。なお、前記の
冷却速度での冷却は少なくとも４５０℃まで行うことが
好ましく、４００℃まで行えば一層好ましい。前記の条
件で冷却した後の冷却は、特に規定する必要はない。

【００３９】（Ａ）項に述べた化学組成を有し、（Ｂ）
項で述べた方法で製造された含ボロン鋼鋼材は、熱間加
工のままで、あるいは熱間加工の後工程としてのスキン
パス伸線加工を行った後に、オフラインでの軟化熱処理
を施すことなく、通常の方法によって、冷間鍛造を受け
て所定の形状に加工された後、所望の特性を付与するた
めに調質処理などの熱処理を施される。

【００４０】上記のようにして製造された含ボロン冷間
鍛造用鋼材は、そこに未固溶で存在する微細なＮｂＴｉ
（Ｃ、Ｎ）は非整合析出物であるので、硬度はＨｖ２０
０以下と低く冷間鍛造性が優れている。

【００４１】このようにして製造された鋼材を素材とし
て冷間鍛造された各種の部品は、微細なＮｂＴｉ（Ｃ、
Ｎ）が存在するので、オーステナイト域で再加熱されて
もオーステナイト結晶粒の粗大化や混粒を生ずることが
なく整細粒組織を有するため、熱処理歪は極めて小さ
い。したがって、熱処理後の矯正加工や仕上げ整形加工
を行う必要がない。更に、靭性や強度にも優れている。

【００４２】なお、熱間加工の後工程としてスキンパス
伸線加工を行う場合、その加工量は、オフラインでの軟
化熱処理を施すことなく、冷間鍛造が可能なようにする
ために断面減少率で２０％以下とすることが好ましい。

【００４３】なお、熱間加工のままで冷間鍛造する場
合、所望の整細粒組織を得るためには冷間鍛造の加工量
を下記式で表される相当歪で、０．０１〜２．０とす
ることが好ましい。

【００４４】 ε＝｛（ε₁ ²＋ε₂ ²＋ε₃ ²）×２／３｝^1/2 ・・・・ ここで、式におけるε₁ 、ε₂ 、ε₃ は主方向の対数
歪である。

【００４５】又、熱間加工の後工程としてスキンパス伸
線加工を行う場合には、スキンパス伸線加工と冷間鍛造
の組み合わせからなる総加工量を、上記式で表される
相当歪で、０．０１〜２．０とすることが好ましい。

【００４６】本発明対象鋼を用いて熱間加工と冷却の条
件を制御し、常温における硬度をＨｖ２００以下とした
場合には、上記した範囲の冷間での加工（冷間鍛造、ス
キンパス伸線加工と冷間鍛造）は、オフラインでの軟化
熱処理を施すまでもなく、問題なく行うことができる。

【００４７】なお、所望の整細粒組織を得るためには、
焼入れのためのオーステナイト化の加熱温度をＡｃ₃ 点
＋１０℃〜９７０℃とすることが好ましい。より好まし
いオーステナイト化の温度はＡｃ₃ 点＋２０℃〜９５０
℃である。焼戻しする場合その温度は、１５０〜６００
℃とすることが好ましい。

【００４８】以下、実施例により本発明を更に詳しく説
明する。

【００４９】

【実施例】表１に示す化学組成の鋼を通常の方法によっ
て溶製した。鋼Ａ〜Ｅは化学組成が本発明で規定する範
囲内の本発明例の鋼である。一方、鋼Ｆ〜Ｋ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
例の鋼である。

【００５０】

【表１】

【００５１】次いで、これらの鋼を表２に示す温度に加
熱して通常の方法で分塊圧延を行って１４０ｍｍ角のビ
レットとし、更に、表２に示す条件で熱間圧延と冷却を
行い、直径１０．０ｍｍの線材を製造した。なお、記載
の冷却を終了した後は放冷した。

【００５２】

【表２】

【００５３】こうして得られた線材を通常の方法で直径
９．８５ｍｍにスキンパス伸線加工した。なお、このス
キンパス伸線加工の減面率は３．０％（相当歪で０．０
３）である。

【００５４】こうして得られた鋼線について、横断面の
Ｄ／４（Ｄ＝９．８５ｍｍ）部位のビッカース硬度（Ｈ
ｖ）測定を行った。表３に、硬度測定結果を示す。

【００５５】

【表３】

【００５６】次いで、上記のようにして得た直径９．８
５ｍｍの鋼線の一部から、直径９．８ｍｍ×長さ１４．
８ｍｍの円筒状の試験片を切り出し、５００トン高速プ
レス機を用いて通常の方法で据え込み率５０％で据え込
み試験を行い、常温（室温）における変形抵抗を測定し
た。

【００５７】表３に据え込み試験時の変形抵抗を併せて
示す。

【００５８】又、前記のようにして得た直径９．８５ｍ
ｍの鋼線の一部を用いて通常の方法でフランジ付きボル
トを製造し、９３０℃で３０分加熱保持した後、鋼種に
応じて水焼入れ、又は油焼入れし、横断面におけるオー
ステナイト結晶粒度及び横断面中心部のマルテンサイト
分率（面積率）を測定した。

【００５９】表３にオーステナイト結晶粒度番号と中心
部のマルテンサイト分率を併せて示す。

【００６０】表３から、本発明例の鋼を本発明で規定す
る条件で熱間圧延及び冷却を行うと、硬度はＨｖ２００
以下で冷間鍛造性に優れ、且つオーステナイト域で熱処
理（焼入れ）しても整細粒組織が得られ、焼入れ性も良
好であることが明らかである。

【００６１】一方、本発明例の鋼を用いた場合でも、熱
間圧延と冷却の少なくともいずれか一方の条件が本発明
で規定する範囲から外れると、硬度がＨｖ２００を超え
て冷間鍛造性が劣化したり、結晶粒度番号が５を下回る
粗粒となったり、混粒の発生が認められた。

【００６２】比較例の鋼を用いた場合、本発明で規定す
る条件で熱間圧延及び冷却を行っても、硬度がＨｖ２０
０を超えて冷間加工性が劣化したり、結晶粒度番号が５
を下回る粗粒となったり、混粒が発生したり、焼入れ性
が劣るためマルテンサイト率が低い。

【００６３】

【発明の効果】本発明の含ボロン冷間鍛造用鋼材の製造
方法によれば、その鋼材を素材として加工された各種の
部品をオーステナイト域へ再加熱しても結晶粒の粗大化
や混粒を生ずることがなく、整細粒組織を有する鋼材が
得られる。特に、オフラインでの軟化熱処理を施さずと
も熱間加工のままで、あるいは熱間加工の後工程として
のスキンパス伸線加工を行ったままで、容易に冷間鍛造
が可能で、且つ、熱処理でＢの焼入れ性向上効果を充分
に発揮できるとともに、整細粒組織を有する含ボロン鋼
材が得られる。このため、産業上の効果は極めて大き
い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で、Ｃ：０．１５〜０．３５％、Ｓ
   ｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．４０〜１．３０％、Ｃ
   ｕ：０．４０％以下、Ｎｉ：０．４０％以下、Ｃｒ：
   ０．２０〜１．００％、Ｍｏ：０〜０．２％、Ｎｂ：
   ０．０１〜０．０５％、Ａｌ：０．００５〜０．１０
   ％、Ｂ：０．０００３〜０．０１０％、Ｎ：０．００１
   〜０．０１５％、Ｔｉ：３．４Ｎ（％）〜５．０Ｎ
   （％）、残部はＦｅ及び不可避不純物からなる化学組成
   の鋼材を、１２５０℃以上の温度に加熱して１次熱間加
   工を行い、加工後少なくとも５００℃まで冷却してから
   更にＡｃ₃ 点＋５０℃〜１０５０℃の温度域の温度に加
   熱して２次熱間加工し、前記熱間加工を７００℃以上の
   温度域で仕上げ、次いで少なくとも５００℃まで１０℃
   ／秒以下の冷却速度で冷却することを特徴とする含ボロ
   ン冷間鍛造用鋼材の製造方法。