JPH11279698A - Non-heat treated steel for hot forging with easy fracture separation and its products - Google Patents
Non-heat treated steel for hot forging with easy fracture separation and its productsInfo
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- JPH11279698A JPH11279698A JP8537098A JP8537098A JPH11279698A JP H11279698 A JPH11279698 A JP H11279698A JP 8537098 A JP8537098 A JP 8537098A JP 8537098 A JP8537098 A JP 8537098A JP H11279698 A JPH11279698 A JP H11279698A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 溶製材を熱間鍛造により機械構造用部品形状
に成形し非調質のまま使用でき、二つ以上に分離したの
ち組み合わせて使用するものにおいて、分離を破断によ
って行なうことができ、破断面の塑性変形が問題になら
ず、材料の疲労強度が高い熱間鍛造用非調質鋼、この鋼
を用いたエンジンのコネクティング・ロッドの提供。
【解決手段】 重量で、C:0.2〜0.6%、Si:
0.1〜3.0%、Mn:0.1〜1.8%、Cr:
0.1〜1.0%、V:0.1〜0.5%、P:0.0
5〜0.20%、As:0.0001〜0.020%、
Sb:0.001〜0.020%、Sn:0.005〜
0.030%、(ただし、As+Sb+Sn≦0.03
0%)sol-Al:0.005〜0.045%、N:0.
005〜0.030%、残部が実質上Feからなる合金
組成を有し、熱間鍛造後の硬さが35HRC以下である
熱間鍛造用非調質鋼。
(57) [abstract] (with correction) [PROBLEMS] To form an ingot material by hot forging into a machine structural part shape and use it without tempering, and to use it after separating into two or more parts and combining them. Provided is a non-heat-treated steel for hot forging, which can be separated by rupture, does not cause plastic deformation of a fracture surface, and has high fatigue strength of a material, and a connecting rod for an engine using the steel. SOLUTION: C: 0.2 to 0.6% by weight, Si:
0.1-3.0%, Mn: 0.1-1.8%, Cr:
0.1-1.0%, V: 0.1-0.5%, P: 0.0
5 to 0.20%, As: 0.0001 to 0.020%,
Sb: 0.001 to 0.020%, Sn: 0.005 to
0.030%, (However, As + Sb + Sn ≦ 0.03
0%) sol-Al: 0.005 to 0.045%, N: 0.
A non-heat treated steel for hot forging having an alloy composition of 005 to 0.030%, with the balance being substantially Fe, and having a hardness of 35 HRC or less after hot forging.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、破断分離が容易な
熱間鍛造用非調質鋼と、その製品、とくに内燃エンジン
用のコネクティング・ロッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-heat treated steel for hot forging, which can be easily broken and separated, and a product thereof, particularly a connecting rod for an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば自動車のエンジンのコネクティ
ング・ロッドを製造するには、従来、図1に示すよう
に、幅が狭い端から次第に拡大して広い端に至る形状の
ブランクを熱間鍛造などの手段で成形し、狭い方の端
(2)にピストンのピンを通す小径の孔(21)を開け
るとともに、広い方の端(1)にクランクシャフトを把
握する大径の孔(11)を開け、その部分で横に切断し
てから本体(3)と半リング(4)の二つの部品を貫く
ネジ孔を切り、ボルト(5)で固定する、という手法に
よっていた。 この手法は、しかし、切断部分において
切り代として余分な材料が切り捨てられるばかりか、切
断後に分離面を切削加工または研磨加工により仕上げる
必要があり、工数が多くてコストが嵩む。2. Description of the Related Art For example, in order to manufacture a connecting rod for an automobile engine, as shown in FIG. 1, a blank having a shape gradually increasing from a narrow end to a wide end is formed by hot forging or the like. Formed by means, a small-diameter hole (21) through which the pin of the piston passes is made in the narrow end (2), and a large-diameter hole (11) for grasping the crankshaft is made in the wide end (1). In this method, a screw hole is cut through the two parts of the main body (3) and the half ring (4), and the hole is fixed by a bolt (5). However, this method not only cuts off excess material as a cutting margin in the cut portion, but also requires finishing the separation surface by cutting or polishing after cutting, which increases the number of steps and increases the cost.
【0003】この問題の解決策として、近年では、鍛造
品の広い方の部分の切断を破断で置き代え、破断面を組
み合わせてボルトで固定することが行なわれている。
この手法によるときは、不規則な破断面を組み合わせる
ことでもとの形状が再現されるから、ネジ孔を二つの部
品を貫くように切る必要がなく、たとえば図1に示した
ように、一方だけネジ孔(6)とすれば他方はストレー
ト孔(7)でよい、というメリットがある。As a solution to this problem, in recent years, the cutting of the wider portion of the forged product has been replaced with a break, and the cut surface has been combined and fixed with bolts.
With this method, the original shape is reproduced by combining the irregular fracture surfaces, so there is no need to cut the screw hole so that it penetrates the two parts. For example, as shown in FIG. If the screw hole (6) is used, there is an advantage that the other may be a straight hole (7).
【0004】このような鍛造後の部品を破断して二つに
分け、再度組み合わせるタイプの機械部品においては、
破断が容易で、期待したところから割れてくれることが
まず求められる一方で、とくにコネクティング・ロッド
のような、量産機械部品はあまり硬くないことが求めら
れる。 よく知られているように、硬い材料は被削性が
悪く、生産性が低いからである。[0004] In a mechanical part of a type in which such a forged part is broken, divided into two parts, and recombined,
While it is first required that it be easy to break and break from where expected, mass-produced machine parts, such as connecting rods, in particular, must not be very hard. As is well known, hard materials have poor machinability and low productivity.
【0005】破断が容易な材料を得る手段としては、金
属粉末を焼結し、焼結品を鍛造して靭性の低い部品とす
ることが考えられ、一部実施もされているが、粉末焼結
鍛造それ自体が複雑なプロセスであって生産性が低く、
コストに関しては改善の効果が得にくい。[0005] As a means for obtaining a material which is easy to break, sintering a metal powder and forging a sintered product into a part having low toughness may be considered. The knot forging itself is a complicated process and low productivity,
With regard to cost, it is difficult to obtain the effect of improvement.
【0006】一般の溶製材を熱間鍛造して得られる部品
は、機械構造用鋼として用いられる硬さ18〜35HR
Cの範囲では十分な靭性を有しているため、破断による
分割を行なうと、粉末焼結製品と違って破断面に大きな
塑性変形が生じ、分離した破面を正確に合わせることが
困難である。A component obtained by hot forging a general ingot material has a hardness of 18 to 35 HR used as steel for machine structural use.
Since it has sufficient toughness in the range of C, if it is divided by fracture, large plastic deformation occurs in the fracture surface unlike a powder sintered product, and it is difficult to accurately match the separated fracture surface. .
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の一般的な目的
は、溶製材を熱間鍛造により機械構造用部品形状に成形
し非調質のまま使用でき、二つ以上に分離したのち組み
合わせて使用するものにおいて、分離を切断でなく破断
によって行なうことができ、破断面の塑性変形が問題に
ならず、一方で材料の疲労強度は十分に高く得られるよ
うな熱間鍛造用非調質鋼を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is a general object of the present invention to form an ingot material into a shape for a machine structure by hot forging and to use it without heat treatment. Non-heat treated steel for hot forging that can be used to separate by breaking rather than cutting, so that the plastic deformation of the fracture surface does not matter, while the fatigue strength of the material can be obtained sufficiently high Is to provide.
【0008】本発明の特定的な目的は、この材料を用い
て製造した機械部品、とくにエンジンのコネクティング
・ロッドを提供することにある。It is a specific object of the present invention to provide a mechanical part, especially a connecting rod for an engine, made using this material.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の一般的な目的を
達成する熱間鍛造用非調質鋼は、重量で、C:0.2〜
0.6%、Si:0.1〜3.0%、Mn:0.1〜
1.8%、Cr:0.1〜1.0%、V:0.1〜0.
5%、P:0.05〜0.20%、ならびに、As:
0.0001〜0.020%、Sb:0.0001〜
0.020%、およびSn:0.0005〜0.030
%を、As+Sb+Sn≦0.030%となるように含
有し、さらに、sol-Al:0.005〜0.045%お
よびN:0.005〜0.030%を含有し、残部が実
質上Feからなる合金組成を有し、熱間鍛造後の硬さが
35HRC以下であることを特徴とする。The non-heat treated steel for hot forging which achieves the general object of the present invention has a C: 0.2 to 0.2% by weight.
0.6%, Si: 0.1 to 3.0%, Mn: 0.1 to
1.8%, Cr: 0.1 to 1.0%, V: 0.1 to 0.
5%, P: 0.05 to 0.20%, and As:
0.0001-0.020%, Sb: 0.0001-
0.020%, and Sn: 0.0005 to 0.030
%, So that As + Sb + Sn ≦ 0.030%, sol-Al: 0.005 to 0.045% and N: 0.005 to 0.030%, and the balance is substantially Fe And the hardness after hot forging is 35 HRC or less.
【0010】本発明の特定的な目的を達成する熱間鍛造
用非調質鋼製品は、上記の合金組成を有する破断分離が
容易な熱間鍛造用非調質鋼を材料とし、成形後に衝撃を
与えて破断分離し、ついで破断面どうしを組み合わせて
使用する製品であって、具体例は、内燃エンジン用のコ
ネクティング・ロッドである。[0010] A non-heat treated steel product for hot forging that achieves the specific object of the present invention is made of a non-heat treated steel for hot forging having the above-mentioned alloy composition and easy to break and is subjected to impact after forming. This is a product that is used in combination with a fracture surface by fracture and separation, and a specific example is a connecting rod for an internal combustion engine.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の破断分離が容易な熱間鍛
造用非調質鋼は、前記の合金成分に加えて、Pb:0.
3%以下、S:0.2%以下、Te:0.3%以下、C
a:0.01%以下、およびBi:0.30%以下の1
種または2種以上を含有する合金組成であってもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The non-heat treated steel for hot forging according to the present invention, which is easy to fracture and separate, has a Pb: 0.
3% or less, S: 0.2% or less, Te: 0.3% or less, C
a: 0.01% or less, and Bi: 0.30% or less 1
It may be an alloy composition containing two or more species.
【0012】各合金成分の働きと、組成範囲の限定理由
を以下に述べる。The function of each alloy component and the reason for limiting the composition range will be described below.
【0013】C:0.2〜0.6% Cは強度を確保する上で必要な元素であり、そのために
は0.2%以上含有させなければならない。 しかし、
多すぎると硬さが高くなり過ぎて被削性が低下するの
で、0.6%以下の含有量とする。C: 0.2-0.6% C is an element necessary for securing the strength, and therefore, it must be contained in an amount of 0.2% or more. But,
If the content is too large, the hardness becomes too high and the machinability decreases, so the content is set to 0.6% or less.
【0014】Si:0.1〜3.0% Siは脱酸剤として働くほか、フェライト中に固溶し
て、破断分離時の塑性変形の主体となる軟質層のフェラ
イト強度を向上させることによって脆性破面率を高め、
破断面の密着性をよくする。 この効果を得るために
は、0.10%以上の含有が必要である。 一方、多量
の含有は硬さを高くしすぎて、被削性を低下させるとと
もに熱間加工性を悪くするので、3.0%を添加量の上
限とする。Si: 0.1-3.0% In addition to acting as a deoxidizing agent, Si forms a solid solution in ferrite and improves the ferrite strength of the soft layer which is the main cause of plastic deformation during fracture separation. Increase the brittle fracture rate,
Improve the adhesion of the fracture surface. In order to obtain this effect, the content needs to be 0.10% or more. On the other hand, if the content is too large, the hardness becomes too high, thereby reducing the machinability and deteriorating the hot workability. Therefore, the upper limit of the addition amount is 3.0%.
【0015】 Mn:0.1〜1.8%、Cr:0.1〜1.0% MnおよびCrは、強度を確保する上で有効な成分であ
るほか、Mnは脱酸剤でもある。 こうした効果を得る
ためには、どちらも0.1%以上の添加を要する。 過
剰に添加すると、鍛造後の空冷中にベイナイトが生成
し、硬さが高くなり過ぎ、被削性が著しく低下する。
そこで、Mnは1.8%、Crは1.0%を添加量の上
限とする。Mn: 0.1-1.8%, Cr: 0.1-1.0% Mn and Cr are effective components for securing strength, and Mn is also a deoxidizing agent. In order to obtain such effects, both require addition of 0.1% or more. If it is added excessively, bainite is generated during air cooling after forging, and the hardness becomes too high, thereby significantly reducing machinability.
Therefore, the upper limit of the addition amount is 1.8% for Mn and 1.0% for Cr.
【0016】V:0.1〜0.5% Vは非調質鋼には必須の成分である。 Siと同様にフ
ェライトを強化する元素であり、破断面の密着性を向上
させる上、疲労強度の改善に大きく寄与する。この効果
は0.1%以上の添加により得られるが、多量の添加は
硬さを高め過ぎて被削性を悪くし、コスト面でも不利に
なる。 この観点から、0.5%が添加量の限度であ
る。V: 0.1 to 0.5% V is an essential component for non-heat treated steel. Like Si, it is an element that strengthens ferrite, improves the adhesion of the fracture surface, and greatly contributes to the improvement of the fatigue strength. This effect can be obtained by adding 0.1% or more, but adding a large amount excessively increases the hardness, deteriorates machinability, and is disadvantageous in terms of cost. From this viewpoint, 0.5% is the limit of the addition amount.
【0017】P:0.05〜0.20% Pは粒界に偏析して靭性を低下させる元素として知ら
れ、その含有量は低く抑えられるのが通常であるが、破
断分離を行なう本発明の鋼においては、粒界破壊を生じ
させて破断面の密着性をよくする目的で、積極的に利用
する。 この効果は0.05%程度の少量の存在で得ら
れ、一方、多量に添加しても効果が飽和する上、熱間加
工性が低下するため、上限値0.20%を設けた。P: 0.05 to 0.20% P is known as an element which segregates at the grain boundary and lowers the toughness, and its content is usually kept low. The steel is actively used for the purpose of causing grain boundary destruction and improving the adhesion of the fracture surface. This effect can be obtained in the presence of a small amount of about 0.05%. On the other hand, even if a large amount is added, the effect is saturated and the hot workability is lowered.
【0018】As:0.0001〜0.020%、S
b:0.0001〜0.020%、およびSn:0.0
005〜0.030%を、As+Sb+Sn≦0.03
0% 一般にAS,SbおよびSnは、微量でも靭性や熱間加
工性を損なう不純物として、その含有量は低く抑えられ
るのが常である。 本発明においては、これらの元素
に、破断面の密着性を大いに高める作用があるので、P
とあわせて、積極的に利用している。 この効果は、A
sは0.0001%、Sbは0.0001%、Snは
0.0005%という微量の存在で認められる。 多量
に添加してもその効果は飽和するし、熱間加工性の低下
という弊害が顕著になるので、Asは0.020%、S
bは0.020%、Snは0.030%をそれぞれの添
加の限度とし、かつ、As+Sb+Snが0.030%
を超えないようにする。As: 0.0001-0.020%, S
b: 0.0001 to 0.020%, and Sn: 0.0
005 to 0.030% by As + Sb + Sn ≦ 0.03
0% In general, the content of AS, Sb and Sn as impurities that impair toughness and hot workability even in a small amount is usually kept low. In the present invention, since these elements have an effect of greatly improving the adhesion of the fracture surface, P
In conjunction with, is actively used. The effect is A
s is 0.0001%, Sb is 0.0001%, and Sn is 0.0005%. Even if it is added in a large amount, its effect is saturated and the adverse effect of reducing hot workability becomes remarkable.
b is 0.020%, Sn is 0.030%, and As + Sb + Sn is 0.030%.
Not to exceed.
【0019】sol-Al:0.005〜0.045% 酸溶解性Alは、鋼中のNと窒化物を形成し、微細に分
散して、熱間鍛造時の結晶粒成長を抑制する。 この効
果を確実にするには、0.005%以上の存在が必要で
ある。 多量に存在しても効果は飽和するので、上限値
0.045%以内の添加に止める。Sol-Al: 0.005 to 0.045% Acid-soluble Al forms nitrides with N in the steel and is finely dispersed to suppress the growth of crystal grains during hot forging. To ensure this effect, the presence of 0.005% or more is required. Even if present in a large amount, the effect is saturated, so that the addition is limited to the upper limit of 0.045% or less.
【0020】N:0.005〜0.030% NはAlと窒化物を形成し、上記した熱間鍛造時の結晶
粒成長抑制の働きをする。 そのためには、0.005
%以上の存在が必要である。 この効果は、上記したA
lと同様、添加量の増大に伴って飽和するので、上限値
0.030%までの範囲で添加量を選択する。N: 0.005 to 0.030% N forms a nitride with Al and acts to suppress the growth of crystal grains during the hot forging described above. For that, 0.005
% Or more is required. This effect is due to the above A
As with l, the addition amount is saturated with an increase in the addition amount. Therefore, the addition amount is selected in the range up to the upper limit of 0.030%.
【0021】Pb:0.3%以下、S:0.2%以下、
Te:0.3%以下、Ca:0.01%以下、およびB
i:0.30%以下の1種または2種以上 これらはいずれも被削性改善元素であって、鍛造品の加
工に当たり高い被削性が要求される場合、適宜選択して
添加することが推奨される。 ただし、添加量が過大に
なると、熱間加工性や疲れ限度を低下させるので、それ
ぞれ上記した限度内で添加すべきである。Pb: 0.3% or less, S: 0.2% or less,
Te: 0.3% or less, Ca: 0.01% or less, and B
i: One or more of 0.30% or less These are all machinability improving elements, and when high machinability is required in the processing of a forged product, they can be appropriately selected and added. Recommended. However, if the amount of addition is excessive, the hot workability and the fatigue limit are reduced, so the addition should be made within the above-mentioned limits.
【0022】熱間鍛造後の硬さがHRC35以下である
ことは、機械加工の容易さを保証する上で必要である。
これは、C,Si,Mn,Crなどの硬さに影響する
成分の添加量を適切に選ぶことにより、容易に実現でき
る。It is necessary that the hardness after hot forging is not more than 35 HRC in order to guarantee the ease of machining.
This can be easily realized by appropriately selecting the amounts of the components that affect the hardness, such as C, Si, Mn, and Cr.
【0023】[0023]
【実施例】表1(実施例)および表2(比較例)に示す
合金組成(重量%、残部Feおよび不純物)の鋼を真空
誘導炉で溶製し、50kgインゴットに鋳造した。EXAMPLES Steel having an alloy composition (% by weight, balance Fe and impurities) shown in Table 1 (Example) and Table 2 (Comparative Example) was melted in a vacuum induction furnace and cast into a 50 kg ingot.
【0024】 表 1 (実施例)No. C Si Mn P Cr V As Sb Sn s-Al N 他 1 0.25 0.61 0.62 0.102 0.20 0.25 0.0005 0.0004 0.0011 0.019 0.009 2 0.35 0.60 0.61 0.101 0.20 0.24 0.0005 0.0004 0.0012 0.021 0.009 3 0.45 0.60 0.60 0.103 0.20 0.25 0.0005 0.0006 0.0011 0.021 0.008 4 0.34 2.49 0.61 0.101 0.19 0.25 0.0005 0.0005 0.0010 0.020 0.011 5 0.35 0.60 1.52 0.098 0.20 0.25 0.0005 0.0005 0.0009 0.020 0.010 6 0.35 0.60 0.60 0.102 0.80 0.24 0.0005 0.0003 0.0008 0.021 0.011 7 0.35 0.60 0.59 0.060 0.20 0.25 0.0005 0.0004 0.0008 0.022 0.011 8 0.34 0.59 0.61 0.184 0.20 0.25 0.0005 0.0006 0.0009 0.018 0.010 9 0.35 0.60 0.61 0.102 0.20 0.40 0.0005 0.0006 0.0011 0.019 0.010 10 0.35 0.60 0.60 0.097 0.21 0.25 0.0012 0.0004 0.0011 0.019 0.009 11 0.35 0.61 0.60 0.098 0.20 0.25 0.0005 0.0011 0.0011 0.021 0.011 12 0.36 0.61 0.60 0.102 0.20 0.25 0.0005 0.0006 0.0019 0.020 0.012 13 0.35 0.60 0.60 0.100 0.20 0.26 0.0005 0.0005 0.0011 0.036 0.011 14 0.35 0.60 0.60 0.101 0.20 0.25 0.0005 0.0005 0.0010 0.018 0.025 15 0.35 0.60 0.61 0.101 0.20 0.25 0.0005 0.0004 0.0010 0.018 0.011 Bi 0.1 16 0.35 0.60 0.61 0.100 0.20 0.25 0.0005 0.0006 0.0009 0.020 0.011 S 0.05 Pb 0.1 17 0.34 0.61 0.60 0.100 0.21 0.25 0.0005 0.0006 0.0009 0.021 0.012 S 0.05 Te 0.013 18 0.35 0.60 0.60 0.100 0.20 0.25 0.0005 0.0006 0.0008 0.021 0.009 S 0.05 Pb 0.15 Ca 0.002 表 2 (比較例)No. C Si Mn P Cr V As Sb Sn s-Al N 他 A 0.10 0.60 0.60 0.101 0.20 0.25 0.0005 0.0004 0.0010 0.024 0.009 B 0.71 0.60 0.59 0.099 0.20 0.25 0.0005 0.0005 0.0010 0.023 0.010 C 0.35 4.01 0.60 0.099 0.20 0.25 0.0005 0.0004 0.0011 0.023 0.010 D 0.35 0.60 0.60 0.003 0.20 0.25 0.0005 0.0005 0.0011 0.022 0.010 E 0.35 0.60 0.60 0.260 0.19 0.26 0.0005 0.0005 0.0012 0.022 0.011 F 0.36 0.60 2.00 0.100 0.20 0.25 0.0005 0.0005 0.0011 0.021 0.011 G 0.35 0.60 0.60 0.100 1.20 0.25 0.0005 0.0006 0.0010 0.020 0.012 H 0.35 0.60 0.60 0.102 0.20 0.05 0.0005 0.0007 0.0010 0.020 0.011 I 0.36 0.62 0.60 0.101 0.20 0.60 0.0005 0.0007 0.0011 0.022 0.010 J 0.36 0.60 0.61 0.100 0.20 0.25 0.0250 0.0005 0.0010 0.022 0.010 K 0.35 0.60 0.60 0.098 0.20 0.25 0.0005 0.0253 0.0012 0.023 0.009 L 0.35 0.61 0.60 0.100 0.20 0.26 0.0005 0.0005 0.0037 0.022 0.011 M 0.35 0.60 0.60 0.100 0.21 0.25 0.0015 0.0014 0.0011 0.021 0.011 N 0.35 0.60 0.60 0.100 0.20 0.25 0.0010 0.0010 0.0019 0.022 0.009 O 0.35 0.60 0.61 0.102 0.20 0.24 0.0005 0.0004 0.0012 0.022 0.010 Pb 0.35 P 0.35 0.60 0.60 0.101 0.20 0.25 0.0005 0.0004 0.0011 0.021 0.009 S 0.30 Bi 0.32 Q 0.35 0.60 0.61 0.101 0.20 0.24 0.0005 0.0005 0.0012 0.021 0.009 S 0.10 Pb 0.35 R 0.35 0.25 0.80 0.015 0.10 0.10 − − − 0.0020 0.010 前記のインゴットを加熱温度1200℃で熱間圧延し
て、50mm角の素材とした。 この素材を1200℃に
60分間保持したのち、直径22mmの丸棒に鍛造し、室
温まで冷却した。 得られた直径22mmの丸棒から試験
片を切り出し、硬さHRCおよび破断伸びを測定した。
破断伸びは、切欠き深さ1mm、ノッチ角度60度、ノ
ッチ底半径0.2mmの切り欠きを施した、最小部径8mm
の引張試験片を対象に、室温で、引張速度10mm/secで
引っ張って破断させたときの永久変形量である。 容易
に理解されるように、この変形量が小さいほど、破断し
て得た二つの部品の破断面の密着性が高いといえる。Table 1 (Example) No. CSiMnPCrVAsSbSnsS-AlN, etc.1 0.25 0.61 0.62 0.102 0.20 0.25 0.0005 0.0004 0.0011 0.019 0.009 2 0.35 0.60 0.61 0.101 0.20 0.24 0.0005 0.0004 0.0012 0.021 0.009 3 0.45 0.60 0.60 0.103 0.20 0.25 0.0005 0.0006 0.0011 0.021 0.008 4 0.34 2.49 0.61 0.101 0.19 0.25 0.0005 0.0005 0.0010 0.020 0.011 5 0.35 0.60 1.52 0.098 0.20 0.25 0.0005 0.0005 0.0009 0.020 0.010 6 0.35 0.60 0.60 0.102 0.80 0.24 0.0005 0.0003 0.0008 0.021 0.011 0.7 0.3 0.59 0.060 0.20 0.25 0.0005 0.0004 0.0008 0.022 0.011 8 0.34 0.59 0.61 0.184 0.20 0.25 0.0005 0.0006 0.0009 0.018 0.010 9 0.35 0.60 0.61 0.102 0.20 0.40 0.0005 0.0006 0.0011 0.019 0.010 10 0.35 0.60 0.60 0.097 0.21 0.25 0.0012 0.0004 0.0011 0.019 0.009 11 0.35 0.61 0.60 0.098 0.20 0.25 0.0005 0.0011 0.0011 0.021 0.011 12 0.36 0.61 0.60 0.102 0.20 0.25 0.0005 0.0006 0.0019 0.020 0.012 13 0.35 0.60 0.60 0.100 0.20 0.26 0.0005 0.0005 0.0011 0.036 0.011 14 0. 35 0.60 0.60 0.101 0.20 0.25 0.0005 0.0005 0.0010 0.018 0.025 15 0.35 0.60 0.61 0.101 0.20 0.25 0.0005 0.0004 0.0010 0.018 0.011 Bi 0.1 16 0.35 0.60 0.61 0.100 0.20 0.25 0.0005 0.0006 0.0009 0.020 0.011 S 0.05 Pb 0.1 17 0.34 0.61 0.60 0.100 0.21 0.25 0.0005 0.0006 0.0009 0.021 0.012 S 0.05 Te 0.013 18 0.35 0.60 0.60 0.100 0.20 0.25 0.0005 0.0006 0.0008 0.021 0.009 S 0.05 Pb 0.15 Ca 0.002 Table 2 (Comparative Example) No. C Si Mn P Cr V As Sb Sns-Al N Other A 0.10 0.60 0.60 0.101 0.20 0.25 0.0005 0.0004 0.0010 0.024 0.009 B 0.71 0.60 0.59 0.099 0.20 0.25 0.0005 0.0005 0.0010 0.023 0.010 C 0.35 4.01 0.60 0.099 0.20 0.25 0.0005 0.0004 0.0011 0.023 0.010 D 0.35 0.60 0.60 0.003 0.20 0.25 0.0005 0.0005 0.0011 0.022 0.010 0.23 0.660 0.60 0.19 0.26 0.0005 0.0005 0.0012 0.022 0.011 F 0.36 0.60 2.00 0.100 0.20 0.25 0.0005 0.0005 0.0011 0.021 0.011 G 0.35 0.60 0.60 0.100 1.20 0.25 0.0005 0.0006 0.0010 0.020 0.012 H 0.35 0.60 0.60 0.102 0.20 0.05 0.0005 0.0007 0.0010 0.020 0.011 I 0.36 0.62 0.60 0.101 0.20 0.60 0.0005 0.0007 0.0011 0.022 0.010 J 0.36 0.60 0.61 0.100 0.20 0.25 0.0250 0.0005 0.0010 0.022 0.010 K 0.35 0.60 0.60 0.098 0.20 0.25 0.0005 0.0253 0.0012 0.023 0.009 L 0.35 0.61 0.60 0.100 0.205 0.26 0.0037 0.022 0.011 M 0.35 0.60 0.60 0.100 0.21 0.25 0.0015 0.0014 0.0011 0.021 0.011 N 0.35 0.60 0.60 0.100 0.20 0.25 0.0010 0.0010 0.0019 0.022 0.009 O 0.35 0.60 0.61 0.102 0.20 0.24 0.0005 0.0004 0.0012 0.022 0.010 Pb 0.35 P 0.35 0.60 0.60 0.101 0.20 0.25 0.0005 0.0004 0.0011 0.021 0.009 S 0.30 Bi 0.32 Q 0.35 0.60 0.61 0.101 0.20 0.24 0.0005 0.0005 0.0012 0.021 0.009 S 0.10 Pb 0.35 R 0.35 0.25 0.80 0.015 0.10 0.10 − − − 0.0020 0.010 Hot roll the above ingot at 1200 ° C. The material was 50 mm square. After keeping this material at 1200 ° C. for 60 minutes, it was forged into a round bar having a diameter of 22 mm and cooled to room temperature. A test piece was cut out from the obtained round bar having a diameter of 22 mm, and the hardness HRC and the elongation at break were measured.
Elongation at break is notch depth 1 mm, notch angle 60 degrees, notch bottom radius 0.2 mm, notched, minimum part diameter 8 mm
Is the amount of permanent deformation when the tensile test piece is broken at room temperature at a tensile speed of 10 mm / sec. As will be easily understood, it can be said that the smaller the amount of deformation, the higher the adhesion of the fracture surface of the two parts obtained by fracture.
【0025】以上の結果を、熱間鍛造時の割れの有無と
ともに表3および4に示した。The above results are shown in Tables 3 and 4, together with the presence or absence of cracks during hot forging.
【0026】一部のサンプルについては、次の条件のド
リル試験を行なって、被削性を評価した。 合わせて、
表3および4に示す。 表の被削性のデータは、No.
2のそれを100とする相対的な値である。 工 具: SKH51 送 り: 0.1mm/rev 穴 深 さ: 10mm 工具寿命評価:切削不能。Some of the samples were subjected to a drill test under the following conditions to evaluate the machinability. Together,
The results are shown in Tables 3 and 4. The machinability data in the table is No.
This is a relative value with the value of 2 being 100. Tool: SKH51 Feed: 0.1mm / rev Hole depth: 10mm Tool life evaluation: Cannot be cut.
【0027】 表 3 (実施例) No. 熱間鍛造割れ 硬さHRC 破断伸び(mm) 被削性 1 なし 18.8 0.22 − 2 なし 22.9 0.13 100 3 なし 28.2 0.00 − 4 なし 29.7 0.00 − 5 なし 30.4 0.00 − 6 なし 29.8 0.00 − 7 なし 23.6 0.09 − 8 なし 23.4 0.07 − 9 なし 31.2 0.00 − 10 なし 23.7 0.11 − 11 なし 22.3 0.17 − 12 なし 22.7 0.11 − 13 なし 23.2 0.12 − 14 なし 23.9 0.06 − 15 なし 24.3 0.04 334 16 なし 22.7 0.07 251 17 なし 23.6 0.14 262 18 なし 24.5 0.11 451 表 4 (比較例) No. 熱間鍛造割れ 硬さHRC 破断伸び(mm) 被削性 A なし 12.0 0.54 − B なし 38.4 0.00 − C 有り 35.4 0.00 − D なし 23.8 1.23 − E 有り 23.1 0.00 − F なし 38.7 0.00 − G なし 38.5 0.00 − H なし 15.6 0.90 − I なし 39.0 0.00 − J 有り 25.6 0.16 − K 有り 22.6 0.27 − L 有り 23.0 0.26 − M 有り 23.2 0.18 − N 有り 24.6 0.13 361 O 有り 23.6 0.07 − P 有り 24.2 0.09 512 Q 有り 22.1 0.09 431 R なし 16.8 1.21 − 表3のデータにみるように、本発明に従った合金組成の
鋼1〜18は、いずれも硬さが適切な範囲にあり、破断
伸びが小さく、かつ鍛造時に割れが生じることがない。
鋼15〜18は、快削元素の添加により、熱間加工性
を損なうことなく、被削性を高めている。 これに対し
比較例の各鋼は、表4のデータが示すように、所期の成
績を達成するに至っていない。Table 3 (Example) No. Hot forging crack Hardness HRC Elongation at break (mm) Machinability 1 None 18.8 0.22-2 -2 None 22.9 0.13 100 3 None 28.2 0 0.000 None 29.7 0.00-5 None 30.4 0.00-6 None 29.8 0.00-7 None 23.6 0.09-8 None 23.4 0.07-9 None 31.2 0.00-10 None 23.7 0.11-11 None 22.3 0.17-12 None 22.7 0.11-13 None 23.2 0.12-14 None 23.9 0. 06-15 None 24.3 0.04 334 16 None 22.7 0.07 251 17 None 23.6 0.14 262 18 None 24.5 0.11 451 Table 4 (Comparative example) No. Hot forging crack Hardness HRC Elongation at break (mm) Machinability A None 12.0 0.54-B None 38.4 0.00-C Yes 35.4 0.00-D No 23.8 1.23-E Yes 23.1 0.00-F No 38.7 0.00-G No 38.5 0 .00 -H None 15.6 0.90 -I None 39.0 0.00 -J Yes 25.6 0.16 -K Yes 22.6 0.27 -L Yes 23.0 0.26 -M Yes 23.2 0.18 -N Yes 24.6 0.13 361 O Yes 23.6 0.07 -P Yes 24.2 0.09 512 Q Yes 22.1 0.09 431 R No 16.8 21-As can be seen from the data in Table 3, all of the steels 1 to 18 having the alloy composition according to the present invention have an appropriate hardness, a small breaking elongation, and no cracks during forging. .
Steels 15 and 18 have improved machinability by adding free-cutting elements without impairing hot workability. On the other hand, each steel of the comparative example did not achieve the expected results as shown in the data of Table 4.
【0028】具体的にみれば、まず鋼AはC含有量が低
く硬さが足りないため、破断伸びが大きい。 鋼Bは、
逆にC含有量が高く、硬すぎる。 データは示してない
が、当然に被削性が低いことが予測される。 鋼Cも、
Si量が過大であるために硬く、性質は鋼Bと同様であ
る。 鋼Dは、P含有量が低く、そのため破断伸びが大
きい。 これは、粒界強度破壊が起こりにくいためと考
えられる。 鋼Eはこれと逆にP量が多すぎ、熱間加工
性が損なわれたため、鍛造割れが生じている。鋼Fおよ
びGは、MnまたはCrの含有量が多すぎて、硬さが高
い。 冷却中にベイナイトが生成したと思われ、被削性
が悪いことが予想される。 鋼HはV量が不足でフェラ
イト硬さが低く、破断伸びが大きい。 鋼Iは、V量が
多すぎ、硬さが高まり過ぎたため、被削性が低くなる。
鋼J,K,Lは、As,SbまたはSnの含有量が高
すぎ、熱間加工性が悪い。 鋼MおよびNは、As+S
b+Snが0.03%を超えたため、やはり熱間加工性
がよくない。 鋼O,PおよびQは、それぞれPb,S
またはBiの含有量が高く、熱間加工性に問題がある。Specifically, first, steel A has a large elongation at break because of low C content and insufficient hardness. Steel B is
Conversely, the C content is high and too hard. Although data is not shown, it is naturally predicted that the machinability is low. Steel C also
Since the amount of Si is excessive, it is hard, and the properties are the same as those of steel B. Steel D has a low P content and therefore a large elongation at break. This is presumably because grain boundary strength fracture is unlikely to occur. Contrary to this, steel E has too much P, and hot workability is impaired, so that forging cracks occur. Steels F and G have too high contents of Mn or Cr and are high in hardness. It is thought that bainite was generated during cooling, and the machinability is expected to be poor. Steel H has a low V content, low ferrite hardness, and large elongation at break. Since the steel I has too much V and has too high hardness, the machinability is low.
Steels J, K and L have too high contents of As, Sb or Sn and have poor hot workability. Steels M and N are As + S
Since b + Sn exceeds 0.03%, the hot workability is still poor. Steels O, P and Q are Pb, S
Alternatively, the Bi content is high and there is a problem in hot workability.
【0029】鋼Rは既知の鋼種であるが、本発明の特徴
の一つであるAs,Sb,Snの添加がない組成である
ため破断伸びが大きすぎ、破断分離の後組み合わせて使
用する部品の製造には適していない。Although steel R is a known steel type, it has a composition without addition of As, Sb, and Sn, which is one of the features of the present invention, so that the elongation at break is too large, and parts used in combination after fracture separation are used. Not suitable for the manufacture of
【0030】[0030]
【発明の効果】本発明の熱間鍛造用非調質鋼は、常用の
機械構造用鋼においては好ましくない成分として排除さ
れるPならびにAs,SbおよびSnを積極的に利用
し、それぞれ適量を添加することによって、破断が容易
であり、破断伸びが小さく、従って破断面の密着性が高
い鍛造品を与えることに成功した。 この鋼は、合金成
分の存在量を適切にえらぶことにより、硬さを機械加工
に有利な限度に抑えることができる。 被削性は、快削
元素の添加により、熱間加工性を損なうことなく改善す
ることができる。 このようにして、本発明の熱間鍛造
用非調質鋼は、破断分離してたのち、組み合わせて使用
する機械部品、とくにエンジンのコネクティング・ロッ
ドの材料として好適である。The non-heat treated steel for hot forging according to the present invention positively utilizes P and As, Sb and Sn, which are excluded as unfavorable components in ordinary steel for machine structural use, and uses an appropriate amount of each. By the addition, a forged product which is easy to break, has small breaking elongation, and therefore has high adhesion of the fracture surface was successfully obtained. The hardness of this steel can be suppressed to a limit advantageous for machining by appropriately selecting the amount of the alloy component. Machinability can be improved by adding a free-cutting element without impairing hot workability. In this way, the non-heat treated steel for hot forging of the present invention is suitable as a material for mechanical parts used in combination after breaking and separating, especially for connecting rods of engines.
【図1】 本発明の熱間鍛造用非調質鋼を材料とする代
表的な製品である、コネクティング・ロッドの一例を、
一部破断して接合部を示した平面図。FIG. 1 shows an example of a connecting rod which is a typical product made of the non-heat treated steel for hot forging of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing a joint part with a part broken.
1 広い方の端 11 大径の孔 2 狭い方の端 21 小径の孔 3 本体 4 半リング 5 ボルト 6 ネジ孔 7 ストレート孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wide end 11 Large diameter hole 2 Narrow end 21 Small diameter hole 3 Main body 4 Half ring 5 Bolt 6 Screw hole 7 Straight hole
Claims (4)
0.1〜3.0%、Mn:0.1〜1.8%、Cr:
0.1〜1.0%、V:0.1〜0.5%、P:0.0
5〜0.20%、ならびに、As:0.0001〜0.
020%、Sb:0.0001〜0.020%、および
Sn:0.0005〜0.030%を、As+Sb+S
n≦0.030%となるように含有し、さらに、sol-A
l:0.005〜0.045%およびN:0.005〜
0.030%を含有し、残部が実質上Feからなる合金
組成を有し、熱間鍛造後の硬さが35HRC以下である
ことを特徴とする破断分離が容易な熱間鍛造用非調質
鋼。C. 0.2 to 0.6% by weight, Si:
0.1-3.0%, Mn: 0.1-1.8%, Cr:
0.1-1.0%, V: 0.1-0.5%, P: 0.0
5 to 0.20%, and As: 0.0001 to 0.
020%, Sb: 0.0001 to 0.020%, and Sn: 0.0005 to 0.030%, As + Sb + S
n ≦ 0.030%, and sol-A
l: 0.005 to 0.045% and N: 0.005 to
Non-temper for hot forging easy to break and separate, characterized by having an alloy composition containing 0.030% and the balance substantially consisting of Fe and having a hardness of 35 HRC or less after hot forging. steel.
b:0.3%以下、S:0.2%以下、Te:0.3%
以下、Ca:0.01%以下、およびBi:0.30%
以下の1種または2種以上を含有する合金組成を有する
ことを特徴とする破断分離が容易な熱間鍛造用非調質
鋼。2. In addition to the alloy component according to claim 1, P
b: 0.3% or less, S: 0.2% or less, Te: 0.3%
Or less, Ca: 0.01% or less, and Bi: 0.30%
A non-heat-treated non-heat treated steel for hot forging, which has an alloy composition containing one or more of the following, and is easily fracture-separated.
する破断分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼を材料とし、
成形後に衝撃を与えて破断分離し、ついで破断面どうし
を組み合わせて使用する製品。3. A non-heat treated steel for hot forging, which is easy to fracture and has the alloy composition according to claim 1 or 2, is used as a material.
A product that is given a shock after molding to break and separate, and then used in combination with each other.
ドである、請求項3の製品。4. The product of claim 3, which is a connecting rod for an internal combustion engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8537098A JPH11279698A (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Non-heat treated steel for hot forging with easy fracture separation and its products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8537098A JPH11279698A (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Non-heat treated steel for hot forging with easy fracture separation and its products |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279698A true JPH11279698A (en) | 1999-10-12 |
Family
ID=13856839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8537098A Pending JPH11279698A (en) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | Non-heat treated steel for hot forging with easy fracture separation and its products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11279698A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006322599A (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Yamaha Motor Co Ltd | Connecting rod, internal combustion engine equipped with the same, and motor vehicle |
| KR100656007B1 (en) | 2004-11-29 | 2006-12-08 | 현대자동차주식회사 | Casting alloy composition for manufacturing connecting rod and method of manufacturing connecting rod using the same |
| US7670444B2 (en) * | 2001-03-21 | 2010-03-02 | Daido Steel Co., Ltd. | Non-heat treated steel for hot forging with easy fracture splitting |
| JP2018035415A (en) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | 新日鐵住金株式会社 | Hot rolled steel for steel component excellent in fittability and machinability of fracture surfaces each other after fracture separation and steel component |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP8537098A patent/JPH11279698A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100656007B1 (en) | 2004-11-29 | 2006-12-08 | 현대자동차주식회사 | Casting alloy composition for manufacturing connecting rod and method of manufacturing connecting rod using the same |
| JP2006322599A (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Yamaha Motor Co Ltd | Connecting rod, internal combustion engine equipped with the same, and motor vehicle |
| JP2018035415A (en) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | 新日鐵住金株式会社 | Hot rolled steel for steel component excellent in fittability and machinability of fracture surfaces each other after fracture separation and steel component |
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