JPS634048A - 温間鍛造用肌焼鋼 - Google Patents
温間鍛造用肌焼鋼Info
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- JPS634048A JPS634048A JP14790986A JP14790986A JPS634048A JP S634048 A JPS634048 A JP S634048A JP 14790986 A JP14790986 A JP 14790986A JP 14790986 A JP14790986 A JP 14790986A JP S634048 A JPS634048 A JP S634048A
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- warm
- warm forging
- steel
- hardening steel
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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
（産業上の利用分野）
本発明は肌焼鋼に係り、特に温間鍛造用素材として好適
な肌焼鋼に関するものである。 （従来の技術） 自動車、各種機械の動力伝達用部品等には、その用途上
必要とする機械的性質を得るために肌焼鋼が広く用いら
れている。これは、成形加工された前記部品に浸炭或い
は浸炭窒化等の表面硬化処理を施して、表面の強度、耐
摩耗性及び耐ピツチング性と芯部の強度及び靭性向上に
よって所要特性を得るためである。 ところで、前記部品は肌焼鋼を加工して製造されるが、
その代表的な加工法としては、熱間鍛造、冷間鍛造が一
般に知られている。熱間鍛造は成形荷重が小さく、また
変形能が優れているが、スケールの発生、脱炭及び仕上
がり精度に問題があり、−方、冷間鍛造には、成形荷重
が大きく、変形能が劣っているという問題がある。 そこで、近年、熱間鍛造と冷間鍛造の各々の利点を組合
せて活かした温間鍛造が用いられつつある。しかし乍ら
、従来から使用されている肌焼鋼をそのまま用いると、
温間鍛造後の浸炭処理において結晶粒が粗大化し易いと
いう問題がある。このように結晶粒が粗大化すると、部
品の機械的性質、特に靭性や疲労強度が劣化し、また、
結晶粒が部分的に粗大化した混粒或いは異常成長が生じ
ると前記問題に重畳して熱処理歪が大きくなるという問
題も発生する。 このため、浸炭処理後の結晶粒は＆７よりも細粒にする
ことが好ましいと云われている。 （発明の目的） 本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであって、温間鍛造による加工法において部品
の表面硬化処理による結晶粒の粗大化を効果的に防止で
き、必要に応じて更に強度、靭性、被剛性等も向上し得
る肌焼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、本発明者は、従来の肌焼鋼を
化学成分面から再検討を加え、結晶粒の粗大化をもたら
す原因について分析し、その対策を見出すべく鋭意研究
を重ねた結果、特に適量のＴｅを含有させることによっ
て結晶粒の粗大化を防止できるとの知見を得、更に詳細
に化学成分を検討し、本発明をなしたものである。 すなわち、本発明は、ｃ：ｏ、ｉ０〜０．３０％、ｓｉ
：ｏ、ｏ２〜０．３５％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｔ
ｅ：Ｏ，ＯＯ３〜０．０５％、５ｏｆｌＡＩ２：０．０
０３〜０．０６０％及びＮ：０．０２５％以下を含有し
、残部がＦｅ及び不可避的不純物よりなる組成を基本と
し、必要に応じ、Ｎｉ：０．３〜３．０％、Ｃｒ：０．
３〜２．０％及びＭｏ：０．０５〜０．５％のうちの１
種又は２種以上と、及び／又はＳ：０．０２０％以下の
規制のもとにＰ：０．０３〜０．１５％、Ｂｉ：０．０
３〜０．１５％及びＣａ：Ｏ，ＯＯＯ３〜０．００５０
％のうちの１種又は２種以上を含有せしめたことを特徴
とする耐粗粒化性に優れた温間鍛造用肌焼鋼を要旨とす
るものである。 以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。 まず、本発明の肌焼鋼における化学成分の限定理由を説
明する。 Ｃは部品の芯部強度を確保するために０．１０％以上必
要であるが、多すぎると芯部の靭性を劣化させるので、
０．３０％を上限とする。 Ｓｉは脱酸のために０．０２％以上を必要とするが、０
．３５％を超えると温間鍛造時に割れ等が発生して温間
加工性を非常に劣化させるので、上限を０．３５％とす
る。 ＭｎはＭｎＳ等の介在物形態制御を図ると共に焼入性を
確保するために必要な元素であり、そのためには０．２
％以上必要である。しかし、多すぎると機械加工性、特
に被剛性の劣化をもたらすので、２．０％を上限とする
。 ５ｏＱＡＰＩは脱酸のために必要であるが、多すぎると
靭性が劣化するので、０．００３〜０．０６０％の範囲
で添加する。 Ｎは多いとブローホールを発生させるので、鋼塊乃至鋳
片の健全性を確保するために０．０２５％以下に蔑制す
る必要がある。 Ｔｅは温間鍛造後に行なう浸炭、浸炭窒化等の表面硬化
処理時に結晶粒が粗大化するのを防止するのに有効な元
素であり、そのために０．００３％以上を添加する。し
かし、多すぎると温間加工性を非常に劣化させるので、
０．０５％以下とする。 上記の必須成分のほか、以下に示す元素を必要に応じて
添加することができる。 Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏは強度或いは靭性を向上させる元素で
あり、添加するときはそれらの１種又は２種以上をＮｉ
：０．３〜３．０％、Ｃｒ：０．３〜２．０％、Ｍｏ：
０．０５〜０．５％の範囲で添加する。各元素とも上限
を超えて多量に添加すると被剛性、温間加工性等の加工
性の劣化を招くと共にコスト高をもたらすので好ましく
ない。 Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃａは被削性を確保したいときに添加する
ことができる。添加するときはそれらの１種又は２種以
上をＰｂ：０．０３〜０．１５％、Ｂｉ：０．０３〜０
．１５％、 Ｃａ：Ｏ，ＯＯＯ３〜０．００５０％の範
囲で添加すればよい、但し、その場合、上記効果を得る
ためにはＳを０．０２０％以下に規制するのが好ましく
、特にｐｂやＢｉがＳと共存すると温間加工性の劣化を
招くので、必要以上に多くしないように留意する必要が
ある。なお、各元素とも多すぎると温間加工性が劣化す
る。 上記化学成分を有する肌焼鋼は、鋼塊、鋳片として温間
鍛造に供された後、浸炭、浸炭窒化等の表面硬化処理に
供されるが、結晶粒は粗大化せず、混粒がなく、整細粒
の組織を得ることができる。 なお、温間鍛造は据込率にもよるが、通常、５００〜１
０００℃、好ましくは７００〜３５０℃の温度で行なう
。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表に示す化学成分（ｖｔ％）を有する各種肌焼鋼に
つき、５０ｋｇ誘導炉を用いて溶解した後、１２５０℃
で３５＋ａ＋＋＋φに鍛伸した。 次いで試験片加工後、７５０℃で温間鍛造を行なった。 また−部の材料については鍛伸後、７５０℃Ｘ８ｈｒ加
熱後２０℃／ｈｒの冷却速度で６００℃まで冷却し空冷
する熱処理を施し、その後に試験片加工して冷間鍛造を
行なった。なお、上記温間鍛造、冷間鍛造とも２５ｍ＋
ｍφ、３９ｍ＋ａｈの試験片を据込率６９％で１２ｍ＋
＋＋ｈに鍛造した。 上記鍛造後、９２５℃Ｘ７ｈｒで浸炭焼入れを実施し、
ＪＩＳ−ＧＯ５５１に準拠してオーステナイト結晶粒度
を測定した。その結果を第２表に示す。
な肌焼鋼に関するものである。 （従来の技術） 自動車、各種機械の動力伝達用部品等には、その用途上
必要とする機械的性質を得るために肌焼鋼が広く用いら
れている。これは、成形加工された前記部品に浸炭或い
は浸炭窒化等の表面硬化処理を施して、表面の強度、耐
摩耗性及び耐ピツチング性と芯部の強度及び靭性向上に
よって所要特性を得るためである。 ところで、前記部品は肌焼鋼を加工して製造されるが、
その代表的な加工法としては、熱間鍛造、冷間鍛造が一
般に知られている。熱間鍛造は成形荷重が小さく、また
変形能が優れているが、スケールの発生、脱炭及び仕上
がり精度に問題があり、−方、冷間鍛造には、成形荷重
が大きく、変形能が劣っているという問題がある。 そこで、近年、熱間鍛造と冷間鍛造の各々の利点を組合
せて活かした温間鍛造が用いられつつある。しかし乍ら
、従来から使用されている肌焼鋼をそのまま用いると、
温間鍛造後の浸炭処理において結晶粒が粗大化し易いと
いう問題がある。このように結晶粒が粗大化すると、部
品の機械的性質、特に靭性や疲労強度が劣化し、また、
結晶粒が部分的に粗大化した混粒或いは異常成長が生じ
ると前記問題に重畳して熱処理歪が大きくなるという問
題も発生する。 このため、浸炭処理後の結晶粒は＆７よりも細粒にする
ことが好ましいと云われている。 （発明の目的） 本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであって、温間鍛造による加工法において部品
の表面硬化処理による結晶粒の粗大化を効果的に防止で
き、必要に応じて更に強度、靭性、被剛性等も向上し得
る肌焼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、本発明者は、従来の肌焼鋼を
化学成分面から再検討を加え、結晶粒の粗大化をもたら
す原因について分析し、その対策を見出すべく鋭意研究
を重ねた結果、特に適量のＴｅを含有させることによっ
て結晶粒の粗大化を防止できるとの知見を得、更に詳細
に化学成分を検討し、本発明をなしたものである。 すなわち、本発明は、ｃ：ｏ、ｉ０〜０．３０％、ｓｉ
：ｏ、ｏ２〜０．３５％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｔ
ｅ：Ｏ，ＯＯ３〜０．０５％、５ｏｆｌＡＩ２：０．０
０３〜０．０６０％及びＮ：０．０２５％以下を含有し
、残部がＦｅ及び不可避的不純物よりなる組成を基本と
し、必要に応じ、Ｎｉ：０．３〜３．０％、Ｃｒ：０．
３〜２．０％及びＭｏ：０．０５〜０．５％のうちの１
種又は２種以上と、及び／又はＳ：０．０２０％以下の
規制のもとにＰ：０．０３〜０．１５％、Ｂｉ：０．０
３〜０．１５％及びＣａ：Ｏ，ＯＯＯ３〜０．００５０
％のうちの１種又は２種以上を含有せしめたことを特徴
とする耐粗粒化性に優れた温間鍛造用肌焼鋼を要旨とす
るものである。 以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。 まず、本発明の肌焼鋼における化学成分の限定理由を説
明する。 Ｃは部品の芯部強度を確保するために０．１０％以上必
要であるが、多すぎると芯部の靭性を劣化させるので、
０．３０％を上限とする。 Ｓｉは脱酸のために０．０２％以上を必要とするが、０
．３５％を超えると温間鍛造時に割れ等が発生して温間
加工性を非常に劣化させるので、上限を０．３５％とす
る。 ＭｎはＭｎＳ等の介在物形態制御を図ると共に焼入性を
確保するために必要な元素であり、そのためには０．２
％以上必要である。しかし、多すぎると機械加工性、特
に被剛性の劣化をもたらすので、２．０％を上限とする
。 ５ｏＱＡＰＩは脱酸のために必要であるが、多すぎると
靭性が劣化するので、０．００３〜０．０６０％の範囲
で添加する。 Ｎは多いとブローホールを発生させるので、鋼塊乃至鋳
片の健全性を確保するために０．０２５％以下に蔑制す
る必要がある。 Ｔｅは温間鍛造後に行なう浸炭、浸炭窒化等の表面硬化
処理時に結晶粒が粗大化するのを防止するのに有効な元
素であり、そのために０．００３％以上を添加する。し
かし、多すぎると温間加工性を非常に劣化させるので、
０．０５％以下とする。 上記の必須成分のほか、以下に示す元素を必要に応じて
添加することができる。 Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏは強度或いは靭性を向上させる元素で
あり、添加するときはそれらの１種又は２種以上をＮｉ
：０．３〜３．０％、Ｃｒ：０．３〜２．０％、Ｍｏ：
０．０５〜０．５％の範囲で添加する。各元素とも上限
を超えて多量に添加すると被剛性、温間加工性等の加工
性の劣化を招くと共にコスト高をもたらすので好ましく
ない。 Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃａは被削性を確保したいときに添加する
ことができる。添加するときはそれらの１種又は２種以
上をＰｂ：０．０３〜０．１５％、Ｂｉ：０．０３〜０
．１５％、 Ｃａ：Ｏ，ＯＯＯ３〜０．００５０％の範
囲で添加すればよい、但し、その場合、上記効果を得る
ためにはＳを０．０２０％以下に規制するのが好ましく
、特にｐｂやＢｉがＳと共存すると温間加工性の劣化を
招くので、必要以上に多くしないように留意する必要が
ある。なお、各元素とも多すぎると温間加工性が劣化す
る。 上記化学成分を有する肌焼鋼は、鋼塊、鋳片として温間
鍛造に供された後、浸炭、浸炭窒化等の表面硬化処理に
供されるが、結晶粒は粗大化せず、混粒がなく、整細粒
の組織を得ることができる。 なお、温間鍛造は据込率にもよるが、通常、５００〜１
０００℃、好ましくは７００〜３５０℃の温度で行なう
。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表に示す化学成分（ｖｔ％）を有する各種肌焼鋼に
つき、５０ｋｇ誘導炉を用いて溶解した後、１２５０℃
で３５＋ａ＋＋＋φに鍛伸した。 次いで試験片加工後、７５０℃で温間鍛造を行なった。 また−部の材料については鍛伸後、７５０℃Ｘ８ｈｒ加
熱後２０℃／ｈｒの冷却速度で６００℃まで冷却し空冷
する熱処理を施し、その後に試験片加工して冷間鍛造を
行なった。なお、上記温間鍛造、冷間鍛造とも２５ｍ＋
ｍφ、３９ｍ＋ａｈの試験片を据込率６９％で１２ｍ＋
＋＋ｈに鍛造した。 上記鍛造後、９２５℃Ｘ７ｈｒで浸炭焼入れを実施し、
ＪＩＳ−ＧＯ５５１に準拠してオーステナイト結晶粒度
を測定した。その結果を第２表に示す。
第２表
率 冷間鍛造材についてのものである。
第２表から明らかなように、比較例の肌焼鋼はいずれも
混粒で、しかも結晶粒が粗大化しているのに対し、本発
明の肌焼鋼はいずれも整細粒である。なお、比較例３．
４及び本発明例Ｃ，Ｄは冷間鍛造材としたものであり、
本発明は冷間鍛造用としても効果があることも確認され
た。 また、本発明例Ａ、Ｈ，Ａ’、Ｈ′についてＳ量の温間
加工性に及ぼす影響を調べたところ、被削性改善元素ｐ
ｂを添加した場合にＳ量を０．２０％以下に規制しなか
ったＨ′は温間鍛造時に割れが発生したが、他のものに
は割れの発生はなかった。 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、温間鍛造による
加工法において結晶粒の粗大化を極めて効果的に防止す
ることができるので、従来のような温間鍛造材に生ずる
部品の機械的性質の劣化、熱処理歪等の問題を解消する
ことができ、更に必要に応じて強度、靭性の向上或いは
被削性の改善も可能である。
混粒で、しかも結晶粒が粗大化しているのに対し、本発
明の肌焼鋼はいずれも整細粒である。なお、比較例３．
４及び本発明例Ｃ，Ｄは冷間鍛造材としたものであり、
本発明は冷間鍛造用としても効果があることも確認され
た。 また、本発明例Ａ、Ｈ，Ａ’、Ｈ′についてＳ量の温間
加工性に及ぼす影響を調べたところ、被削性改善元素ｐ
ｂを添加した場合にＳ量を０．２０％以下に規制しなか
ったＨ′は温間鍛造時に割れが発生したが、他のものに
は割れの発生はなかった。 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、温間鍛造による
加工法において結晶粒の粗大化を極めて効果的に防止す
ることができるので、従来のような温間鍛造材に生ずる
部品の機械的性質の劣化、熱処理歪等の問題を解消する
ことができ、更に必要に応じて強度、靭性の向上或いは
被削性の改善も可能である。
Claims (4)
- （１）重量％で（以下、同じ）、Ｃ：０．１０〜０．３
０％、Ｓｉ：０．０２〜０．３５％、Ｍｎ：０．２〜２
．０％、Ｔｅ：０．００３〜０．０５％、ｓｏｌＡｌ：
０．００３〜０．０６０％及びＮ：０．０２５％以下を
含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物よりなることを
特徴とする耐粗粒化性に優れた温間鍛造用肌焼鋼。 - （２）Ｃ：０．１０〜０．３０％、Ｓｉ：０．０２〜０
．３５％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｔｅ：０．００３
〜０．０５％、ｓｏｌＡｌ：０．００３〜０．０６０％
及びＮ：０．０２５％以下を含有し、更にＮｉ：０．３
〜３．０％、Ｃｒ：０．３〜２．０％及びＭｏ：０．０
５〜０．５％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よりなることを特徴とする耐粗
粒化性に優れた温間鍛造用肌焼鋼。 - （３）Ｃ：０．１０〜０．３０％、Ｓｉ：０．０２〜０
．３５％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｔｅ：０．００３
〜０．０５％、ｓｏｌＡｌ：０．００３〜０．０６０％
及びＮ：０．０２５％以下を含有し、更にＳ：０．０２
０％以下の規制のもとにＰｂ：０．０３〜０．１５％、
Ｂｉ：０．０３〜０．１５％及びＣａ：０．０００３〜
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よりなることを特徴とする耐
粗粒化性に優れた温間鍛造用肌焼鋼。 - （４）Ｃ：０．１０〜０．３０％、Ｓｉ：０．０２〜０
．３５％、Ｍｎ：０．２〜２．０％、Ｔｅ：０．００３
〜０．０５％、ｓｏｌＡｌ：０．００３〜０．０６０％
及びＮ：０．０２５％以下を含有し、更にＮｉ：０．３
〜３．０％、Ｃｒ：０．３〜２．０％及びＭｏ：０．０
５〜０．５％のうちの１種又は２種以上と、Ｓ：０．０
２０％以下の規制のもとにＰｂ：０．０３〜０．１５％
、Ｂｉ：０．０３〜０．１５％及びＣａ：０．０００３
〜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よりなることを特徴とする
耐粗粒化性に優れた温間鍛造用肌焼鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14790986A JPS634048A (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 温間鍛造用肌焼鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14790986A JPS634048A (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 温間鍛造用肌焼鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS634048A true JPS634048A (ja) | 1988-01-09 |
Family
ID=15440859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14790986A Pending JPS634048A (ja) | 1986-06-24 | 1986-06-24 | 温間鍛造用肌焼鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS634048A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008126939A1 (ja) | 2007-04-11 | 2008-10-23 | Nippon Steel Corporation | 鍛造用鋼 |
-
1986
- 1986-06-24 JP JP14790986A patent/JPS634048A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008126939A1 (ja) | 2007-04-11 | 2008-10-23 | Nippon Steel Corporation | 鍛造用鋼 |
| EP2762593A1 (en) | 2007-04-11 | 2014-08-06 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Forging steel |
| US9657379B2 (en) | 2007-04-11 | 2017-05-23 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Forging steel |
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