JPS6376815A - 浸炭用鋼材における温間加工方法 - Google Patents
浸炭用鋼材における温間加工方法Info
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- JPS6376815A JPS6376815A JP22103186A JP22103186A JPS6376815A JP S6376815 A JPS6376815 A JP S6376815A JP 22103186 A JP22103186 A JP 22103186A JP 22103186 A JP22103186 A JP 22103186A JP S6376815 A JPS6376815 A JP S6376815A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
皮呈上■且朋立互
本発明は、浸炭用鋼材における浸炭前の温間加工方法に
関し、詳しくは、温間加工した後、浸炭時にオーステナ
イト粒が粗大化せず、しかも、高温短時間浸炭すること
ができる浸炭用鋼材における温間加工方法に関する。
関し、詳しくは、温間加工した後、浸炭時にオーステナ
イト粒が粗大化せず、しかも、高温短時間浸炭すること
ができる浸炭用鋼材における温間加工方法に関する。
ｌ米東挟歪
温間鍛造は、従来の冷間鍛造の高い成形精度と熱間鍛造
のすぐれた成形性を併せ有するものとして、近年、広い
分野にて採用されつつある。しかしながら、従来、知ら
れている浸炭用鋼は、７２０〜８５０℃の温度範囲での
温間加工において、オーステナイト結晶粒が微細化し、
その後の浸炭時にオーステナイト結晶粒が粗大化する結
果、焼入れ硬さや浸炭硬化深さがばらつき、また、浸炭
歪が発ゲする。特に、最近においては、例えば、９２５
℃以上のような高温にて短時間浸炭処理して、経済性を
高めることが指向されているので、温間加工後、浸炭時
に結晶粒度にばらつきが生じない温間加工用浸炭用鋼の
開発が急務とされている。
のすぐれた成形性を併せ有するものとして、近年、広い
分野にて採用されつつある。しかしながら、従来、知ら
れている浸炭用鋼は、７２０〜８５０℃の温度範囲での
温間加工において、オーステナイト結晶粒が微細化し、
その後の浸炭時にオーステナイト結晶粒が粗大化する結
果、焼入れ硬さや浸炭硬化深さがばらつき、また、浸炭
歪が発ゲする。特に、最近においては、例えば、９２５
℃以上のような高温にて短時間浸炭処理して、経済性を
高めることが指向されているので、温間加工後、浸炭時
に結晶粒度にばらつきが生じない温間加工用浸炭用鋼の
開発が急務とされている。
本発明者らは、既に、浸炭時にオーステナイト結晶粒が
細粒化を保持している肌焼鋼を特開昭５’９−１２３７
１４号公報及び特開昭６１−６２１２号公報に提案して
いるが、かかる肌焼鋼を温間加工後、浸炭するに際して
、温間加工条件を調整することによって、温間加工後、
浸炭時にも結晶粒を整粒のまま保つことができることを
見出して、本発明に至ったものである。
細粒化を保持している肌焼鋼を特開昭５’９−１２３７
１４号公報及び特開昭６１−６２１２号公報に提案して
いるが、かかる肌焼鋼を温間加工後、浸炭するに際して
、温間加工条件を調整することによって、温間加工後、
浸炭時にも結晶粒を整粒のまま保つことができることを
見出して、本発明に至ったものである。
。 占を”′するための
本発明による浸炭用鋼材における温間加工方法は、重量
％で Ｃ０．０５〜０．３５％、 Ｓｉ０．４０％以下、 Ｍｎ ０．５０〜２．００％、 Ａｌ０．０１５〜０．０８０％、 Ｎ ０．００７〜０．０２５％、 （但し、（Ａ ｌ ＋ ２ Ｎ）とし、て０．０４０〜
０．０７０％とする。） Ｓ ０．０１％以下、及び Ｃｒ ０．３〜１．５％ を含有する鋼片を、熱間圧延前に次式で規定される温度
Ｔ （ｔ’） Ｔ≧３７５０（Ａｚ％＋２Ｎ％）＋９５０（但し、元素
％は当該元素の鋼中の重量％を意味する―） に加熱し、この後に熱間圧延して、圧延後のＡ１Ｎ析出
量を４０ｐｐ＋ｗ以下とした浸炭用鋼材を得、かかる鋼
材をＡｌＮの析出がないように加工温度７２０〜８５０
℃に急速に加熱し、温間加工した後、冷却速度０．２℃
／秒以下にて徐冷することを特徴とする。
％で Ｃ０．０５〜０．３５％、 Ｓｉ０．４０％以下、 Ｍｎ ０．５０〜２．００％、 Ａｌ０．０１５〜０．０８０％、 Ｎ ０．００７〜０．０２５％、 （但し、（Ａ ｌ ＋ ２ Ｎ）とし、て０．０４０〜
０．０７０％とする。） Ｓ ０．０１％以下、及び Ｃｒ ０．３〜１．５％ を含有する鋼片を、熱間圧延前に次式で規定される温度
Ｔ （ｔ’） Ｔ≧３７５０（Ａｚ％＋２Ｎ％）＋９５０（但し、元素
％は当該元素の鋼中の重量％を意味する―） に加熱し、この後に熱間圧延して、圧延後のＡ１Ｎ析出
量を４０ｐｐ＋ｗ以下とした浸炭用鋼材を得、かかる鋼
材をＡｌＮの析出がないように加工温度７２０〜８５０
℃に急速に加熱し、温間加工した後、冷却速度０．２℃
／秒以下にて徐冷することを特徴とする。
先ず、本発明の方法において用いる浸炭用鋼材の化学成
分組成について説明する。
分組成について説明する。
Ｃは、浸炭処理後に鋼材を焼入れ焼戻ししたと、きに心
部°の靭性を高く保持するために、少な（とも０．０５
％を添加することが必要である。しかし、過多に添加す
るときは、上記調質処理後の鋼の靭性を劣化させるので
、上限は０．３５％とする。
部°の靭性を高く保持するために、少な（とも０．０５
％を添加することが必要である。しかし、過多に添加す
るときは、上記調質処理後の鋼の靭性を劣化させるので
、上限は０．３５％とする。
Ｓｉは脱酸剤として添加されるが、余りに多いときは、
Ｓｉｎｇ系介在物の量が増加して、冷間加工性を著しく
阻害するので、添加量の上限を０．４％とする。
Ｓｉｎｇ系介在物の量が増加して、冷間加工性を著しく
阻害するので、添加量の上限を０．４％とする。
Ｍｎは焼入れ性を増し、調質処理後の強度を高くするた
めに必須の元素であるが、過多に添加するときは、靭性
や被削性を低下させるので、その添加量は０．５〜２．
０％の範囲とする。
めに必須の元素であるが、過多に添加するときは、靭性
や被削性を低下させるので、その添加量は０．５〜２．
０％の範囲とする。
本発明の方法にて用いる鋼材においては、Ａ１とＮとは
、Ａｌ／Ｎ重量比が１．９〜３．５であり、且つ、（Ａ
ｊ！＋２Ｎ）が０．０４５〜０．０６５％の範囲に規制
されている。（Ａｌ＋２Ｎ）ｆｆｉが上記範囲よりも少
ないとき、及びＡ４７８重量比が上記範囲からはずれて
いるときは、熱間圧延前に鋼片を所定の温度に加熱し、
熱間圧延しても、必要に応じて焼きなまし処理した後に
、温間加工し、更にこの後に浸炭処理したとき、オース
テナイト結晶粒の粗大化を防ぐに足る量のＡｌＮが析出
しないので、オーステナイト結晶粒の粗大化が避けられ
ないからである。一方、（Ａｌ＋２Ｎ）Ｉが上記範囲よ
り多いときは、圧延前の加熱によって、鋼中に／ＩＮを
十分に溶は込ますことができず、やはり浸炭時にオース
テナイトが粗大化する。即ち、本発明においては、鋼片
は、Ａｌ及びＮを（ＡＪ＋２Ｎ）量及びＡｌｌ／Ｎが共
に所定の範囲にあるように含有することを要する。
、Ａｌ／Ｎ重量比が１．９〜３．５であり、且つ、（Ａ
ｊ！＋２Ｎ）が０．０４５〜０．０６５％の範囲に規制
されている。（Ａｌ＋２Ｎ）ｆｆｉが上記範囲よりも少
ないとき、及びＡ４７８重量比が上記範囲からはずれて
いるときは、熱間圧延前に鋼片を所定の温度に加熱し、
熱間圧延しても、必要に応じて焼きなまし処理した後に
、温間加工し、更にこの後に浸炭処理したとき、オース
テナイト結晶粒の粗大化を防ぐに足る量のＡｌＮが析出
しないので、オーステナイト結晶粒の粗大化が避けられ
ないからである。一方、（Ａｌ＋２Ｎ）Ｉが上記範囲よ
り多いときは、圧延前の加熱によって、鋼中に／ＩＮを
十分に溶は込ますことができず、やはり浸炭時にオース
テナイトが粗大化する。即ち、本発明においては、鋼片
は、Ａｌ及びＮを（ＡＪ＋２Ｎ）量及びＡｌｌ／Ｎが共
に所定の範囲にあるように含有することを要する。
Ｃｒは、鋼の浸炭性及び焼入れ性を確保するために、０
．３％以上を添加することが必要であるが、過多に添加
するときは、表層部において残留オーステナイトにより
硬度が低下し、また、巨大炭化物が生成して、靭性を劣
化させるので、その添加量の上限は１．５％とする。
．３％以上を添加することが必要であるが、過多に添加
するときは、表層部において残留オーステナイトにより
硬度が低下し、また、巨大炭化物が生成して、靭性を劣
化させるので、その添加量の上限は１．５％とする。
本発明の方法においては、用いる鋼は上記した合金元素
に加えて、例えば、鋼の焼入れ性を改善するためにＭＯ
を０．０５〜０．５０％、浸炭時のオーステナイト粒の
粗大化を抑制し、また、浸炭歪を軽減するために、Ｎｉ
を０．０１〜１．５０％の範囲で含有することができる
。
に加えて、例えば、鋼の焼入れ性を改善するためにＭＯ
を０．０５〜０．５０％、浸炭時のオーステナイト粒の
粗大化を抑制し、また、浸炭歪を軽減するために、Ｎｉ
を０．０１〜１．５０％の範囲で含有することができる
。
更に、本発明においては、上記のような化学組成を有す
る鋼を熱間圧延した後の鋼材中のＡ、 Ｉ Ｎが４０ｐ
ｐｍ以下であることを要する。このように、熱間圧延後
のＡｌＮを４０ｐｐｍ以下にするには、上記のように所
定量の／ｌ及びＮを含有する鋼を、熱間圧延前にその（
Ａｆｆ＋２Ｎ）４１によって次式で規定される温度Ｔ
（℃）以上に加熱することによって達成される。
る鋼を熱間圧延した後の鋼材中のＡ、 Ｉ Ｎが４０ｐ
ｐｍ以下であることを要する。このように、熱間圧延後
のＡｌＮを４０ｐｐｍ以下にするには、上記のように所
定量の／ｌ及びＮを含有する鋼を、熱間圧延前にその（
Ａｆｆ＋２Ｎ）４１によって次式で規定される温度Ｔ
（℃）以上に加熱することによって達成される。
Ｔ≧３７５０（Ａｌ％＋２Ｎ％）＋９５０（但し、元素
％は当該元素の鋼中の重量％を意味する。） 既に、特開昭５９−１２３７１４号公報に記載されてい
るように、本発明者らの広範囲にわたる実験の結果、熱
間圧延後の鋼中の／ＩＮの量は、熱間圧延前の鋼加熱温
度と明瞭な相関関係を有し、鋼中の（Ａｌ＋２Ｎ）Ｉが
増すにつれて、熱間圧延後の鋼中のＡＩ！Ｎの量を４０
ｐｐｍ以下とする下限温度は高くなり、この下限温度が
ほぼ上に示すような（Ａｌ＋２Ｎ）ｉｔの一次関数とし
て規定される。
％は当該元素の鋼中の重量％を意味する。） 既に、特開昭５９−１２３７１４号公報に記載されてい
るように、本発明者らの広範囲にわたる実験の結果、熱
間圧延後の鋼中の／ＩＮの量は、熱間圧延前の鋼加熱温
度と明瞭な相関関係を有し、鋼中の（Ａｌ＋２Ｎ）Ｉが
増すにつれて、熱間圧延後の鋼中のＡＩ！Ｎの量を４０
ｐｐｍ以下とする下限温度は高くなり、この下限温度が
ほぼ上に示すような（Ａｌ＋２Ｎ）ｉｔの一次関数とし
て規定される。
本発明による浸炭用鋼材の温間加工方法においては、上
記したような浸炭用鋼材を所定の加工温度に急速に加熱
する。上記加工温度への急速加熱は、ＡｌＮの析出を防
止するためであり、通常、５分以下がよい。また、加工
温度は、７２０〜８５０℃の範囲の温度である。温間加
工温度が７２０℃よりも低いときは、鋼材の硬さが急激
に上昇して、変形抵抗が著しく増大し、他方、温間加工
温度が８５０℃を越えるときは、加工後の寸法精度が低
下するからである。
記したような浸炭用鋼材を所定の加工温度に急速に加熱
する。上記加工温度への急速加熱は、ＡｌＮの析出を防
止するためであり、通常、５分以下がよい。また、加工
温度は、７２０〜８５０℃の範囲の温度である。温間加
工温度が７２０℃よりも低いときは、鋼材の硬さが急激
に上昇して、変形抵抗が著しく増大し、他方、温間加工
温度が８５０℃を越えるときは、加工後の寸法精度が低
下するからである。
次いで、所要の温間加工後、冷却速度０．２ ℃／秒以
下にて徐冷する。この徐冷は、ベイナイト変態が起こる
のを防止し、更に、オーステナイト粒の再結晶を促進す
るために必要である。
下にて徐冷する。この徐冷は、ベイナイト変態が起こる
のを防止し、更に、オーステナイト粒の再結晶を促進す
るために必要である。
１皿■刈１
本発明の方法によれば、以上のように（Ａ＃＋２Ｎ）量
とＡｌ／Ｎ重量比を規制した鋼片を熱間圧延前に上記（
、ａ、ｌ＋２Ｎ）ｉｔによって前記式にて規定さ゛れる
温度以上に加熱して、圧延後のＡｌ／Ｎを４０ｐｐｍ以
下とすることによって、そのオーステナイト結晶粒粗大
化温度を高めると共に、温間加工条件を最適に調整した
ので、温間加工後の浸炭処理においても、オーステナイ
ト結晶粒の粗大化が抑えられ、かくして、細粒組織を保
持して、焼入れ硬さや浸炭加工深さにばらつきがなく、
浸炭歪が発生しない。
とＡｌ／Ｎ重量比を規制した鋼片を熱間圧延前に上記（
、ａ、ｌ＋２Ｎ）ｉｔによって前記式にて規定さ゛れる
温度以上に加熱して、圧延後のＡｌ／Ｎを４０ｐｐｍ以
下とすることによって、そのオーステナイト結晶粒粗大
化温度を高めると共に、温間加工条件を最適に調整した
ので、温間加工後の浸炭処理においても、オーステナイ
ト結晶粒の粗大化が抑えられ、かくして、細粒組織を保
持して、焼入れ硬さや浸炭加工深さにばらつきがなく、
浸炭歪が発生しない。
実施型
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
第１表に示す化学成分組成を有する鋼片を所定温度に加
熱した後、直径２５ｍの線材に圧延した。
熱した後、直径２５ｍの線材に圧延した。
これら圧延材におけるＡｆＮ析出量を第２表に示す。次
いで、この圧延材から試験片を作製し、所定の温間加工
温度まで加熱し、所定の温間加工を施した後、冷却した
。この後、各鋼材を９２５℃又は９５０℃の温度でカー
ボン・ポテンシャル０８０の条件下に３時間浸炭した。
いで、この圧延材から試験片を作製し、所定の温間加工
温度まで加熱し、所定の温間加工を施した後、冷却した
。この後、各鋼材を９２５℃又は９５０℃の温度でカー
ボン・ポテンシャル０８０の条件下に３時間浸炭した。
この浸炭処理後のオーステナイト粒度番号を第２表に示
す。
す。
本発明゛の方法によれば、浸炭温度が９５０℃の場合で
も、オーステナイト粒は整細粒のままであったが、比較
法によれば、結晶粒の粗大化が認められた。
も、オーステナイト粒は整細粒のままであったが、比較
法によれば、結晶粒の粗大化が認められた。
Claims (2)
- （１）重量％で Ｃ ０．０５〜０．３５％、 Ｓｉ ０．４０％以下、 Ｍｎ ０．５０〜２．００％、 Ａｌ ０．０１５〜０．０８０％、 Ｎ ０．００７〜０．０２５％、 （但し、（Ａｌ＋２Ｎ）として０．０４０〜０．０７０
％とする。） Ｓ ０．０１％以下、及び Ｃｒ ０．３〜１．５％ を含有する鋼片を、熱間圧延前に次式で規定される温度
Ｔ（℃） Ｔ≧３７５０（Ａｌ％＋２Ｎ％）＋９５０ （但し、元素％は当該元素の鋼中の重量％を意味する。 ） に加熱し、この後に熱間圧延して、圧延後のＡｌＮ析出
量を４０ｐｐｍ以下とした浸炭用鋼材を得、かかる鋼材
をＡｌＮの析出がないように加工温度７２０〜８５０℃
に急速に加熱し、温間加工した後、冷却速度０．２℃／
秒以下にて徐冷することを特徴とする浸炭用鋼材におけ
る温間加工方法。 - （２）重量％で （ａ）Ｃ ０．０５〜０．３５％、 Ｓｉ ０．４０％以下、 Ｍｎ ０．５０〜２．００％、 Ａｌ ０．０１５〜０．０８０％、 Ｎ ０．００７〜０．０２５％、 （但し、（Ａｌ＋２Ｎ）として０．０４０〜０．０７０
％とする。） Ｓ ０．０１％以下、及び Ｃｒ ０．３〜１．５％を含み、更に、 （ｂ）Ｍｏ ０．０５〜０．５０％、及び Ｎｉ ０．０１〜１．５０％ よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素 を含有する鋼片を、熱間圧延前に次式で規定される温度
Ｔ（℃） Ｔ≧３７５０（Ａｌ％＋２Ｎ％）＋９５０ （但し、元素％は当該元素の鋼中の重量％を意味する。 ） に加熱し、この後に熱間圧延して、圧延後のＡｌＮ析出
量を４０ｐｐｍ以下とした浸炭用鋼材を得、かかる鋼材
をＡｌＮの析出がないように加工温度７２０〜８５０℃
に急速に加熱し、温間加工した後、冷却速度０．２℃／
秒以下にて徐冷することを特徴とする浸炭用鋼材におけ
る温間加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22103186A JPS6376815A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 浸炭用鋼材における温間加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22103186A JPS6376815A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 浸炭用鋼材における温間加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6376815A true JPS6376815A (ja) | 1988-04-07 |
Family
ID=16760399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22103186A Pending JPS6376815A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 浸炭用鋼材における温間加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6376815A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0243319A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-13 | Kobe Steel Ltd | Ｃｒ−Ｍｏ肌焼鋼の製造方法 |
| WO1999005333A1 (fr) * | 1997-07-22 | 1999-02-04 | Nippon Steel Corporation | Acier cemente particulierement capable d'empecher la recristallisation secondaire des particules pendant la cementation, procede de fabrication, et matiere brute formee pour pieces cementees |
-
1986
- 1986-09-18 JP JP22103186A patent/JPS6376815A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0243319A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-13 | Kobe Steel Ltd | Ｃｒ−Ｍｏ肌焼鋼の製造方法 |
| WO1999005333A1 (fr) * | 1997-07-22 | 1999-02-04 | Nippon Steel Corporation | Acier cemente particulierement capable d'empecher la recristallisation secondaire des particules pendant la cementation, procede de fabrication, et matiere brute formee pour pieces cementees |
| US6660105B1 (en) | 1997-07-22 | 2003-12-09 | Nippon Steel Corporation | Case hardened steel excellent in the prevention of coarsening of particles during carburizing thereof, method of manufacturing the same, and raw shaped material for carburized parts |
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