CN1873042A - 耐氢脆性优异的锻造用钢以及曲轴 - Google Patents

耐氢脆性优异的锻造用钢以及曲轴 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种耐氢脆性优异的锻造用钢和由这种钢制造的曲轴，该钢材，含有C：0.2～0.6％(重量％，以下相同。)；Si：0.1～0.4％；Mn：0.7～1.5％；Ni：1.0％以下；Cr：1.2～3.5％；Mo：0.1～0.6％；Al：0.01～0.05％，以及含有Ti、Zr、Hf或Nb的1种以上合计为0.005％以上，钢中所含的最大弦长为1μm以上的夹杂物的平均圆度为0.5以上，最大弦长为20μm以上的夹杂物的个数(每100mm2)低于100个，其平均圆度为0.25以上，以及最大弦长为1～10μm的夹杂物的个数(每100mm2)为100个以上。

Description

耐氢脆性优异的锻造用钢以及曲轴
技术领域
本发明涉及一种使用于船舶和发电机等的动力传输用大型曲轴等的锻造用钢，特别是高疲劳强度和耐氢脆性优异的高净化钢。
背景技术
作为使用于船舶和发电机等的动力传输用大型曲轴等的锻造用钢，一直以来，所使用的是以ISO规格的36CrNiMo6、DIN规格的32CrMO12或ISO规格的42CrMo4为代表的所谓Cr-Mo钢。
因为曲轴在其使用中被曝露于严酷的重复应力，所以即使采用这些Cr-Mo钢制造，也要求成为疲劳破坏起点的MnS等的夹杂物极少的高净化钢。另一方面，曲轴自然对今后日益轻量化的高性能的品质，即高疲劳强度的制品的要求度也随之增加。
然而，因为Cr-Mo钢的情况，是随着追求高净化度和高疲劳度化，氢脆性性变得易于发生，所以要从钢的材质面和精炼技术的两方面考虑对策。例如，通过限定在钢水的精炼时的氢量的上限值，在超过此值时进行脱氢处理，从而制造耐氢脆性好的钢。
或是，下述专利文献1，是对以提高大型锻造钢品的耐氢脆性为目的，使钢中的S含量增加的现有方法加以改良，而增加MnS夹杂物，降低钢的净化度而抑制疲劳强度。同专利提出了通过将钢水中的S量，调整到与氢量之间正好相称，而使耐氢脆性提高的方法。或是，下述专利文献2提出了对用于改善曲轴用钢的净化度的现有的一种方法加以改良，以2次精炼使夹杂物降低，RH真空脱气时，由桶和脱气槽间回流钢水以除去夹杂物的方法。
如上述的脱氢处理，在时间和处理费用的方面对氢量的降低化有界限，一般来说以1～数ppm级别进行制造管理，但是因为氢脆性由于微量的氢而发生，所以该程度的管理不能够完全地防止氢脆性。另外，上述的调整S浓度并形成硫化物的方法，反而招致成品钢的净化度和机械性质、疲劳强度的劣化，难以期待更高的高净化度、高的疲劳强度。
另外，下述专利文献开示了一种锻造用钢的改良案。专利文献3，为了使Cr系耐热钢的高温强度提高，调整钢中的Ta、Nb等的氧化物的粒径和形状而使之分散。另外，专利文献4，作为优化CrMoV系耐热钢的高温蠕变强度和低温韧性的方法，对制品的热处理进行改善。另外，专利文献5，为了优化36CrNiMo6系曲轴的强度、韧性、淬火性，通过低Ni而使成本缩减以及进一步添加V、Nb、Ta而由固溶N提高强度。还有，作为在冷轧钢制造领域中的氢脆化的抑制法，公知有利用来自腐蚀等的外部要因的氢的侵入的抑制，或者由回火所致的析出碳氮化物的氢扩散抑制。但是，这些如冷却中或常温放置中，与比腐蚀的产生更短的时间之间产生的氢脆性，氢的举动不同。
【专利文献1】特开2003-268438号公报
【专利文献2】特开2003-183722号公报
【专利文献3】特开平7-150289号公报
【专利文献4】特开平9-194946号公报
【专利文献5】特开平2002-241892号公报
发明内容
本发明着眼于曲轴这样的大型锻钢品所要求的轻量化、和疲劳强度等进一步高性能化的高净化度钢，耐氢脆性受损的问题，将有效地降低这种锻造用钢的氢脆性敏感性作为解决课题。
本发明为了解决上述课题，
(1)提出一种耐氢脆性优异的锻造用钢，含有：C：0.2-0.6％(重量％。以下相同。)；Si：0.1～0.4％；Mn：0.7～1.5％；Ni：1.0％以下；Cr：1.2～3.5％；Mo：0.1～0.6％；Al：0.01～0.05％，以及Ti、Zr、Hf或Nb的1种以上合计为0.005％以上，钢中所含的最大弦长为1μm以上的夹杂物的圆度的平均值(以下称为平均圆度)为0.5以上，最大弦长为20μm以上的夹杂物的个数为每100mm2低于40个，其平均圆度为0.25以上，以及最大弦长为1～10μm的夹杂物的个数为每100mm2为100个以上，
(2)根据上述(1)记载的耐氢脆性优异的锻造用钢，含有Ti、Zr、Hf或Nb的1种以上合计为0.10％以下，以及含有N为0.02％以下，
(3)根据上述(1)或(2)记载的耐氢脆性优异的锻造用钢，在钢中所含的最大弦长为1～10μm的夹杂物之中，占据10％以上的个数的夹杂物含有Ti、Zr、Hf和Nb中的1种以上合计为1％以上，
(4)根据上述(1)、(2)或(3)记载的耐氢脆性优异的锻造用钢，含有0.005％以下的S，
(5)根据上述(1)、(2)、(3)或(4)记载的锻造用钢，含有V：0.035～0.30％，
(6)根据上述(1)、(2)、(3)、(4)或(5)记载的耐氢脆性锻造用钢，以大型曲轴的制造为用途，以及，
(7)一种曲轴，对上述(1)、(2)、(3)、(4)或(5)记载的锻造用钢进行锻造而制造。
本发明将通常含于锻造用钢的C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、Al、N的各含量，根据各自的功能而限定于特定的范围，且还将Ti、Zr、Hf和Nb也作为一并添加的组成，此外严密地限定了钢中夹杂物的形状、大小和个数。通过这两个条件，能够提出一种确保了高净化度，且耐氢脆性极其优异，而且轻量的高疲劳强度的锻造用钢，具有能够有效地使用于大型曲轴等的效果。
附图说明
图1是锻造用钢的耐氢脆性敏感性试验装置的概略图。
(1)试验片，(2)H2SO4+KSCN水溶液的环境
图2是钢中夹杂物的电子显微镜照片。
具体实施方式
本发明的耐氢脆性优异的锻造用钢，其特征在于，对钢的成分组成进行限制，而且相对地调整钢中的夹杂物的形状、大小和个数等的特性值。
首先，说明钢的成分组成。
通过含有C：0.2～0.6％，能够提高钢的淬火性和强度，为此需要0.2％以上，但是若比0.6％多，则钢的韧性劣化，反而助长V偏析。可以更优选为0.3～0.5％的范围。
含有Si：0.1～0.4％，是为了期待钢的强度提高作用，为了确保充分的强度而需要0.1％以上，若过多则反而V偏析变得显著，阻碍钢的净化度，所以为0.4％以下，更优选为0.3％以下。
含有Mn：0.7～1.5％，是为了进一步提高钢的淬火性和强度，若超过1.5％以上，则反而助长V偏析，所以更优选为0.8～1.2％的范围。
含有Ni：1.0％以下，是因为Ni固溶于钢中，提高钢的淬火性而且赋予其韧性，所以高价的Ni可以在1.0％以下。
Cr：1.2～3.5％的含有也是为了使钢的淬火性和韧性提高，因为若过多则反而导致V偏析的助长，所以可以更优选为1.5～2.5％。
Mo：0.1～0.6％的含有，有效地使钢的淬火性、强度和韧性的全部提高，但是可以更优选为0.15％以上的含有。不过，因为Mo的平衡分配系数小，容易形成微观偏析(正常偏析)，所以可以在0.6％以下，更优选抑制在0.35％以下。
另外，因为S的存在在钢中形成MnS等的硫化物，成为劣化钢的疲劳特性的原因，所以可以为0.005％以下，更优选为0.003％以下。
本发明的锻造用钢，其特征在于，除必须含有上述的各成分以构成这种钢的基本的组成之外，还含有下述成分。
首先，Al：0.01～0.05％的含有，因为期待Al的脱氧性，所以有必要为0.01％以上，如果由此生成的Al2O3系夹杂物细微，则不会成为氢脆性的起点，而能够捕捉氢有助于成品钢的耐氢脆性的提高。这是由于上述Al2O3与硫化物比较，后述的圆度显示出大的倾向。另一方面，Al主要以AlN的形态固定N，若妨碍由N和V等的配合产生的钢的强化作用，则同时也与其他大量的元素结合，生成非金属夹杂物和金属间化合物，对钢的韧性造成不良影响，所以将0.05％作为限度。
其次，使Ti、Zr、Hf或Nb的1种或2种以上含有0.005％以上。这些金属元素，存在于钢中，构成Ti4C2S2这样的细微夹杂物在钢中分散，吸留捕捉超过了固溶限的钢中的剩余氢，具有改善钢的耐氢脆性的巨大效果。而且，这些Ti等的夹杂物在捕捉氢时的化学结合能很强，使在钢的冷却时发生的氢扩散从更高温时得到抑制。这意味着，这些Ti等的夹杂物的一方比MnS和Al2O3等的夹杂物，氢脆性抑止效果优异。
因此，为了期待以上的作用效果，Ti等需要为0.005％以上，但是因为是活性元素，所以也有可能与钢水中的杂质和耐火物成分反应，生成巨大的夹杂物。因为此夹杂物有可能显著地劣化钢的机械性质和耐氢脆性，所以优选为0.10％以下，为了更安全而控制在0.03％以下。
还有，Ti等的上述夹杂物的量和大小或种类，与Ti等的含量不同，也有被钢水的搅拌等的精炼状态和铸造时的拉丝速度或冷却速度支配的方面，在本发明中没有特别限定。
另外，在本发明中，除上述Ti等的含有以外，可以将N的含量控制在0.02％以下，是因为与Ti等结合形成氮化物和碳氮化物，有助于钢的氢脆性敏感性的抑制。若N的含量超过0.02％，则因为生成的氮化物等粗大化使钢的机械的性质劣化，所以更优选抑制在0.01％以下。
本发明的钢，还能够含有V：0.035～0.30％。由于V在钢的淬火时生成碳氮化物，从而具有使钢中的奥氏体粒细微化的效果，更优选可以是0.007～0.25％的范围。
本发明除以上说明的组成之外，还具有如下述这样控制存在于钢中的夹杂物的形状、个数或大小等的特性值的特征。
·最大弦长为1μm以上的夹杂物的平均圆度为0.5以上，
·最大弦长为20μm以上的夹杂物低于40个/100mm2，其平均圆度为0.25以上，以及，
·最大弦长为1～10μm的夹杂物为100个/100mm2以上。
分散于钢中而存在的各种夹杂物，根据组成和生成过程等形状和大小呈多样，但是若着眼于形状，则与球状相比椭圆球状的容易成为应力集中破裂的起点。此外，在应力场应变集中容易诱发氢的稠化，这被认为易于引起钢的氢脆性。应该定量地研究该状况，观察钢截面以二元锁定夹杂物，通过能够由椭圆球状的弦长和下述(数式1)表示的圆度计算测量其形状，根据大量的实验数据分析研究与钢的氢脆性性的关系。其结果发现圆度越小氢脆性越容易发生。
(数式1)圆度＝4π×面积/(周长)2
即，最大弦长为1μm以上的夹杂物的平均圆度低于0.5时和20μm以上的夹杂物的平均圆度低于0.25时，该钢肯定容易有氢脆性产生。为了更安全，通过将最大弦长为1μm以上的夹杂物的平均圆度控制在0.6以上，20μm以上的夹杂物的平均圆度控制在0.4以上，能够有效地抑制钢的氢脆性。
另外，发现这些夹杂物在钢中的存在个数的多少也对钢的氢脆性敏感性产生影响。即，若最大弦长成为20μm以上的夹杂物，则其个数对于氢脆性性的影响大，当每100mm2为40个以上，以同夹杂物作为起点的氢脆性容易发生。为了更安全，可以控制为低于30个。
最大弦长为1～10μm的夹杂物，不但其界面起着捕捉氢这样的作用，能够抑制氢扩散，而且发现难以成为氢脆性的起点。还有，由于低于1μm的夹杂物也具有同样的功能，所以可以含有它们。
本发明为了高效地实现钢中氢的捕捉性能，而使至少Ti、Zr、Hf或Nb，或这些的2种以上含有0.005％以上，但是这些活性元素形成如已述的夹杂物而分散于钢中。因此，若该夹杂物的最大弦长为10μm以下很细微，则易于分散，提高超过了固溶限的剩余氢的捕捉性。而且，该夹杂物的强劲的化学结合能，使氢的捕捉作用特别优异，具有从更高温时就能够抑制钢在冷却时的氢的扩散的突出优点，该效果比MnS和Al2O3等的夹杂物都大。
另外，来自这些Ti等的夹杂物对于氢的效果，在其最大弦长为10μm以下时显著，而且该细微夹杂物的个数为同种夹杂物中的10％以上，更优选为20％以上的一方显著。另外，这些Ti等的夹杂物占其他全部夹杂物中的量，当合计为1％以下的微量时，不能期待上述效果，更优选为控制在20％以上，则十分效果。
还有，如以上这样，对夹杂物的各种特性值进行定量化的方法没有规定，不过，通过例如以下的方法能够得到。除将Al控制在本发明范围之外，将炉渣(slag)的碱度(CaO/SiO2)设为3.0以上，由此能够显著抑制氧化物的个数，成为以尖晶石为中心的细微夹杂物。另外通过将形成夹杂物的S、N量控制在本发明范围，不仅能够控制硫化物和氮化物的尺寸还能控制组成。这些夹杂物凝集和伸展的粗大化难以产生，容易控制为本发明的特性值。还有，除此之外，通过对各钢种分别定制浇注速度和搅拌方法/速度、冷却速度、淬火/回火温度，能够进行更细致的夹杂物控制。此外，作为控制夹杂物的元素，也可以含有Mg和Ca。另外，夹杂物的如上述的弦长、周长、面积或个数等，通过由SEM-EPMA(日本电子株式会社制JXA·8900RL、XM·Z0043T、XM·87562)的图像分析，而能够容易的计算测量。
本发明钢，允许根据用途添加含有其他的元素。例如，为了优化钢的淬火性，控制B或MnS的形态，可以使Ca、Mg、Te等合计含有0.03％程度以下。
本发明，包括对具有上述的化学组成，同时对含有控制了大小和形状等的夹杂物的钢材进行锻造加工而制造的船用的大型曲轴，不过，该曲轴当然不是如上述的具有耐氢脆性的轻量且高性能的制品。
(实施例)
作为本发明的实施钢和比较钢，含有(表1)和(表2)所示的化学成分，由150kg真空炉熔炼将炉渣碱度调整至3.0的锻造用钢作为供试钢。锻造各钢锭，冷却后，使抗拉强度成为950MPa左右，进行了淬火(870℃×1小时)和回火(600℃×13小时)。从各供试钢，切割20mm边×5mm厚尺寸的试验片，每1钢种3个，研磨各截面。
对各试验片通过自动EPMA(日本电子株式会社制JXA·8900RL、XM·Z0043T、XM·87562)，以100倍的倍率，得到视野为10×10mm2的反射电子图像，确认最大弦长为1μm的全部夹杂物。同时，自动计算夹杂物的最大弦长以外的圆周、面积和圆度，并且通过EDS，对夹杂物的重心点，以1点10秒进行自动分析。
在各试验片中，以夹杂物的最大弦长为基准计算出下述4种，其就每1钢种分别实施3次，将各值平均化。
·最大弦长1～10μm的夹杂物的个数。
·其中，含有Ti、Zr、Hf、Nb的1种或2种以上合计为1％以上的夹杂物的比例。
·最大弦长1μm以上和20μm以上的夹杂物的圆度的平均值。
·最大弦长20μm以上的夹杂物的个数。
另一方面，根据(图1)所示的锻造用钢的氢脆性敏感性的比较试验法，实验性地比较评价各试验片的氢脆性敏感性。圆棒形的试验片(1)，加工为长150mm，标线间距离为10mm的哑铃状，形成中央部分为直径4mm，两端的夹具部分为直径8mm，在长度15mm设置螺钉。将该试验片全体浸渍在由0.5Mol/1 H2SO4+0.01Mol/1KSCN水溶液构成的环境中，以提供于试验。
将各试验片浸渍于上述水溶液，以电流密度0.5A/dm2进行阴极电解，一边添加氢一边在(图1)的装置上装载试验片(1)。然后，通过SSRT(低应变速度试验)，对试验片(1)施加长轴方向的拉伸负荷，测定其应力S1(伸长)。将这时的试验装置的十字头的拉伸速度设为2×10-3mm/min。与此不同，省略向上述水溶液的浸渍，在大气中在与上述相同的拉伸条件下实施SSRT试验，测定该群的试验片的破断应力S0。
然后，将以上的各测定值代入下述(数式2)计算出氢脆性敏感性S值。
(数式2)S值＝(1-S1/S0)×100
将所得到的S值依据下述标准评价钢的氢脆性敏感性。
×  S值为50以上…耐氢脆性差。
△  S值为40～50…耐氢脆性一般。
○  S值为30～40…耐氢脆性优异。
◎  S值低于30…耐氢脆性极其优异。
根据上述标准，在(表3)中表示各试验片的夹杂物特性值和钢的耐氢脆性的关系，不过很明确本发明钢的实施例，作为钢的耐氢脆性十分优异。例如，如实施例A，如果Al含量比较少，则Al2O3系夹杂物的析出量也少，整体来说细微夹杂物的圆度比较低。另外，如实施例B，在Ti系成分的含量少时，细微夹杂物少，圆度也低。
(图2)表示钢中夹杂物的电子显微镜照片的1个示例。可以理解为同图中的细微夹杂物Ti4C2S2，因为是使Al和Ti系的活性元素含有而产生，所以若也大量生成这些细微夹杂物，则钢的氢脆性敏感性被进一步抑制。还有，特别是Ti添加最为有效。此外，如实施例F～J，若下调S含量，则氢脆性敏感性降低。
相对于此，从比较例K～O的情况可知，因为夹杂物的特性值超出本发明的规定之外，所以钢的氢脆性敏感性一样变高。
【表1】
  实施例   C   Si   Mn   S   Ni   Cr   Mo   Ti   V   其他   Al   N
    A   0.37   0.14   1.25   0.0056   0.19   3.26   0.32   0.005   0.108   -   0.010   0.0213
    B   0.40   0.24   1.03   0.0035   0.22   1.95   0.25   0.004   0.163   -   0.015   0.0045
    C   0.38   0.11   1.08   0.0038   0.23   3.41   0.20   0.061   0.044   -   0.028   0.0053
    D   0.40   0.25   1.08   0.0045   0.20   1.98   0.25   0.022   0.100   -   0.029   0.0042
    E   0.40   0.24   1.03   0.0051   0.22   1.99   0.25   0.006   0.102   -   0.029   0.0055
    F   0.41   0.29   1.23   0.0025   0.16   1.85   0.34   -   0.116   Zr0.011   0.030   0.0069
    G   0.43   0.32   0.94   0.0026   0.39   3.25   0.26   -   0.096   Hf0.052   0.028   0.0064
    H   0.48   0.38   1.27   0.0020   0.12   2.35   0.35   -   -   Nb0.012   0.030   0.0065
    I   0.33   0.13   0.88   0.0023   0.40   2.92   0.19   0.015   0.091   Hf0.015   0.028   0.0065
    J   0.31   0.23   0.94   0.0016   0.21   2.00   0.24   0.005   0.100   -   0.037   0.0069
注：剩余部为Fe以及不可避免的杂质。
【表2】
  比较例     C     Si     Mn     S     Ni     Cr     Mo     Ti     V     Al     N
    K     0.59     0.34     1.12     0.0041     0.23     2.16     0.30     0.002     0.05     0.002     0.0109
    L     0.44     0.37     0.73     0.0055     0.18     3.21     0.30     0.003     0.10     0.004     0.0151
    M     0.47     0.32     1.03     0.0028     0.28     1.71     0.30     0.003     0.134     0.003     0.0232
    N     0.55     0.13     1.09     0.0045     0.38     3.37     0.32     0.35     0.099     0.008     0.0061
    O     0.47     0.32     1.02     0.0085     0.37     1.69     0.23     0.16     0.159     0.005     0.0049
【表3】
  供试材   抗拉强度                     夹杂物          氢脆性敏感性
      个数/mm2          圆度 Ti系夹杂物的比例(％) 氢脆性敏感性     评价
≥20μm 1～10μm ≥1μm ≥20μm
本发明钢实施例   A     960.9     39     152     0.63     0.26     14     39     ○
  B     945.3     38     103     0.58     0.25     9     39     ○
  C     948.3     35     293     0.59     0.32     21     32     ○
  D     950.9     31     230     0.64     0.35     24     33     ○
  E     947.3     35     149     0.58     0.37     13     31     ○
  F     966.9     28     192     0.68     0.45     13     28     ◎
  G     955.2     24     288     0.72     0.48     23     25     ◎
  H     950.6     23     202     0.66     0.45     21     26     ◎
  I     967.3     18     241     0.69     0.41     24     24     ◎
  J     978.0     17     162     0.70     0.44     15     20     ◎
比较例   K     966.0     102     75     0.36     0.19     7     57     ×
  L     949.6     182     57     0.31     0.22     5     59     ×
  M     960.9     39     92     0.44     0.31     3     53     ×
  N     959.7     83     253     0.49     0.21     9     58     ×
  O     933.6     192     203     0.55     0.25     8     48     △

Claims (7)

1、一种耐氢脆性优异的锻造用钢，其特征在于，以重量％计，含有C：0.2～0.6％、Si：0.1～0.4％、Mn：0.7～1.5％、Ni：1.0％以下、Cr：1.2～3.5％、Mo：0.1～0.6％、Al：0.01～0.05％、选自Ti、Zr、Hf和Nb中的至少1种元素合计为0.005％以上，钢中所含的最大弦长为1μm以上的夹杂物的平均圆度为0.5以上，最大弦长为20μm以上的夹杂物的个数为每100mm2低于40个，其平均圆度为0.25以上，以及最大弦长为1～10μm的夹杂物的个数为每100mm2有100个以上。
2、根据权利要求1所述的耐氢脆性优异的锻造用钢，其特征在于，所述选自Ti、Zr、Hf和Nb中的至少1种元素合计为0.10％以下，并且还含有以重量％计为0.02％以下的N。
3、根据权利要求1或2所述的耐氢脆性优异的锻造用钢，其特征在于，在钢中所含的最大弦长为1～10μm的夹杂物之中，占据10％以上的个数的夹杂物含有选自Ti、Zr、Hf和Nb中的至少1种元素合计为1％以上。
4、根据权利要求1所述的耐氢脆性优异的锻造用钢，其特征在于，以重量％计，还含有0.005％以下的S。
5、根据权利要求1所述的耐氢脆性优异的锻造用钢，其特征在于，以重量％计，还含有V：0.035～0.30％。
6、根据权利要求1所述的耐氢脆性优异的锻造用钢，其特征是，用于大型曲轴的制造。
7、一种曲轴，其特征在于，对权利请求1的锻造用钢进行锻造而制成。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101631886B (zh) * 2007-03-29 2011-05-11 株式会社神户制钢所 锻造用钢锭和一体型曲轴
CN102242322A (zh) * 2011-06-29 2011-11-16 江苏环立板带轧辊有限公司 一种改进型40CrNiMo钢及其制备方法
CN102989954A (zh) * 2012-08-22 2013-03-27 昌利锻造有限公司 一种挖掘机发动机曲轴的锻造方法
CN103993146A (zh) * 2014-05-26 2014-08-20 无锡宏达重工股份有限公司 一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺
CN104195464A (zh) * 2014-07-24 2014-12-10 安徽广源科技发展有限公司 一种矿山用高铬合金钢及其制造方法
CN104611623A (zh) * 2007-04-11 2015-05-13 新日铁住金株式会社 锻造用钢
CN105821304A (zh) * 2016-06-07 2016-08-03 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含铌钛动车组车轴用钢及其热处理工艺
CN105838988A (zh) * 2016-06-07 2016-08-10 马鞍山钢铁股份有限公司 含铌动车组车轴用钢及其热处理工艺
CN105838989A (zh) * 2016-06-07 2016-08-10 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含铌动车组车轴用钢热处理工艺
CN105886940A (zh) * 2016-06-07 2016-08-24 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含钒动车组车轴用钢及其热处理工艺
CN105886904A (zh) * 2016-06-07 2016-08-24 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含钒动车组车轴用钢，其生产方法以及热处理工艺
CN105951000A (zh) * 2016-07-13 2016-09-21 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含钒铌动车组车轴用钢及其热处理工艺
CN108660370A (zh) * 2017-03-27 2018-10-16 株式会社神户制钢所 钢锻件用钢、和组装型曲轴用钢锻曲拐及钢锻轴颈
CN110462083A (zh) * 2017-08-18 2019-11-15 国立大学法人大阪大学 高硬度并且韧性优异的钢
CN111500926A (zh) * 2020-04-24 2020-08-07 建龙北满特殊钢有限责任公司 一种船用钢材料及其制造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1978124B1 (en) * 2007-04-05 2014-10-22 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Forging steel, forging and crankshaft
JP5081175B2 (ja) * 2008-07-28 2012-11-21 株式会社神戸製鋼所 鋼材の耐水素割れ性の評価方法
JP4964211B2 (ja) 2008-09-30 2012-06-27 株式会社神戸製鋼所 鍛造品、および該鍛造品から製造されるクランク軸
JP5443331B2 (ja) * 2009-12-24 2014-03-19 株式会社神戸製鋼所 鍛鋼品及び組立型クランク軸
KR20150085727A (ko) * 2014-01-16 2015-07-24 엘지전자 주식회사 크랭크 샤프트 및 이를 구비한 스크롤 압축기
WO2019230946A1 (ja) * 2018-05-31 2019-12-05 日本製鉄株式会社 スチールピストン用鋼材

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3616726B2 (ja) * 1998-12-22 2005-02-02 日本高周波鋼業株式会社 白点発生防止鋼及びその製造方法
JP3663170B2 (ja) * 2000-11-22 2005-06-22 株式会社神戸製鋼所 高強度鍛造用鋼およびこれを用いた船舶用大型クランク軸
JP4347579B2 (ja) * 2003-01-24 2009-10-21 株式会社神戸製鋼所 鍛造用鋼およびこれを用いて得られる鍛造品

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101631886B (zh) * 2007-03-29 2011-05-11 株式会社神户制钢所 锻造用钢锭和一体型曲轴
CN104611623A (zh) * 2007-04-11 2015-05-13 新日铁住金株式会社 锻造用钢
CN102242322A (zh) * 2011-06-29 2011-11-16 江苏环立板带轧辊有限公司 一种改进型40CrNiMo钢及其制备方法
CN102242322B (zh) * 2011-06-29 2012-10-10 江苏环立板带轧辊有限公司 一种改进型40CrNiMo钢及其制备方法
CN102989954A (zh) * 2012-08-22 2013-03-27 昌利锻造有限公司 一种挖掘机发动机曲轴的锻造方法
CN103993146A (zh) * 2014-05-26 2014-08-20 无锡宏达重工股份有限公司 一种船用碳素钢轴类锻件的制造工艺
CN104195464A (zh) * 2014-07-24 2014-12-10 安徽广源科技发展有限公司 一种矿山用高铬合金钢及其制造方法
CN105821304A (zh) * 2016-06-07 2016-08-03 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含铌钛动车组车轴用钢及其热处理工艺
CN105838988A (zh) * 2016-06-07 2016-08-10 马鞍山钢铁股份有限公司 含铌动车组车轴用钢及其热处理工艺
CN105838989A (zh) * 2016-06-07 2016-08-10 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含铌动车组车轴用钢热处理工艺
CN105886940A (zh) * 2016-06-07 2016-08-24 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含钒动车组车轴用钢及其热处理工艺
CN105886904A (zh) * 2016-06-07 2016-08-24 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含钒动车组车轴用钢，其生产方法以及热处理工艺
CN105821304B (zh) * 2016-06-07 2018-07-03 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含铌钛动车组车轴用钢及其热处理工艺
CN105886904B (zh) * 2016-06-07 2018-02-16 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含钒动车组车轴用钢，其生产方法以及热处理工艺
CN105886940B (zh) * 2016-06-07 2018-04-24 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含钒动车组车轴用钢及其热处理工艺
CN105838988B (zh) * 2016-06-07 2018-05-18 马鞍山钢铁股份有限公司 含铌动车组车轴用钢及其热处理工艺
CN105838989B (zh) * 2016-06-07 2018-07-03 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含铌动车组车轴用钢热处理工艺
CN105951000A (zh) * 2016-07-13 2016-09-21 马鞍山钢铁股份有限公司 一种含钒铌动车组车轴用钢及其热处理工艺
CN108660370A (zh) * 2017-03-27 2018-10-16 株式会社神户制钢所 钢锻件用钢、和组装型曲轴用钢锻曲拐及钢锻轴颈
CN108660370B (zh) * 2017-03-27 2020-07-28 株式会社神户制钢所 钢锻件用钢、和组装型曲轴用钢锻曲拐及钢锻轴颈
CN110462083A (zh) * 2017-08-18 2019-11-15 国立大学法人大阪大学 高硬度并且韧性优异的钢
CN110462083B (zh) * 2017-08-18 2021-06-01 国立大学法人大阪大学 高硬度并且韧性优异的钢
US11162162B2 (en) 2017-08-18 2021-11-02 Osaka University Steel with high hardness and excellent toughness
CN111500926A (zh) * 2020-04-24 2020-08-07 建龙北满特殊钢有限责任公司 一种船用钢材料及其制造方法

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