JPS62199751A - ヘツダ−用鋼 - Google Patents
ヘツダ−用鋼Info
- Publication number
- JPS62199751A JPS62199751A JP3937486A JP3937486A JPS62199751A JP S62199751 A JPS62199751 A JP S62199751A JP 3937486 A JP3937486 A JP 3937486A JP 3937486 A JP3937486 A JP 3937486A JP S62199751 A JPS62199751 A JP S62199751A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- header
- delayed fracture
- steel
- strength
- properties
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- 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】
（産業上の利用分野）
本発明は主にボルト類に用いられるヘッダー用鋼に関す
る。
る。
（従来の技術及び問題点）
最近、切削加工や熱間鋳造に代わり、冷間鋳造によって
製造される機械構造部品が増加してきている。特にボル
ト類は従来より冷間ヘッダーによって加工されているが
、加工の高速化や過酷化（加工率の増大）に伴ってヘッ
ダー性の優れた線材が要求されるようになった。ヘッダ
ー性としては、変形抵抗が小さく変形能が大きいことが
必要とされるが、かへるヘッダー用線材は、ボルト類に
用いられるのが殆どであり、当然のことながら使用時に
要求される諸特性も満足することが重要である。特に引
張強・さが１１０ ｋｇ ｆ ／ｍｍ”以上の高強度域
で使用される場合には、遅れ破壊に敏感になることから
、耐遅れ破壊性に対して十分な配慮を払う必要がある。
製造される機械構造部品が増加してきている。特にボル
ト類は従来より冷間ヘッダーによって加工されているが
、加工の高速化や過酷化（加工率の増大）に伴ってヘッ
ダー性の優れた線材が要求されるようになった。ヘッダ
ー性としては、変形抵抗が小さく変形能が大きいことが
必要とされるが、かへるヘッダー用線材は、ボルト類に
用いられるのが殆どであり、当然のことながら使用時に
要求される諸特性も満足することが重要である。特に引
張強・さが１１０ ｋｇ ｆ ／ｍｍ”以上の高強度域
で使用される場合には、遅れ破壊に敏感になることから
、耐遅れ破壊性に対して十分な配慮を払う必要がある。
この点、従来のへラダー用材料はへラダー性はもとより
特に耐遅れ破壊性が必ずしも十分でなく、高強度域での
使用に問題があった。
特に耐遅れ破壊性が必ずしも十分でなく、高強度域での
使用に問題があった。
（発明の目的）
本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、ヘッダー性及
び耐遅れ破壊性に優れたヘッダー用鋼を提供することを
目的とするものである。
び耐遅れ破壊性に優れたヘッダー用鋼を提供することを
目的とするものである。
（発明の構成）
上記目的を達成するため、本発明は、ヘッダー性、耐遅
れ破壊性に及ぼす合金元素の影響を種々検討し、各合金
元素を特定の範囲に規制することにより可能としたもの
である。
れ破壊性に及ぼす合金元素の影響を種々検討し、各合金
元素を特定の範囲に規制することにより可能としたもの
である。
すなわち、本発明は、Ｃ： ０．２０−０．５０％を含
み、Ｓｉ≦０．１０％、ＭｎＳ１．６０％、Ｐ≦０．０
１５％、Ｓ≦０．００５％に規制し、更にＣｒ： ０．
０１〜２０％及びＡｌ：０．００５〜０．０ ！５０％
を添加し、必要に応じてＮｉ二０．１〜２０％、Ｍｏ：
０．１−１，０％、Ｖ ： ０．０１〜０．５０％及び
Ｂ ： ０．０００５〜０．００５０％のうちの１種又
２種以上を添加し、残部がＦｅ及び不可避的不純物から
なる成分組成とすることを特徴とし、優れたヘッダー性
及び耐遅れ破壊性を付与したヘッダー用鋼である。
み、Ｓｉ≦０．１０％、ＭｎＳ１．６０％、Ｐ≦０．０
１５％、Ｓ≦０．００５％に規制し、更にＣｒ： ０．
０１〜２０％及びＡｌ：０．００５〜０．０ ！５０％
を添加し、必要に応じてＮｉ二０．１〜２０％、Ｍｏ：
０．１−１，０％、Ｖ ： ０．０１〜０．５０％及び
Ｂ ： ０．０００５〜０．００５０％のうちの１種又
２種以上を添加し、残部がＦｅ及び不可避的不純物から
なる成分組成とすることを特徴とし、優れたヘッダー性
及び耐遅れ破壊性を付与したヘッダー用鋼である。
以下に本発明を実施例に基づいて詳述する。
まず１本発明鋼における成分並びにその含有量限定理由
を説明する。
を説明する。
Ｃ：
Ｃはヘッダー用鋼として要求される強度を付与するため
に有効な元素であり、０．２０％以上を必要とする。し
かし、多くすると強度が高くなるものの、靭性及び耐遅
れ破壊性が劣化するので、０．５０％を上限とする。
に有効な元素であり、０．２０％以上を必要とする。し
かし、多くすると強度が高くなるものの、靭性及び耐遅
れ破壊性が劣化するので、０．５０％を上限とする。
Ｓｉ：
Ｓｉは、溶製時に不純物として混入する元素であり、フ
ェライト中に固溶し、焼きなまし時の強度を高め、すな
わち変形抵抗を高める元素である。
ェライト中に固溶し、焼きなまし時の強度を高め、すな
わち変形抵抗を高める元素である。
本発明ではＳｉ量は低ければ低いほど良いが、溶製上の
技術面を考慮して０．１０％を上限とする。
技術面を考慮して０．１０％を上限とする。
Ｍｎ：
ＭｎはＳｉと同様、不純物として混入する元素であり、
焼入れに先立つオーステナイト化時において旧オーステ
ナイト粒界へのＰの偏析を助長し粒界を脆化させて酎遅
れ破壊性を劣化させるので。
焼入れに先立つオーステナイト化時において旧オーステ
ナイト粒界へのＰの偏析を助長し粒界を脆化させて酎遅
れ破壊性を劣化させるので。
Ｍｎ量は低ければ低いほど良い。１．６％以上で上記の
傾向が大きいので、これを上限とする。
傾向が大きいので、これを上限とする。
Ｐ二
Ｐは粒界に偏析して粒界を脆化させ遅れ破壊を助長させ
るので、０．０１５％以下に規制する。
るので、０．０１５％以下に規制する。
Ｓ ：
ＳはＭｎと共に非金属介在物（ＭｎＳ）を形成し、特に
苛酷な八ツダー加工においてはこの非金属介在物が基点
となって破壊を生じ、変形能を劣化させることになるの
で、０．００５％以下に規制する。
苛酷な八ツダー加工においてはこの非金属介在物が基点
となって破壊を生じ、変形能を劣化させることになるの
で、０．００５％以下に規制する。
Ｃｒ：
Ｃｒは焼入れ性を向上する元素であり、そのためには０
．０１％以上を添加する必要があり、多いほど良いが、
経済性を考慮して２０％を上限とする。
．０１％以上を添加する必要があり、多いほど良いが、
経済性を考慮して２０％を上限とする。
Ａｌ、：
ＡｌはＳｉに代替する脱酸剤として添加する元素であり
、しかも結晶粒を細粒化するのに効果的な元素でもある
。そのために０．００５％以上を添加する必要があるが
、あまり多く添加しても効果が飽和するので０．０５０
％を上限とする。
、しかも結晶粒を細粒化するのに効果的な元素でもある
。そのために０．００５％以上を添加する必要があるが
、あまり多く添加しても効果が飽和するので０．０５０
％を上限とする。
Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ％Ｂ：
ヘッダー用鋼に要求される通常の強度は上記Ｃ量によっ
て得られるが、焼入性を向上させたい場合には、Ｎｉ、
Ｍｏ、■及びＢのうちの１種又は２種以上を適量添加す
ることができる。添加するときはＮｉ、Ｍｏ、Ｖを各々
０．０１％以上とし、Ｂは０．０００５％以上とする。
て得られるが、焼入性を向上させたい場合には、Ｎｉ、
Ｍｏ、■及びＢのうちの１種又は２種以上を適量添加す
ることができる。添加するときはＮｉ、Ｍｏ、Ｖを各々
０．０１％以上とし、Ｂは０．０００５％以上とする。
しかし、多く添加しても上記効果が飽和し、強度が高く
なりすぎるとヘッダー性の劣化を招くので、Ｎｉは２０
％、Ｍｏは１．０％、■は０．５０％、Ｂは０．００５
０％を上限とする。
なりすぎるとヘッダー性の劣化を招くので、Ｎｉは２０
％、Ｍｏは１．０％、■は０．５０％、Ｂは０．００５
０％を上限とする。
なお、上記組成のヘッダー用鋼は主としてボルト類を対
象とするが、線材として或いは棒線材として類似の機械
構造部品の加工に供し得ることは云うまでもない。その
際、冷間ヘッダー加工に先立って焼なまし処理を施し、
加工後は焼入れ、焼もどしにより調質されるのが通例で
ある。
象とするが、線材として或いは棒線材として類似の機械
構造部品の加工に供し得ることは云うまでもない。その
際、冷間ヘッダー加工に先立って焼なまし処理を施し、
加工後は焼入れ、焼もどしにより調質されるのが通例で
ある。
本発明鋼は、か＼る製造プロセスにおいて優れた八ツダ
ー加工性を有するので、変形抵抗が小さく、苛酷なヘッ
ダーを行っても割れが発生しにくく、また加工後の製品
使用時においては、特に耐遅れ破壊性が優れているので
、高強度域でも信頼性を確保することができる。
ー加工性を有するので、変形抵抗が小さく、苛酷なヘッ
ダーを行っても割れが発生しにくく、また加工後の製品
使用時においては、特に耐遅れ破壊性が優れているので
、高強度域でも信頼性を確保することができる。
（実施例）
第１表に示す化学成分（ｗｔ％）の各種鋼を溶製し、１
５ｍｍφの線材に圧延し、球状化焼なましを施した後に
引張試験及び圧縮試験を実施して機械的性質並びに限界
圧縮率による変形能を調べた。
５ｍｍφの線材に圧延し、球状化焼なましを施した後に
引張試験及び圧縮試験を実施して機械的性質並びに限界
圧縮率による変形能を調べた。
なお、上記焼なまし処理は第１図に示す加熱温度、保持
時間及び冷却条件により行った。また限界圧縮率は第２
図に示す如く６φＸ １２ （ｍｍ）の円柱状体（高さ
ｒ−ｏ ）を圧縮し、割れが発生したときの高さくＬ）
を求め、 （（Ｌ、−Ｌ）／Ｌ、）Ｘ１００（％）に
て求めた。
時間及び冷却条件により行った。また限界圧縮率は第２
図に示す如く６φＸ １２ （ｍｍ）の円柱状体（高さ
ｒ−ｏ ）を圧縮し、割れが発生したときの高さくＬ）
を求め、 （（Ｌ、−Ｌ）／Ｌ、）Ｘ１００（％）に
て求めた。
以上の各試験の結果を第２表に示す。
次いで、使用状態での耐遅れ破壊性を調べるために、第
３表に示す焼入れ温度、焼もどし温度にて焼入れ、焼も
どし処理を施して同表に示す硬さに調質した後、遅れ破
壊強度比（σ３ｏｈｒ／σｓｅ）を求めた。その際、本
発明ｍ（Ｌ）（Ｎα１〜２）はＨＲ（，３６〜３７（１
１５〜１２０ｋｇｆ ／ｍｍ２）に、本発明鋼（２）
（Ｎα４〜９）はＨＲＣ４２〜４３（１３０〜１４０ｋ
ｇｆ ／＋ｎｏ＋”）に各々調質して耐遅れ破壊性を評
価した。
３表に示す焼入れ温度、焼もどし温度にて焼入れ、焼も
どし処理を施して同表に示す硬さに調質した後、遅れ破
壊強度比（σ３ｏｈｒ／σｓｅ）を求めた。その際、本
発明ｍ（Ｌ）（Ｎα１〜２）はＨＲ（，３６〜３７（１
１５〜１２０ｋｇｆ ／ｍｍ２）に、本発明鋼（２）
（Ｎα４〜９）はＨＲＣ４２〜４３（１３０〜１４０ｋ
ｇｆ ／＋ｎｏ＋”）に各々調質して耐遅れ破壊性を評
価した。
なお、遅れ破壊試験方法としては、第３図に示す形状、
寸法（Ｉｌｍ）の試験片を準備し、第４図に示す如くこ
の試験片１の一端をホルダー２で支持すると共に他端に
モーメントアーム３を取り付け、試験片１の中央から４
００ｍｍの位置にあるモーメントアーム先端に重り４を
懸吊して試験片１に曲げ応力をかけた。試験片１の中央
には０．ＩＮの塩酸を常時滴下した。応力（公称曲げ応
力）と破断までの時間の関係を求めて遅れ破壊曲線を作
製した後、３０ｈｒにおける時間強度を読みとり、静曲
げ応力（σｓｏ）に対する３０時間強度（σ：１Ｏｈｒ
）の比を遅れ破壊強度比（σ、、ｈｒ／σｓＢ）とした
。
寸法（Ｉｌｍ）の試験片を準備し、第４図に示す如くこ
の試験片１の一端をホルダー２で支持すると共に他端に
モーメントアーム３を取り付け、試験片１の中央から４
００ｍｍの位置にあるモーメントアーム先端に重り４を
懸吊して試験片１に曲げ応力をかけた。試験片１の中央
には０．ＩＮの塩酸を常時滴下した。応力（公称曲げ応
力）と破断までの時間の関係を求めて遅れ破壊曲線を作
製した後、３０ｈｒにおける時間強度を読みとり、静曲
げ応力（σｓｏ）に対する３０時間強度（σ：１Ｏｈｒ
）の比を遅れ破壊強度比（σ、、ｈｒ／σｓＢ）とした
。
【以下余白１
第２表かられかるように１本発明鋼（１）、（２）はい
ずれも引張強さ、０．２％耐力が低く、変形抵抗が小さ
いことを示し、また限界圧縮率が大きく、変形能が向上
していることを示し、したがって八ッグー性が優れてい
る。
ずれも引張強さ、０．２％耐力が低く、変形抵抗が小さ
いことを示し、また限界圧縮率が大きく、変形能が向上
していることを示し、したがって八ッグー性が優れてい
る。
また、第３表に示すように、焼入れ、焼もどしを施した
後の使用状態における耐遅れ破壊性についても１本発明
鋼（１）、（２）のいずれも各強度域において遅れ破壊
強度比が大きく、特に高強度域でも優れた耐遅れ破壊性
を示している。
後の使用状態における耐遅れ破壊性についても１本発明
鋼（１）、（２）のいずれも各強度域において遅れ破壊
強度比が大きく、特に高強度域でも優れた耐遅れ破壊性
を示している。
（発明の効果）
以上詳述したように１本発明によれば、ヘッダー用鋼に
つきＣを適正量にすると共に不純物成分としてのＳｉ、
Ｍｎ、Ｐ、Ｓを規制し、更にＣｒ、Ａｌを適当量添加し
、必要に応じてＮｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｂのうちの１種又は２
種以上を適当量添加するものであるから、八ツグー性が
優れ、しかも耐遅れ破壊性が特に高強度域での使用状態
でも優れているため、苛酷な八ツグーによっても割れが
発生することなく製品歩留りが向上でき、使用時での信
頼性も向上することができる。
つきＣを適正量にすると共に不純物成分としてのＳｉ、
Ｍｎ、Ｐ、Ｓを規制し、更にＣｒ、Ａｌを適当量添加し
、必要に応じてＮｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｂのうちの１種又は２
種以上を適当量添加するものであるから、八ツグー性が
優れ、しかも耐遅れ破壊性が特に高強度域での使用状態
でも優れているため、苛酷な八ツグーによっても割れが
発生することなく製品歩留りが向上でき、使用時での信
頼性も向上することができる。
第１図は焼なまし条件を示す図、
第２図は圧縮試験で限界圧縮率の求め方を説明する図、
第３図乃至第５図は遅れ破壊試験方法を説明する図、第
３図は試験片の形状、寸法（ｍｍ）を示す図、第４図は
試験方法を示す図、第５図は遅れ破壊強度比の求め方を
示す図である。 １・・・遅れ破壊試験片、 ２・・・ホルダー。 ３・・・モーメントアーム、 ４・・・重り。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人弁理士 中 村 尚 第１図 第３図 第４図 第５図 時間
３図は試験片の形状、寸法（ｍｍ）を示す図、第４図は
試験方法を示す図、第５図は遅れ破壊強度比の求め方を
示す図である。 １・・・遅れ破壊試験片、 ２・・・ホルダー。 ３・・・モーメントアーム、 ４・・・重り。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人弁理士 中 村 尚 第１図 第３図 第４図 第５図 時間
Claims (2)
- （１）重量％で（以下、同じ）、Ｃ：０．２０〜０．５
０％を含み、Ｓｉ≦０．１０％、Ｍｎ≦１．６０％、Ｐ
≦０．０１５％、Ｓ≦０．００５％に規制すると共にＣ
ｒ：０．０１〜２．０％、Ａｌ：０．００５〜０．０５
０％を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるこ
とを特徴とするヘッダー性及び耐遅れ破壊性の優れたヘ
ッダー用鋼。 - （２）Ｃ：０．２０〜０．５０％を含み、Ｓｉ≦０．１
０％、Ｍｎ≦１．６０％、Ｐ≦０．０１５％、Ｓ≦０．
００５％に規制すると共にＣｒ：０．０１〜２．０％及
びＡｌ：０．００５〜０．０５０％を含み、更にＮｉ：
０．１〜２．０％、Ｍｏ：０．１〜１．０％、Ｖ：０．
０１〜０．５０％及びＢ：０．０００５〜０．００５０
％のうちの１種又は２種以上を含み、残部がＦｅ及び不
可避的不純物からなることを特徴とするヘッダー性及び
耐遅れ破壊性の優れたヘッダー用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3937486A JPS62199751A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | ヘツダ−用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3937486A JPS62199751A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | ヘツダ−用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62199751A true JPS62199751A (ja) | 1987-09-03 |
Family
ID=12551262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3937486A Pending JPS62199751A (ja) | 1986-02-25 | 1986-02-25 | ヘツダ−用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62199751A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63259053A (ja) * | 1987-01-29 | 1988-10-26 | イスコール リミテッド | 高強度高靭性鋼丸棒材及び板材とその製造方法 |
| JPH02145744A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-05 | Kawasaki Steel Corp | 冷間鍛造性及び高周波焼入れ性に優れた機械構造用炭素鋼 |
-
1986
- 1986-02-25 JP JP3937486A patent/JPS62199751A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63259053A (ja) * | 1987-01-29 | 1988-10-26 | イスコール リミテッド | 高強度高靭性鋼丸棒材及び板材とその製造方法 |
| JPH02145744A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-05 | Kawasaki Steel Corp | 冷間鍛造性及び高周波焼入れ性に優れた機械構造用炭素鋼 |
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