JPS6075517A - 非調質鍛鋼品の製造方法 - Google Patents
非調質鍛鋼品の製造方法Info
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- JPS6075517A JPS6075517A JP18235583A JP18235583A JPS6075517A JP S6075517 A JPS6075517 A JP S6075517A JP 18235583 A JP18235583 A JP 18235583A JP 18235583 A JP18235583 A JP 18235583A JP S6075517 A JPS6075517 A JP S6075517A
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- steel
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- forged
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-
- 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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- 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】
本発明は非調質鍛鋼品の製造方法に関する。
従来、自動車や建設機械に用いられる機械構造用部品は
、機械構造用炭素鋼や合金鋼を素材鋼として、これを熱
間鍛造した後、再加熱し、焼入れ−焼戻し等の調質処理
を施して、目的、用途に応じた強度特性を付与して製造
され、使用に供されている。しかし、上記熱処理には多
大の熱エネルギー費用を要すると共に、処理工程の増加
、仕掛り品の増大等のために製造費用が高くならざるを
得ない。
、機械構造用炭素鋼や合金鋼を素材鋼として、これを熱
間鍛造した後、再加熱し、焼入れ−焼戻し等の調質処理
を施して、目的、用途に応じた強度特性を付与して製造
され、使用に供されている。しかし、上記熱処理には多
大の熱エネルギー費用を要すると共に、処理工程の増加
、仕掛り品の増大等のために製造費用が高くならざるを
得ない。
そこで、近年、鍛鋼品の製造において、製造工程を簡略
化、特に、焼入れ一焼戻し工程を省略するために、機械
構造用炭素鋼や合金鋼に微量のＶ、Ｎｂ、Ｔ＋等の所謂
析出硬化型合金元素を添加した所謂熱間鍛造型非調質鋼
を素材とし、熱間鍛造時の加熱と、鍛造及びその後の冷
却工程を利用して、鍛造後放冷のままで所要の特性を得
る非調質鍛鋼品が注目されており、一部では既に実用化
されている。
化、特に、焼入れ一焼戻し工程を省略するために、機械
構造用炭素鋼や合金鋼に微量のＶ、Ｎｂ、Ｔ＋等の所謂
析出硬化型合金元素を添加した所謂熱間鍛造型非調質鋼
を素材とし、熱間鍛造時の加熱と、鍛造及びその後の冷
却工程を利用して、鍛造後放冷のままで所要の特性を得
る非調質鍛鋼品が注目されており、一部では既に実用化
されている。
このような非調質鍛鋼品は、通常、次のようにして製造
される。即ち、素材鋼の鍛造を１１５０〜１３００℃の
温度から開始し、１１００〜１３００℃の温度で鍛造を
終了した後、大気中で放冷するか、又は衝風冷却するの
である。しかし、かかる従来の方法によれば、素材鋼の
化学成分、例えば、Ｃ，Ｍｎ、Ｖ等の添加量を調整する
ことによって、所要の強度を得ることはできても、強度
の上昇に伴う靭性及び延性の低下が避けられない。
される。即ち、素材鋼の鍛造を１１５０〜１３００℃の
温度から開始し、１１００〜１３００℃の温度で鍛造を
終了した後、大気中で放冷するか、又は衝風冷却するの
である。しかし、かかる従来の方法によれば、素材鋼の
化学成分、例えば、Ｃ，Ｍｎ、Ｖ等の添加量を調整する
ことによって、所要の強度を得ることはできても、強度
の上昇に伴う靭性及び延性の低下が避けられない。
本発明者らは、非調質鍛鋼品の製造における上記した問
題を解決するために鋭意研究した結果、所定の組成を有
する熱間鍛造型非調質鋼を素材として、鍛造の開始温度
及び終了温度を従来の方法に比べて低温側に規定すると
共に、鍛造後の冷却方法として沸騰水中で１００°Ｃま
で冷却する方法を採用することにより、鋼に微細なパー
ライト・フェライト組織を形成させることができ、かく
して、高強度で靭性、延性にすぐれ、更に、被削性の点
でも従来の熱処理鍛鋼品より改善された非調質鍛鋼品を
得ることができることを見出して本発明に至ったもので
ある。
題を解決するために鋭意研究した結果、所定の組成を有
する熱間鍛造型非調質鋼を素材として、鍛造の開始温度
及び終了温度を従来の方法に比べて低温側に規定すると
共に、鍛造後の冷却方法として沸騰水中で１００°Ｃま
で冷却する方法を採用することにより、鋼に微細なパー
ライト・フェライト組織を形成させることができ、かく
して、高強度で靭性、延性にすぐれ、更に、被削性の点
でも従来の熱処理鍛鋼品より改善された非調質鍛鋼品を
得ることができることを見出して本発明に至ったもので
ある。
本発明による非調質鍛鋼品の製造方法は、重量％で
ＣＯ，２０〜０．６０％、
Ｓｔｏ、１５〜１．０％
Ｍｎ ０．６０〜２．０％
Ｖ ０．０３〜０．３０％
Ｓ Ｏ，１２％以下
、ｌ Ｏ，０１５〜０．０６０％
Ｎ Ｏ，００５〜０．０２０％、及び
残部が実質的に鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を素材
鋼として、７５０〜１１００’ｃの温度で鍛造を開始し
、７５０〜１０５０℃の温度で鍛造を終了した後、沸騰
水中でフェライト・パーライト変態が終了する温度から
１００℃までの温度範囲に冷却することを特徴とする。
鋼として、７５０〜１１００’ｃの温度で鍛造を開始し
、７５０〜１０５０℃の温度で鍛造を終了した後、沸騰
水中でフェライト・パーライト変態が終了する温度から
１００℃までの温度範囲に冷却することを特徴とする。
先ず、本発明の方法において素材鋼として用いる熱間鍛
造型非調質鋼の組成の限定理由を説明する。
造型非調質鋼の組成の限定理由を説明する。
Ｃは鍛鋼品の強度を確保し、また、ＶやＣｒ等にその炭
化物を形成させ、その析出強化作用を発揮させるために
必要不可欠の元素として添加されるが、その含有量が０
．２０％未満ではかかる強化効果に乏しく、一方、０．
６０％を越えるときは、炭化物の生成が過剰となって不
必要に高硬度化し、靭性が低下する。従って、Ｃの含有
量範囲は０．２０〜０．６０％とする。
化物を形成させ、その析出強化作用を発揮させるために
必要不可欠の元素として添加されるが、その含有量が０
．２０％未満ではかかる強化効果に乏しく、一方、０．
６０％を越えるときは、炭化物の生成が過剰となって不
必要に高硬度化し、靭性が低下する。従って、Ｃの含有
量範囲は０．２０〜０．６０％とする。
Ｓｔば脱酸のほか、鍛造冷却後のフェライト組織を強化
するうえで有効な元素であるが、０．１５％未満では強
度が不足し、１．０％を越える場合は靭性と被削性を劣
化させる。従って、Ｓｔの含有量範囲は０．１５〜１．
０％とする。
するうえで有効な元素であるが、０．１５％未満では強
度が不足し、１．０％を越える場合は靭性と被削性を劣
化させる。従って、Ｓｔの含有量範囲は０．１５〜１．
０％とする。
Ｍｎは鍛鋼品の強度を上昇させるために必須の元素であ
り、また、焼入れ性を向上させる元素でもあるが、０．
６０％よりも少ないときは強度上昇の効果が乏しく、２
．０％を越えて多量に含有させると延性の劣化が著しく
、また、硬度を高めて被削性にも有害な影響を与えるの
で、その含有量は０．６０〜２．０％の範囲とする。
り、また、焼入れ性を向上させる元素でもあるが、０．
６０％よりも少ないときは強度上昇の効果が乏しく、２
．０％を越えて多量に含有させると延性の劣化が著しく
、また、硬度を高めて被削性にも有害な影響を与えるの
で、その含有量は０．６０〜２．０％の範囲とする。
■は本発明の方法において、素材鋼の鍛造後の冷却にお
いてＣ及びＮと炭窒化物を形成させて鋼の強化を図り、
併せてその靭性を向上させるために重要な元素であるが
、含有量が０．０３％未満であるときはこの効果に乏し
く、一方、０．３０％よりも多量に含有させると、強度
上昇に伴って却つて靭性を低下させる。従って、■の含
有量範囲は０．０３〜０．３０％とする。
いてＣ及びＮと炭窒化物を形成させて鋼の強化を図り、
併せてその靭性を向上させるために重要な元素であるが
、含有量が０．０３％未満であるときはこの効果に乏し
く、一方、０．３０％よりも多量に含有させると、強度
上昇に伴って却つて靭性を低下させる。従って、■の含
有量範囲は０．０３〜０．３０％とする。
Ｓは鍛鋼品の被削性を改善するために添加される。しか
し、含有量が０．１２％を越える多量であるときは、靭
性値が低下するので上限を０．１２％とする。
し、含有量が０．１２％を越える多量であるときは、靭
性値が低下するので上限を０．１２％とする。
Ａρは脱酸効果と結晶粒度の微細化に有効であるが、こ
の効果を有効に発揮させるためには少なくとも０．０１
５％を含有させる必要がある。しかし、０．０６０％を
越えて多量に含有させても効果の増大が僅かであり、ま
た、被剛性にも有害な影響を与えるので、その含有量範
囲は０．０１５〜０゜０６０％とする。
の効果を有効に発揮させるためには少なくとも０．０１
５％を含有させる必要がある。しかし、０．０６０％を
越えて多量に含有させても効果の増大が僅かであり、ま
た、被剛性にも有害な影響を与えるので、その含有量範
囲は０．０１５〜０゜０６０％とする。
Ｎは前記したようにＶやＡβと結合させて炭窒化物を形
成させて結晶粒を微細化させ、鋼の強化をはかるために
有用な元素である。この効果を有効に発揮させるには少
なくとも０．００５％の添加を必要とするが、反面、０
．０２０％を越えて多量に含有させても効果の増大が期
待できず、また、靭性の劣化をも招くので、その含有量
は０．００５〜０．０２０％とする。
成させて結晶粒を微細化させ、鋼の強化をはかるために
有用な元素である。この効果を有効に発揮させるには少
なくとも０．００５％の添加を必要とするが、反面、０
．０２０％を越えて多量に含有させても効果の増大が期
待できず、また、靭性の劣化をも招くので、その含有量
は０．００５〜０．０２０％とする。
更に、本発明において用いる素材鋼は、例えば、鍛鋼品
の表面硬化を行なう場合の焼入れ性を増す等、機械的性
質の種々の改善のために、必要に応じて１．０％以下の
範囲でＣｒを添加することができる。Ｃｒの含有量カ月
、θ％を越えるときは、素材鋼におけるＭｎ量の比較的
多いことと相俟って焼入れ性が増し、マルテンサイト等
の適冷組織となるので好ましくない。
の表面硬化を行なう場合の焼入れ性を増す等、機械的性
質の種々の改善のために、必要に応じて１．０％以下の
範囲でＣｒを添加することができる。Ｃｒの含有量カ月
、θ％を越えるときは、素材鋼におけるＭｎ量の比較的
多いことと相俟って焼入れ性が増し、マルテンサイト等
の適冷組織となるので好ましくない。
本発明の方法においては、上記のような組成を有する鋼
を素材鋼とし、これが含有するＶが完全にオーステナイ
ト化する温度又はそれ以上に加熱した後、７５０〜１１
００℃の温度で鍛造を開始し、７５０〜１０５０℃の温
度で鍛造を終了する。
を素材鋼とし、これが含有するＶが完全にオーステナイ
ト化する温度又はそれ以上に加熱した後、７５０〜１１
００℃の温度で鍛造を開始し、７５０〜１０５０℃の温
度で鍛造を終了する。
この鍛造開始温度が７５０℃よりも低いときは、鍛造自
体が既に困難であって、十分な成形性が得られない。一
方、鍛造開始温度が１１００℃を越え、従って、終了温
度が１０５０℃を越えるときは、素材鋼においてオース
テナイト結晶粒が粗大化して焼入れ性が増し、鍛造後冷
却時にベイナイト等の適冷組織が生じて、靭性及び延性
が低下する。
体が既に困難であって、十分な成形性が得られない。一
方、鍛造開始温度が１１００℃を越え、従って、終了温
度が１０５０℃を越えるときは、素材鋼においてオース
テナイト結晶粒が粗大化して焼入れ性が増し、鍛造後冷
却時にベイナイト等の適冷組織が生じて、靭性及び延性
が低下する。
本発明の方法においては、このようにして所定の温度で
鍛造を開始し、且つ、所定の温度で鍛造を終了した後、
沸騰水中でフェライト・パーライト変態が終了する温度
から１００℃までの温度範囲、例えば、１００℃まで冷
却することにより、鋼に微細なフェライト・パーライト
組織を生成せしめて、鍛鋼品に高強度と併せて靭性及び
延性を付与し得るのである。更に、冷却媒体として沸騰
水を用いることにより、大気や衝風による冷却に比較し
て均一な冷却ができるうえに、冷却能が大気や衝風に比
較して大きいために、従来に比してフェライト・パーラ
イト変態させるに要する時間を短縮することができる。
鍛造を開始し、且つ、所定の温度で鍛造を終了した後、
沸騰水中でフェライト・パーライト変態が終了する温度
から１００℃までの温度範囲、例えば、１００℃まで冷
却することにより、鋼に微細なフェライト・パーライト
組織を生成せしめて、鍛鋼品に高強度と併せて靭性及び
延性を付与し得るのである。更に、冷却媒体として沸騰
水を用いることにより、大気や衝風による冷却に比較し
て均一な冷却ができるうえに、冷却能が大気や衝風に比
較して大きいために、従来に比してフェライト・パーラ
イト変態させるに要する時間を短縮することができる。
また、冷却時に鍛鋼品のスケールの大部分が剥離される
ので、場合によっては従来必要であったショツトブラス
ト工程を省略することができる。
ので、場合によっては従来必要であったショツトブラス
ト工程を省略することができる。
以上のように、本発明の方法によれば、素材鋼の組成を
所定の範囲とすると共に、この素材鋼を熱間鍛造し、冷
却するに際して、その開始温度、終了温度及び冷却方法
を選択することによって初めて所要の高強度に加えて、
靭性と延性とを有する非調質鍛鋼品を得ることができる
のである。
所定の範囲とすると共に、この素材鋼を熱間鍛造し、冷
却するに際して、その開始温度、終了温度及び冷却方法
を選択することによって初めて所要の高強度に加えて、
靭性と延性とを有する非調質鍛鋼品を得ることができる
のである。
実施例
重量％で
Ｇ Ｏ，４４％、
Ｓｉ０．２５％、
Ｍｎ０．８５％、
Ｐ Ｏ，０２２％、
Ｓ Ｏ，０２４％、
Ｎ Ｏ，０１０％１
．６７！ ０．０２５％、
Ｖ Ｏ，０９８％、及び
Ｃｒ０．１１％
なる組成を有する熱間鍛造型非調質鋼５４５ＣＶ鋼、及
び ＣＯ，４５％、 ＳｉＯ，２４％、 Ｍｎ０．８３％、 Ｐ Ｏ，０２０％、 Ｓ−０，０２２％、 Ｎ Ｏ，０１０％、 Ａβ ０．０２４％、及び Ｖ Ｏ，０９６％ なる組成を有するＣｒ無添加鋼をそれぞれ、■がオース
テナイト化する温度まで加熱し、種々の温度で鍛造を開
始することによって鍛造終了温度を変化させ、このよう
にして軸部を有する熱間鍛造品を製作し、次いで、これ
を沸騰水冷却又は大気放冷した。得られた鍛鋼品の軸部
の長平方向より引張試験片及びＪＩＳ Ｓ号試験片を採
取し、その機械的性質を調べた。結果を図面に示す。
び ＣＯ，４５％、 ＳｉＯ，２４％、 Ｍｎ０．８３％、 Ｐ Ｏ，０２０％、 Ｓ−０，０２２％、 Ｎ Ｏ，０１０％、 Ａβ ０．０２４％、及び Ｖ Ｏ，０９６％ なる組成を有するＣｒ無添加鋼をそれぞれ、■がオース
テナイト化する温度まで加熱し、種々の温度で鍛造を開
始することによって鍛造終了温度を変化させ、このよう
にして軸部を有する熱間鍛造品を製作し、次いで、これ
を沸騰水冷却又は大気放冷した。得られた鍛鋼品の軸部
の長平方向より引張試験片及びＪＩＳ Ｓ号試験片を採
取し、その機械的性質を調べた。結果を図面に示す。
鍛造開始温度が１１００℃、終了温度が１０７５℃であ
り、その後、沸騰水冷却した鍛鋼品は、ベイナイトを一
部混合したフェライト・パーライト組織を有し、従って
、大気放冷した場合に比べて引張強さは大きいが、絞り
及び衝撃値が劣る。
り、その後、沸騰水冷却した鍛鋼品は、ベイナイトを一
部混合したフェライト・パーライト組織を有し、従って
、大気放冷した場合に比べて引張強さは大きいが、絞り
及び衝撃値が劣る。
しかし、鍛造開始温度が１０００℃、終了温度が１０２
５℃であり、その後、沸騰水冷却した鍛鋼１ ０．２％耐力が尚約１０ｋｇｆ／−大きいうえに、絞り
及び衝撃値も大気放冷した場合と同等若しくはそれ以上
であり、かくして、本発明の方法によれば、強度が大き
く、且つ、靭性、延性にすぐれた非調質鍛鋼品を得るこ
とができる。
５℃であり、その後、沸騰水冷却した鍛鋼１ ０．２％耐力が尚約１０ｋｇｆ／−大きいうえに、絞り
及び衝撃値も大気放冷した場合と同等若しくはそれ以上
であり、かくして、本発明の方法によれば、強度が大き
く、且つ、靭性、延性にすぐれた非調質鍛鋼品を得るこ
とができる。
図面は５４５ＣＶ鋼及びＣｒ無添加鋼を熱間鍛造後、沸
騰水冷却又は大気放冷して鍛鋼品を得る方法において、
鍛造開始及び終了温度と得られる鍛鋼品の機械的及び衝
撃性質との関係を示すグラフである。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人 弁理士 牧 野 逸 部 ２
騰水冷却又は大気放冷して鍛鋼品を得る方法において、
鍛造開始及び終了温度と得られる鍛鋼品の機械的及び衝
撃性質との関係を示すグラフである。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人 弁理士 牧 野 逸 部 ２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （］） 重量％で ＣＯ，２０〜０．６０％、 ＳｉＯ，１５〜１．０％ Ｍｎ ０．６０〜２．０％ Ｖ Ｏ，０３〜０．３０％ Ｓ Ｏ，１，２％以下 Ａ７！ ０．０１５〜０．０６０％ Ｎ Ｏ，００５〜０．０２０％、及び 残部が実質的に鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を素材
鋼として、７５０〜ｌ １００ ”Ｃの温度で鍛造を開
始し、７５０〜１０５０ ’Ｃの温度で ゛鍛造を終了
した後、沸騰水中でフェライト・パーライト変態が終了
する温度から１００ ”ｃまでの温度範囲に冷却するこ
とを特徴とする非調質鍛鋼品の製造方法。 〔２）重量％で ＣＯ，２０〜０．６０％、 Ｓｉ０．１５〜１．０％ Ｍｎ ０．６０〜２．０％ Ｖ Ｏ，０３〜０．３０％ Ｓ Ｏ，１２％以下 Ａβ ０．０１５〜０．０ ６ ０％ Ｎ Ｏ，００５〜０．０２０％、 Ｃｒ １．０％以下、及び 残部が実質的に鉄及び不可避的不純物よりなる鋼を素材
鋼として、７５０〜１１００℃の温度で鍛造を開始し、
７５０〜１０５０℃の温度で鍛造を終了した後、沸騰水
中でフェライト・パーライト変態が終了する温度から１
００℃までの温度範囲に冷却することを特徴とする非調
質鍛鋼品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18235583A JPS6075517A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 非調質鍛鋼品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18235583A JPS6075517A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 非調質鍛鋼品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6075517A true JPS6075517A (ja) | 1985-04-27 |
Family
ID=16116860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18235583A Pending JPS6075517A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 非調質鍛鋼品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6075517A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6274055A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-04 | Kobe Steel Ltd | 熱間鍛造用高靭性非調質鋼 |
| JPS63199848A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-18 | Kobe Steel Ltd | 耐疲労性及び切削性にすぐれる熱間鍛造用非調質鋼 |
| 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 |
-
1983
- 1983-09-29 JP JP18235583A patent/JPS6075517A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6274055A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-04 | Kobe Steel Ltd | 熱間鍛造用高靭性非調質鋼 |
| JPS63199848A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-18 | Kobe Steel Ltd | 耐疲労性及び切削性にすぐれる熱間鍛造用非調質鋼 |
| 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 |
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