JPH11293407A - マルエージング鋼帯 - Google Patents
マルエージング鋼帯Info
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- JPH11293407A JPH11293407A JP12003798A JP12003798A JPH11293407A JP H11293407 A JPH11293407 A JP H11293407A JP 12003798 A JP12003798 A JP 12003798A JP 12003798 A JP12003798 A JP 12003798A JP H11293407 A JPH11293407 A JP H11293407A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 介在物の存在を有る程度容認した上で、疲労
強度特性の優れたマルエージング鋼帯を提供する。 【解決手段】 本発明は、組織断面で観察されるＴｉ系
介在物に外接する円の直径をＤｍａｘ、内接する円の直
径をＤｍｉｎとしたとき、Ｄｍａｘが８μm以下であ
り、かつ存在するＤｍａｘ８〜２μmのＴｉ系介在物
は、Ｄｍｉｎ／Ｄｍａｘが０．７５以上であるマルエー
ジング鋼帯である。より好ましくは、Ｎ量が１３ｐｐｍ
以下、Ｃ量が０．０１％以下とし、さらに望ましくは、
Ｎ量が９ｐｐｍ以下、Ｃ量が０．００６％以下である。
強度特性の優れたマルエージング鋼帯を提供する。 【解決手段】 本発明は、組織断面で観察されるＴｉ系
介在物に外接する円の直径をＤｍａｘ、内接する円の直
径をＤｍｉｎとしたとき、Ｄｍａｘが８μm以下であ
り、かつ存在するＤｍａｘ８〜２μmのＴｉ系介在物
は、Ｄｍｉｎ／Ｄｍａｘが０．７５以上であるマルエー
ジング鋼帯である。より好ましくは、Ｎ量が１３ｐｐｍ
以下、Ｃ量が０．０１％以下とし、さらに望ましくは、
Ｎ量が９ｐｐｍ以下、Ｃ量が０．００６％以下である。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、自動車のベルト式
無段変速機のベルトなどに用いられるマルエージング鋼
帯に関するものである。
無段変速機のベルトなどに用いられるマルエージング鋼
帯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】無段変速機用のベルトはいわゆるスチー
ルベルトとして知られ、圧延で１ｍｍ以下の厚さの薄板
に成形されて使用される。このスチールベルトには極め
て高い疲労強度と靭性が要求されるために、マルエージ
ング鋼が多く使用されてきた。ところで、マルエージン
グ鋼のような高強度鋼の場合、介在物の存在が疲労強度
に大きく影響を及ぼす。すなわち、大きな介在物が疲労
破壊の起点となることがよく知られている。マルエージ
ング鋼にはＴｉが必須元素として含まれているために、
不可避的に存在するＣおよび／あるいはガス成分である
Ｎと結合して比較的大きなＴｉＣ，ＴｉＮあるいはＴｉ
（Ｃ，Ｎ）のＴｉ系介在物が形成されやすい。そのた
め、従来は介在物を低減して疲労強度を改善するため、
介在物の原点となるガス成分や炭素量を低減する方策が
採用されてきた。
ルベルトとして知られ、圧延で１ｍｍ以下の厚さの薄板
に成形されて使用される。このスチールベルトには極め
て高い疲労強度と靭性が要求されるために、マルエージ
ング鋼が多く使用されてきた。ところで、マルエージン
グ鋼のような高強度鋼の場合、介在物の存在が疲労強度
に大きく影響を及ぼす。すなわち、大きな介在物が疲労
破壊の起点となることがよく知られている。マルエージ
ング鋼にはＴｉが必須元素として含まれているために、
不可避的に存在するＣおよび／あるいはガス成分である
Ｎと結合して比較的大きなＴｉＣ，ＴｉＮあるいはＴｉ
（Ｃ，Ｎ）のＴｉ系介在物が形成されやすい。そのた
め、従来は介在物を低減して疲労強度を改善するため、
介在物の原点となるガス成分や炭素量を低減する方策が
採用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、スチールベルト
に要求される疲労強度レベルはますます高くなり、また
品質の安定性も要求されている。一方、このような要求
に加えてコストの低減の要求も極めて厳しいものがあ
る。したがって、実験室レベルにおいて得られる高清浄
度のマルエージング鋼では、量産するには高価になりす
ぎ現実的ではない。本発明の目的は、介在物の存在を有
る程度容認した上で、疲労強度特性の優れたマルエージ
ング鋼帯を提供することである。
に要求される疲労強度レベルはますます高くなり、また
品質の安定性も要求されている。一方、このような要求
に加えてコストの低減の要求も極めて厳しいものがあ
る。したがって、実験室レベルにおいて得られる高清浄
度のマルエージング鋼では、量産するには高価になりす
ぎ現実的ではない。本発明の目的は、介在物の存在を有
る程度容認した上で、疲労強度特性の優れたマルエージ
ング鋼帯を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、マルエージ
ング鋼に含有されるＴｉとＣおよび／またはＮとが結合
したＴｉ系介在物は、通常立方体形状となるため、化合
物の角部がノッチ効果を持ち、無段変速機用のスチール
ベルトの如き、圧縮応力と引張応力が絶えず変化して不
可される部材にとって、疲労の起点になりやすいことを
見いだした。そして、本発明者は、鋭意検討の結果、疲
労強度に悪影響を及ぼす立方体形状の介在物の形態を、
ノッチ効果の少ない球形に近づけることが可能であるこ
とを見いだし、本発明に到達した。
ング鋼に含有されるＴｉとＣおよび／またはＮとが結合
したＴｉ系介在物は、通常立方体形状となるため、化合
物の角部がノッチ効果を持ち、無段変速機用のスチール
ベルトの如き、圧縮応力と引張応力が絶えず変化して不
可される部材にとって、疲労の起点になりやすいことを
見いだした。そして、本発明者は、鋭意検討の結果、疲
労強度に悪影響を及ぼす立方体形状の介在物の形態を、
ノッチ効果の少ない球形に近づけることが可能であるこ
とを見いだし、本発明に到達した。
【０００５】即ち本発明は、組織断面で観察されるＴｉ
系介在物に外接する円の直径をＤｍａｘ、内接する円の
直径をＤｍｉｎとしたとき、Ｄｍａｘが８μm以下であ
り、かつ存在するＤｍａｘ８〜２μmのＴｉ系介在物
は、Ｄｍｉｎ／Ｄｍａｘが０．７５以上であるマルエー
ジング鋼帯である。より好ましくは、Ｎ量が１３ｐｐｍ
以下、Ｃ量が０．０１％以下とし、さらに望ましくは、
Ｎ量が９ｐｐｍ以下、Ｃ量が０．００６％以下である。
系介在物に外接する円の直径をＤｍａｘ、内接する円の
直径をＤｍｉｎとしたとき、Ｄｍａｘが８μm以下であ
り、かつ存在するＤｍａｘ８〜２μmのＴｉ系介在物
は、Ｄｍｉｎ／Ｄｍａｘが０．７５以上であるマルエー
ジング鋼帯である。より好ましくは、Ｎ量が１３ｐｐｍ
以下、Ｃ量が０．０１％以下とし、さらに望ましくは、
Ｎ量が９ｐｐｍ以下、Ｃ量が０．００６％以下である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の最大の特徴の一つは、マ
ルエージング鋼帯の疲労強度低下の一因とする立方体形
状のＴｉ系介在物を、疲労強度の低下の要因になりにく
い球状の介在物に制御したことである。本発明において
は、Ｄｍａｘが８μmを超えるほど大きな介在物が存在
すると、疲労強度の絶対値が低下しすぎても鋼帯として
好ましくないため、Ｄｍａｘを８μｍ以下と規定した。
一方Ｄｍａｘが２μｍ以上のＴｉ系介在物が全くない組
織においては、介在物は微細すぎて介在物の形状の疲労
強度への依存性が不明瞭となり、介在物の形態を制御す
る必要性が少ないこと、不純物の制御に多大コストがか
かることを理由として本発明の範囲外とする。
ルエージング鋼帯の疲労強度低下の一因とする立方体形
状のＴｉ系介在物を、疲労強度の低下の要因になりにく
い球状の介在物に制御したことである。本発明において
は、Ｄｍａｘが８μmを超えるほど大きな介在物が存在
すると、疲労強度の絶対値が低下しすぎても鋼帯として
好ましくないため、Ｄｍａｘを８μｍ以下と規定した。
一方Ｄｍａｘが２μｍ以上のＴｉ系介在物が全くない組
織においては、介在物は微細すぎて介在物の形状の疲労
強度への依存性が不明瞭となり、介在物の形態を制御す
る必要性が少ないこと、不純物の制御に多大コストがか
かることを理由として本発明の範囲外とする。
【０００７】本発明においては、Ｔｉ系介在物が球状で
あり疲労強度の向上が認められる範囲として、Ｄｍａｘ
８〜２μmの介在物は Ｄｍｉｎ／Ｄｍａｘが０．７５以
上であると規定した。マルエージング鋼帯のもっとも主
要な介在物であるＴｉＣ，ＴｉＮあるいはＴｉ（Ｃ，
Ｎ）のＴｉ系介在物の大きさ、形状をコントロールする
具体的な手段としては、例えばＮ，Ｃ量を有る程度以下
に制限することおよび溶解、鋳造によりインゴットを作
製する際の凝固速度を速くすることが有効である。
あり疲労強度の向上が認められる範囲として、Ｄｍａｘ
８〜２μmの介在物は Ｄｍｉｎ／Ｄｍａｘが０．７５以
上であると規定した。マルエージング鋼帯のもっとも主
要な介在物であるＴｉＣ，ＴｉＮあるいはＴｉ（Ｃ，
Ｎ）のＴｉ系介在物の大きさ、形状をコントロールする
具体的な手段としては、例えばＮ，Ｃ量を有る程度以下
に制限することおよび溶解、鋳造によりインゴットを作
製する際の凝固速度を速くすることが有効である。
【０００８】たとえば、Ｎ，Ｃ量であるが、Ｎ量が多い
と溶鋼中でＴｉ系介在物が形成される温度（晶出温度）
が高くなり、溶鋼中あるいは凝固中にＴｉ系介在物が成
長し大きな立方体形状を形成する。これを防ぐにはＮ量
を１３ｐｐｍ以下、望ましくは９ｐｐｍ以下に抑えるこ
とが好ましい。さらにＣ量が多いと晶出温度はＮ量が多
くなった時ほどには大きくは変わらないが、若干高くな
るため、Ｔｉ系介在物が大きくなると共に、その量も多
くなり、疲労強度を低下させる原因になる。従ってＣは
０．０１％以下、望ましくは０．００６％以下にする必
要がある。
と溶鋼中でＴｉ系介在物が形成される温度（晶出温度）
が高くなり、溶鋼中あるいは凝固中にＴｉ系介在物が成
長し大きな立方体形状を形成する。これを防ぐにはＮ量
を１３ｐｐｍ以下、望ましくは９ｐｐｍ以下に抑えるこ
とが好ましい。さらにＣ量が多いと晶出温度はＮ量が多
くなった時ほどには大きくは変わらないが、若干高くな
るため、Ｔｉ系介在物が大きくなると共に、その量も多
くなり、疲労強度を低下させる原因になる。従ってＣは
０．０１％以下、望ましくは０．００６％以下にする必
要がある。
【０００９】また、凝固速度であるが、本発明者らの検
討では凝固速度が非常に速い場合はＮ量が２０ｐｐｍ程
度と高くても大きなＴｉ系介在物は形成されない。これ
は高温でＴｉ系介在物が形成されても凝固速度が速いた
めにそれが大きく成長しないためと思われる。Ｎ量の低
減はコスト増になるため、Ｎ量を５ｐｐｍ以上として凝
固速度を調整して介在物の形態を制御することが好まし
い。実際の製造条件では、Ｎ，Ｃ量および他の元素量と
の相互作用あるいはインゴットを製造する際のマス効果
に起因する局所的な凝固速度の違いにより、組織は変化
するため、本発明においては、製造条件の数値的な限定
は行わない。本発明の用途の一つである無段変速機用の
ベルトは、マルエージング鋼に窒化処理やＮｉメッキ処
理当の表面処理を施して使用する場合が多い。本発明の
マルエージング鋼帯も窒化処理等の後処理を行うベルト
を当然含むものである。
討では凝固速度が非常に速い場合はＮ量が２０ｐｐｍ程
度と高くても大きなＴｉ系介在物は形成されない。これ
は高温でＴｉ系介在物が形成されても凝固速度が速いた
めにそれが大きく成長しないためと思われる。Ｎ量の低
減はコスト増になるため、Ｎ量を５ｐｐｍ以上として凝
固速度を調整して介在物の形態を制御することが好まし
い。実際の製造条件では、Ｎ，Ｃ量および他の元素量と
の相互作用あるいはインゴットを製造する際のマス効果
に起因する局所的な凝固速度の違いにより、組織は変化
するため、本発明においては、製造条件の数値的な限定
は行わない。本発明の用途の一つである無段変速機用の
ベルトは、マルエージング鋼に窒化処理やＮｉメッキ処
理当の表面処理を施して使用する場合が多い。本発明の
マルエージング鋼帯も窒化処理等の後処理を行うベルト
を当然含むものである。
【００１０】
【実施例】表１に示す組成の鋼を真空中で溶解、鋳造し
１０kgのインゴットを作製した。ここで、凝固速度の影
響を見るため、金型に鋳造したもの（凝固速度が速い）
とロストワックス鋳型に鋳造したもの（凝固速度が遅
い）および金型と断熱材で巻いて保温したもの（凝固速
度は前二者の中間）を用意した。これらを１２８０℃×
２０時間のソーキングを行い次いで、熱間鍛造と熱間圧
延により、２０ｍｍ×７０ｍｍの板状にした後、８２０
℃×１ｈの固溶化処理を行なった。その後、冷間圧延に
より、板厚0.5ｍｍに仕上げ、次いで８２０℃×１ｈの
固溶化処理と４８０℃×５ｈの時効処理を行った。
１０kgのインゴットを作製した。ここで、凝固速度の影
響を見るため、金型に鋳造したもの（凝固速度が速い）
とロストワックス鋳型に鋳造したもの（凝固速度が遅
い）および金型と断熱材で巻いて保温したもの（凝固速
度は前二者の中間）を用意した。これらを１２８０℃×
２０時間のソーキングを行い次いで、熱間鍛造と熱間圧
延により、２０ｍｍ×７０ｍｍの板状にした後、８２０
℃×１ｈの固溶化処理を行なった。その後、冷間圧延に
より、板厚0.5ｍｍに仕上げ、次いで８２０℃×１ｈの
固溶化処理と４８０℃×５ｈの時効処理を行った。
【００１１】
【表１】
【００１２】得られたマルエージング鋼帯から、ベルト
にかかる繰り返し曲げを想定した疲労強度を求めるた
め、１００ｍｍ×９．６ｍｍの短冊状に１０サンプル切
り出し、曲げ角度１０度、支点間距離５０ｍｍ、回転数
１０００ｃｐｍで板バネ疲労試験を行なった時の１０の
７乗回の疲労強度を求めた。結果を表２に示す。また、
得られたマルエージング鋼帯の金属組織を８００倍で観
察した。図１〜図４に表１に対応する試料Ｎｏで得られ
たマルエージング鋼帯で観察された介在物のうち、比較
的大きい介在物の代表例を示す。図示するのはいずれも
Ｔｉ系の介在物である。また表２にＤｍａｘの最大値、
ならびにＤｍａｘが２〜８μｍの介在物のＤｍｉｎ／Ｄ
ｍａｘの最小値を示す。
にかかる繰り返し曲げを想定した疲労強度を求めるた
め、１００ｍｍ×９．６ｍｍの短冊状に１０サンプル切
り出し、曲げ角度１０度、支点間距離５０ｍｍ、回転数
１０００ｃｐｍで板バネ疲労試験を行なった時の１０の
７乗回の疲労強度を求めた。結果を表２に示す。また、
得られたマルエージング鋼帯の金属組織を８００倍で観
察した。図１〜図４に表１に対応する試料Ｎｏで得られ
たマルエージング鋼帯で観察された介在物のうち、比較
的大きい介在物の代表例を示す。図示するのはいずれも
Ｔｉ系の介在物である。また表２にＤｍａｘの最大値、
ならびにＤｍａｘが２〜８μｍの介在物のＤｍｉｎ／Ｄ
ｍａｘの最小値を示す。
【００１３】
【表２】
【００１４】本発明のマルエージング鋼帯である試料１
ないし３の、介在物の大きさＤｍａｘの最大値はいずれ
も５μｍ以下であり、板バネ疲労試験による１０の７乗
回の疲労強度は大きな立方体形状の介在物を有する比較
例４より１０％以上高い。本発明の試料の内、介在物が
比較的大きい試料Ｎｏ．２においても介在物は矩形では
なく、同様の大きさで矩形の介在物を有する比較例Ｎ
ｏ．５と比較すると疲労強度が高められたことがわか
る。一方、断面矩形の大きな介在物が存在する比較例の
試料Ｎｏ．４は、本発明の試料１〜３に比べて明らかに
板バネ疲労試験による疲労強度が劣化していることがわ
かる。
ないし３の、介在物の大きさＤｍａｘの最大値はいずれ
も５μｍ以下であり、板バネ疲労試験による１０の７乗
回の疲労強度は大きな立方体形状の介在物を有する比較
例４より１０％以上高い。本発明の試料の内、介在物が
比較的大きい試料Ｎｏ．２においても介在物は矩形では
なく、同様の大きさで矩形の介在物を有する比較例Ｎ
ｏ．５と比較すると疲労強度が高められたことがわか
る。一方、断面矩形の大きな介在物が存在する比較例の
試料Ｎｏ．４は、本発明の試料１〜３に比べて明らかに
板バネ疲労試験による疲労強度が劣化していることがわ
かる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、マルエージング鋼の疲
労強度を大幅に改善することができ、より高性能の無段
変速機用のベルトの実用化にとって欠くことのできない
技術となる。
労強度を大幅に改善することができ、より高性能の無段
変速機用のベルトの実用化にとって欠くことのできない
技術となる。
【図１】本発明のマルエージング鋼帯の金属ミクロ組織
における介在物を示す写真である。
における介在物を示す写真である。
【図２】本発明のマルエージング鋼帯の金属ミクロ組織
における介在物の別の例を示す写真である。
における介在物の別の例を示す写真である。
【図３】本発明のマルエージング鋼帯の金属ミクロ組織
における介在物の別の例を示す写真である。
における介在物の別の例を示す写真である。
【図４】比較例のマルエージング鋼帯の金属ミクロ組織
における介在物を示す写真である。
における介在物を示す写真である。
【図５】比較例のマルエージング鋼帯の金属ミクロ組織
における介在物を示す写真である。
における介在物を示す写真である。
Claims (3)
- 【請求項１】 組織断面で観察されるＴｉ系介在物に外
接する円の直径をＤｍａｘ、内接する円の直径をＤｍｉ
ｎとしたとき、Ｄｍａｘが８μm以下であり、かつ存在
するＤｍａｘ８〜２μmのＴｉ系介在物は、Ｄｍｉｎ／
Ｄｍａｘが０．７５以上であることを特徴とするマルエ
ージング鋼帯。 - 【請求項２】 Ｎ量が１３ｐｐｍ以下、Ｃ量が０．０１
％以下であることを特徴とする請求項１に記載のマルエ
ージング鋼帯。 - 【請求項３】 Ｎ量が９ｐｐｍ以下、Ｃ量が０．００６
％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載
のマルエージング鋼帯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12003798A JP3690774B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | マルエージング鋼帯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12003798A JP3690774B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | マルエージング鋼帯 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003155289A Division JP2004003028A (ja) | 2003-05-30 | 2003-05-30 | スチールベルト用マルエージング鋼帯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11293407A true JPH11293407A (ja) | 1999-10-26 |
| JP3690774B2 JP3690774B2 (ja) | 2005-08-31 |
Family
ID=14776351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12003798A Expired - Fee Related JP3690774B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | マルエージング鋼帯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3690774B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1243812A1 (en) | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Van Doorne's Transmissie B.V. | Metal push belt and material therefor |
| EP1094125A4 (en) * | 1999-03-19 | 2003-02-12 | Honda Motor Co Ltd | MARTENSITE CURING STEEL WITH EXCELLENT FATIGUE CHARACTERISTICS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| WO2005035798A1 (ja) | 2003-10-08 | 2005-04-21 | Hitachi Metals, Ltd. | 鋼塊の製造方法 |
| US7204892B2 (en) | 2001-08-08 | 2007-04-17 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hoop for CVT belt and manufacturing method therefor |
| US7445678B2 (en) | 2002-11-19 | 2008-11-04 | Hitachi Metals, Ltd. | Maraging steel and method of producing the same |
| WO2013145149A1 (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | トヨタ自動車株式会社 | 無端金属リングの製造方法及び製造装置並びに無端金属リング |
| WO2015189919A1 (ja) * | 2014-06-10 | 2015-12-17 | 日立金属株式会社 | マルエージング鋼の製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2029820B1 (en) | 2021-11-18 | 2023-06-13 | Bosch Gmbh Robert | Metal ring for a drive belt |
-
1998
- 1998-04-14 JP JP12003798A patent/JP3690774B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
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