JPS60145384A - 疲労限度比が高い良成形性クラツド鋼板 - Google Patents

疲労限度比が高い良成形性クラツド鋼板

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JPS60145384A
JPS60145384A JP90584A JP90584A JPS60145384A JP S60145384 A JPS60145384 A JP S60145384A JP 90584 A JP90584 A JP 90584A JP 90584 A JP90584 A JP 90584A JP S60145384 A JPS60145384 A JP S60145384A
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clad steel
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橋本 嘉雄
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渡辺 國男
Toyohiko Sato
豊彦 佐藤
Masaya Mizui
水井 正也
Tomoo Sekine
関根 知雄
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Nippon Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/007Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of composite ingots, i.e. two or more molten metals of different compositions being used to integrally cast the ingots

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (章業上の利用分野) 本発明は自l@車を始めとする機械構造部材や、−膜加
工用に使用される疲労限度比が高い段成形性クラッド鋼
板に関する。
(従来技術) 近時、機械部材や構造部材では、単重に比して強度およ
び疲労限度比の高い鋼材がめられる傾向が強く、なかで
も自動車のホイールディスクのような過酷な用途に採用
される細板においてその傾向が高いが、一般に薄鋼板の
疲労強度は、はぼ素材鋼板の静的引張強さに比例するの
で、疲労強度の高い鋼板を得るため高張力化が促進され
て来た。しかしながら、前述の高張力化はとかくコスト
高になり易く、製造方法も必らずしも容易ではないと云
う問題点がある。
そこで本発明者等は、高張力化を計るのではなく、疲労
強度が高く、プレス成形性の良好な鋼板、即ち前述のホ
イールディスクに適した鋼板の開発に努力し、本発明の
クラツド鋼板を開発すること2− に成功した。
而して本発明の先行技術としては、J jS ()31
13 5APH’38 、5APH’4”5あるいB’
 J I S″G3101SS55などの自動車構造用
熱間圧延鋼板およびm帯や一般構造用圧延鋼材がある。
(発明の目的) 本発明は、疲労限度比が高くかつプレス加工々ど成形性
の優れた鋼板、即ち自動車構造用や一般構造用の用途に
おいて、低コストで塑性加工が可能々クラッド鋼板を提
供することを目的とする。
(発明の構成・作用) 本発明にかかる鋼板の要旨は下記の通りである。
即ち、CO,OO15〜025係、Si0.003〜2
.0 %、Mn 0.1−2.0 ’Z、 At!、、
0.00’01−0.1%、CcLo、o 003−0
.CIO”7.5%、 S O,005チ以下を含有し
、かつC,/Sが0.5 wi上で残余がFe および
不可避不純物からなる内層と、C003−0,25% 
、Si 0.003−2.0 % 、Mn 0.1−2
.0係、 AQ、O,OOO1〜01係、C,z 0.
0003〜0.00’75チ、So、O05係以下に加
えて、3− Nb 0.0 0 5〜005係、Vo、02〜02%
、Ti0005〜020%のうちの1種寸だ1d:2種
以」二を含有し、さらにCa/Sが0.5127上で残
余Feおよび不可避不純物からなる外層とで三層構成と
し、外層の引張強さを内層の引張強さより高くしたこと
を特徴とする疲労限度比が高い良成形性クラッド鋼板で
あって、その製造方法としては周知の連続朗造法、造塊
法など鋳造方法によることを要点とするものである。
まず製造方法の一実施例につき、その概要を図面に従っ
て説明する。
第1図は堰1を有するタンディツシュ2内に、図示して
いない取鍋から溶鋼3を注入し、ロンゲイマージョンノ
ズル4からa1型5内に、丑た堰lをオーバーフローし
た溶鋼6を、ジョートイマージョンノズル7から鋳型5
内に注入する要領を示しだもので、ジョートイマージョ
ンノズル7からは、上向き8に溶鋼を噴出さぜ、ロンゲ
イマージョンノズル4からは、溶鋼を下向き9に噴出さ
せる。
かくて鋳片10の凝固殻(以下シェルと云う)4− ]、]ハ、ジョートイマージョンノズル7から出だ溶鋼
が、先に凝固した外層12と、ロンゲイマージョンノズ
ル4を出た溶鋼が凝固した内1413とから形成される
こととなる。従って、溶鋼6に図示してい々い合金投入
装置から合金を投入14すると、内外層の成分が異なっ
た鋳片10が鋳造できる。
而して鋳造方法としては、このほかあらかじめ成形され
た固体外層間に、溶融状態の内層を朗込む手段や、逆に
固体内層を溶融状態外層で鋳ぐるむ手段などが、連続鋳
造もしくはインゴット鋳造法などとして知られており、
本発明ではいずれの方法も採用することが出来る。
本発明は、前述のようにして得られた鋳片を、熱間圧延
して鋼板(クラツド鋼板)とするものであるが、このよ
うな三層構成とし、外層の引張り強さを内層の引張強さ
より高くすることにより疲労限度比を高くし、良成形性
を付与しうる点につき、さらに詳細に説明する。
さて、内外層の成分を変えて特定の目的に適合5− したクラツド鋼板を製造すると云う技術手段は周知であ
り、ステンレスクラツド鋼板などが特に良く知られてい
る。
本発明者等も前述のクラッド法を研究し、内外層の引張
り強さを変えることと、それらをそれぞれ特定の成分と
することにより、目的とする疲労限度比が優れ、良成形
性の鋼板を得ると云う新知見を得たもので、本発明にお
ける内層の引張強さは25〜65 Kg f /mA 
であることが望ましいことが判明した。即ち25Kqf
/−以下では、現在の圧延技術水準における通常の熱延
、冷延工程で製造することは困難であり、65Kqf/
−以上では加工が困難となり利益を失う。
次に外層の引張強さは30〜95 Kgf /mA が
適当で、30 Kg f /mA 以下では強度が不足
し、95Kgf/πj 以上では加工劣化が生ずるほか
、それだけの強度を出すだめの添加元素コストが高くな
り経済性を失う。即ち前記内外層の引張強さの差は、5
〜3oKqf/−程度が好ましい結果が得られる。
前述の物理的特性を付与するだめの成分特定の6一 実例について述べると、フェライト−パーライト鋼では
引張強さくTS )は TS (hf/m、a) = 29.6 +2.76 
(%Mn) + 8.3 (%S 1 )+0.392
(%pear1ite)+0.7’7d−”+250(
%Nb)+200(係Ti ) +150 (係■)た
だし d:フェライト粒径(關) 低炭素ベイナイト鋼では TS(Krf/+++n)=25.1+194(%c)
+23.5(%Mn )+39(%■十%Ti) を用いた。
而して、本発明の鋼板を鋳込圧延クラッド法で製造した
場合、圧着法で製造したクラツド鋼板に比し、内外層の
界面の接合状態が良好で、疲労クラックが界面で発生し
難く、従って外層成分を硬度の高いものとし、その引張
強さを高くして初期クラックの発生を抑制し疲労強度を
高くし得る。
第2図は本発明にかかる鋼板(鋳込圧延法)について、
内外層境界面の光学顕微鏡組織を示すものであるが、そ
の境界には酸化物等の介在がなく、組織は極めて健全で
ある。
7− 次に本発明にかかる好適なりラッド率について説。
明する。
第3図は、第1表に示す成分の鋳片を、約5=に熱延後
、表面研磨してクラツド率を変化させたときのクラツド
率と、疲労限度比(σW/σB)の関係を示す。
疲労試吟は平面曲げ両振りで107回まで行い、このと
きの5−N11ll線から疲労限度σWをめた。
またσBは、各クラツド率における引張強さである。
このクラツド鋼の内層部引張強さは、約40Kgf/”
mA、外層部引張強さは60 Kq f /mAであっ
た。寸だ、クラツド率は、外層硬化部と内層軟化部の遷
移領域中の光学脂微鏡で識別できる境界を、外層〜内層
の境界として、両外層部厚みの全厚に対する割合8− で示しだ。
本発明者等の研究では、外層厚は絶対値で0、050 
ms (片側のみでは0.025 ms )以上で著し
い効果が見られ、壕だクラツド率で25係を超えると効
果が飽和することが留められる。
第4図は、第3図と同じ鋼のクラツド率と応力振幅32
 Kqf/mAの耐久寿命の関係を示す。図から明らか
なように、クラツド率の増加と共に、耐久寿命が著しく
向上している。
次に本発明にかかる成分の限定理由について説明する。
まず内層の成分について述べると、Cは加工性を向上さ
せるためには少ない方がよいが、0.0015係朱満て
は製鋼作業が困難になる。また、025チを超えると、
溶接性が劣化するので0.0015〜0.25%の範囲
とした。
Mn は固溶強化およびフェライトの細粒化のために必
要な元素であるが、0.1係未満では高張力儒が得に<
<、熱間脆性が生じやすい。まだ、2係を超えると、溶
接性を劣化させるので0.1〜=9− 2.0係の範囲とした。
Sl は延性を損うことなく、固溶強化によって強度を
増すことができるが、2%を超えると溶接性が劣化する
ので、2係以下としだ。壕だ、Slは必要に応じて添加
すればよく、不可避不純物として台筐れる程度でも差支
えないので、下限は0003係とする。
AQはフェライトの細粒化に有効であるが、C1係を超
えると、その効果は飽和するので01%以下とする。寸
だ、不可避不純物として含捷れる程度でも差支えないの
で、下限は0.0001 %とする。
次にC6は、O,OOO3%以下では介在物球状化の効
果がなく、0.OO’i’5%を超えるとクラスター状
介在物が発生し、製鋼工程中の鋳造作業時にノズル詰り
か起り易くなるとともに、製品の加工性にも悪影響を及
ぼすので、0.0075%以下としだ。またC、/Sを
05以上とする理由は、これ以下では介在物球状化が充
分でなく、加工性改善効果が小さくなるからである。
10− 次に外層成分について述べる。C,Si、Mn。
AI!、CcL のうち、Sj 、 Mn 、 AI’
、 、 Ca は内層と同じ成分範囲でよい。しかし、
Cのみは外層強度を高める目的から0.03 %以上と
する。したがってCの範囲* o、 03〜025係と
する。
壕だ、外層に添加するNb、V、Tiは下限以下では強
化の効果が小さく、上限以上では飽和するので、それぞ
れの上限、下限を設定した。なお、Nb、Ti、Vの外
層添加に加えて、外層のC,Sl。
Mn 量を各制限範囲内で内層より多くしても差支えな
い。
またC4/Sを05以上とする理由は、内層の場合と等
しく、これ以下では介在物球状化による加工性改善効果
が小さくなるためである。
而して、本発明は、前述の通り分塊法もしくは連続鋳造
により鋼片としたものを直接圧延するか、あるいは途中
軽加熱して圧延しても良く、さらに温間、あるいは冷間
で加熱炉に装入し圧延しても良い・ 実施例 連続鋳造後熱延した本発明の実施例を第2表に示す。
@FTIA 、 B 、 Cは比較鋤で圧延1捷の均一
成分鋼板であり、σW/σBjd0.43〜044であ
る。Jは均一成分の比較鋼であるが、研磨仕上材のだめ
σW/σBが0.51と、圧延1捷よりやや高い。D〜
王は本発明鋼で、表層にNb、Ti、Vが単独まだは複
合添加されており、Dは研磨仕上材のだめσW/σBが
0.6’7.E〜工は圧延まま材でσW/σBが0.5
6〜057と、いずれも比較鋼より高い。第5図は疲労
限度と引張強度の関係を示す。
(発明の効果) 本発明によって低強度で疲労強度の高い鋼板が得られる
。このだめ、たとえばプレス成形が容易な低強度鋼板で
、ホイールディスクの厚み減少が可能となり、ホイール
の軽量化・低コスト化が容易となる効果を持つ。捷た、
これ頃外に加工用の高疲労強度を必要とする鋼板に等し
く適用できる工業的価値がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の鋼板を連続踏造法によって製造する概
略説明図、第2図1/l11:クラツド鋼板の境界面の
光学顕微璋写真(倍率]−〇〇倍)、第3図はクラツド
率と疲労限度比(σW/σB)の関係を示す図表、第4
図は応力振幅32 K9f/−でのクラツド率と耐久寿
命の関係を示す図表、第5図は熱延ま\の引張強さと疲
労限度の関係を示す図表である。 l・・・堰 2・・・タンディツシュ 3・・・溶@ 4・・・ロングイマージョ5・・・鋳型
 ンノズル 6・・・溶鋼 7・・・ジョートイマージ10・・・鋳
片 ヨンノズル l]−・・・凝固殻 12・・・外層 13・・・内層 第3 回 クラツド率(勢) 0 (0,050mm1 Io 20 30クラツト′
卑 (うも〕 第5図 引張15に晩) (k!f/mmジ 手続補正書(方式) %式% 1事件の表示 昭和59年特許願第 905 号2発明
の名称 疲労限度比が、軒い良成形性りラッド金面4反
3補正をする者 事件との関係 特許出願人性 所 東
京都千代田区大手町2丁目6番3号名 称 (665)
 新日本製鐵株式上針代表者 武 1) 豊 4代 理 人 住 所 東京都中央区日本橋3丁目3番3号加藤ビル4
F 氏 名 (6193)弁理士 茶野木 立 夫5補正命
令の日付 昭和59年3 月27日(発送日)6補正に
より増加する発明の数 1 明細書7頁]8行「光学顕微鏡組織」を「金属組織
の拡大模式図」に補正する。 2 同]、 4. ’l”j: 11行〜]2行の[第
2図はクラツド鋼板の境界面の光学顕微鏡写真(倍率1
00倍)、]を「第2図は本発明の境界面の金属組織の
模式図、」に補正する。 5 第2図を別紙の通り補正する。 −]− 境*面 一 47つ−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 CO,0015〜0.25愛、Si0.003〜2,0
    係Mn 0.1−2.0 % 、 AQ O,0001
    〜0.1%Ca 0.0003〜0.0075係、So
    、005%以下を含有し、かつC,/Sが05以上で、
    残余がFeおよび不可避不純物からなる内層と; C0,03〜025%、 Sj、0.003〜20%M
    n O,1−2,O% 、 A110.0001−0.
    1%CcLO,0003−0.0075%、 So、0
    05%以下に加えて、 Nb O,005〜005係、 Vo、02〜・02ヂ
    Ti 0.005〜0.20係 のうちの1種寸だけ2種以」二を含有し、さらにc a
     /sが05以上で残余F”eおよび不可避不純物から
    なる外層とで三層構成とし、外層の引張強さを内層の引
    張強さ′よシ高くしたことを特徴とする疲労限度比が高
    い段成形性クラッド鋼板。 1−
JP90584A 1984-01-09 1984-01-09 疲労限度比が高い良成形性クラツド鋼板 Granted JPS60145384A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6377670A (ja) * 1986-09-22 1988-04-07 株式会社日立製作所 マスタ・スレ−ブマニピユレ−タ
CN102015423A (zh) * 2008-05-07 2011-04-13 蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司 金属复合材料在机动车结构中的应用
KR20180066175A (ko) * 2015-10-30 2018-06-18 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 복층 주조편의 연속 주조 장치 및 연속 주조 방법

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