JPS629162B2 - - Google Patents
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- JPS629162B2 JPS629162B2 JP56174872A JP17487281A JPS629162B2 JP S629162 B2 JPS629162 B2 JP S629162B2 JP 56174872 A JP56174872 A JP 56174872A JP 17487281 A JP17487281 A JP 17487281A JP S629162 B2 JPS629162 B2 JP S629162B2
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- JP
- Japan
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- steel
- forging
- strength
- rate
- hot
- Prior art date
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- Expired
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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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Forging (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
この発明は、非調質のままで引張強度70Kg／mm2
以上の高強度を備える鍛造品の製造方法に関す
る。 例えば、高張力ボルト、フアスナー、自動車の
パーツ、歯車等は一般に鍛造品としてつくられる
が、かかる鍛造品には高強度、高靭性が要求され
る。従来この種のものは、熱間圧延材を球状化処
理した上で所定の形状に冷間鍛造し、その後焼入
れ―焼戻しの熱処理を行なつて製造されていた。
上記球状化処理とは、一般にA1変態点より20〜
30℃上の温度から10数時間にわたつて、徐冷する
もので、変形能を高め鍛造に要する荷重を下げる
上で、冷間鍛造に際しては必須とされるものであ
る。また同様に鍛造後の熱処理は、高強度、高靭
性の確保に欠いてはならない工程があるが、これ
ら冷鍛前の球状化処理や冷鍛後の熱処理等の調質
には多大な経費と時間を要し、この点が上記冷間
鍛造による方法の不利な点であつた。 一方、熱間で鍛造する方法もあるが、この方法
でも、鍛造後の調質を省略することは不可能であ
るのは云う迄もなく、それ許りか熱間鍛造には十
分な寸法精度が期待できないため、鍛造後に精度
確保のための切削工程を追加しなければならず、
先の冷間鍛造による方法に対し能率、コスト上の
メリツトは期待できない。 本発明は、冷鍛前の球状化処理や冷鍛後の熱処
理を行わずに前記高強度、高靭性鍛造品に要求さ
れる特性を満たすことができる低コストな鍛造品
の製造方法を提供しようとするものである。 すなわち本発明の要旨とするところは、機械構
造用炭素鋼または低合金鋼を熱間圧延後急冷して
引張強度60Kg／mm2以上の高強度鋼材となし、この
鋼材を50℃／分以上の速度で550℃を超えA1変態
点の温度域まで加熱して温間加工を行い、しかる
のち空冷速度以上の速度で冷却することを特徴と
する非調質高強度鍛造品の製造方法、にある。 本発明の方法において、機械構造用炭素鋼また
は低合金鋼を熱間圧延後急冷して引張強度60Kg／
mm2の高強度鋼材となすとは、組織的に云えば微細
パーライト、ベイナイトまたはマルテンサイト組
織を得るということである。このような組織は、
A1変態点以下の温間で鍛造可能な変形能をもち
得るもので、したがつてこの熱延鋼材から温間鍛
造によつて所定の形状を得ることは十分可能であ
る。しかもこの温間鍛造に要する鍛造荷重は、従
来の冷間鍛造による方法を用いた場合と比較して
若干低い範囲にある。この温間鍛造品を、空冷速
度以上の速度で冷却すれば、球状セメンタイトが
微細分散した組織が得られ、この組織は鍛造品に
高強度、高靭性を付与するものである。したがつ
て本発明の方法によれば、非調質のままで硬度Ｈ
RC15.0以上、衝撃値７Kg-m／cm2以上を備える鍛造
品を得ることができるものである。 以下、本発明における各要件限定の理由につい
て詳しく説明する。 まず本発明対象鋼としては、基本的には機械構
造用炭素鋼または低合金鋼の範疇に属するもので
あれば何れでもよい。ただしＣ含有量について
は、0.10〜0.65％とするのが望ましい。0.10％未
満では、強度の不足を来たす危険があり、他方
0.65％をこえると常温でのシヤルピー衝撃値とし
て７Kg-m／cm2以上を確保し難くなる。 Ｃ以外の成分については、通常の機械構造用鋼
または低合金鋼と同レンジとしてよい。すなわち
含有成分とその適正範囲について簡単に説明して
おく。 Mn0.30〜2.5％：0.30％未満では、鋼中ＳがFeS
の形で結晶粒界に存在しやすく、熱間圧延によ
り割れが入る危険があり、2.5％をこえる含有
は経済性の点で好ましくない。 Si0.05〜1.5％：焼入れ性向上、強度および靭性
の改善に有効な元素であり、0.05％未満ではそ
の効果なく、1.5％をこえて添加すると、延性
の劣化を来たし好ましくない。 Cr3.5％以下：鋼の焼入れ性を改善するが、3.5％
をこえると不経済である。 B0.0002〜0.0050％：微量添加で焼入れ性が向上
するが、0.0002％未満ではその効果が期待でき
ず、0.0050％をこえると延性に幣害を及ぼす。 Ni4.5％以下：Niも焼入れ性向上に有効である
が、4.5％をこえる添加は経済的な不利が大き
い。 次に、熱間圧延後急冷して得る常温の引張強度
を60Kg／mm2以上としたのは、この条件を外れる
と、その後の温間鍛造―冷却によつてＨRC15.0以
上の硬度を確保し得ないからである。 温間鍛造温度を550℃を超えA1変態点と限定し
たのは、次の理由による。550℃以下では、青熱
脆性域に入るため、鍛造に必要な変形能が得られ
ず、また鍛造荷重も増す。A1変態点をこえた場
合は、通常の熱間圧延材と同じオーステナイト組
織となり、冷却後高強度、高靭性をもたらす微細
球状セメンタイトの分散組織が確保されない。な
お、かかる温間域への加熱は、結晶粒の粗大化を
防ぐために50℃／分以上の急速加熱とする必要が
ある。 温間鍛造後の冷却速度については、空冷速度以
上としなければ、目的とする微細球状セメンタイ
トの分散組織は得られない。 次に、本発明の実施例について説明する。 第１表に示す各成分からなる鋼を熱間圧延後、
1.0℃／Ｓの速度で急冷し、同表最右欄に示す引
張強さをもつ熱延材となした。この熱延材から鍛
造用として40mm径×30mm長の素材を切り出し、３
℃／secの速度で急速加熱を行つて600℃の温度と
し、この温度で減面率70％（鍛造品サイズ：22mm
径×100mm長）の温間押出しを施し、その後空冷
した。得られた鍛造品について、機械的性質を調
査した結果を第２表に示す。また、従来例として
第１表の鋼種を熱間圧延して放冷したものから上
記と同サイズの素材を切り出し、これをＡ鋼種に
ついては第１図のヒートパターンにより球状化処
理し、またＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅの鋼種については第２
図のヒートパターンにより球状化処理してから、
冷間にて減面率70％の押出しを行い、次いで焼入
れ（Ａ鋼種：850℃で２時間加熱後水冷、Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ鋼種：850℃で２時間加熱後油冷）と
焼もどし（Ａ鋼種：600℃で２時間加熱後水冷：
Ｂ，Ｄ，Ｅ鋼種：600℃で２時間加熱後油冷、Ｃ
鋼種：620℃で２時間加熱後油冷）の調質を実施
し、得られた鍛造品について機械的性質を調べ
た。 第２表にはこの結果を併せて記した。
以上の高強度を備える鍛造品の製造方法に関す
る。 例えば、高張力ボルト、フアスナー、自動車の
パーツ、歯車等は一般に鍛造品としてつくられる
が、かかる鍛造品には高強度、高靭性が要求され
る。従来この種のものは、熱間圧延材を球状化処
理した上で所定の形状に冷間鍛造し、その後焼入
れ―焼戻しの熱処理を行なつて製造されていた。
上記球状化処理とは、一般にA1変態点より20〜
30℃上の温度から10数時間にわたつて、徐冷する
もので、変形能を高め鍛造に要する荷重を下げる
上で、冷間鍛造に際しては必須とされるものであ
る。また同様に鍛造後の熱処理は、高強度、高靭
性の確保に欠いてはならない工程があるが、これ
ら冷鍛前の球状化処理や冷鍛後の熱処理等の調質
には多大な経費と時間を要し、この点が上記冷間
鍛造による方法の不利な点であつた。 一方、熱間で鍛造する方法もあるが、この方法
でも、鍛造後の調質を省略することは不可能であ
るのは云う迄もなく、それ許りか熱間鍛造には十
分な寸法精度が期待できないため、鍛造後に精度
確保のための切削工程を追加しなければならず、
先の冷間鍛造による方法に対し能率、コスト上の
メリツトは期待できない。 本発明は、冷鍛前の球状化処理や冷鍛後の熱処
理を行わずに前記高強度、高靭性鍛造品に要求さ
れる特性を満たすことができる低コストな鍛造品
の製造方法を提供しようとするものである。 すなわち本発明の要旨とするところは、機械構
造用炭素鋼または低合金鋼を熱間圧延後急冷して
引張強度60Kg／mm2以上の高強度鋼材となし、この
鋼材を50℃／分以上の速度で550℃を超えA1変態
点の温度域まで加熱して温間加工を行い、しかる
のち空冷速度以上の速度で冷却することを特徴と
する非調質高強度鍛造品の製造方法、にある。 本発明の方法において、機械構造用炭素鋼また
は低合金鋼を熱間圧延後急冷して引張強度60Kg／
mm2の高強度鋼材となすとは、組織的に云えば微細
パーライト、ベイナイトまたはマルテンサイト組
織を得るということである。このような組織は、
A1変態点以下の温間で鍛造可能な変形能をもち
得るもので、したがつてこの熱延鋼材から温間鍛
造によつて所定の形状を得ることは十分可能であ
る。しかもこの温間鍛造に要する鍛造荷重は、従
来の冷間鍛造による方法を用いた場合と比較して
若干低い範囲にある。この温間鍛造品を、空冷速
度以上の速度で冷却すれば、球状セメンタイトが
微細分散した組織が得られ、この組織は鍛造品に
高強度、高靭性を付与するものである。したがつ
て本発明の方法によれば、非調質のままで硬度Ｈ
RC15.0以上、衝撃値７Kg-m／cm2以上を備える鍛造
品を得ることができるものである。 以下、本発明における各要件限定の理由につい
て詳しく説明する。 まず本発明対象鋼としては、基本的には機械構
造用炭素鋼または低合金鋼の範疇に属するもので
あれば何れでもよい。ただしＣ含有量について
は、0.10〜0.65％とするのが望ましい。0.10％未
満では、強度の不足を来たす危険があり、他方
0.65％をこえると常温でのシヤルピー衝撃値とし
て７Kg-m／cm2以上を確保し難くなる。 Ｃ以外の成分については、通常の機械構造用鋼
または低合金鋼と同レンジとしてよい。すなわち
含有成分とその適正範囲について簡単に説明して
おく。 Mn0.30〜2.5％：0.30％未満では、鋼中ＳがFeS
の形で結晶粒界に存在しやすく、熱間圧延によ
り割れが入る危険があり、2.5％をこえる含有
は経済性の点で好ましくない。 Si0.05〜1.5％：焼入れ性向上、強度および靭性
の改善に有効な元素であり、0.05％未満ではそ
の効果なく、1.5％をこえて添加すると、延性
の劣化を来たし好ましくない。 Cr3.5％以下：鋼の焼入れ性を改善するが、3.5％
をこえると不経済である。 B0.0002〜0.0050％：微量添加で焼入れ性が向上
するが、0.0002％未満ではその効果が期待でき
ず、0.0050％をこえると延性に幣害を及ぼす。 Ni4.5％以下：Niも焼入れ性向上に有効である
が、4.5％をこえる添加は経済的な不利が大き
い。 次に、熱間圧延後急冷して得る常温の引張強度
を60Kg／mm2以上としたのは、この条件を外れる
と、その後の温間鍛造―冷却によつてＨRC15.0以
上の硬度を確保し得ないからである。 温間鍛造温度を550℃を超えA1変態点と限定し
たのは、次の理由による。550℃以下では、青熱
脆性域に入るため、鍛造に必要な変形能が得られ
ず、また鍛造荷重も増す。A1変態点をこえた場
合は、通常の熱間圧延材と同じオーステナイト組
織となり、冷却後高強度、高靭性をもたらす微細
球状セメンタイトの分散組織が確保されない。な
お、かかる温間域への加熱は、結晶粒の粗大化を
防ぐために50℃／分以上の急速加熱とする必要が
ある。 温間鍛造後の冷却速度については、空冷速度以
上としなければ、目的とする微細球状セメンタイ
トの分散組織は得られない。 次に、本発明の実施例について説明する。 第１表に示す各成分からなる鋼を熱間圧延後、
1.0℃／Ｓの速度で急冷し、同表最右欄に示す引
張強さをもつ熱延材となした。この熱延材から鍛
造用として40mm径×30mm長の素材を切り出し、３
℃／secの速度で急速加熱を行つて600℃の温度と
し、この温度で減面率70％（鍛造品サイズ：22mm
径×100mm長）の温間押出しを施し、その後空冷
した。得られた鍛造品について、機械的性質を調
査した結果を第２表に示す。また、従来例として
第１表の鋼種を熱間圧延して放冷したものから上
記と同サイズの素材を切り出し、これをＡ鋼種に
ついては第１図のヒートパターンにより球状化処
理し、またＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅの鋼種については第２
図のヒートパターンにより球状化処理してから、
冷間にて減面率70％の押出しを行い、次いで焼入
れ（Ａ鋼種：850℃で２時間加熱後水冷、Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ鋼種：850℃で２時間加熱後油冷）と
焼もどし（Ａ鋼種：600℃で２時間加熱後水冷：
Ｂ，Ｄ，Ｅ鋼種：600℃で２時間加熱後油冷、Ｃ
鋼種：620℃で２時間加熱後油冷）の調質を実施
し、得られた鍛造品について機械的性質を調べ
た。 第２表にはこの結果を併せて記した。
【表】
【表】
上表において、本発明例（添字１）と従来例
（添字２）の間には、機械的性質上殆んど差のな
いことが判る。 以上に説明した如く本発明の方法は、冷鍛前の
球状化処理や冷鍛後の熱処理を行わずに非調質の
ままで従来の調質冷鍛品に匹敵し得る性能を確保
できるから調質工程が不要となる。したがつて本
発明は高強度・高靭性の鍛造品の製造コストの削
減、能率向上に著しい効を奏するものである。
（添字２）の間には、機械的性質上殆んど差のな
いことが判る。 以上に説明した如く本発明の方法は、冷鍛前の
球状化処理や冷鍛後の熱処理を行わずに非調質の
ままで従来の調質冷鍛品に匹敵し得る性能を確保
できるから調質工程が不要となる。したがつて本
発明は高強度・高靭性の鍛造品の製造コストの削
減、能率向上に著しい効を奏するものである。
第１図、第２図は何れも実施例における従来例
の球状化処理の実施に用いたヒートパターンを示
すグラフである。
の球状化処理の実施に用いたヒートパターンを示
すグラフである。
Claims (1)
- １ 機械構造用炭素鋼または低合金鋼を熱間圧延
後急冷して引張強度60Kg／mm2以上の高強度鋼材と
なし、この鋼材を50℃／分以上の速度で550℃を
超えA1変態点の温度域まで加熱して温間加工を
行い、しかるのち空冷速度以上の速度で冷却する
ことを特徴とする非調質高強度鍛造品の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17487281A JPS5877526A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 非調質高強度鍛造品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17487281A JPS5877526A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 非調質高強度鍛造品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5877526A JPS5877526A (ja) | 1983-05-10 |
| JPS629162B2 true JPS629162B2 (ja) | 1987-02-26 |
Family
ID=15986128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17487281A Granted JPS5877526A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 非調質高強度鍛造品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5877526A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01147361A (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-09 | Nkk Corp | 超音波検査装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61166919A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-07-28 | Nippon Steel Corp | 高靭性非調質温間鍛造品の製造方法 |
| JPS61166920A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-07-28 | Nippon Steel Corp | 高強度非調質温間鍛造品の製造方法 |
| JPS62187536A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-15 | Nippon Steel Corp | 非調質鍛造品の製造方法 |
| JP2007167882A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Iura Co Ltd | 軸肥大加工方法 |
| JP2014173168A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Takaya Nagaie | 鋼の急速球状化焼鈍処理方法 |
| CN104801645B (zh) * | 2015-05-12 | 2017-01-25 | 无锡派克新材料科技股份有限公司 | 一种gh3617m高温合金锻件的锻造方法 |
| CN112974721A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-06-18 | 无锡派克新材料科技股份有限公司 | 一种马氏体不锈钢类机匣精密轧制方法 |
| JP7766914B2 (ja) * | 2021-12-24 | 2025-11-11 | 株式会社ゴーシュー | 鍛造熱処理品の製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5424370B2 (ja) * | 1973-06-18 | 1979-08-21 | ||
| JPS5311401A (en) * | 1976-07-16 | 1978-02-01 | Isuzu Motors Ltd | Axle housing |
| JPS5317968A (en) * | 1976-08-02 | 1978-02-18 | Hitachi Ltd | Method of manufacturing electromagnetic contactor core |
| JPS5531170A (en) * | 1978-08-29 | 1980-03-05 | Azuma Seikosho:Kk | Steel wire rod with superior cold workability |
| JPS564612A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-19 | Nippon Gakki Seizo Kk | Marbleized product |
-
1981
- 1981-10-31 JP JP17487281A patent/JPS5877526A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01147361A (ja) * | 1987-12-03 | 1989-06-09 | Nkk Corp | 超音波検査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5877526A (ja) | 1983-05-10 |
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