JP2000080444A - 銃砲身用合金鋼 - Google Patents
銃砲身用合金鋼Info
- Publication number
- JP2000080444A JP2000080444A JP10245463A JP24546398A JP2000080444A JP 2000080444 A JP2000080444 A JP 2000080444A JP 10245463 A JP10245463 A JP 10245463A JP 24546398 A JP24546398 A JP 24546398A JP 2000080444 A JP2000080444 A JP 2000080444A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gun barrel
- alloy steel
- strength
- barrel
- hardness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬度が高く、肉厚を薄くしても最大連射時に
銃砲身が到達するような最高温度において降伏強度が高
く、しかも低温における衝撃強度が高い銃砲身を形成す
ることが可能な合金鋼を提供する。 【解決手段】 常温硬度がＨＲＣ２８〜３６、６００℃
における降伏強度（０．２％耐力）が５３５Ｎ／ｍｍ2
以上、且つ−４０℃における衝撃強度が２０Ｊ／ｃｍ2
以上である性質の合金鋼である。該合金鋼には、Ｃｒ：
１．５〜３．０％、Ｍｏ：１．２〜３．０％、及びＶ：
０．６〜１．５％が含まれる。さらに具体的には、Ｃ：
０．２０〜０．３０％、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ：
１．０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｃｒ：１．５〜
３．０％、Ｎｉ：０．５％以下、Ｍｏ：１．２〜３．０
％、Ｖ：０．６〜１．５％、Ｔｉ：０．００５％以下、
Ｃｕ：０．０５％以下、Ｏ：０．００２０％以下、残
部：Ｆｅ及び不純物である。
銃砲身が到達するような最高温度において降伏強度が高
く、しかも低温における衝撃強度が高い銃砲身を形成す
ることが可能な合金鋼を提供する。 【解決手段】 常温硬度がＨＲＣ２８〜３６、６００℃
における降伏強度（０．２％耐力）が５３５Ｎ／ｍｍ2
以上、且つ−４０℃における衝撃強度が２０Ｊ／ｃｍ2
以上である性質の合金鋼である。該合金鋼には、Ｃｒ：
１．５〜３．０％、Ｍｏ：１．２〜３．０％、及びＶ：
０．６〜１．５％が含まれる。さらに具体的には、Ｃ：
０．２０〜０．３０％、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ：
１．０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｃｒ：１．５〜
３．０％、Ｎｉ：０．５％以下、Ｍｏ：１．２〜３．０
％、Ｖ：０．６〜１．５％、Ｔｉ：０．００５％以下、
Ｃｕ：０．０５％以下、Ｏ：０．００２０％以下、残
部：Ｆｅ及び不純物である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銃砲身を軽量化す
ることができ且つ銃砲身の連射能力を向上することがで
きる銃砲身用合金鋼に関する。
ることができ且つ銃砲身の連射能力を向上することがで
きる銃砲身用合金鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】銃は移動使用されるため、銃砲身を可能
な限り軽量化できることが要望されている。即ち、同一
口径の銃砲身であれば、軽量化するには銃砲身の肉厚を
薄くすればよい。しかしながら、肉厚と降伏強度（０．
２％耐力）とは逆比例の関係にあるので、肉厚を薄くす
ると降伏応力が低下し、連射能力の低下につながる。銃
砲身は肉厚円筒と見なすことができるので、銃砲身の肉
厚ｔは、内壁の半径ｒ（ｍｍ）と発射薬の燃焼ガスの内
圧ｐ（Ｎ／ｍｍ2 ）と素材の降伏強度ρ（Ｎ／ｍｍ2 ）
を用いて次式（１）により表される。
な限り軽量化できることが要望されている。即ち、同一
口径の銃砲身であれば、軽量化するには銃砲身の肉厚を
薄くすればよい。しかしながら、肉厚と降伏強度（０．
２％耐力）とは逆比例の関係にあるので、肉厚を薄くす
ると降伏応力が低下し、連射能力の低下につながる。銃
砲身は肉厚円筒と見なすことができるので、銃砲身の肉
厚ｔは、内壁の半径ｒ（ｍｍ）と発射薬の燃焼ガスの内
圧ｐ（Ｎ／ｍｍ2 ）と素材の降伏強度ρ（Ｎ／ｍｍ2 ）
を用いて次式（１）により表される。
【０００３】
【数１】
【０００４】ところで、銃砲身は弾丸が発射される毎に
発射薬の燃焼ガスにより、繰返し高圧・高温にさらさ
れ、過酷な環境下にある。銃砲身の素材の降伏強度
（０．２％耐力：０．２％の歪が出たときの降伏応力の
値と定義する）は温度が上昇すると低下する傾向にあ
る。しかしながら、降伏強度（０．２％耐力）、特に高
温における降伏強度（０．２％耐力）の大きい素材ほど
銃砲身の軽量化、連射能力の向上で有利であることか
ら、このような素材の合金鋼を創り出すことが求められ
る。したがって、銃砲身の最小肉厚ｔは最大連射時に銃
砲身が到達する最高温度における降伏強度（０．２％耐
力）から前記式（１）を用いて決定される。
発射薬の燃焼ガスにより、繰返し高圧・高温にさらさ
れ、過酷な環境下にある。銃砲身の素材の降伏強度
（０．２％耐力：０．２％の歪が出たときの降伏応力の
値と定義する）は温度が上昇すると低下する傾向にあ
る。しかしながら、降伏強度（０．２％耐力）、特に高
温における降伏強度（０．２％耐力）の大きい素材ほど
銃砲身の軽量化、連射能力の向上で有利であることか
ら、このような素材の合金鋼を創り出すことが求められ
る。したがって、銃砲身の最小肉厚ｔは最大連射時に銃
砲身が到達する最高温度における降伏強度（０．２％耐
力）から前記式（１）を用いて決定される。
【０００５】一方、高強度の材料は，一般に硬度が高い
ので、ライフリングのためのブローチ加工が難しくな
る。また、硬度が高いと靱性や延性も劣り、衝撃荷重即
ち短時間に急激に作用する荷重に対して脆弱であるとい
った問題がある。また、銃砲身は極寒の環境下でも使用
されることがあるので、特に、低温における衝撃強度も
ある程度確保しなければならない。
ので、ライフリングのためのブローチ加工が難しくな
る。また、硬度が高いと靱性や延性も劣り、衝撃荷重即
ち短時間に急激に作用する荷重に対して脆弱であるとい
った問題がある。また、銃砲身は極寒の環境下でも使用
されることがあるので、特に、低温における衝撃強度も
ある程度確保しなければならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、硬度が適当
で、肉厚を薄くしても最大連射時に銃砲身が到達するよ
うな最高温度において降伏強度が高く、しかも低温にお
ける衝撃強度が高い銃砲身を形成することが可能な合金
鋼を提供することを目的とする。
で、肉厚を薄くしても最大連射時に銃砲身が到達するよ
うな最高温度において降伏強度が高く、しかも低温にお
ける衝撃強度が高い銃砲身を形成することが可能な合金
鋼を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記した課
題を満足する合金鋼を見いだすべく鋭意研究した結果、
前記課題を満足する本発明の銃砲身用合金鋼として、常
温硬度がＨＲＣ２８〜３６、６００℃における降伏強度
（０．２％耐力）が５３５Ｎ／ｍｍ2 以上、且つ−４０
℃における衝撃強度が２０Ｊ／ｃｍ2 以上である性質の
合金鋼を創り出した。
題を満足する合金鋼を見いだすべく鋭意研究した結果、
前記課題を満足する本発明の銃砲身用合金鋼として、常
温硬度がＨＲＣ２８〜３６、６００℃における降伏強度
（０．２％耐力）が５３５Ｎ／ｍｍ2 以上、且つ−４０
℃における衝撃強度が２０Ｊ／ｃｍ2 以上である性質の
合金鋼を創り出した。
【０００８】本発明の合金鋼には、Ｃｒ：１．５〜３．
０％、Ｍｏ：１．２〜３．０％、及びＶ：０．６〜１．
５％が含まれることが特徴であり、従来の銃砲身用合金
鋼よりも含有％が多い。
０％、Ｍｏ：１．２〜３．０％、及びＶ：０．６〜１．
５％が含まれることが特徴であり、従来の銃砲身用合金
鋼よりも含有％が多い。
【０００９】
【発明の実施の形態】前記性質を有する本発明の合金鋼
の成分組成は、さらに詳細には、次の表１に示す範囲の
ものである。
の成分組成は、さらに詳細には、次の表１に示す範囲の
ものである。
【００１０】
【表１】
【００１１】Ｃが０．２０％未満であると、銃砲身用合
金鋼としての強度を確保することができない。
金鋼としての強度を確保することができない。
【００１２】Ｃｒについて、低Ｃ含有量（０．２０〜
０．３０％）鋼の高温（６００℃）強度（硬さ）に及ぼ
すＣｒの影響は、Ｃの増加と共に大となるが、Ｃとの相
互作用において１．５％を下限とすることが強度を確保
するために必要である。
０．３０％）鋼の高温（６００℃）強度（硬さ）に及ぼ
すＣｒの影響は、Ｃの増加と共に大となるが、Ｃとの相
互作用において１．５％を下限とすることが強度を確保
するために必要である。
【００１３】Ｍｏについて、低Ｃ含有量（０．２０〜
０．３０％）鋼の高温（６００℃）強度（硬さ）に及ぼ
すＭｏの影響は、Ｃの増加と共に大となるが、Ｃとの相
互作用において１．２％を下限とすることが強度を確保
するために必要である。
０．３０％）鋼の高温（６００℃）強度（硬さ）に及ぼ
すＭｏの影響は、Ｃの増加と共に大となるが、Ｃとの相
互作用において１．２％を下限とすることが強度を確保
するために必要である。
【００１４】Ｖについて、低Ｃ含有量（０．２０〜０．
３０％）鋼の高温（６００℃）強度（硬さ）に及ぼすＶ
の影響は、Ｃの増加と共に大となるが、低温衝撃値を確
保し、なおかつ、高温強度を確保するためには、Ｃ
（％）×３、具体的には０．６％を下限とすることが必
要である。
３０％）鋼の高温（６００℃）強度（硬さ）に及ぼすＶ
の影響は、Ｃの増加と共に大となるが、低温衝撃値を確
保し、なおかつ、高温強度を確保するためには、Ｃ
（％）×３、具体的には０．６％を下限とすることが必
要である。
【００１５】本発明の銃砲身用合金鋼の製造工程は、鋼
塊を溶解精錬し、鋼塊の全面のターニング（表面の黒皮
の削り取り）等の鋼塊整備し、４以上の鍛練比で加工
し、熱処理することからなる。該熱処理は、次の工程か
らなる。
塊を溶解精錬し、鋼塊の全面のターニング（表面の黒皮
の削り取り）等の鋼塊整備し、４以上の鍛練比で加工
し、熱処理することからなる。該熱処理は、次の工程か
らなる。
【００１６】焼きならし工程：特に必須ではないが、一
般的には、１０００℃前後にし、空冷する。
般的には、１０００℃前後にし、空冷する。
【００１７】焼き入れ工程：１０００℃前後で保持後、
急冷する。
急冷する。
【００１８】焼き戻し工程：６５０〜７５０℃で保持
し、その後空冷する。この工程を２回程度繰返す。
し、その後空冷する。この工程を２回程度繰返す。
【００１９】
【実施例】下記の表２に示す組成の鋼塊（実施例１及び
実施例２の２種類）を各３０ｋｇ用意した。この鋼塊を
全面のターニングして整備して平均直径φ１０４ｍｍと
した。次いで平均直径φが２７ｍｍとなるまで鍛伸し
た。次いでＪＩＳ Ｚ ２２０２（Ｖノッチ）の衝撃試
験片を、鍛伸方向に対して直角方向から採取する目的
で、衝撃試験片用素材のみ鍛圧した。次いで１０００℃
１時間保持し油焼き入れし、次いで６８０℃１時間保持
し空冷することを２回繰り返してなる焼き戻しをした。
熱処理したものから試験片を実施例１と実施例２の２種
類採取した。
実施例２の２種類）を各３０ｋｇ用意した。この鋼塊を
全面のターニングして整備して平均直径φ１０４ｍｍと
した。次いで平均直径φが２７ｍｍとなるまで鍛伸し
た。次いでＪＩＳ Ｚ ２２０２（Ｖノッチ）の衝撃試
験片を、鍛伸方向に対して直角方向から採取する目的
で、衝撃試験片用素材のみ鍛圧した。次いで１０００℃
１時間保持し油焼き入れし、次いで６８０℃１時間保持
し空冷することを２回繰り返してなる焼き戻しをした。
熱処理したものから試験片を実施例１と実施例２の２種
類採取した。
【００２０】
【表２】
【００２１】前記工程で得た各試験片についての硬さ、
衝撃強度（−４０℃）、降伏強度（６００℃、０．２％
耐力）を測定した。その結果を下記の表３に示す。比較
例として、ＳＣＭ４４０（ＪＩＳ Ｇ ４１０５）、Ｍ
ＩＬ−Ｓ−４６０４７（「米国軍用仕様書 小型武器の
銃砲身のための鋼鉄、鉄棒、素板」）、２１ＣｒＭｏＶ
５１１（ＤＩＮ規格）を併せて下記の表３に示す。
衝撃強度（−４０℃）、降伏強度（６００℃、０．２％
耐力）を測定した。その結果を下記の表３に示す。比較
例として、ＳＣＭ４４０（ＪＩＳ Ｇ ４１０５）、Ｍ
ＩＬ−Ｓ−４６０４７（「米国軍用仕様書 小型武器の
銃砲身のための鋼鉄、鉄棒、素板」）、２１ＣｒＭｏＶ
５１１（ＤＩＮ規格）を併せて下記の表３に示す。
【００２２】
【表３】
【００２３】各実施例と比較例の合金鋼による銃砲身の
厚み、断面積、重量比の計算例 銃砲身の内壁の半径を１０ｍｍ、内圧の最大値を３００
Ｎ／ｍｍ2 、最高到達温度を６００℃と仮定すると、こ
のとき実施例１の合金鋼及び比較のためのＭＩＬ−Ｓ−
４６０４７、２１ＣｒＭｏＶ５１１から作製した銃砲身
に必要な最小肉厚は、前記式（１）から計算して下記表
４の結果を得る。
厚み、断面積、重量比の計算例 銃砲身の内壁の半径を１０ｍｍ、内圧の最大値を３００
Ｎ／ｍｍ2 、最高到達温度を６００℃と仮定すると、こ
のとき実施例１の合金鋼及び比較のためのＭＩＬ−Ｓ−
４６０４７、２１ＣｒＭｏＶ５１１から作製した銃砲身
に必要な最小肉厚は、前記式（１）から計算して下記表
４の結果を得る。
【００２４】
【表４】
【００２５】このとき実施例及び各比較例の銃砲身の断
面積は計算により下記の表５のようになる。
面積は計算により下記の表５のようになる。
【００２６】
【表５】
【００２７】実施例及び各比較例における銃砲身の比重
はほぼ同じであるとすることができ、断面積の比＝重量
比として考えることができる。２１ＣｒＭｏＶ５１１に
対して各例を比較すると下記の表６のようになる。
はほぼ同じであるとすることができ、断面積の比＝重量
比として考えることができる。２１ＣｒＭｏＶ５１１に
対して各例を比較すると下記の表６のようになる。
【００２８】
【表６】
【００２９】すなわち、本実施例１の銃砲身用合金鋼
は、０．２％耐力を２１ＣｒＭｏＶ５１１の０．２％耐
力に対して約２０％向上させることにより、２１ＣｒＭ
ｏＶ５１１から作製した銃砲身よりも約４０％の軽量化
が可能となることが分かる。
は、０．２％耐力を２１ＣｒＭｏＶ５１１の０．２％耐
力に対して約２０％向上させることにより、２１ＣｒＭ
ｏＶ５１１から作製した銃砲身よりも約４０％の軽量化
が可能となることが分かる。
【００３０】
【発明の効果】本発明の銃砲身用合金鋼は硬度が高く、
肉厚を薄くしても最大連射時に銃砲身が到達するような
最高温度において降伏強度が高く、しかも低温における
衝撃強度が高いので、銃砲身の軽量化が可能である。
肉厚を薄くしても最大連射時に銃砲身が到達するような
最高温度において降伏強度が高く、しかも低温における
衝撃強度が高いので、銃砲身の軽量化が可能である。
フロントページの続き (72)発明者 冨山 茂樹 名古屋市南区大同町２丁目30番地 大同特 殊鋼株式会社技術開発研究所内 (72)発明者 小西 正明 名古屋市南区大同町２丁目30番地 大同特 殊鋼株式会社技術開発研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 常温硬度がＨＲＣ２８〜３６、６００℃
における降伏強度（０．２％耐力）が５３５Ｎ／ｍｍ2
以上、且つ−４０℃における衝撃強度が２０Ｊ／ｃｍ2
以上である銃砲身用合金鋼。 - 【請求項２】 Ｃｒ：１．５〜３．０％、Ｍｏ：１．２
〜３．０％、及びＶ：０．６〜１．５％が含まれる請求
項１記載の銃砲身用合金鋼。 - 【請求項３】 成分組成が重量％でＣ：０．２０〜０．
３０％、Ｓｉ：０．６０％以下、Ｍｎ：１．０％以下、
Ｓ：０．００５％以下、Ｃｒ：１．５〜３．０％、Ｎ
ｉ：０．５％以下、Ｍｏ：１．２〜３．０％、Ｖ：０．
６〜１．５％、Ｔｉ：０．００５％以下、Ｃｕ：０．０
５％以下、Ｏ：０．００２０％以下、残部：Ｆｅ及び不
純物である銃砲身用合金鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10245463A JP2000080444A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 銃砲身用合金鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10245463A JP2000080444A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 銃砲身用合金鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000080444A true JP2000080444A (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17134045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10245463A Pending JP2000080444A (ja) | 1998-08-31 | 1998-08-31 | 銃砲身用合金鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000080444A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1321535A2 (de) * | 2001-12-19 | 2003-06-25 | Böhler Bleche GmbH | Wekstoff mit hoher ballistischer Schutzwirkung |
| JP2009538983A (ja) * | 2006-05-29 | 2009-11-12 | ラインメタル バッフェ ムニツィオン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 高負荷武器、砲身用ブランク、並びにこれらを装備した武器のための鍛造鋼の製造方法 |
| US8372219B2 (en) | 2010-04-06 | 2013-02-12 | Boehler Edelstahl Gmbh & Co. Kg | Gun barrel of firearms |
| WO2016203169A1 (fr) | 2015-06-19 | 2016-12-22 | Aubert & Duval | Acier pour arme de petit calibre |
-
1998
- 1998-08-31 JP JP10245463A patent/JP2000080444A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1321535A2 (de) * | 2001-12-19 | 2003-06-25 | Böhler Bleche GmbH | Wekstoff mit hoher ballistischer Schutzwirkung |
| EP1321535A3 (de) * | 2001-12-19 | 2003-08-13 | Böhler Bleche GmbH | Wekstoff mit hoher ballistischer Schutzwirkung |
| JP2009538983A (ja) * | 2006-05-29 | 2009-11-12 | ラインメタル バッフェ ムニツィオン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 高負荷武器、砲身用ブランク、並びにこれらを装備した武器のための鍛造鋼の製造方法 |
| US8372219B2 (en) | 2010-04-06 | 2013-02-12 | Boehler Edelstahl Gmbh & Co. Kg | Gun barrel of firearms |
| EP2375212A3 (de) * | 2010-04-06 | 2014-07-16 | BÖHLER Edelstahl GmbH | Lauf für Feuerwaffen |
| WO2016203169A1 (fr) | 2015-06-19 | 2016-12-22 | Aubert & Duval | Acier pour arme de petit calibre |
| FR3037599A1 (fr) * | 2015-06-19 | 2016-12-23 | Aubert & Duval Sa | Acier pour arme de petit calibre |
| CN107735501A (zh) * | 2015-06-19 | 2018-02-23 | 奥伯杜瓦公司 | 用于小口径武器的钢 |
| CN107735501B (zh) * | 2015-06-19 | 2020-03-24 | 奥伯杜瓦公司 | 用于小口径武器的钢 |
| US10724124B2 (en) | 2015-06-19 | 2020-07-28 | Aubert & Duval | Steel for small-caliber weapon |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20190169712A1 (en) | Titanium alloy with improved properties | |
| AU2008214846B2 (en) | Al-Mg alloy product suitable for armour plate applications | |
| AU2003222645B2 (en) | Alpha-beta Ti-A1-V-Mo-Fe alloy | |
| RU2549030C2 (ru) | Дешевый альфа-бета-сплав титана с хорошими баллистическими и механическими свойствами | |
| JP2005298970A (ja) | 冷間加工性に優れる耐熱チタン合金板およびその製造方法 | |
| CN101838757A (zh) | 用于汽轮机的汽轮机转子的镍基合金和使用该镍基合金的汽轮机的汽轮机转子 | |
| US6627012B1 (en) | Method for producing lightweight alloy stock for gun frames | |
| WO2004067783A2 (en) | Eglin steel - a low alloy high strength composition | |
| WO2020091915A2 (en) | Titanium alloy with moderate strength and high ductility | |
| JP2000080444A (ja) | 銃砲身用合金鋼 | |
| JP6158794B2 (ja) | 空気硬化性衝撃耐性合金鋼、その合金を作製する方法、およびその合金を含む物品 | |
| JP2000239805A (ja) | 耐食性及び冷間加工性に優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼 | |
| US10689723B2 (en) | Ferritic stainless steel and heat-resistant member | |
| JP6652020B2 (ja) | 高強度熱間鍛造非調質鋼部品 | |
| JPH11209851A (ja) | ガスタービンディスク材 | |
| WO2001061057A1 (en) | Bar product, cylinder rods, hydraulic cylinders, and method for manufacturing | |
| DK2375212T3 (en) | Run for firearms | |
| JPH05179378A (ja) | 室温および高温強度に優れたＮｉ基合金 | |
| JP3779043B2 (ja) | 二相ステンレス鋼 | |
| JP3236756B2 (ja) | 加工性および強度の優れた含ｂ鋼および該含ｂ鋼製鍛造部品の製造方法 | |
| JP2020019976A (ja) | 熱間鍛造用継目無鋼管 | |
| JP6626046B2 (ja) | 良好な弾道及び機械特性を有する低コストのα−βチタニウム合金 | |
| RU2254393C2 (ru) | Хладостойкий сплав на основе железа | |
| CN116676509A (zh) | 低成本高强度钛合金 | |
| CN115181900A (zh) | 一种奥氏体时效性硬化型耐热钢及其制备方法 |