JPS63111160A - 熱間鍛造用高靭性非調質鋼 - Google Patents
熱間鍛造用高靭性非調質鋼Info
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- JPS63111160A JPS63111160A JP25678886A JP25678886A JPS63111160A JP S63111160 A JPS63111160 A JP S63111160A JP 25678886 A JP25678886 A JP 25678886A JP 25678886 A JP25678886 A JP 25678886A JP S63111160 A JPS63111160 A JP S63111160A
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- toughness
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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】
「発明の目的」
(産業上の利用分野)
本発明は熱間鍛造後非調質のままで自動車部品その他の
機械部品として使用する高靭性非調質鋼の組成に関する
ものである。
機械部品として使用する高靭性非調質鋼の組成に関する
ものである。
(従来の技術)
自動車部品、その他多くの機械部品は、一般的には棒鋼
から熱間鍛造により成型され、その後焼入、焼戻(調質
)処理されてから切削加工される。
から熱間鍛造により成型され、その後焼入、焼戻(調質
)処理されてから切削加工される。
しかしこのような製造工程においても、省エネルギーも
しくは製造コストの引き下げを目的として熱処理を省略
し、V、Ti等の微量添加元素を活用したフェライト+
パーライト系の非調質鋼や、Cr。
しくは製造コストの引き下げを目的として熱処理を省略
し、V、Ti等の微量添加元素を活用したフェライト+
パーライト系の非調質鋼や、Cr。
MnあるいはBを活用したベイナイト系の非調質鋼等が
開発され提案されている。前者の例としては特開昭59
−100256があり、VN(7)活用ニヨり高強度化
を、TiNの活用により高靭性を図っているが、C量が
重量で0.20〜0.40%(以下単に%という)と高
いために高靭性化には限界があった。又、後者の例とし
ては、特開昭61−19761、同昭61−10316
1、同昭61−139646、並びに「製鉄研究」第3
20号(1986)に発表された「熱間鍛造用非調質強
靭棒鋼」等の論文等があり、確かに高強度は得られてい
るものの、靭性の点ではTiNを活用したフェライト+
パーライト系と同等かそれ以下のレベルであった。又、
上記中特開昭61−139646はベイナイト系ではあ
るが、熱間鍛造後に熱湯冷却を施しており熱処理が完全
に省略されたものではなく、製造工程もしくは製造コス
トの点で問題のある技術であったことは否めない。この
ように、従来の非調質鋼は、若干の靭性の改善は認めら
れるものの材質に求められる靭性が安価に得られるもの
とは云えず、高靭性が要求される機械部品の全部にこれ
らが適用されるには至っていない。
開発され提案されている。前者の例としては特開昭59
−100256があり、VN(7)活用ニヨり高強度化
を、TiNの活用により高靭性を図っているが、C量が
重量で0.20〜0.40%(以下単に%という)と高
いために高靭性化には限界があった。又、後者の例とし
ては、特開昭61−19761、同昭61−10316
1、同昭61−139646、並びに「製鉄研究」第3
20号(1986)に発表された「熱間鍛造用非調質強
靭棒鋼」等の論文等があり、確かに高強度は得られてい
るものの、靭性の点ではTiNを活用したフェライト+
パーライト系と同等かそれ以下のレベルであった。又、
上記中特開昭61−139646はベイナイト系ではあ
るが、熱間鍛造後に熱湯冷却を施しており熱処理が完全
に省略されたものではなく、製造工程もしくは製造コス
トの点で問題のある技術であったことは否めない。この
ように、従来の非調質鋼は、若干の靭性の改善は認めら
れるものの材質に求められる靭性が安価に得られるもの
とは云えず、高靭性が要求される機械部品の全部にこれ
らが適用されるには至っていない。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は、上述した従来技術の現状に鑑み創案されたも
のであり、熱間鍛造後空冷もしくは放冷のままで、全く
熱処理を必要としない安価でより高い靭性の得られる非
調質鋼の組成を提供することを目的としている。
のであり、熱間鍛造後空冷もしくは放冷のままで、全く
熱処理を必要としない安価でより高い靭性の得られる非
調質鋼の組成を提供することを目的としている。
(問題点を解決するための手段)
上記の目的を達成するための本発明は、(1)重量%で
C: 0.02〜0.05% St : 0.10
〜1.00%Mn : 0.60〜3.00% C
r+Mn : 1.40〜4.50%Ti : 0.0
05〜0.030% B : 0.0003〜0.0
030%A l : 0.01〜0.05% N
: 0.0060%以下を含み、残部はFeおよび不可
避的な不純物よりなる熱間鍛造用高靭性非調質鋼。
〜1.00%Mn : 0.60〜3.00% C
r+Mn : 1.40〜4.50%Ti : 0.0
05〜0.030% B : 0.0003〜0.0
030%A l : 0.01〜0.05% N
: 0.0060%以下を含み、残部はFeおよび不可
避的な不純物よりなる熱間鍛造用高靭性非調質鋼。
(2) 重量%で
C: 0.02〜0.05% Si : 0.10
〜1.00%Mn : 0.60〜3.00% C
r+Mn : 1.40〜4.50%Ti : 0.0
05〜0.030% B : 0.0003〜0.
0030%A l : 0.01〜0.05%
N : 0.0060%以下を含み、更らに Ni : 1,0%以下 Cu:1.O%以下M
o : 0.50%以下 V : 0.10%以
下Nb : 0.05%以下 の一種もしくは二種以上を含み、残部はFeと不可避的
な不純物とからなる熱間鍛造用高靭性非調質網に関する
ものであり、従来の同一目的に使用される非調質鋼より
も安価で、より高靭性の熱間鍛造用非調質鋼が得られる
ものである。
〜1.00%Mn : 0.60〜3.00% C
r+Mn : 1.40〜4.50%Ti : 0.0
05〜0.030% B : 0.0003〜0.
0030%A l : 0.01〜0.05%
N : 0.0060%以下を含み、更らに Ni : 1,0%以下 Cu:1.O%以下M
o : 0.50%以下 V : 0.10%以
下Nb : 0.05%以下 の一種もしくは二種以上を含み、残部はFeと不可避的
な不純物とからなる熱間鍛造用高靭性非調質網に関する
ものであり、従来の同一目的に使用される非調質鋼より
も安価で、より高靭性の熱間鍛造用非調質鋼が得られる
ものである。
(作 用)
本発明者等は、先ず、従来の熱間鍛造用の非調質鋼に比
較し、より高靭性の材料を開発すべく予備試験の供試材
としてC: 0.02〜0.22%、 Si:0.10
〜1.00%、 Mn: 0.60〜3.50%、Cr
+Mn: 1.40〜5.50%、 Ti : O〜0
.030%、B:0〜0.0030%、AA:0.01
〜0.05%、N:0.0060%以下、Ni:O〜1
.0%、Cu:O〜1.0%、Mo:O〜0.5%、V
:Q 〜0.20%、 Nb:0〜0.05%を含み、
残部はFeからなる鋼を用いて、60mm直径の棒鋼と
し、この棒鋼を1250℃に加熱後、301m直径に熱
間鍛造し、放冷して試験片を採取して機械的諸性質を調
査した。
較し、より高靭性の材料を開発すべく予備試験の供試材
としてC: 0.02〜0.22%、 Si:0.10
〜1.00%、 Mn: 0.60〜3.50%、Cr
+Mn: 1.40〜5.50%、 Ti : O〜0
.030%、B:0〜0.0030%、AA:0.01
〜0.05%、N:0.0060%以下、Ni:O〜1
.0%、Cu:O〜1.0%、Mo:O〜0.5%、V
:Q 〜0.20%、 Nb:0〜0.05%を含み、
残部はFeからなる鋼を用いて、60mm直径の棒鋼と
し、この棒鋼を1250℃に加熱後、301m直径に熱
間鍛造し、放冷して試験片を採取して機械的諸性質を調
査した。
第1図は、該供試材における強度、靭性におよぼすC量
の影響を示す図であり、縦軸にシャルピー衝撃値(uE
、。)を横軸に引張強度(TS)をとったものである。
の影響を示す図であり、縦軸にシャルピー衝撃値(uE
、。)を横軸に引張強度(TS)をとったものである。
図から了解できるように、強度と靭性のバランスにおよ
ぼすC量の影響は極めて大きく、C量を0.02〜0.
05%の範囲とすることで低炭素ベイナイト組織が出現
し、良好な強度・靭性のバランスが認められた。以上の
知見をもとに更らに研究、開発を進め本発明鋼を創案し
たものであり、本発明鋼を用いることにより熱間鍛造後
放冷のままで引張強度(TS)70kg−f/酊2以上
、20℃におけるシャルピー衝撃値(uE、。)18k
gf −rn/a1以上が得られることを確認した。
ぼすC量の影響は極めて大きく、C量を0.02〜0.
05%の範囲とすることで低炭素ベイナイト組織が出現
し、良好な強度・靭性のバランスが認められた。以上の
知見をもとに更らに研究、開発を進め本発明鋼を創案し
たものであり、本発明鋼を用いることにより熱間鍛造後
放冷のままで引張強度(TS)70kg−f/酊2以上
、20℃におけるシャルピー衝撃値(uE、。)18k
gf −rn/a1以上が得られることを確認した。
次に本発明の添加元素の数値限定の理由を説明する。
C:強度、靭性に大きな影響を及ぼす元素である。
しかし、0.02%未満では十分な強度が得られず、0
.02%以上の添加が必要であり、又、0.05%を越
えると高靭性が得られないのでこれを上限とした。
.02%以上の添加が必要であり、又、0.05%を越
えると高靭性が得られないのでこれを上限とした。
Si:脱酸に必要な元素であり、同時に強化元素でもあ
る。0.10%未満では充分な脱酸効果が得られず、一
方1.00%を越すと靭性を損なうためこれを上限とし
た。
る。0.10%未満では充分な脱酸効果が得られず、一
方1.00%を越すと靭性を損なうためこれを上限とし
た。
Mn:C,Crと同様に強度、靭性に大きな影響を与え
る元素である。0.60%未満では十分な強度、靭性が
得られず、3.00%を越すと靭性を損なう場合があり
、これを上限とした。
る元素である。0.60%未満では十分な強度、靭性が
得られず、3.00%を越すと靭性を損なう場合があり
、これを上限とした。
Cr:C,Mnと同様に強度、靭性の確保に大きな影響
を与える元素である。しかし、Cr + Mn量が1.
40%未満では強度が不足するのでこれを下限とし、又
、その合量が4.50%を越えても効果は上らずコスト
面の不利を招くことになるのでこれを上限とした。
を与える元素である。しかし、Cr + Mn量が1.
40%未満では強度が不足するのでこれを下限とし、又
、その合量が4.50%を越えても効果は上らずコスト
面の不利を招くことになるのでこれを上限とした。
Ti s 鋼中のNを固定し、Bの持つ焼入性向上に効
果のある元素である。0.0 O5%未満ではNを固定
する効果が充分でなく、又、0.030%を越えて添加
しても、効果は飽和し、むしろ過剰のTiNの生成によ
り靭性を損うことがあるので、0.030%を上限とし
た。
果のある元素である。0.0 O5%未満ではNを固定
する効果が充分でなく、又、0.030%を越えて添加
しても、効果は飽和し、むしろ過剰のTiNの生成によ
り靭性を損うことがあるので、0.030%を上限とし
た。
B:焼入れ性を向上させる効果を有する元素である。0
.0003%未満ではその効果が少なく、又、O,OO
30%を越えて添加しても効果は飽和するのでこれを上
限とした。
.0003%未満ではその効果が少なく、又、O,OO
30%を越えて添加しても効果は飽和するのでこれを上
限とした。
へ2:強力な脱酸効果を持つ元素である。しかし0.0
1%未満では効果が認められず、0.05%を越えて添
加しても効果は飽和するのでこれを上限とした。
1%未満では効果が認められず、0.05%を越えて添
加しても効果は飽和するのでこれを上限とした。
N:0.0060%を越すとNを固定させるために必要
なTiの量を多くする必要があり、生成する大量のTi
Nは鋼の靭性を低下せしめるのでこれを上限とした。
なTiの量を多くする必要があり、生成する大量のTi
Nは鋼の靭性を低下せしめるのでこれを上限とした。
以上数値限定の理由を列記した各成分組成で本発明の目
的は達成できるのでこれを特許請求範囲第1項とした。
的は達成できるのでこれを特許請求範囲第1項とした。
より強度、靭性の向上に寄与するものとしてこれに併せ
て添加しうるちのとして下記の元素がある。
て添加しうるちのとして下記の元素がある。
Ni:高強度、靭性を向上させるのに有効な元素である
。しかし、経済的な面から上限を1.0%とした。
。しかし、経済的な面から上限を1.0%とした。
Cu : Niと同様な添加の効果があるが経済的な面
から上限を1.0%とした。
から上限を1.0%とした。
Mo:添加の効果はNi、 Cuと同一であるが、経済
的な面から0.5%を上限とした。
的な面から0.5%を上限とした。
72強力な強化元素である。しかし0.10%を越える
と靭性を損うのでこれを上限とした。
と靭性を損うのでこれを上限とした。
Nb:V同様強力な強化元素である。しかし0.05%
を越えると靭性を損うので0.05%を上限とした。
を越えると靭性を損うので0.05%を上限とした。
これらの元素は夫々独特の効果を有するので、1種もし
くは2種以上を鋼材の用途に合せて添加することができ
るからこれを特許請求の範囲4第2項とした。
くは2種以上を鋼材の用途に合せて添加することができ
るからこれを特許請求の範囲4第2項とした。
又、本発明の熱間鍛造用高靭性非調質鋼は、0607%
までのSもしくは0.3%までのpbを添加することに
より該別の被削性を向上させるも可能である。
までのSもしくは0.3%までのpbを添加することに
より該別の被削性を向上させるも可能である。
尚、本発明鋼の熱間鍛造の条件については、特別制御す
べき条件は全く無く、通常の加熱条件で加熱し鍛造する
ことにより充分な特性が得られる。
べき条件は全く無く、通常の加熱条件で加熱し鍛造する
ことにより充分な特性が得られる。
冷却条件についても、800〜400℃変態区間を15
0〜b 低炭素ベイナイト組織を有する期待する高靭性非調質鋼
が得られる。
0〜b 低炭素ベイナイト組織を有する期待する高靭性非調質鋼
が得られる。
(実施例)
供試鋼は、夫々真空溶解炉で150 kgづつ溶製し鋼
塊としだ後90m1の棒鋼に鍛造、更らにこれを自動車
のフロントアクスル■ビームに熱間鍛造し空冷(800
〜400℃の平均冷却速度30℃/m1n) シた。こ
のフロントアクスル■ビームから引張試験片、衝撃試験
片を切り出し°C@械的性的性質定した。第1表は、供
試鋼の化学成分を示すもので、隘1〜隘15が本発明鋼
、隘16〜阻19が効果を比較するために行った従来公
知の非調質鋼である。第2表は、前表の各供試鋼の機械
的性質を示したものであり、隘1〜隘15の本発明鋼が
いずれもTS≧70 kgf/l112+ uE’go
≧18kgf −m/calの良好な強度、靭性を示
しており、第1図の予備試験データーと良く一致してい
ることがわかる。尚第1図における・印は第2表の本発
明鋼を、ム印は同表の比較鋼を示す。本発明鋼に比較し
比較鋼N116はTi+ Bを含有しておらずそのため
強度がTSで70kgf/m2以下と低くなっており、
又、比較鋼隘17はMn、 Crを多く含有しており高
強度、高靭性は満足しているものの経済的には難点があ
る。比較鋼!IkL18.N[Li2はいずれもC量が
高く衝撃試験による吸収エネルギーが本発明鋼に比較し
て低いことがわかる。
塊としだ後90m1の棒鋼に鍛造、更らにこれを自動車
のフロントアクスル■ビームに熱間鍛造し空冷(800
〜400℃の平均冷却速度30℃/m1n) シた。こ
のフロントアクスル■ビームから引張試験片、衝撃試験
片を切り出し°C@械的性的性質定した。第1表は、供
試鋼の化学成分を示すもので、隘1〜隘15が本発明鋼
、隘16〜阻19が効果を比較するために行った従来公
知の非調質鋼である。第2表は、前表の各供試鋼の機械
的性質を示したものであり、隘1〜隘15の本発明鋼が
いずれもTS≧70 kgf/l112+ uE’go
≧18kgf −m/calの良好な強度、靭性を示
しており、第1図の予備試験データーと良く一致してい
ることがわかる。尚第1図における・印は第2表の本発
明鋼を、ム印は同表の比較鋼を示す。本発明鋼に比較し
比較鋼N116はTi+ Bを含有しておらずそのため
強度がTSで70kgf/m2以下と低くなっており、
又、比較鋼隘17はMn、 Crを多く含有しており高
強度、高靭性は満足しているものの経済的には難点があ
る。比較鋼!IkL18.N[Li2はいずれもC量が
高く衝撃試験による吸収エネルギーが本発明鋼に比較し
て低いことがわかる。
第2表側脚の1酢
引張試験片:JIS4号、衝撃試験片:JIS3号(発
明の効果) 以上詳述したように、本発明による場合には熱間鍛造後
の熱処理を全く必要とせず空冷もしくは放冷するのみで
TS4iで70 kgf/m2以上の高強度とLIF、
2゜値で18 kgf−m/co!以上の従来の非調質
より優れた高低、靭性値を有する非調質鋼を比較的安価
に製造することができるから、高靭性を必要とする自動
車部品(足回り用の高性能の機械部品を含む1.その他
の機械部品に広く適用せしめることができる。
明の効果) 以上詳述したように、本発明による場合には熱間鍛造後
の熱処理を全く必要とせず空冷もしくは放冷するのみで
TS4iで70 kgf/m2以上の高強度とLIF、
2゜値で18 kgf−m/co!以上の従来の非調質
より優れた高低、靭性値を有する非調質鋼を比較的安価
に製造することができるから、高靭性を必要とする自動
車部品(足回り用の高性能の機械部品を含む1.その他
の機械部品に広く適用せしめることができる。
第1図は非調質鋼における強度・靭性におよぼすC量の
影響を示す図面である。
影響を示す図面である。
Claims (2)
- (1)重量%で C:0.02〜0.05%Si:0.10〜1.00%
Mn:0.60〜3.00%Cr+Mn:1.40〜4
.50%Ti:0.005〜0.030%B:0.00
03〜0.0030%Al:0.01〜0.05%N:
0.0060%以下を含み、残部はFeおよび不可避的
な不純物よりなる熱間鍛造用高靭性非調質鋼。 - (2)重量%で C:0.02〜0.05%Si:0.10〜1.00%
Mn:0.60〜3.00%Cr+Mn:1.40〜4
.50%Ti:0.005〜0.030%B:0.00
03〜0.0030%Al:0.01〜0.05%N:
0.0060%以下を含み、更らに Ni:1.0%以下Cu:1.0%以下 Mo:0.50%以下V:0.10%以下 Nb:0.05%以下 の一種もしくは二種以上を含み、残部はFeと不可避的
な不純物とからなる熱間鍛造用高靭性非調質鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25678886A JPS63111160A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | 熱間鍛造用高靭性非調質鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25678886A JPS63111160A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | 熱間鍛造用高靭性非調質鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63111160A true JPS63111160A (ja) | 1988-05-16 |
Family
ID=17297452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25678886A Pending JPS63111160A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | 熱間鍛造用高靭性非調質鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63111160A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0288748A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-28 | Nkk Corp | 被削性の優れた機械構造用鋼 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5499032A (en) * | 1978-01-23 | 1979-08-04 | Nippon Steel Corp | Unrefined high tensile steel with superior weldability |
| JPS6119761A (ja) * | 1984-07-04 | 1986-01-28 | Nippon Steel Corp | 高靭性熱鍛非調質棒鋼 |
| JPS61139646A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-26 | Nippon Steel Corp | 熱間鍛造用非調質棒鋼 |
| JPS63111159A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-16 | Nkk Corp | 熱間鍛造用高強度・高靭性非調質鋼 |
-
1986
- 1986-10-30 JP JP25678886A patent/JPS63111160A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5499032A (en) * | 1978-01-23 | 1979-08-04 | Nippon Steel Corp | Unrefined high tensile steel with superior weldability |
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| JPH0288748A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-28 | Nkk Corp | 被削性の優れた機械構造用鋼 |
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