JPS5871354A - 非調質構造用鋼およびその製造方法 - Google Patents
非調質構造用鋼およびその製造方法Info
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- JPS5871354A JPS5871354A JP16775081A JP16775081A JPS5871354A JP S5871354 A JPS5871354 A JP S5871354A JP 16775081 A JP16775081 A JP 16775081A JP 16775081 A JP16775081 A JP 16775081A JP S5871354 A JPS5871354 A JP S5871354A
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- steel
- structural steel
- tempered
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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、非調質、すなわち熱間加工の捷ま焼入れ・焼
戻しなどの調質処理を行なわなくても、すぐれた靭性を
有する構造用鋼に関し、その製造方法をも包含する。
戻しなどの調質処理を行なわなくても、すぐれた靭性を
有する構造用鋼に関し、その製造方法をも包含する。
一般に構造用鋼からの製品の製造は、熱間加工ののち調
質をしてから切削加工を施すことによって行なわれてい
るが、調質を行なわないで済めばコストの低下がはかれ
るとともに、省エネルギーの要請にこたえることもでき
る〇 そこでこのような鋼の研究がさかんに試みられており、
とくに、■やＮｂなどを添加した鋼を熱間加工後に冷却
する過程でこれらの炭化物・窒化物がフェライト＋パー
ライト組織中に町田することを利用して強化する鋼が開
発され、一部実用化されている。 熱間加工として圧延
を行なった場合は、圧延のままで強化した鋼材をそのま
ま、あるいは冷間または温間で塑性加工してから切削し
て最終製品とする。 また、鍛造を行なう場合は、圧延
した鋼材を型打鍛造し、硬化した粗材を切削して製品と
する。
質をしてから切削加工を施すことによって行なわれてい
るが、調質を行なわないで済めばコストの低下がはかれ
るとともに、省エネルギーの要請にこたえることもでき
る〇 そこでこのような鋼の研究がさかんに試みられており、
とくに、■やＮｂなどを添加した鋼を熱間加工後に冷却
する過程でこれらの炭化物・窒化物がフェライト＋パー
ライト組織中に町田することを利用して強化する鋼が開
発され、一部実用化されている。 熱間加工として圧延
を行なった場合は、圧延のままで強化した鋼材をそのま
ま、あるいは冷間または温間で塑性加工してから切削し
て最終製品とする。 また、鍛造を行なう場合は、圧延
した鋼材を型打鍛造し、硬化した粗材を切削して製品と
する。
しかしこのようにして得た製品は、通常の調質処理をへ
たものにくらべて、その靭性が低いという弱点がある。
たものにくらべて、その靭性が低いという弱点がある。
本発明は、この弱点を克服して、調質鋼にくらべてそん
色のない非調質構造用鋼を提供する。
色のない非調質構造用鋼を提供する。
熱間加工のままですぐれた靭性を有する本発明の非調質
構造用鋼は、Ｃ： ０．３０〜０．６０％、ｓｉ：０．
１０〜２．０ ％ 、Ｍｎ ’ ０．２０〜２．５％、
Ａｌ ： ０．００５〜０．１０％およびＮ ： ０．
００５〜０．３０チ、ならびに、Ｖ：０．５％以下およ
びＮｂ ： ０．５％以下のいずれか１種または２種を
含有し、残余が実質的にＦｅか争なる鋼合金を熱間加工
してなり、常温まで冷却した後の組織が、平均結晶粒度
番号５以上の旧オーステナイト結晶粒を有することを特
徴とする。
構造用鋼は、Ｃ： ０．３０〜０．６０％、ｓｉ：０．
１０〜２．０ ％ 、Ｍｎ ’ ０．２０〜２．５％、
Ａｌ ： ０．００５〜０．１０％およびＮ ： ０．
００５〜０．３０チ、ならびに、Ｖ：０．５％以下およ
びＮｂ ： ０．５％以下のいずれか１種または２種を
含有し、残余が実質的にＦｅか争なる鋼合金を熱間加工
してなり、常温まで冷却した後の組織が、平均結晶粒度
番号５以上の旧オーステナイト結晶粒を有することを特
徴とする。
本発明で採用した合金組成における各成分の役割゛と、
その限定の理由を述べる。
その限定の理由を述べる。
Ｃ：０゜３０〜０６０％、
必要な強度を確保するため、０．３０％以上の存在が必
須で菖る。 上限は靭性の観点がら定めた。
須で菖る。 上限は靭性の観点がら定めた。
Ｓｉ ： ０．１０〜２．０％、好ましくは０．１５〜
１．０％Ｓｉは脱酸剤として必要な元素であり、０．１
０チ以上含有させるが、非調質構造用鋼は、熱間加工後
、轡械加工にょシ製品とするのがふううであシ、被削性
が良好であることが望まれる。 従２て、ｓｉは２．０
％以下、好ましくは１．０チまでに止めるべきである。
１．０％Ｓｉは脱酸剤として必要な元素であり、０．１
０チ以上含有させるが、非調質構造用鋼は、熱間加工後
、轡械加工にょシ製品とするのがふううであシ、被削性
が良好であることが望まれる。 従２て、ｓｉは２．０
％以下、好ましくは１．０チまでに止めるべきである。
Ｍｎ 二〇、２０〜２．５％、好ましくは０．５〜１．
８％いうまでもなくＭｎも脱酸剤として作用するが、非
調質鋼においては高い靭性を得る上で重要である。 本
発明においても、比較的重含有量、代表的には１５チ内
外を採用する。
８％いうまでもなくＭｎも脱酸剤として作用するが、非
調質鋼においては高い靭性を得る上で重要である。 本
発明においても、比較的重含有量、代表的には１５チ内
外を採用する。
ただし被剛性の点からは、あまり多量に加えることは避
けたい。
けたい。
Ａｌ ： ０．００５〜０．１０％、好ましくはＱ、０
１〜０．０５％脱酸作用もあるが、主な役割は結晶粒の
微細 “化である。 Ａ１もまた被削性に関してはマイ
ナスにはたらくので、０．１０％以下に限定するＯ Ｎ ： ０．００５〜０．３０％、好ましくは０．２３
％までＮの効果は、ひとつは結晶粒の微細化であり、込
まひとつはＶまたはＮｂとの窒化物形成による析出強化
である。−これも多量にすぎると靭性を損う。
１〜０．０５％脱酸作用もあるが、主な役割は結晶粒の
微細 “化である。 Ａ１もまた被削性に関してはマイ
ナスにはたらくので、０．１０％以下に限定するＯ Ｎ ： ０．００５〜０．３０％、好ましくは０．２３
％までＮの効果は、ひとつは結晶粒の微細化であり、込
まひとつはＶまたはＮｂとの窒化物形成による析出強化
である。−これも多量にすぎると靭性を損う。
Ｖ：０．５％以下、Ｎｂ：０．５％以下（−併用Ｏｔａ
合は合計で０．５％以下） どちらも窒化物を形成し、析出強化および結晶粒の微細
化に寄与する。 ただし、後に述べるように、鋼材の加
工条件に対しては、Ｎｂの影響が大きく、高含有量の方
が適切な加工温度の上限が拡がる。 上限は熱間加工性
の −低下を理由に設けたが、ＶもＮｂも高価な材料
であるから、添加効果と経済性との調和において添加量
を定めればよい。
合は合計で０．５％以下） どちらも窒化物を形成し、析出強化および結晶粒の微細
化に寄与する。 ただし、後に述べるように、鋼材の加
工条件に対しては、Ｎｂの影響が大きく、高含有量の方
が適切な加工温度の上限が拡がる。 上限は熱間加工性
の −低下を理由に設けたが、ＶもＮｂも高価な材料
であるから、添加効果と経済性との調和において添加量
を定めればよい。
本発明の鋼の最大の特徴は、前記した旧オーステナイト
結晶粒の大きさが平均結晶粒度番号５以上であるという
特異な組織にある。 いうまでもなく、「旧オーステナ
イト」箱晶粒とは、熱間加工後常温まで冷却されて生成
したフエライトーバ−ライト系の組織のフェライト粒が
、高温の状態では存在していだオーステナイト結晶粒界
をくまどるように存在し、以前の結晶粒の大きさを示す
ものを意味する。 この測定は、ＪＩＳ Ｇ ０５５］
に定める徐冷法に従って行なう。
結晶粒の大きさが平均結晶粒度番号５以上であるという
特異な組織にある。 いうまでもなく、「旧オーステナ
イト」箱晶粒とは、熱間加工後常温まで冷却されて生成
したフエライトーバ−ライト系の組織のフェライト粒が
、高温の状態では存在していだオーステナイト結晶粒界
をくまどるように存在し、以前の結晶粒の大きさを示す
ものを意味する。 この測定は、ＪＩＳ Ｇ ０５５］
に定める徐冷法に従って行なう。
従来一般の非調質鋼の組織は、結晶粒度番号２〜３であ
ることを考慮すると、本発明でえらんだ組織は、きわめ
て特異なものである。
ることを考慮すると、本発明でえらんだ組織は、きわめ
て特異なものである。
調質非調質をとわす、鋼材には機械的特性に関する異方
性が、程良の差こそあれ免れ難い。 本発明の鋼におい
て、とくに靭性の方向性を低くしたい場合には、Ｓ：０
．４０％以下およびＴｅ：Ｏ，］０チ以下を、Ｔｅ ／
Ｓ ： ０．０４以上の割合で含有させることが推奨
される。 Ｓはもちろん被剛性の改善に役立つ元素であ
るが、ここではむしろ、適量のＳとＴｅとの組み合わせ
により、鋼中の硫化物系介在物の形態をコントロールし
、靭性の異方性を軽減する効果が得られるのである。
ＳおよびＴｅの上限値は、主として熱間加工性にもとづ
いて定めた。
性が、程良の差こそあれ免れ難い。 本発明の鋼におい
て、とくに靭性の方向性を低くしたい場合には、Ｓ：０
．４０％以下およびＴｅ：Ｏ，］０チ以下を、Ｔｅ ／
Ｓ ： ０．０４以上の割合で含有させることが推奨
される。 Ｓはもちろん被剛性の改善に役立つ元素であ
るが、ここではむしろ、適量のＳとＴｅとの組み合わせ
により、鋼中の硫化物系介在物の形態をコントロールし
、靭性の異方性を軽減する効果が得られるのである。
ＳおよびＴｅの上限値は、主として熱間加工性にもとづ
いて定めた。
用途に応じて、さまざまな効果を期待して下記の諸元素
を特定の範囲内で添加し、または特定の限度まで低減す
るとよい。
を特定の範囲内で添加し、または特定の限度まで低減す
るとよい。
○結晶粒度をさらに微細化したいとき Ｔｉ：０．５チ
以下、Ｔａ：０．５％以下、またはＺｒ ： ０．５％
以下 ○耐候性を高めたいとき・・Ｃｕ ： ２．０％以下○
被剛性の一層の向上を望むとき・・Ｐｂ：０．４％以下
、Ｂｉ二Ｏ，４％以下、Ｓｅ：０．４％以下、Ｃａ：０
．０１チ以下 ○抜力強度を改善したいとき・ ０ ： ０．００３０
％以下○強度の増大をはかるとき・・・Ｃｒ ： ５％
以下、Ｎｉ ： ５％以下、Ｍｏ ： ３％以下、上述
のような、熱間加工のままで高い靭性を有する構造用鋼
を得るには、前記の組成の鋼合金を熱間加工して冷却す
る際の加工条件を、所定の結晶粒度番号になるようえら
ばなければならない。
以下、Ｔａ：０．５％以下、またはＺｒ ： ０．５％
以下 ○耐候性を高めたいとき・・Ｃｕ ： ２．０％以下○
被剛性の一層の向上を望むとき・・Ｐｂ：０．４％以下
、Ｂｉ二Ｏ，４％以下、Ｓｅ：０．４％以下、Ｃａ：０
．０１チ以下 ○抜力強度を改善したいとき・ ０ ： ０．００３０
％以下○強度の増大をはかるとき・・・Ｃｒ ： ５％
以下、Ｎｉ ： ５％以下、Ｍｏ ： ３％以下、上述
のような、熱間加工のままで高い靭性を有する構造用鋼
を得るには、前記の組成の鋼合金を熱間加工して冷却す
る際の加工条件を、所定の結晶粒度番号になるようえら
ばなければならない。
その条件は、えらんだ組成によって異なるが、最も支配
的な因子°はＮおよびＮｂの含有量である。
的な因子°はＮおよびＮｂの含有量である。
いま、これらの含有量の大小に応じて、良好な結果を与
える熱間加工の加熱温度および仕上げ温度の上限界を示
せば、次のとおりである。
える熱間加工の加熱温度および仕上げ温度の上限界を示
せば、次のとおりである。
０ ０．００５〜０．０１５ １０００ ９
００Ｑ Ｏ，０１５〜０．３０ １１００
１０００（０，１０，００５〜０．０１５ １２
００ １１００＜０．１ ０．０１５〜０．３
０ １３００ １２０００．１〜０．５ ０．
００５〜０．３０ １３００ １３００明らか
に、Ｎｂ含有量の増大につれて限界が似大している。
これは好ましいことではあるが、Ｎｂは高価であるから
、添加量の増大に庄う利益とコスト増とのバランスにお
いて、実際の添加シを定めるのがよい。 なお、実際の
操業条件は、上記限界内で、高いはと塑性加工に対する
抵抗が低いが、得られる鋼材の靭性に関する限りは比較
的低温が好ましい。 これもまた、回者のバランスをは
かつてそれぞれの場合・に応じて選択すべきことになる
。
００Ｑ Ｏ，０１５〜０．３０ １１００
１０００（０，１０，００５〜０．０１５ １２
００ １１００＜０．１ ０．０１５〜０．３
０ １３００ １２０００．１〜０．５ ０．
００５〜０．３０ １３００ １３００明らか
に、Ｎｂ含有量の増大につれて限界が似大している。
これは好ましいことではあるが、Ｎｂは高価であるから
、添加量の増大に庄う利益とコスト増とのバランスにお
いて、実際の添加シを定めるのがよい。 なお、実際の
操業条件は、上記限界内で、高いはと塑性加工に対する
抵抗が低いが、得られる鋼材の靭性に関する限りは比較
的低温が好ましい。 これもまた、回者のバランスをは
かつてそれぞれの場合・に応じて選択すべきことになる
。
本発明によれば、産業機械や自動車などの製造に広く使
われている構造用鋼において、熱間加工のままで高い強
度と靭性をもった鋼が得られる。
われている構造用鋼において、熱間加工のままで高い強
度と靭性をもった鋼が得られる。
従って、これまで焼入れ、焼戻しの調質処理を必要とし
ていた各種機械部品、たとえばクランクシャフト、コネ
クティングロッド、アクスルシャフト、スピンドル、ス
テアリングラックなどの製造に当って、熱処理工程を省
略することができ、生産性は大いに高まる。 この利益
は大量生産品において一層顕著である。
ていた各種機械部品、たとえばクランクシャフト、コネ
クティングロッド、アクスルシャフト、スピンドル、ス
テアリングラックなどの製造に当って、熱処理工程を省
略することができ、生産性は大いに高まる。 この利益
は大量生産品において一層顕著である。
実施例
第１表に示す合金組成の鋼を２ ｔｏｎアーク炉で溶解
し鋳造した。（Ａ Ｖ［’は比較鋼）インゴットを圧延
して１ｐＯｍｍ角のビレットをつくり、加熱温度と仕上
は温度とを下に示す条件に設定して鍛造し、断面２０ｍ
ｍＸ６０ｍｍの素材とした。 比較拐は、鍛造後さらに
、８５０℃・油冷−６００℃・空冷の条件で焼入れ一焼
戻し処理をした。
し鋳造した。（Ａ Ｖ［’は比較鋼）インゴットを圧延
して１ｐＯｍｍ角のビレットをつくり、加熱温度と仕上
は温度とを下に示す条件に設定して鍛造し、断面２０ｍ
ｍＸ６０ｍｍの素材とした。 比較拐は、鍛造後さらに
、８５０℃・油冷−６００℃・空冷の条件で焼入れ一焼
戻し処理をした。
処理条件 加熱温度 仕上温度 冷却内Ａ ｌ３
００℃ １３００℃ 空冷Ｂ １３０
０ １１００Ｃ１０００１０００ Ｄ １０００ ８００Ｅ
焼入れ（８５０℃、水冷） 十−焼戻しく６００℃） 上記のようにして得た素材について、種々試験した結果
を第２表に示す。 表中、番号にＸ印を付したものは比
較例、無印が本発明の実施例である。 １−一」は未測
定を慧味する。
００℃ １３００℃ 空冷Ｂ １３０
０ １１００Ｃ１０００１０００ Ｄ １０００ ８００Ｅ
焼入れ（８５０℃、水冷） 十−焼戻しく６００℃） 上記のようにして得た素材について、種々試験した結果
を第２表に示す。 表中、番号にＸ印を付したものは比
較例、無印が本発明の実施例である。 １−一」は未測
定を慧味する。
シャルピー衝撃値はＪＩＳ ３号試験片を用い、室温で
測定したものである。 また旧オーステナイト結晶粒度
は、ＪＩＳ ００５５１に定める徐冷法による粒度測定
方法を採用して測定した〇第２表のデータから、本発明
に従う合金組成および加工処理条件の組み合わせが所定
の大きさの旧オーステナイト結晶粒度をもたらすこと、
そしてその条件をみたした鋼材が、硬さ、靭性および靭
性の方向性に関して、調質を行なった在来品にそん色の
ない値を示すことがわかり、さらに、適量のＳおよびＴ
ｅを含有する場合には靭性の方向性が著しく改善される
ことが裏付けられる０特許出願人 大同特殊鋼株式会社
測定したものである。 また旧オーステナイト結晶粒度
は、ＪＩＳ ００５５１に定める徐冷法による粒度測定
方法を採用して測定した〇第２表のデータから、本発明
に従う合金組成および加工処理条件の組み合わせが所定
の大きさの旧オーステナイト結晶粒度をもたらすこと、
そしてその条件をみたした鋼材が、硬さ、靭性および靭
性の方向性に関して、調質を行なった在来品にそん色の
ない値を示すことがわかり、さらに、適量のＳおよびＴ
ｅを含有する場合には靭性の方向性が著しく改善される
ことが裏付けられる０特許出願人 大同特殊鋼株式会社
Claims (3)
- （１） Ｃ： ０．３０〜．０．６０％、Ｓｉ ：
０．１０〜２．０チ、Ｍｎ ： ０．２０〜２．５％、
ＡＩ ： ０．００５〜０．１０ ％およびＮ：０．０
０５〜０．３０チ、ならびに、Ｖ二０．５％以下および
Ｎｂ ： ０．５％以下のいずれか１種または２種を含
有し、残余が実質的にＦｅからなる鋼合金を熱間加工し
てなシ、常温まで冷却した後の組織が、平均結晶粒度番
号５以上の旧オーステナイト結晶粒を有することを特徴
とする非調質構造用鋼。 - （２）鋼合金が、さらに、Ｓ：０．４０％以下およびＴ
ｅ ： ０．１０ ％以下を、Ｔｅ／Ｓ： ０．０４以
上の割合で含有する特許請求の範囲第１項または第２項
の鋼。 - （３） Ｃ： ０．３０〜０，６０％、Ｓｉ：０５１
０〜２．０％、Ｍｎ ： ０．２０〜２．５％、Ａｌ
： ０．００５〜０．１０ ％およびＮ ： ０．００
５〜０．３０ ｇ６、ならびにＶ：０．５チ以下および
Ｎｂ：０．５％以下のいずれか１種または２種を含有し
残余が実質的にＦｅからなる鋼合金を、ＮおよびＮｂの
含有量に応じてつぎの限度以下の加熱温度および仕上げ
温度において熱間加工を行なうことを特徴とする非調質
構造用鋼の製造方法。 ０ ０．００５〜０．０１５ １０００ ９
０００ ０．０１５〜０．３０ １１００
１０００（０，１０，００５〜０．０１５ １２０
０ １１００（０，１’ ０．０１５〜０．３０
１３００ １２０００．１〜０．５ ０．０
０５〜０．３０ １３００ １３００
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16775081A JPS5871354A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | 非調質構造用鋼およびその製造方法 |
| JP15112386A JPS6296653A (ja) | 1981-10-20 | 1986-06-27 | 非調質構造用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16775081A JPS5871354A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | 非調質構造用鋼およびその製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15112386A Division JPS6296653A (ja) | 1981-10-20 | 1986-06-27 | 非調質構造用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5871354A true JPS5871354A (ja) | 1983-04-28 |
| JPH0140901B1 JPH0140901B1 (ja) | 1989-09-01 |
Family
ID=15855402
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16775081A Pending JPS5871354A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | 非調質構造用鋼およびその製造方法 |
| JP15112386A Granted JPS6296653A (ja) | 1981-10-20 | 1986-06-27 | 非調質構造用鋼 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15112386A Granted JPS6296653A (ja) | 1981-10-20 | 1986-06-27 | 非調質構造用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPS5871354A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4895700A (en) * | 1988-03-10 | 1990-01-23 | Dana Corporation | Low grade material axle shaft |
| CN1039835C (zh) * | 1995-07-20 | 1998-09-16 | 张玉田 | 非调质合金结构钢及制造工艺 |
| JP2016538417A (ja) * | 2013-09-26 | 2016-12-08 | ペキン ユニバーシティ ファウンダー グループ カンパニー，リミティド | 非調質鋼及びその製造方法 |
| JP2019085615A (ja) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 日産自動車株式会社 | アクスルシャフト |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01290751A (ja) * | 1988-05-19 | 1989-11-22 | Topy Ind Ltd | 高強度非調質棒鋼 |
| JPH0796695B2 (ja) * | 1988-08-10 | 1995-10-18 | 新日本製鐵株式会社 | 中炭素強靭鋼 |
| JP2669178B2 (ja) * | 1991-05-08 | 1997-10-27 | 住友金属工業株式会社 | 高靱性高強度継目無鋼管 |
| JP5233848B2 (ja) * | 2009-06-08 | 2013-07-10 | 新日鐵住金株式会社 | 直接切削用非調質棒鋼 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4923124A (ja) * | 1972-06-23 | 1974-03-01 | ||
| JPS5921369B2 (ja) * | 1976-10-25 | 1984-05-19 | 新日本製鐵株式会社 | 伸線加工性が優れた高張力高炭素鋼線材の製造法 |
| JPS5853708B2 (ja) * | 1979-03-15 | 1983-11-30 | 住友金属工業株式会社 | 衝合部靭性の優れた溶接鋼管 |
-
1981
- 1981-10-20 JP JP16775081A patent/JPS5871354A/ja active Pending
-
1986
- 1986-06-27 JP JP15112386A patent/JPS6296653A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4895700A (en) * | 1988-03-10 | 1990-01-23 | Dana Corporation | Low grade material axle shaft |
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| JP2019085615A (ja) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 日産自動車株式会社 | アクスルシャフト |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6296653A (ja) | 1987-05-06 |
| JPH0140901B1 (ja) | 1989-09-01 |
| JPH0557351B2 (ja) | 1993-08-23 |
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