JPS6148557A - 機械構造用鋼 - Google Patents
機械構造用鋼Info
- Publication number
- JPS6148557A JPS6148557A JP17084884A JP17084884A JPS6148557A JP S6148557 A JPS6148557 A JP S6148557A JP 17084884 A JP17084884 A JP 17084884A JP 17084884 A JP17084884 A JP 17084884A JP S6148557 A JPS6148557 A JP S6148557A
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- Japan
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- less
- steel
- induction hardening
- fatigue strength
- machine structural
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- Pending
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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
１１悲１吐
【産業上の利用分野１
本発明は、圧延または鍛造の加工方向（ｒＬｈ向」とい
う）に対して直角な方向（「下方向」という）に繰返し
曲げ応力が加えられる各種の機械構造用鋼に関する。
とくに、歯車やスプライン軸の製造にとって有用である
。 【従来の技術】 表面に強い応力が加わるような用途に向ける機械構造用
部品の製造に当っては、表面硬化処理を行なうことが多
い。 表面硬化処理法としては、浸炭焼入れおよび高周
波焼入れが代表的である。 よく知られているように、浸炭焼入れは高度の表面硬化
ができるが、長時間の加熱を要し、多くのエネルギーを
消費することと、処理に伴う変形が大きいという難点が
ある。 一方、高周波焼入れは、短時間の処理で実施で
きて省エネルギーの観点から好ましい上に、変形が小さ
いため仕上げ加工が不要または簡単ですむといった利点
があるが、表面硬化の度合は浸炭焼入れに及ばず、また
下方向に対する曲げ疲れ強さも浸炭焼入れ材料に比べて
低い。 このようなわけで、負荷される応力が大きい構
造用部品においては、表面硬化の手段は浸炭処理がふつ
うで、高周波焼入れはあまり行なわれていない。 出願人は、上記のような高周波焼入の利点をいかし、そ
の効果高く得るため研究を重ね、従来の炭素鋼よりもＳ
ｉの含有量を高めた鋼で製作した部品を高周波焼入れす
ることにより、疲れ強さが強く表面硬度の高い機械構造
用部品が得られることを知り、すでに開示したく特開昭
５８−１７１５５４号）。
う）に対して直角な方向（「下方向」という）に繰返し
曲げ応力が加えられる各種の機械構造用鋼に関する。
とくに、歯車やスプライン軸の製造にとって有用である
。 【従来の技術】 表面に強い応力が加わるような用途に向ける機械構造用
部品の製造に当っては、表面硬化処理を行なうことが多
い。 表面硬化処理法としては、浸炭焼入れおよび高周
波焼入れが代表的である。 よく知られているように、浸炭焼入れは高度の表面硬化
ができるが、長時間の加熱を要し、多くのエネルギーを
消費することと、処理に伴う変形が大きいという難点が
ある。 一方、高周波焼入れは、短時間の処理で実施で
きて省エネルギーの観点から好ましい上に、変形が小さ
いため仕上げ加工が不要または簡単ですむといった利点
があるが、表面硬化の度合は浸炭焼入れに及ばず、また
下方向に対する曲げ疲れ強さも浸炭焼入れ材料に比べて
低い。 このようなわけで、負荷される応力が大きい構
造用部品においては、表面硬化の手段は浸炭処理がふつ
うで、高周波焼入れはあまり行なわれていない。 出願人は、上記のような高周波焼入の利点をいかし、そ
の効果高く得るため研究を重ね、従来の炭素鋼よりもＳ
ｉの含有量を高めた鋼で製作した部品を高周波焼入れす
ることにより、疲れ強さが強く表面硬度の高い機械構造
用部品が得られることを知り、すでに開示したく特開昭
５８−１７１５５４号）。
本発明の目的は、高周波焼入を利用した機械構造用鋼に
おいて、下方向すなわち鋼の圧延ま／、：は鍛造の加工
方向に対して直角な方向の曲げ疲れ強さが強く、従つ−
Ｃ曲げ疲れ強さの異方性が低い機械構造用鋼を提供する
ことにある。 １１へ１１
おいて、下方向すなわち鋼の圧延ま／、：は鍛造の加工
方向に対して直角な方向の曲げ疲れ強さが強く、従つ−
Ｃ曲げ疲れ強さの異方性が低い機械構造用鋼を提供する
ことにある。 １１へ１１
本発明の機械構造用鋼は、基本的には、Ｃ：０゜３０〜
０．８０％、Ｓｉ ：０．０１〜０．３９％、Ｍｎ
：０．４０〜２．０％およびＳ：０．０１％以下を含有
し残部がＦｅおよび不可避の不純物からなる鋼に高周波
焼入れしてなり、高周波焼入後である低い異方性を示す
ことを特徴とする。 の曲げ疲れ強さの比σＷＴ／σＷＬが０．８以上上記の
基本的な組成に、下記の合金成分を添加することもでき
る。 高周波焼入れ後の強度および靭性を向上させる目的で、
さらにＮｉ：５％以下、Ｃｒ：２％以下、Ｍｏ＝２％以
下、およびＢ：０．０１％以下の１種または２種以上。 結晶粒を微細化し、靭性および強度を向上させる目的で
、Ａ文二０．１％以下、Ｎ：０．０３％以下、■＋
：Ｏ０！５９６以下、Ｖ：０．５％以下およびＮｂ ：
Ｑ、５％以下の１種または２種以上（Ｔｉ 、Ｖおよび
Ｎｂは、面圧疲労性の向上にも役立つ）。 機械加工性を向上さぜるＣａ ：０．０１％以下、Ｔｅ
：０．５％以下およびＰｂ ：０．５％の１種または２
種以上（なお、ＣａおよびＴｅは、鋼中のＭｎＳ介在物
を球状化させるはたらきがあり、下方向の曲げ疲労性を
改善し、靭性の向上にも役立つ。） また、焼われ防止のため、Ｐｒｏ、００２０％以下が好
ましく、圧延加工方向の疲れ強さを高く得るには、Ｏ：
０．００２０％以下にすべぎである。 １作 用】 鋼のＳ含有量を０．０１％以下と低くすることによって
、鋼中のＭｎＳ介在物の量が低減する。 本発明者らは、高周波焼入れ材の下方向の曲げ応力によ
る疲労破壊の起点は、ＡＪＬ２０３介在物ではなく、Ｍ
ｎＳ介在物であることを見出した。 従来は、被削性をよくするためＭｎＳの存在をむしろ歓
迎していたが、高周波焼入れ材の下方向の曲げ疲れ強さ
の向上のためには、Ｍｎ Ｓｍすなわち鋼中のＳ含有量
を低減すべきことが明らかになつ ｌこ 。 上記以外の合金成分の役割と組成の限定理由は、つぎの
とおりである。 Ｃ：０．３０〜０，８０％ 下限は機械構造用鋼に要求される強度を得るために必要
な値であり、上限は焼きワレを避けるために設けた。 Ｓｉ：０．０１〜０．３９％ 脱酸のため０．０１％以上必要であり、一方、多くなる
と塑性加工の容易さが失なわれて行くので、０．３９％
までとした。 Ｍｎ ：Ｑ、４０〜２．０％ 脱酸と強度の確保を目的として加え、下限はこの目的に
必要なレベルである。 上限は、被剛性の観点から定め
た。 【実施態様１ 任意添加元素の作用と組成の限定理由を、次に９
示す。 Ｎｉ：５％以下、Ｃｔｌ：２％以下、Ｍｏ：２％以下お
よびＢ：０．０１％以下の１種または２ｆ！Ｉ以これら
は高周波焼入れ後の強度および靭性を向上させる上で有
効な元素である。 しかし、過剰に添加すると延性をそ
こなうため、上記の限界内とする。 Ａ５１：０．１％以下、Ｎ：０．０３％以下、Ｔｉ ：
０．５％以下、Ｖ：０．５９６以下＃Ｊ［Ｎｂ ：０．
５％以下の１種または２種以上 いずれも結晶粒を微細化する作用をもつ。 しかし、大量に加えても効果は飽和するので、それぞれ
について記した限度内で添加する。 なお、Ｔｉ、ＶおよびＮｂは、上記の組成範囲内の添加
で、面圧疲労性の向上にも役立つ。 Ｃａ ：０．０１％以下、Ｔｅ：０．５％以下およびＰ
ｂ ：Ｑ、５％以下の１種または２種以上被削性を向上
させたい場合に添加する。 過剰な存在は熱間加工性お
よび延性を害するから、上記のように限界を設けた。 【実施例］ 表に示す合金組成の鋼を電気炉で溶製した。 圧延して径１００ｍａｒの丸棒にし、焼入れおよび焼戻
しを行なってから、平行部の径が８ｎ＋ｍの平滑試験片
を、［方向および下方向に切り出した。 この試験片を高周波焼入れ（有効硬化層深さ約２ｍｍ）
Ｌ／た後、回転曲げ疲労試験を行なった。 その結果を、あわせて表に示す。 σ ＬはＬ方向の疲
れ限度を、σ は下方向の疲れ限度を示す。その比σ
Ｌ／の が１に近いほど異方性が低いことをあられ
ず。 −Ｎ笠 −Ω−」江 −■−−５＝ Ｎ出ン込凱旦１
０．５５ ０．２５ １５０ ０．
００５２ ０．４５ ０．ＩＯＯ，７５０，０
０２Ｍｏ：０．４３ ０．６５ ０，３５
１，４５ ０．００８４ ０．５４ ０
，２４ ０，６５ ０．００７５ ０．５
６ ０．２６ １．６５ ０．００４６
０．５５ ０，２５ ０，８５ ０
．００５７ ０．５４ ０，２２ １．４
８ Ｑ、ＯＱ７ Ｎｉ：１．５８ ０
．５６ ０．２４ １４５ ０．００５
Ｃｒ：Ｌ０９ ０．５５ ０，２７
１．５５ ０．００３ ３：０．００３１０
０．５７ ０．２２ １５３ ０
．００８１１ ０．５３ ０，２５ １，
５５ ０．００５１２ ０．５Ｂ Ｏ，
２３１，４１０，０％１３ ０．５５ ０．２
２ １．４４ ０．００５１４ ０．５
４ ０，２５ １，５６ ０．００４１５
０．５６ ０，２６ １，５５
０．００２１６ ０．５５ ０．２２ １
，５４ ０．００５ Ｍｏ＋０．２１７
０．５６ ０．２１ １．５３ ０．０
０６１８ ０．５７ ０，２５ １，５５
０．００８ Ｍｏ：０．２＋９ ０．
５４ ０，２４ １．５６ ０．００４
Ｍｏ：０．２！
２０ ０．５４ ０，２４ １．ＦＯ
０，００２１ｙｌｏ：０．３比較例 ０．５４
０，２６ １，５０ ０．０２２八りか郡工り
Ｇ小ｙ 烏１匡ヱ坦 −Ｐ−−Ω−一 交蹟−旦Ｗ工
σＷＴ／σＷ１８０ ７５ ０．９ｆ
１８１ ７６ Ｇ、９４Ｖ：０．
２
８３ ７７ ０．９３Ｃａ
＋ ０．００２ ８０
７４ ０．９３０．０１２
８１ ７６ ０．９４０．０
００８ ８５ ８０ ０．９４１
１２ ７５ ０．９１８３ ７
６ ０．９２８２ ７６
０．９３ΔＱ ： ０．０３
８２ ７３
０．８９Ｎ：ｌｌ、０２
８３ ７８
０．９４１ｉ ： Ｑ、１
８２ ７５
０．９２Ｎｂ：０．２
８３ ７４
０．８９Ｔｅ：０．１
７８ ６９ ０．８８Ｐｂ ：
０．１ ０．０１２ ７９
７３ ０．９３Ｖ：Ｏ，＋
８４
７７ ０．９２Ｖ ： Ｏ，ｉ
Ｃａ ： Ｏ，ＯＱ３
８５ ７９ ０．９３ｖ： Ｏ
，ｉ （Ｊ ： ０．００２
８４ ７６
０．９０ｖ： ０１０．Ｏ１２８３７Ｆ３ ０
．９１Ｖ ： ０．１
０．（１０１２８６７６０，８８８０５２
０，６５ 及Ｊ」ｌｌ先 本発明の高周波焼入れ機械ｍ造用鋼は、曲れ強さの異方
性が低く、σＷτ／σＷＬの値械構造用鋼が等方性であ
るといえる０、８のルを超え、通常０．９以上ある。
高周波焼による、多くの利益が享受できるから、本発明
は、自動車の動〕〕伝達用部品のように、高力が加えら
れるにもかかわらず低コストで提ることを要求される部
品の製造に好適である特許出願人 大同特殊鋼株式 ％式％
０．８０％、Ｓｉ ：０．０１〜０．３９％、Ｍｎ
：０．４０〜２．０％およびＳ：０．０１％以下を含有
し残部がＦｅおよび不可避の不純物からなる鋼に高周波
焼入れしてなり、高周波焼入後である低い異方性を示す
ことを特徴とする。 の曲げ疲れ強さの比σＷＴ／σＷＬが０．８以上上記の
基本的な組成に、下記の合金成分を添加することもでき
る。 高周波焼入れ後の強度および靭性を向上させる目的で、
さらにＮｉ：５％以下、Ｃｒ：２％以下、Ｍｏ＝２％以
下、およびＢ：０．０１％以下の１種または２種以上。 結晶粒を微細化し、靭性および強度を向上させる目的で
、Ａ文二０．１％以下、Ｎ：０．０３％以下、■＋
：Ｏ０！５９６以下、Ｖ：０．５％以下およびＮｂ ：
Ｑ、５％以下の１種または２種以上（Ｔｉ 、Ｖおよび
Ｎｂは、面圧疲労性の向上にも役立つ）。 機械加工性を向上さぜるＣａ ：０．０１％以下、Ｔｅ
：０．５％以下およびＰｂ ：０．５％の１種または２
種以上（なお、ＣａおよびＴｅは、鋼中のＭｎＳ介在物
を球状化させるはたらきがあり、下方向の曲げ疲労性を
改善し、靭性の向上にも役立つ。） また、焼われ防止のため、Ｐｒｏ、００２０％以下が好
ましく、圧延加工方向の疲れ強さを高く得るには、Ｏ：
０．００２０％以下にすべぎである。 １作 用】 鋼のＳ含有量を０．０１％以下と低くすることによって
、鋼中のＭｎＳ介在物の量が低減する。 本発明者らは、高周波焼入れ材の下方向の曲げ応力によ
る疲労破壊の起点は、ＡＪＬ２０３介在物ではなく、Ｍ
ｎＳ介在物であることを見出した。 従来は、被削性をよくするためＭｎＳの存在をむしろ歓
迎していたが、高周波焼入れ材の下方向の曲げ疲れ強さ
の向上のためには、Ｍｎ Ｓｍすなわち鋼中のＳ含有量
を低減すべきことが明らかになつ ｌこ 。 上記以外の合金成分の役割と組成の限定理由は、つぎの
とおりである。 Ｃ：０．３０〜０，８０％ 下限は機械構造用鋼に要求される強度を得るために必要
な値であり、上限は焼きワレを避けるために設けた。 Ｓｉ：０．０１〜０．３９％ 脱酸のため０．０１％以上必要であり、一方、多くなる
と塑性加工の容易さが失なわれて行くので、０．３９％
までとした。 Ｍｎ ：Ｑ、４０〜２．０％ 脱酸と強度の確保を目的として加え、下限はこの目的に
必要なレベルである。 上限は、被剛性の観点から定め
た。 【実施態様１ 任意添加元素の作用と組成の限定理由を、次に９
示す。 Ｎｉ：５％以下、Ｃｔｌ：２％以下、Ｍｏ：２％以下お
よびＢ：０．０１％以下の１種または２ｆ！Ｉ以これら
は高周波焼入れ後の強度および靭性を向上させる上で有
効な元素である。 しかし、過剰に添加すると延性をそ
こなうため、上記の限界内とする。 Ａ５１：０．１％以下、Ｎ：０．０３％以下、Ｔｉ ：
０．５％以下、Ｖ：０．５９６以下＃Ｊ［Ｎｂ ：０．
５％以下の１種または２種以上 いずれも結晶粒を微細化する作用をもつ。 しかし、大量に加えても効果は飽和するので、それぞれ
について記した限度内で添加する。 なお、Ｔｉ、ＶおよびＮｂは、上記の組成範囲内の添加
で、面圧疲労性の向上にも役立つ。 Ｃａ ：０．０１％以下、Ｔｅ：０．５％以下およびＰ
ｂ ：Ｑ、５％以下の１種または２種以上被削性を向上
させたい場合に添加する。 過剰な存在は熱間加工性お
よび延性を害するから、上記のように限界を設けた。 【実施例］ 表に示す合金組成の鋼を電気炉で溶製した。 圧延して径１００ｍａｒの丸棒にし、焼入れおよび焼戻
しを行なってから、平行部の径が８ｎ＋ｍの平滑試験片
を、［方向および下方向に切り出した。 この試験片を高周波焼入れ（有効硬化層深さ約２ｍｍ）
Ｌ／た後、回転曲げ疲労試験を行なった。 その結果を、あわせて表に示す。 σ ＬはＬ方向の疲
れ限度を、σ は下方向の疲れ限度を示す。その比σ
Ｌ／の が１に近いほど異方性が低いことをあられ
ず。 −Ｎ笠 −Ω−」江 −■−−５＝ Ｎ出ン込凱旦１
０．５５ ０．２５ １５０ ０．
００５２ ０．４５ ０．ＩＯＯ，７５０，０
０２Ｍｏ：０．４３ ０．６５ ０，３５
１，４５ ０．００８４ ０．５４ ０
，２４ ０，６５ ０．００７５ ０．５
６ ０．２６ １．６５ ０．００４６
０．５５ ０，２５ ０，８５ ０
．００５７ ０．５４ ０，２２ １．４
８ Ｑ、ＯＱ７ Ｎｉ：１．５８ ０
．５６ ０．２４ １４５ ０．００５
Ｃｒ：Ｌ０９ ０．５５ ０，２７
１．５５ ０．００３ ３：０．００３１０
０．５７ ０．２２ １５３ ０
．００８１１ ０．５３ ０，２５ １，
５５ ０．００５１２ ０．５Ｂ Ｏ，
２３１，４１０，０％１３ ０．５５ ０．２
２ １．４４ ０．００５１４ ０．５
４ ０，２５ １，５６ ０．００４１５
０．５６ ０，２６ １，５５
０．００２１６ ０．５５ ０．２２ １
，５４ ０．００５ Ｍｏ＋０．２１７
０．５６ ０．２１ １．５３ ０．０
０６１８ ０．５７ ０，２５ １，５５
０．００８ Ｍｏ：０．２＋９ ０．
５４ ０，２４ １．５６ ０．００４
Ｍｏ：０．２！
２０ ０．５４ ０，２４ １．ＦＯ
０，００２１ｙｌｏ：０．３比較例 ０．５４
０，２６ １，５０ ０．０２２八りか郡工り
Ｇ小ｙ 烏１匡ヱ坦 −Ｐ−−Ω−一 交蹟−旦Ｗ工
σＷＴ／σＷ１８０ ７５ ０．９ｆ
１８１ ７６ Ｇ、９４Ｖ：０．
２
８３ ７７ ０．９３Ｃａ
＋ ０．００２ ８０
７４ ０．９３０．０１２
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００８ ８５ ８０ ０．９４１
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８３ ７８
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７３ ０．９３Ｖ：Ｏ，＋
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７７ ０．９２Ｖ ： Ｏ，ｉ
Ｃａ ： Ｏ，ＯＱ３
８５ ７９ ０．９３ｖ： Ｏ
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８４ ７６
０．９０ｖ： ０１０．Ｏ１２８３７Ｆ３ ０
．９１Ｖ ： ０．１
０．（１０１２８６７６０，８８８０５２
０，６５ 及Ｊ」ｌｌ先 本発明の高周波焼入れ機械ｍ造用鋼は、曲れ強さの異方
性が低く、σＷτ／σＷＬの値械構造用鋼が等方性であ
るといえる０、８のルを超え、通常０．９以上ある。
高周波焼による、多くの利益が享受できるから、本発明
は、自動車の動〕〕伝達用部品のように、高力が加えら
れるにもかかわらず低コストで提ることを要求される部
品の製造に好適である特許出願人 大同特殊鋼株式 ％式％
Claims (6)
- （１）Ｃ：０．３０〜０．８０％、Ｓｉ：０．０１〜０
．３９％、Ｍｎ：０．４０〜２．０％およびＳ：０．０
１％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避の不純物か
らなる鋼に高周波焼入れしてなり、高周波焼入後の曲げ
疲れ強さの比σＷＴ／σＷＬが０．８以上である低い異
方性を示すことを特徴とする機械構造用鋼。 - （２）鋼が、さらにＮｉ：５％以下、Ｃｒ：２％以下、
Ｍｏ：２％以下およびＢ：０．０１％以下のいずれか１
種または２種以上を含有する特許請求の範囲第１項に記
載の機械構造用鋼。 - （３）鋼が、さらにＡｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０３
％以下、Ｔｉ：０．５％以下、Ｖ：０．５％以下および
Ｎｂ：０．５％以下のいずれか１種または２種以上を含
有する特許請求の範囲第１項または第２項に記載の機械
構造用鋼。 - （４）鋼が、さらにＣａ：０．０１％以下、Ｔｅ：０．
５％以下およびＰｂ：０．５％以下のいずれか１種また
は２種以上を含有する特許請求の範囲第１項ないし第３
項のいずれかに記載の機械構造用鋼。 - （５）Ｐ：０．０２０％以下の鋼を用いた特許請求の範
囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の方法機械構造
用鋼。 - （６）Ｏ：０．００２０％以下の鋼を用いた特許請求の
範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の機械構造用
鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17084884A JPS6148557A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 機械構造用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17084884A JPS6148557A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 機械構造用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6148557A true JPS6148557A (ja) | 1986-03-10 |
Family
ID=15912444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17084884A Pending JPS6148557A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 機械構造用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6148557A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100157A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-05-02 | Daido Steel Co Ltd | 高周波焼入用非調質鋼 |
| JPH01100244A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 熱処理後靭性に優れた高炭素冷延鋼板の製造法 |
| JPH01198447A (ja) * | 1988-02-04 | 1989-08-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高靱性高炭素薄鋼板 |
| CN109477174A (zh) * | 2016-07-04 | 2019-03-15 | 新日铁住金株式会社 | 机械结构用钢 |
-
1984
- 1984-08-16 JP JP17084884A patent/JPS6148557A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63100157A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-05-02 | Daido Steel Co Ltd | 高周波焼入用非調質鋼 |
| JPH01100244A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 熱処理後靭性に優れた高炭素冷延鋼板の製造法 |
| JPH01198447A (ja) * | 1988-02-04 | 1989-08-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高靱性高炭素薄鋼板 |
| CN109477174A (zh) * | 2016-07-04 | 2019-03-15 | 新日铁住金株式会社 | 机械结构用钢 |
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