JPH11279698A - 破断分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼とその製品 - Google Patents
破断分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼とその製品Info
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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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
を以下に述べる。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ともに表３および４に示した。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
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
Claims (4)
- 【請求項１】 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％、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。 - 【請求項２】 請求項１に記載の合金成分に加えて、Ｐ
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。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の合金組成を有
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。 - 【請求項４】 内燃エンジン用のコネクティング・ロッ
ドである、請求項３の製品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8537098A JPH11279698A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 破断分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼とその製品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8537098A JPH11279698A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 破断分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼とその製品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279698A true JPH11279698A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13856839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8537098A Pending JPH11279698A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 破断分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼とその製品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11279698A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006322599A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Yamaha Motor Co Ltd | コンロッドおよびそれを備えた内燃機関ならびに自動車両 |
| KR100656007B1 (ko) | 2004-11-29 | 2006-12-08 | 현대자동차주식회사 | 커넥팅 로드 제조를 위한 주조용 합금 조성물과 이를이용한 커넥팅 로드의 제조방법 |
| US7670444B2 (en) * | 2001-03-21 | 2010-03-02 | Daido Steel Co., Ltd. | Non-heat treated steel for hot forging with easy fracture splitting |
| JP2018035415A (ja) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | 新日鐵住金株式会社 | 破断分離後の破断面同士の嵌合性および被削性に優れた鋼部品用の熱間圧延鋼材および鋼部品 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP8537098A patent/JPH11279698A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7670444B2 (en) * | 2001-03-21 | 2010-03-02 | Daido Steel Co., Ltd. | Non-heat treated steel for hot forging with easy fracture splitting |
| KR100656007B1 (ko) | 2004-11-29 | 2006-12-08 | 현대자동차주식회사 | 커넥팅 로드 제조를 위한 주조용 합금 조성물과 이를이용한 커넥팅 로드의 제조방법 |
| JP2006322599A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Yamaha Motor Co Ltd | コンロッドおよびそれを備えた内燃機関ならびに自動車両 |
| JP2018035415A (ja) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | 新日鐵住金株式会社 | 破断分離後の破断面同士の嵌合性および被削性に優れた鋼部品用の熱間圧延鋼材および鋼部品 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061017 |
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