JPS62187536A - 非調質鍛造品の製造方法 - Google Patents
非調質鍛造品の製造方法Info
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- JPS62187536A JPS62187536A JP2765686A JP2765686A JPS62187536A JP S62187536 A JPS62187536 A JP S62187536A JP 2765686 A JP2765686 A JP 2765686A JP 2765686 A JP2765686 A JP 2765686A JP S62187536 A JPS62187536 A JP S62187536A
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- Japan
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- forging
- steel
- refining
- toughness
- thereafter
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は鍛造後、非調質のままで疲労強度および靭性に
優れたゼルトおよびシャフト類の製造方法に関するもの
である。
優れたゼルトおよびシャフト類の製造方法に関するもの
である。
（従来の技術）
従来、自動車および産業機械用に使用されるゼルトおよ
びシャフト等疲労強度および靭性が必要とされる部品の
加工は、鍛造時の変形能および変形抵抗の点から、主と
して熱間で行なわれていた。
びシャフト等疲労強度および靭性が必要とされる部品の
加工は、鍛造時の変形能および変形抵抗の点から、主と
して熱間で行なわれていた。
しかしこの熱間鍛造は１２００℃以上の高温度に加熱し
て行なわれるため、オーステナイト結晶粒が成長粗大化
し、靭性が著しく低下する。このため鍛造後に材質改善
のための焼入焼戻等の熱処理が不可欠であった。
て行なわれるため、オーステナイト結晶粒が成長粗大化
し、靭性が著しく低下する。このため鍛造後に材質改善
のための焼入焼戻等の熱処理が不可欠であった。
このように、熱間鍛造による成形加工の場合には、鍛造
前の高温加熱および鍛造品の調質処理のため多大なエネ
ルギーを要し、また寸法精度が悪く、鍛造後に切削加工
をしなければならないため、歩留りも低かった。
前の高温加熱および鍛造品の調質処理のため多大なエネ
ルギーを要し、また寸法精度が悪く、鍛造後に切削加工
をしなければならないため、歩留りも低かった。
これに対して、鍛造後の非調質化および切削工程の省略
等を目的として、圧延後急冷し、その後熱間鍛造に比較
して加工温度の低い温間域で鍛造する温間鍛造法が、例
えば特開昭５８−７７５２６号公報に開示されている。
等を目的として、圧延後急冷し、その後熱間鍛造に比較
して加工温度の低い温間域で鍛造する温間鍛造法が、例
えば特開昭５８−７７５２６号公報に開示されている。
しかし、この方法は素材を内部まで冷却するため、多量
の冷媒および冷却に多くの時間を要し、さらに鍛造時の
変形抵抗が大きく工具の寿命が著しく悪い等の欠点を有
していた。
の冷媒および冷却に多くの時間を要し、さらに鍛造時の
変形抵抗が大きく工具の寿命が著しく悪い等の欠点を有
していた。
（本発明が解決しようとする問題点）
このように、従来の鍛造品の製造技術は鍛造後焼入焼戻
等の調質処理が必要であったシ、あるいは調質処理が必
要でない場合においても成形時の変形抵抗が大きく工具
寿命が著しく劣化する等の欠点を有していた。
等の調質処理が必要であったシ、あるいは調質処理が必
要でない場合においても成形時の変形抵抗が大きく工具
寿命が著しく劣化する等の欠点を有していた。
（問題点を解決するための手段、作用）本発明の要旨と
するところは、機械構造用鋼または低合金鋼を熱間圧延
後急冷し、表面に断面面積率で２０〜７０％の焼入深さ
層を生成させ、その後５５０℃〜Ａｃ１点間で鍛造を行
なうことを特徴とする、引張強度７０Ｋｇｆ／ｍｍ２以
上および常温でのシャルピー吸収エネルギーが５ Ｋｇ
ｆｍ以上を有する非調質鍛造品の製造方法である。
するところは、機械構造用鋼または低合金鋼を熱間圧延
後急冷し、表面に断面面積率で２０〜７０％の焼入深さ
層を生成させ、その後５５０℃〜Ａｃ１点間で鍛造を行
なうことを特徴とする、引張強度７０Ｋｇｆ／ｍｍ２以
上および常温でのシャルピー吸収エネルギーが５ Ｋｇ
ｆｍ以上を有する非調質鍛造品の製造方法である。
本発明は、熱間圧延後比較的少ない水量で短時間の冷却
によシ表面層のみを急冷して焼入組織とし、内部は軟質
のフェライトおよびパーライト組織のままとするので、
これによって弯形抵抗が低く、また変形能に優れた棒鋼
が得られ、温間鍛造が可能となる。このため切削工程も
必要でなく、しかも鍛造後の調質処理を省略しても疲労
強度および靭性に優れた鍛造品が得られる。
によシ表面層のみを急冷して焼入組織とし、内部は軟質
のフェライトおよびパーライト組織のままとするので、
これによって弯形抵抗が低く、また変形能に優れた棒鋼
が得られ、温間鍛造が可能となる。このため切削工程も
必要でなく、しかも鍛造後の調質処理を省略しても疲労
強度および靭性に優れた鍛造品が得られる。
次に本発明において各要件を限定した理由について述べ
る。
る。
先ず本発明の対象鋼種であるが、自動車および産業機械
等に使用される通常の機械構造用鋼または低合金鋼の範
中に属するものであれば特に制限はない。望ましい成分
範囲を簡単に述べる。
等に使用される通常の機械構造用鋼または低合金鋼の範
中に属するものであれば特に制限はない。望ましい成分
範囲を簡単に述べる。
■ Ｃ： ０．３０〜０．６０％、Ｃは焼入性の高い元
素であり、鍛造品の強度を大きく左右し、０．３０％未
満では引張強度として７０ Ｋｇｆ ／ｍｊが得られな
い場合があシ、また０、６０％を越えると強度が高く成
シすぎ、所定の靭性が得られないからである。
素であり、鍛造品の強度を大きく左右し、０．３０％未
満では引張強度として７０ Ｋｇｆ ／ｍｊが得られな
い場合があシ、また０、６０％を越えると強度が高く成
シすぎ、所定の靭性が得られないからである。
■ Ｓｔ ： ０．１０〜０．５０％。Ｓｔは脱酸作用
を有し、このためには最低限０．１０％以上必要である
。しかし０．５０％を越えると特にフェライトが脆化し
、所定の靭性が得られない。
を有し、このためには最低限０．１０％以上必要である
。しかし０．５０％を越えると特にフェライトが脆化し
、所定の靭性が得られない。
■ Ｍｎ ： ０．３０〜２．００％。ＭｎはＳｔと同
様に脱酸作用を有し、Ｍｎのみで脱酸する場合には最低
限０．３０％以上必要である。また、Ｍｎは比較的靭性
劣化の少ない焼入性向上元素として用いるが、２．００
％を越えるとコスト高となる。
様に脱酸作用を有し、Ｍｎのみで脱酸する場合には最低
限０．３０％以上必要である。また、Ｍｎは比較的靭性
劣化の少ない焼入性向上元素として用いるが、２．００
％を越えるとコスト高となる。
■ Ｃｒ ： ２．００％以下。Ｃｒは焼入性向上元素
であると同時に、内部に生成するノぞ−ライトのラメラ
間隔を粗くすることによって鍛造時の変形抵抗を低減す
るが、２．００％を越えるとコスト高となる。
であると同時に、内部に生成するノぞ−ライトのラメラ
間隔を粗くすることによって鍛造時の変形抵抗を低減す
るが、２．００％を越えるとコスト高となる。
■ Ｎｉ：５．Ｑ％以下。Ｎｉはフェライトの強度およ
び靭性の両方を高めるが、上限はコストの点から制限さ
れる。
び靭性の両方を高めるが、上限はコストの点から制限さ
れる。
■ Ｂ ： ０．０００５〜０．００５０％。Ｂは少量
で著しく焼入性を高める元素であるが、０．０００５％
未満ではその効果がなく、また０、００５０％を越える
と靭延性が劣化する。
で著しく焼入性を高める元素であるが、０．０００５％
未満ではその効果がなく、また０、００５０％を越える
と靭延性が劣化する。
次に、表面焼入層の深さを断面面積率で２０〜７０％に
限定した理由について述べる。一般にシャフト等の疲労
強度を高める方法としては、これら部品を成形加工後に
高周波等によシ表面層を焼入し、数％の硬化層を生成さ
せる方法がとられている。本発明は温間鍛造後非調質の
ままで疲労強度を高める方法として、熱間圧延後の急冷
によって表面部に焼入層を生成させるもので、この硬さ
および組織を、温間鍛造後も残存するような条件で鍛造
を行なうようにしたものである。焼入深さ層が２０％未
満の場合には鍛造品の疲労強度は十分でなく、また７０
％を越えると鍛造時の変形抵抗が増大して工具寿命が劣
化するからである（ここではマルテンサイト組織が５０
％以上となっている部分を焼入深さ層とする。）。
限定した理由について述べる。一般にシャフト等の疲労
強度を高める方法としては、これら部品を成形加工後に
高周波等によシ表面層を焼入し、数％の硬化層を生成さ
せる方法がとられている。本発明は温間鍛造後非調質の
ままで疲労強度を高める方法として、熱間圧延後の急冷
によって表面部に焼入層を生成させるもので、この硬さ
および組織を、温間鍛造後も残存するような条件で鍛造
を行なうようにしたものである。焼入深さ層が２０％未
満の場合には鍛造品の疲労強度は十分でなく、また７０
％を越えると鍛造時の変形抵抗が増大して工具寿命が劣
化するからである（ここではマルテンサイト組織が５０
％以上となっている部分を焼入深さ層とする。）。
また、鍛造の下限温度を５５０℃としたのは、５５０℃
未満では変形抵抗の増大および靭延性が低下するからで
ある。さらに、鍛造温度の上限をＡｃ１点としたのは、
Ａｃ １点を越えると表面部が再度オーステナイト化し
て、熱間圧延において作シ込んだ表面層の硬度および焼
入組織が消滅するからである。
未満では変形抵抗の増大および靭延性が低下するからで
ある。さらに、鍛造温度の上限をＡｃ１点としたのは、
Ａｃ １点を越えると表面部が再度オーステナイト化し
て、熱間圧延において作シ込んだ表面層の硬度および焼
入組織が消滅するからである。
（実施例）
次に、本発明の実施例について述べる。
表１に供試材の種類および化学成分を示す。供試材とし
て機械構造用炭素鋼（Ｓ５３Ｃ）および低合金鋼（８０
Ｍ４４０，５ＡＥ１５Ｂ３６ ）に適合する化学成分の
１２０謂中ビレツトを用いた。
て機械構造用炭素鋼（Ｓ５３Ｃ）および低合金鋼（８０
Ｍ４４０，５ＡＥ１５Ｂ３６ ）に適合する化学成分の
１２０謂中ビレツトを用いた。
各供試材ビレットはいずれも１０００〜１０５０℃に加
熱し３０ＩａＩφの棒鋼に圧延した。このときの仕上げ
圧延温度は表２（記号Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｅ、 Ｆ、 Ｇ
。
熱し３０ＩａＩφの棒鋼に圧延した。このときの仕上げ
圧延温度は表２（記号Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｅ、 Ｆ、 Ｇ
。
Ｉ、 Ｇ、 Ｋ ）に示す通シで、圧延後３４５ ｒｒ
？／ ｈｒ（５５３Ｃ）および２１０ ｖｌ／ ｈｒ
（８０Ｍ４４０ および５ＡＥ１５Ｂ３６ ）の水量で
５秒間冷却し、又、同時に比較材として表２（記号り、
Ｈ，Ｎ ）に示す仕上げ温度から空冷して製造した。
？／ ｈｒ（５５３Ｃ）および２１０ ｖｌ／ ｈｒ
（８０Ｍ４４０ および５ＡＥ１５Ｂ３６ ）の水量で
５秒間冷却し、又、同時に比較材として表２（記号り、
Ｈ，Ｎ ）に示す仕上げ温度から空冷して製造した。
第１図に、５５３Ｃについて７４５℃の仕上げ温度で終
了し、圧延後冷却した場合（表２中の記号Ｃ）の横断面
の硬度分布を示す。同図から明らかな如く、棒鋼の中心
部に近くなるに従って硬度は低下しておシ、この場合の
焼入深さ層は６４．０％である。
了し、圧延後冷却した場合（表２中の記号Ｃ）の横断面
の硬度分布を示す。同図から明らかな如く、棒鋼の中心
部に近くなるに従って硬度は低下しておシ、この場合の
焼入深さ層は６４．０％である。
次に、このようにして製造した棒鋼の温間鍛造後の材質
特性を調査するため、３０Ｗφ×５５〇−長さの棒鋼を
鍛造温度６００℃および７００℃（５５３Ｃ，ＳＣＭ４
４０．および５ＡＥ１５Ｂ３６のＡｃ１点はそれぞれ７
２５℃、７４４℃および７１０℃であ［、Ａｃ１点直下
の鍛造に相当する）において１１．２ ｍｓ厚さまで鍛
造した。このようにして温間鍛造した鍛造材からＪＩＳ
１号回転曲げ用疲れ試験片、６φＸ３２Ｌの小型引張
試験片、およびＪＩＳ Ｓ号シャルピー衝撃試験片を
採集し、それぞれの試験に共した。この場合、圧延後水
冷を行なった本発明材については特別の熱処理を行なわ
ず非調質のままで、また、圧延後空冷した比較材につい
ては鍛造後８５０℃で焼入し、６００℃で焼戻処理を行
なった後で上記試験片を採取した。
特性を調査するため、３０Ｗφ×５５〇−長さの棒鋼を
鍛造温度６００℃および７００℃（５５３Ｃ，ＳＣＭ４
４０．および５ＡＥ１５Ｂ３６のＡｃ１点はそれぞれ７
２５℃、７４４℃および７１０℃であ［、Ａｃ１点直下
の鍛造に相当する）において１１．２ ｍｓ厚さまで鍛
造した。このようにして温間鍛造した鍛造材からＪＩＳ
１号回転曲げ用疲れ試験片、６φＸ３２Ｌの小型引張
試験片、およびＪＩＳ Ｓ号シャルピー衝撃試験片を
採集し、それぞれの試験に共した。この場合、圧延後水
冷を行なった本発明材については特別の熱処理を行なわ
ず非調質のままで、また、圧延後空冷した比較材につい
ては鍛造後８５０℃で焼入し、６００℃で焼戻処理を行
なった後で上記試験片を採取した。
それぞれの試験片は主として中心部から採取したが、５
５３０鋼の本発明材で表２、記号Ｃの６００℃鍛造材に
ついては、疲れおよびシャルピー衝撃試験片を表層部か
ら本採取し、試験を行なった。
５３０鋼の本発明材で表２、記号Ｃの６００℃鍛造材に
ついては、疲れおよびシャルピー衝撃試験片を表層部か
ら本採取し、試験を行なった。
表２にこれら中心部から採取した試験による疲労および
引張強度、および靭性の調査結果を示す。
引張強度、および靭性の調査結果を示す。
仕上圧延後水冷を行ない、６００℃で温間鍛造を行なっ
たものの疲労および引張強度は、温間鍛造後焼入焼戻処
理を行なったものに比較してはるかに高い。また、ＡＣ
１点近傍の７００℃で温間鍛造を行なった場合の疲労お
よび引張強度は若干低く々るが、それでも疲労強度は３
５キロ、！た引張強度については７０キロのレベルにあ
る。またシャル四吸収エネルギーは６００℃で温間鍛造
を行なったものでは、温間鍛造後の熱処理材に比較して
若干劣っているが、それでも５キロのレベルにあＦ）、
７００Ｃ温間鍛造材では熱処理材と同等以上の高い値が
得られている。！た、５５３Ｃ鋼の本発明材で記号Ｃの
６００℃鍛造材の表層部試験片による疲労強度は５５Ｋ
ｇｆ／−１および吸収エネルギーは９ Ｋｇｆｍであっ
た。
たものの疲労および引張強度は、温間鍛造後焼入焼戻処
理を行なったものに比較してはるかに高い。また、ＡＣ
１点近傍の７００℃で温間鍛造を行なった場合の疲労お
よび引張強度は若干低く々るが、それでも疲労強度は３
５キロ、！た引張強度については７０キロのレベルにあ
る。またシャル四吸収エネルギーは６００℃で温間鍛造
を行なったものでは、温間鍛造後の熱処理材に比較して
若干劣っているが、それでも５キロのレベルにあＦ）、
７００Ｃ温間鍛造材では熱処理材と同等以上の高い値が
得られている。！た、５５３Ｃ鋼の本発明材で記号Ｃの
６００℃鍛造材の表層部試験片による疲労強度は５５Ｋ
ｇｆ／−１および吸収エネルギーは９ Ｋｇｆｍであっ
た。
（発明の効果）
このように、本発明は熱間圧延後鋼材を急冷して表面部
に硬い焼入層を生成させることによって、その後の熱処
理を省略しても、疲労強度および靭性の優れた鍛造品を
製造することのできる方法で、その効果は大きい。
に硬い焼入層を生成させることによって、その後の熱処
理を省略しても、疲労強度および靭性の優れた鍛造品を
製造することのできる方法で、その効果は大きい。
第１図合は圧延後急冷を行なったＳ５３Ｃ３０ｗφ棒鋼
の横断面硬度分布を示す図である。 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 他２名
の横断面硬度分布を示す図である。 代理人 弁理士 秋 沢 政 光 他２名
Claims (1)
- （１）機械構造用鋼または低合金鋼を熱間圧延後急冷し
、表面に断面面積率で２０〜７０％の焼入深さ層を生成
させ、その後５５０℃〜Ａｃ＿１点間で鍛造を行なうこ
とを特徴とする、引張強度７０Ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上お
よび常温でのシャルピー吸収エネルギー５Ｋｇｆｍ以上
を有する非調質鍛造品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2765686A JPS62187536A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 非調質鍛造品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2765686A JPS62187536A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 非調質鍛造品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62187536A true JPS62187536A (ja) | 1987-08-15 |
Family
ID=12226970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2765686A Pending JPS62187536A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 非調質鍛造品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62187536A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011080794A1 (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | アルファナテクノロジー株式会社 | 回転機器の生産方法及びその方法で生産された回転機器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5877526A (ja) * | 1981-10-31 | 1983-05-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 非調質高強度鍛造品の製造方法 |
-
1986
- 1986-02-10 JP JP2765686A patent/JPS62187536A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5877526A (ja) * | 1981-10-31 | 1983-05-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 非調質高強度鍛造品の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011080794A1 (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | アルファナテクノロジー株式会社 | 回転機器の生産方法及びその方法で生産された回転機器 |
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