JPS5852424A - 高温浸炭用鋼の製造方法 - Google Patents
高温浸炭用鋼の製造方法Info
- Publication number
- JPS5852424A JPS5852424A JP14970681A JP14970681A JPS5852424A JP S5852424 A JPS5852424 A JP S5852424A JP 14970681 A JP14970681 A JP 14970681A JP 14970681 A JP14970681 A JP 14970681A JP S5852424 A JPS5852424 A JP S5852424A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- carburizing
- grains
- carburized
- high temp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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。
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、980℃の如き高い温度で浸炭しても顆粒あ
りいは、A常粗太粒の発生を防止しうる高1浸炭用肌焼
鋼の製造方法に関するものである。
りいは、A常粗太粒の発生を防止しうる高1浸炭用肌焼
鋼の製造方法に関するものである。
自動車の変速機、差動装置等に使用されるイア類、ある
いはピン、ゾツシS、−ルト等の機械部品は、棒鋼又は
ノ々−インコイルよ多鍛造、切削加工や焼鈍、簡単等複
雑な工程を経て最後に浸炭熱杷理を行って製造されてい
る。この浸炭のための熱処理は、数時間から数十時間に
及ぶ長い時間を必要とする熱処理であり、極めてエネル
ギーを′消費する熱処理である。
いはピン、ゾツシS、−ルト等の機械部品は、棒鋼又は
ノ々−インコイルよ多鍛造、切削加工や焼鈍、簡単等複
雑な工程を経て最後に浸炭熱杷理を行って製造されてい
る。この浸炭のための熱処理は、数時間から数十時間に
及ぶ長い時間を必要とする熱処理であり、極めてエネル
ギーを′消費する熱処理である。
ところで、浸炭熱処理温度を高めることにより、この浸
炭処理時間を短縮することが可能で、効果的な省エネル
イーを図ることができるが、処理温度を高めることによ
って混粒、異常粒、といった結晶粒O粗大化が生じ、靭
性O低下、焼歪の増加等の材質O劣化が生じることがあ
り、920℃〜930℃以下O11度で浸炭していゐの
が実状である。この結晶粒の粗大化を防止するため穐々
の方策が示されているが、未だ完全なものは見当らない
。
炭処理時間を短縮することが可能で、効果的な省エネル
イーを図ることができるが、処理温度を高めることによ
って混粒、異常粒、といった結晶粒O粗大化が生じ、靭
性O低下、焼歪の増加等の材質O劣化が生じることがあ
り、920℃〜930℃以下O11度で浸炭していゐの
が実状である。この結晶粒の粗大化を防止するため穐々
の方策が示されているが、未だ完全なものは見当らない
。
従来、熱処理時の結晶粒粗大化防止の九めAtNの微細
析出を活用するととが知られ【いる、とζろが、複雑多
岐な部品製造工程のどの段階で、AtNの微細析出を達
成せしめればよいのか、又、それをどOようにすれば工
業的に安定して達成できるかとなると、皆目わからない
といつ良状態であつ友、即ち、AtNが固溶してしまう
1200t:以上の塩度で熱間鍛造し、そ0後、焼鈍、
歯切、浸炭の工程で作られるギア類はどの段階で、どの
ようにしてAtNの微細析出を図ればよいか、又、焼鈍
、冷間鍛造、簡単、歯切、浸炭の工程で製造される場合
はどうするか、更には、鋼材を直ちに冷間押出加工で成
型して作られる浸炭部品の場合は、どうか、といつ次具
合に非常に複雑多岐であ)、種種の部品に対し効果的な
対策は立てられていないのが現状である。
析出を活用するととが知られ【いる、とζろが、複雑多
岐な部品製造工程のどの段階で、AtNの微細析出を達
成せしめればよいのか、又、それをどOようにすれば工
業的に安定して達成できるかとなると、皆目わからない
といつ良状態であつ友、即ち、AtNが固溶してしまう
1200t:以上の塩度で熱間鍛造し、そ0後、焼鈍、
歯切、浸炭の工程で作られるギア類はどの段階で、どの
ようにしてAtNの微細析出を図ればよいか、又、焼鈍
、冷間鍛造、簡単、歯切、浸炭の工程で製造される場合
はどうするか、更には、鋼材を直ちに冷間押出加工で成
型して作られる浸炭部品の場合は、どうか、といつ次具
合に非常に複雑多岐であ)、種種の部品に対し効果的な
対策は立てられていないのが現状である。
本発明者達は、上述の如き複雑な二次加工工程中のAt
Nの析出状態を詳細に検討し、鋼材OEE砥■ のitで20 X I OVcd以上の数の)ktN
011JII析出を図ることにより、有効な結晶粒粗大
化防止効果が得られること、および、これを達成するた
め0最適な鋼材の成分と圧延条件を見出し2本*aを完
成せしめた。
Nの析出状態を詳細に検討し、鋼材OEE砥■ のitで20 X I OVcd以上の数の)ktN
011JII析出を図ることにより、有効な結晶粒粗大
化防止効果が得られること、および、これを達成するた
め0最適な鋼材の成分と圧延条件を見出し2本*aを完
成せしめた。
即ち、0.0040〜0.0200XN、0.01−0
.100XAtt含む炭素鋼又は、低合嚢肌鋳鋼の製造
において、人ANが固溶している鋼片ttooc以上1
000℃以下On度に加熱後、熱間圧延を行うことによ
り圧延Ottで、20XlO〜以上の人tNを微細に析
出せしめ効果的に浸炭時の結晶粒の粗大化を防止するこ
とに成効した。
.100XAtt含む炭素鋼又は、低合嚢肌鋳鋼の製造
において、人ANが固溶している鋼片ttooc以上1
000℃以下On度に加熱後、熱間圧延を行うことによ
り圧延Ottで、20XlO〜以上の人tNを微細に析
出せしめ効果的に浸炭時の結晶粒の粗大化を防止するこ
とに成効した。
第15Aは、浸炭熱処理直前の工程で析出しているAt
N 12)密度と、4時間加熱時の結晶粒粗大化温度の
関係を示す図で、浸炭熱処理前にktNの析出個数を2
0X1G ケンcJ以上析出せしめることによル、結
晶粒粗大化温度が990℃程度まで上昇することを見出
した。
N 12)密度と、4時間加熱時の結晶粒粗大化温度の
関係を示す図で、浸炭熱処理前にktNの析出個数を2
0X1G ケンcJ以上析出せしめることによル、結
晶粒粗大化温度が990℃程度まで上昇することを見出
した。
更に5本発明者らは、20X10 ケ/C##以上の
AjNの析出盆を圧IAままの状態で確保することKよ
〕、通常の二次加工工程条件下では、十分浸jl[処理
前tで、この析出状態は保たれることを確認した。すな
わち、部品製造工程中に行われる焼鈍、簡単の熱処理は
、950℃以下であや、圧延ttで析出し几AANは、
十分上のままの状態で保持さ他る。又、大型ギア類は、
熱間鍛造で成形されるが、こO場合、圧延ままの状態て
析出していたAANは熱鍛温度で固溶してしまうが、通
常その後に焼鈍、簡単を行うため、AtNの量を調節し
ておけばAtNの微細析出は十分確保できる。即ち、こ
のような、20X10 ケン−以上のAtNの析出数
を圧itまの状態て達成せしめる条件を検討し次結果、
Aj、NO固溶した状態の鋼片t”700p、以上1
050℃以下の加熱S度に加熱後圧延することにより達
成できること管見用した0本発明は、鋼材使用者側では
、浸炭時間短縮による省エネルギーを、又、鋼材製造者
側では、低温加熱圧延による省エネルギーの工業的メリ
ットを享受できる有益なもOである。
AjNの析出盆を圧IAままの状態で確保することKよ
〕、通常の二次加工工程条件下では、十分浸jl[処理
前tで、この析出状態は保たれることを確認した。すな
わち、部品製造工程中に行われる焼鈍、簡単の熱処理は
、950℃以下であや、圧延ttで析出し几AANは、
十分上のままの状態で保持さ他る。又、大型ギア類は、
熱間鍛造で成形されるが、こO場合、圧延ままの状態て
析出していたAANは熱鍛温度で固溶してしまうが、通
常その後に焼鈍、簡単を行うため、AtNの量を調節し
ておけばAtNの微細析出は十分確保できる。即ち、こ
のような、20X10 ケン−以上のAtNの析出数
を圧itまの状態て達成せしめる条件を検討し次結果、
Aj、NO固溶した状態の鋼片t”700p、以上1
050℃以下の加熱S度に加熱後圧延することにより達
成できること管見用した0本発明は、鋼材使用者側では
、浸炭時間短縮による省エネルギーを、又、鋼材製造者
側では、低温加熱圧延による省エネルギーの工業的メリ
ットを享受できる有益なもOである。
ここで化学成分及び熱間圧延条件の限定理由を述べる。
Nは、Atと結びついてムANとして、結晶粒微細化効
果を発揮せしめるもので、0.004N未満では析出す
る人tNc)量が少なく、十分な効果が得られない、又
、0.0200Xt越えても、それ以上の効果が得られ
ないため特許請求の範囲から除いた。
果を発揮せしめるもので、0.004N未満では析出す
る人tNc)量が少なく、十分な効果が得られない、又
、0.0200Xt越えても、それ以上の効果が得られ
ないため特許請求の範囲から除いた。
Ajは、Nと結びついてALNとして利用する几めのも
ので% 0.020 X未満では析出するAtNQ数が
少なく十分な効果が得られず、又、0.100Nを越え
る量を添加しても、それ以上の効果が期待できないため
、特許請求の範囲から除いた。
ので% 0.020 X未満では析出するAtNQ数が
少なく十分な効果が得られず、又、0.100Nを越え
る量を添加しても、それ以上の効果が期待できないため
、特許請求の範囲から除いた。
棒鋼バーインコイル圧延に供する鋼片は、Aj、Nが固
溶した状態Knいと、下記の圧延加熱条件を規制しても
、十分なAtNの微細析出が達成できない、特に鋼片0
状態でAjNが不完全に析出していると1次の鋼材加熱
の段階で、先の不完全析出AtNt−核として残pがA
j、Nとして析出し、粗大な析出O状態となりてしまう
ため避けなければならない。
溶した状態Knいと、下記の圧延加熱条件を規制しても
、十分なAtNの微細析出が達成できない、特に鋼片0
状態でAjNが不完全に析出していると1次の鋼材加熱
の段階で、先の不完全析出AtNt−核として残pがA
j、Nとして析出し、粗大な析出O状態となりてしまう
ため避けなければならない。
鋼片の加熱11度は、1050℃を越えると、微細な人
ANの析出が得られないため避けなければならなお圧延
に供す基鋼片は、 AtNが固溶しておれば、鋼塊法で
製造されたか又は、連続鋳造法で製造されたかを問わな
い、又、連続鋳造鋳片を冷却することなく、分塊を行っ
て製造した鋼片か又は、一旦冷却後、分塊圧延を行って
製造したかを問わない。
ANの析出が得られないため避けなければならなお圧延
に供す基鋼片は、 AtNが固溶しておれば、鋼塊法で
製造されたか又は、連続鋳造法で製造されたかを問わな
い、又、連続鋳造鋳片を冷却することなく、分塊を行っ
て製造した鋼片か又は、一旦冷却後、分塊圧延を行って
製造したかを問わない。
本発明が適用できる鋼は、浸炭して使用される炭素鋼、
低合金鋼の肌焼鋼であり、通常0:0.05X〜0.3
%、Si:0.4X以下、Mllo、3〜L7Xを含む
炭素鋼、低iンガン鋼、更に、t−z%以下の○rlo
、3X以下のMO,2%以下のNj等を含む低合金鋼で
ある。
低合金鋼の肌焼鋼であり、通常0:0.05X〜0.3
%、Si:0.4X以下、Mllo、3〜L7Xを含む
炭素鋼、低iンガン鋼、更に、t−z%以下の○rlo
、3X以下のMO,2%以下のNj等を含む低合金鋼で
ある。
なお、以上のほかK 0.02〜0.10XのNbを添
加することにより、更に高い温度オて結晶粒が粗大化し
ない鋼材の製造が可能である。
加することにより、更に高い温度オて結晶粒が粗大化し
ない鋼材の製造が可能である。
以下に実施例を挙げて更に説明する。
〔実施例1〕
第1表に示す成分を有する80R420H鋼を溶製し、
連続鋳造、分塊圧延によって150−角の鋼片を製造し
た0分流圧延は1250℃加熱で行い、鋼片段階でAt
Nt固溶せしめた。
連続鋳造、分塊圧延によって150−角の鋼片を製造し
た0分流圧延は1250℃加熱で行い、鋼片段階でAt
Nt固溶せしめた。
これらの鋼片は、第2表に示す加熱条件で直径40■の
丸棒に圧延し次、この棒鋼を切断し焼鈍。
丸棒に圧延し次、この棒鋼を切断し焼鈍。
冷間鍛造、簡単、歯切り加工後990℃で3時間の浸炭
処理を行い、ギアを製造した1、浸炭深さは全て、1.
2〜1.3−の有効深さが得られた。
処理を行い、ギアを製造した1、浸炭深さは全て、1.
2〜1.3−の有効深さが得られた。
このギアの各部分よ)顕微鏡試料を切シ出し、結晶粒を
観察し几、その結果を、第2表に示した。
観察し几、その結果を、第2表に示した。
本発明法に係る鋼材よりH遺したギアの場合、結晶粒の
粗大化が生じないことがわかる。
粗大化が生じないことがわかる。
〔実施例2〕
fa3表に示す成分を有する50M420H鋼を溶製し
、連続鋳造、分塊圧延によって150−角の鋼片を製造
した0分塊圧延は12sO℃加熱で行い、鋼片段階でλ
ANの固溶化を図った。
、連続鋳造、分塊圧延によって150−角の鋼片を製造
した0分塊圧延は12sO℃加熱で行い、鋼片段階でλ
ANの固溶化を図った。
これらO鋼片は、第4表に示す加熱条件で直径36謹の
棒鋼に圧延した。この棒鋼を切断後、一部分冷間押出、
残9の部分を熱間鍛造後、焼鈍、歯切〕加工後%990
℃で2時間の浸炭処理を行いギアを製造した。浸炭深さ
は全て、0.7〜0.8−の有効深さが得られた。
棒鋼に圧延した。この棒鋼を切断後、一部分冷間押出、
残9の部分を熱間鍛造後、焼鈍、歯切〕加工後%990
℃で2時間の浸炭処理を行いギアを製造した。浸炭深さ
は全て、0.7〜0.8−の有効深さが得られた。
こOイアの各部分よ)顕微鏡試料を採取し、結晶粒を観
察した。その結果を第4表に示し友。
察した。その結果を第4表に示し友。
本発明法に係る鋼材よ〕製造した場合、結晶粒の粗大化
が生じていないととがわかる。
が生じていないととがわかる。
〔実施例3〕
第4表に示す化学成分を有する調香4.5の80M42
0H#t−実一例2と同様に150−角の鋼片とした。
0H#t−実一例2と同様に150−角の鋼片とした。
鋼片は、第5表に示す加熱条件で直径90m1の丸鋼に
圧延した。この棒鋼を切断後、熱間鍛造、焼鈍、歯切〕
加工を行い990℃で4時間浸炭を行い、ギアを製造し
た。浸炭深さは全て、1.7〜1、8 mの有効深さが
得られた。
圧延した。この棒鋼を切断後、熱間鍛造、焼鈍、歯切〕
加工を行い990℃で4時間浸炭を行い、ギアを製造し
た。浸炭深さは全て、1.7〜1、8 mの有効深さが
得られた。
このギアを切断し各部分よシ顕微鏡試料を採取し、結晶
粒を観察した。その結果を第5表に示した。
粒を観察した。その結果を第5表に示した。
本発明法に係る鋼材よ〕製造した場合訃よび、人4Nが
不発明鋼範囲内であれば結晶粒の粗大化が生じていない
ことがわかる。
不発明鋼範囲内であれば結晶粒の粗大化が生じていない
ことがわかる。
第1図はAtN析出密度と粗粒化温度との関係を示す図
。 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 他2名
。 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 他2名
Claims (1)
- (1) N : 0.0040〜0.0200%、
A/、:0.020〜0.1OOXを含む炭素鋼又は低
合金鋼の肌焼用棒鋼7、バーインコイルの製造において
、人tNが固溶している鋼片t−700℃以上1050
℃以下の112に加熱後熱間圧延を行い、圧延のままで
20X10 ケン−以上のAANを微細に析出せしめる
ことt%徴とする浸炭時の結晶粒粗大化を防止した高温
浸炭用鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14970681A JPS5852424A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 高温浸炭用鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14970681A JPS5852424A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 高温浸炭用鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5852424A true JPS5852424A (ja) | 1983-03-28 |
Family
ID=15481029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14970681A Pending JPS5852424A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 高温浸炭用鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5852424A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61261429A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-19 | Daido Steel Co Ltd | 浸炭用鋼の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55122822A (en) * | 1979-03-14 | 1980-09-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Manufacture inhibiting austenite crystal grain coarsening for controlled rolled steel products |
| JPS569326A (en) * | 1979-07-03 | 1981-01-30 | Daido Steel Co Ltd | Manufacture of case hardening steel |
-
1981
- 1981-09-22 JP JP14970681A patent/JPS5852424A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55122822A (en) * | 1979-03-14 | 1980-09-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Manufacture inhibiting austenite crystal grain coarsening for controlled rolled steel products |
| JPS569326A (en) * | 1979-07-03 | 1981-01-30 | Daido Steel Co Ltd | Manufacture of case hardening steel |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61261429A (ja) * | 1985-05-15 | 1986-11-19 | Daido Steel Co Ltd | 浸炭用鋼の製造方法 |
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