JPS5839730A - ボロン処理鋼の熱処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボロン処理鋼の熱処理方法、％に冷間鍛造の前
処理として施される球状化焼鈍によシ劣化した焼入性を
回復させた後、焼入れ、焼戻し処理をするボロン処理鋼
の熱処理方法に関する。

鋼の焼入性向上に微量ボロン添加が有効であることは、
良く知られた事実であ〕、経済鋼として、種々のボロン
処理鋼が開発され、実用化が進んでいる。

これらのボロン処理鋼は、熱間鍛造によシ成形された後
に焼入れ、焼戻し処理されるならば、その焼入性は安定
しておシ、従来鋼と同様の熱処理にて使用することが可
能である。

一方、近年、冷間鍛造技術の進歩は著しく、その経済性
ともあいまって、大型部品においても、冷間鍛造による
成形の導入が進んでいる。

ここに、本発明者らは、前述の経済鋼であるボロン処理
鋼を冷間鍛造によりて成形してその経済性を発揮させる
べく、ボロン処理鋼の冷間鍛造に関する研究を進める過
程において以下の知見を得た。

つまシ、冷間鍛造に必要な変形能を確保するために予め
施される球状化焼鈍がボロン処理鋼の焼入性を著しく劣
化させ、その後の焼入れ、焼戻し処理によっても光分な
強度を得ることが、困難となる事が判明した。

この焼入性の劣化は、従来鋼においても認められるもの
のその程度は軽微で、問題となるものではなかった。し
かし、ボロン処理鋼の場合には劣化が著しく、この結果
、ボロン処理鋼を冷間鍛造による成形に供する事には、
不利が生ずる。

本発明の目的は、したがって、ボロン処理鋼を冷間鍛造
による成形に供する事を可能ならしめるために１この球
状化焼鈍によ）劣化した焼入性を回復する熱処理方法を
提供することである。

ここに、本発明は、球状化焼鈍および冷間鍛造を施した
、ボロンを５ｐｐｍ以上を含有するボロン処理鋼を、９
００℃以上、１０００℃以下に加熱後、直接にあるいは
一旦室温にまで放冷してから焼入れ、焼戻し処理をする
、ボロン処理鋼の熱処理方法である。

上述のように本発明は、ボロン処理鋼を対象としたもの
であシ、従って、本発明においてはボロンの含有量はボ
ロン処理鋼の一般レベルである５ｐｐｍ以上に限定した
。ボロンは、微量添加によシ、焼入性の向上に有効な作
用を示すが、ボロン処理鋼として、安定した性状を確保
するには５ｐｐｍ以上のボロンの６加が必要である。

本発明の対象とするボロン処理鋼は特に制限されないが
、後述するように球状化焼鈍、および冷間鍛造によって
その焼入性が着しく劣化するものとしては、Ｂを含有す
る炭素鋼又は低合金鋼或はＢ添加により焼入性の改善さ
れた炭素鋼又は低合金鋼、があシ、例えば、 Ｃ：（１１０〜Ｑ５０％、Ｓ１；α００５〜へ７０％お
よびＭｎ：α８０〜Ｌ８０％である中低炭素鋼、あるい
け、Ｃ：０１０〜０５０％、８１：α００６〜α７０％
、Ｍｎ：α８０〜１８０％、　Ｃｒ　：　１５０％以下
およびＭＯ：０６０％　以下である低合金鋼に５ｐｐｍ
以上のボロンを添加したものが挙げられる。

本発明は、かかるボロン処理鋼を冷間鍛造に供する事を
可能ならしめるために、球状化幣鈍による焼入性劣化を
改善する目的でなされたものであり、前履歴としての「
球状化焼鈍」及び「冷間鍛造」は、いずれも焼入性劣化
をもたらすものであれば特に制限されず、本発明者らの
知見によれば、前述の鋼材に対してα＋γ域の適当な温
度で加熱し、その後徐冷することにより鋼中の炭化物を
球状化する処理を行なう場合、一般的に焼入性の劣化が
もたらされるのである。したがって、すでに述べたよう
に、球状化焼鈍及び冷間鍛造を施したボロン処理鋼一般
に広く適用されるものである。

次に、本発明の重要要件であ、る焼入性回復処理の機構
および限定理由について実験データを参照しながら以下
に説明する。

まず、球状化焼鈍によプ劣化した焼入性を回復させるに
は、９００℃以上、１０００℃以下の加熱履歴を与える
ことが必要である。第１図は、球状化焼鈍した材料を加
熱温度を変えて、ＪＩＳ一端焼入法焼入性試験を実施し
たときの実験結果である。球状化焼鈍処理をしないで、
８４５℃に加熱、焼入れしたときに得られた焼入性を１
としたときの球状化焼鈍後の焼入性紙−１指数である。

図示データから明らかなように、一般的な焼入温にであ
る８５０〜８７０’Ｃの加熱では、焼入性は、約半分に
劣化しておシ、焼入性を実質上もどの水準にまで回復す
るにＦ１９００℃以上の加熱が必要となる。

本発明においてこの加熱温度を１０００　’ＣＣトド限
定したのは、１０００℃以上に加熱してもその効果は改
善されず、逆にオーステナイト粒が粗大化し、靭性が劣
化するためである。

本発明において９００℃以上、１０００℃以下の加熱履
歴を与えるには、冷間鍛造に続いて行なわれる焼入れ処
理の加熱工程を利用し、焼入温度を９００℃以上１００
０℃以下にすることによってそのような加熱履歴を与え
ることができる。しかし、とれは、例えば鋼組成如何に
よっては、オーステナイト粒がやや粗大化し、靭性の劣
化の原因となる場合がある。

従って、靭性が重要か特性となる場合には焼入前に一旦
９００℃以上１０００℃以下に加熱、次いで冷却し、そ
の後通常の温度に再加熱し、オーステナイト粒を微細化
した後焼入れるのがよシ効果的である。９００℃以上１
０００　’Ｃ以下に加熱する際の保持時間は加熱温度に
依存し、高い温度の場合は短かくてよい。一般的には５
分以上保持することが望ましいが、しかし、一般には加
゛熱保持時間は特に制限されない。

次に本発明を実施例によってさらに説明する。

実施例 第１！！に示す組成を有するボロン処理鋼の直径４０■
の熱間圧延材を夾プロセスと同様の加工工程を経て１球
状化焼鈍、冷関威造（冷間押出し）、焼入れ前加熱およ
び焼入れを行なった。

第２表にこのときの加工処理条件をまとめて示す。

第１表 第２表 第２表において苑１は球状化焼鈍、冷間押出しを施さず
、外削にて直径８５ｍ＋とじた後１通常の焼入（８４５
℃加熱）を実施したものである。

罵２〜５Ｆｉ、球状化焼鈍、冷間押出後、直接、加熱焼
入したものであるが、／１６２及び６は、焼入加熱温度
が、本発明の範囲外のものである。墓６及び７１″ｔ、
球状化焼鈍、冷間押出後、焼入的加熱処理を実施した後
、通常の焼入（８４５℃加熱）をしたものであるが、憲
６は、加熱温度が、本発明の範囲外のものである。

次に、それぞれ得られた焼入材について焼入後の中心部
硬度、オーステナイト粒度及び焼戻後の乙。

衝撃値を測定し弘。結果を第８表にまとめて示す。

表中、鋼種ＡＦｉ第２表におけると同じである。同表に
示す結果からも明らかなように％＆１と２を比較すると
、球状化焼鈍により焼入性が低下し、中心部焼入硬度が
低くなっている。しかし４８゜４で示すように、加熱温
度を９００℃以上にすることＫより、焼入性は回復し、
應１と同じレベルとなっている。また、加熱温度を１０
００℃以上とすると、洗５で示すように１オ一ステナイ
ト粒が粗大化し、焼戻後の衝撃値の低下が顕著である。

ＡｈＦｉ、焼入的加熱処理を実施した場合であシ、オー
ステナイト粒は微細で衝撃値と厖１と同じレベルである
。墓６は焼入的加熱処理の加熱温度が低い場合であり、
焼入性回復効果は不充分であることが分かる。

第８表 注） ＩＩｌｌ焼入後、６００℃Ｘ　２ｈｒ、油冷によシ焼戻
した材料の中心部よりシャルピー２■Ｖノツチ付試験片
を採取。

【図面の簡単な説明】

添附図面は、加熱温度と焼入性低下指数を示すグラフで
ある。 出願人代理人　　弁理士　広　瀬　章　−ｓｕｍ：１％
ｇ　　（’ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　球状化焼鈍及び冷間鍛造を施した。ボロンを
   ５ｐｐｍ以上含有するボロン処理鋼を９００℃以上１０
   ００℃以下に加熱後、直接焼入れ、焼戻し処理をするボ
   ロン処理鋼の熱処理方法。 （２〉　　球状化焼鈍及び冷間鍛造を施した、ボロンを
   ５ｐｐｍ以上含有するボロン処理鋼を９００℃以上１０
   ００℃以下に加熱し、次いで室温まで放冷し、その後、
   焼入れ、焼戻し処理をするボロン処理鋼の熱処理方法。