JP2001123224A - Method for producing high strength and high toughness non-heattreated parts - Google Patents

Method for producing high strength and high toughness non-heattreated parts

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JP2001123224A
JP2001123224A JP30604299A JP30604299A JP2001123224A JP 2001123224 A JP2001123224 A JP 2001123224A JP 30604299 A JP30604299 A JP 30604299A JP 30604299 A JP30604299 A JP 30604299A JP 2001123224 A JP2001123224 A JP 2001123224A
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less
ferrite
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steel
strength
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Inventor
Nobuhiro Murai
暢宏 村井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing high strength and high toughness non-heattreated parts having proof stress of >=550 MPa, yiel ratio of >=0.85 and impact value of >=100 J/cm2 in a Charpy impact test at room temperature using a JIS No. 3 Charpy impact test piece. SOLUTION: Steel having a chemical composition containing 0.02 to 0.10% C, <=0.5% Si, 1.0 to 3.0% Mn, <=0.04% P, <=0.40% S, <=2.0% Cu, <=2.0% Ni, <=2.0% Cr, <=1.0% Mo, <=0.1% Nb, <=0.05% Ti, <=0.1% Nd, <=0.005% B, <=0.1% Al and <=0.01% N, and the balance Fe with impurities, in which 80 to 97% of the structure are composed of ferrite and bainitic ferrite, and also, 50% or more of the structure other than the ferrite and bainitic ferrite are composed of pseudo martensite is subjected to cold working.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度高靱性非調
質部品の製造方法に関する。詳しくは、550MPa以
上の0.2%耐力(又は降伏強度)、0.85以上の降
伏比(「0.2%耐力/引張強度」又は「降伏強度/引
張強度」)を有するとともに、JIS3号シャルピー衝
撃試験片を用いた室温でのシャルピー衝撃試験における
衝撃値が100J/cm2 以上である高強度高靱性非調
質部品の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a high-strength, high-toughness non-refined part. Specifically, it has a 0.2% proof stress (or yield strength) of 550 MPa or more, a yield ratio of 0.85 or more (“0.2% proof strength / tensile strength” or “yield strength / tensile strength”), and JIS No. 3 The present invention relates to a method for producing a high-strength, high-toughness non-heat treated component having an impact value of 100 J / cm 2 or more in a Charpy impact test at room temperature using a Charpy impact test specimen.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車や各種産業機械などの機械構造部
品、なかでも動力伝達系部品や重要保安部品には高い強
度と優れた靱性が必要とされる。このため、上記の部品
は従来、機械構造用鋼を素材として、これに焼入れ、焼
戻しを行って製造されるのが一般的であった。しかし最
近、省エネルギ−や地球環境問題が重視されるようにな
って、前記の焼入れ、焼戻しの工程を省略したり、簡略
化しようとする動きが盛んになってきた。
2. Description of the Related Art Machine structural parts such as automobiles and various industrial machines, especially power transmission parts and important safety parts, require high strength and excellent toughness. For this reason, the above components have conventionally been generally manufactured by quenching and tempering steel made of steel for machine structural use. However, recently, with emphasis on energy saving and global environmental issues, there has been an increasing movement to omit or simplify the quenching and tempering steps.

【0003】上記の動きに応じて、鋼にVやTiなどの
合金元素を添加し、その析出硬化作用を活用して熱間鍛
造(熱間加工)後に放冷したままでも、焼入れ、焼戻し
を行う所謂「調質鋼」に近い引張強度を確保できる熱間
鍛造用の非調質鋼が開発されているが、この非調質鋼の
靱性は低く、前記した各種部品に要求される靱性を確保
するには不十分であった。
[0003] In response to the above-mentioned movement, alloying elements such as V and Ti are added to steel, and quenching and tempering are performed by utilizing the precipitation hardening effect of the steel, even after being left to cool after hot forging (hot working). Non-heat treated steel for hot forging that can secure tensile strength close to the so-called "heat treated steel" has been developed.However, the toughness of this non-heat treated steel is low, and the toughness required for the above-mentioned various components is reduced. It was not enough to secure.

【0004】更に、非調質鋼は調質鋼に比べて降伏比
(「0.2%耐力/引張強度」又は「降伏強度/引張強
度」、以下簡単のために0.2%耐力と降伏強度をまと
めて耐力という)が低いので、前記の熱間鍛造用非調質
鋼の場合、高強度の最終部品形状に切削加工し難く生産
性が低いという問題もある。
[0004] Furthermore, the non-heat treated steel has a higher yield ratio ("0.2% proof stress / tensile strength" or "yield strength / tensile strength") than the heat treated steel. Therefore, in the case of the non-heat treated steel for hot forging, there is also a problem that it is difficult to cut into a high-strength final part shape and the productivity is low.

【0005】すなわち、一般に機械部品は外部からの負
荷に対して永久変形するか否かが問われるため、その設
計には耐力が用いられる。したがって、高強度の部品が
要求される場合には耐力を高める必要が生じ、非調質鋼
の耐力を上昇させようとすると、降伏比が低いことから
引張強度が必要以上に高くなりすぎてしまう。熱間鍛造
は部品の粗成形を行なうための加工であるため、最終の
製品形状を得るためには切削加工を施す必要があり、こ
の切削加工を行う際の切削抵抗は引張強度の上昇により
高くなるため、熱間鍛造用非調質鋼は切削性が大きく劣
化して生産性が低下してしまうのである。
That is, generally, it is determined whether or not a mechanical component is permanently deformed in response to an external load. Therefore, when high-strength parts are required, it is necessary to increase the proof stress, and when trying to increase the proof stress of the non-heat treated steel, the tensile strength becomes too high because the yield ratio is low. . Since hot forging is a process for performing rough forming of parts, it is necessary to perform cutting to obtain the final product shape, and the cutting resistance during this cutting is increased due to the increase in tensile strength. Therefore, the non-heat treated steel for hot forging has a large deterioration in machinability and a drop in productivity.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、その目的は、自動車や各種産業機
械などの機械構造部品、なかでも動力伝達系部品や重要
保安部品として好適な、耐力が550MPa以上、降伏
比が0.85以上で、且つ、JIS3号シャルピー衝撃
試験片を用いた室温でのシャルピー衝撃試験(以下、単
にシャルピー衝撃試験ともいう)において100J/c
2 以上の衝撃値を有する高強度高靱性非調質部品の製
造方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above situation, and has as its object to be suitable as a machine structural component such as an automobile or various industrial machines, especially a power transmission system component or an important security component. , A proof stress of 550 MPa or more, a yield ratio of 0.85 or more, and 100 J / c in a Charpy impact test at room temperature using a JIS No. 3 Charpy impact test piece (hereinafter, also simply referred to as a Charpy impact test).
An object of the present invention is to provide a method for producing a high-strength, high-toughness non-heat-treated part having an impact value of m 2 or more.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
(1)及び(2)に示す高強度高靱性非調質部品の製造
方法にある。
The gist of the present invention resides in a method for producing a high-strength, high-toughness non-heat-treated part as shown in the following (1) and (2).

【0008】(1)質量%で、C:0.02〜0.10
%、Si:0.5%以下、Mn:1.0〜3.0%、
P:0.04%以下、S:0.40%以下、Cu:2.
0%以下、Ni:2.0%以下、Cr:2.0%以下、
Mo:1.0%以下、Nb:0.1%以下、Ti:0.
05%以下、Nd:0.1%以下、B:0.005%以
下、Al:0.1%以下、N:0.01%以下を含有
し、残部はFe及び不純物の化学組成からなり、組織の
80〜97%がフェライトとベイニティックフェライト
の混合組織で、且つ、フェライトとベイニティックフェ
ライト以外の組織の50%以上が擬似マルテンサイトで
ある鋼材に冷間加工を施すことを特徴とする高強度高靱
性非調質部品の製造方法。
(1) In mass%, C: 0.02 to 0.10
%, Si: 0.5% or less, Mn: 1.0 to 3.0%,
P: 0.04% or less, S: 0.40% or less, Cu: 2.
0% or less, Ni: 2.0% or less, Cr: 2.0% or less,
Mo: 1.0% or less, Nb: 0.1% or less, Ti: 0.
It contains 0.05% or less, Nd: 0.1% or less, B: 0.005% or less, Al: 0.1% or less, N: 0.01% or less, and the balance consists of a chemical composition of Fe and impurities. 80 to 97% of the structure is a mixed structure of ferrite and bainitic ferrite, and 50% or more of the structure other than ferrite and bainitic ferrite is subjected to cold working to a steel material which is pseudo martensite. Of high strength, high toughness non-heat treated parts.

【0009】(2)上記(1)に記載の化学組成と組織
を有する鋼材に冷間加工を施した後、更に、600℃以
下の温度で時効することを特徴とする高強度高靱性非調
質部品の製造方法。
(2) A steel material having the chemical composition and structure described in (1) above is subjected to cold working, and then is aged at a temperature of 600 ° C. or less. Quality parts manufacturing method.

【0010】ここで、「ベイニティックフェライト」と
は、所謂「B−I型ベイナイト」を指す。
Here, "bainitic ferrite" refers to a so-called "BI type bainite".

【0011】なお、本来、「ベイナイト」は「フェライ
ト」と「セメンタイト粒子」の混合組織であり、通常は
「上部ベイナイト」と「下部ベイナイト」に区分されて
いる。このベイナイトの形態分類法には、フェライトの
形態によって分類する方法と、炭化物(セメンタイト)
の析出形態で分類する方法の2つがあり、フェライトの
形態で分類した場合、オーステナイト粒界からラス状の
フェライトが束になって生成したものが「上部ベイナイ
ト」で、板状フェライトとその内部の微細な板状セメン
タイトからなるものが「下部ベイナイト」である。一
方、炭化物(セメンタイト)の析出形態でベイナイトを
分類した場合には、ラス状フェライトの界面にセメンタ
イトが生成したものが「上部ベイナイト」、フェライト
粒内にセメンタイトが微細に析出したものが「下部ベイ
ナイト」である。
Incidentally, "bainite" is originally a mixed structure of "ferrite" and "cementite particles", and is usually divided into "upper bainite" and "lower bainite". The bainite morphology classification method includes a method of classifying according to the morphology of ferrite and a method of classifying carbide (cementite).
There are two methods of classifying according to the form of precipitation of ferrite. In the case of classifying in the form of ferrite, lath-like ferrite is bundled from austenite grain boundaries to form “upper bainite”, which is plate-like ferrite and its inner part. What consists of fine plate-like cementite is "lower bainite". On the other hand, when bainite is classified according to the precipitation form of carbide (cementite), the case where cementite is formed at the interface of lath-like ferrite is “upper bainite”, and the case where cementite is finely precipitated in ferrite grains is “lower bainite”. ".

【0012】上記の「上部ベイナイト」は、フェライト
の形態をもとに、更に、セメンタイトの析出形態をも加
味して、図1に示すように「B−I型ベイナイト」、
「B−II型ベイナイト」及び「B−III型ベイナイト」
と細かく分類されることがある。つまり、比較的高温度
域で、オーステナイト粒界1からセメンタイト2の析出
を伴わずにラス状フェライト3が生成した場合には「B
−I型ベイナイト」(図1(a))と称され、変態温度
がやや下がった、ラス状フェライト3の界面にセメンタ
イト2の析出を伴う典型的な上部ベイナイトは「B−II
型ベイナイト」(図1(b))と称される。更に温度が
下がった領域で生成し、極めて微細なラス状フェライト
3の内部に1方向にそろったセメンタイト2の粒子が分
散したものは「B−III型ベイナイト」(図1(c))
と称される。上記したように、本発明における「ベイニ
ティックフェライト」は、この「B−I型ベイナイト」
を指す。
The above-mentioned "upper bainite" is based on the form of ferrite and further takes into account the form of precipitation of cementite, as shown in FIG.
"B-II type bainite" and "B-III type bainite"
May be finely classified. In other words, when lath-like ferrite 3 is formed in a relatively high temperature range without precipitation of cementite 2 from austenite grain boundary 1, "B
A typical upper bainite, referred to as "-I-type bainite" (FIG. 1 (a)) and having a slightly lowered transformation temperature, with precipitation of cementite 2 at the interface of lath-like ferrite 3, is called "B-II".
Type bainite "(FIG. 1 (b)). The B-III type bainite (FIG. 1 (c)) is formed in a region where the temperature is further lowered, and in which extremely fine lath-like ferrite 3 in which particles of cementite 2 aligned in one direction are dispersed.
It is called. As described above, the “bainitic ferrite” in the present invention refers to this “BI type bainite”.
Point to.

【0013】又、擬似マルテンサイトとは、オーステナ
イトがフェライトとベイニティックフェライトに変態す
る際に、Cが未変態のオーステナイトに濃縮し、その後
の冷却過程で、上記のCが濃縮した未変態のオーステナ
イトがマルテンサイトと未変態のオーステナイトになっ
たものを指す。なお、この擬似マルテンサイトには上記
のマルテンサイトと未変態オーステナイトとの混合組織
だけではなく、マルテンサイト単相や未変態のオーステ
ナイト単相の組織をも含む。
[0013] Pseudo martensite means that when austenite is transformed into ferrite and bainitic ferrite, C is concentrated into untransformed austenite, and in the subsequent cooling process, the untransformed C in which the above-mentioned C is concentrated. Austenite refers to martensite and untransformed austenite. The pseudo martensite includes not only the above-described mixed structure of martensite and untransformed austenite, but also the structure of a martensite single phase or an untransformed austenite single phase.

【0014】組織の割合は顕微鏡観察したときの組織割
合、つまり、面積率のことをいい、フェライトとベイニ
ティックフェライトの混合組織の面積率は、組織中にお
けるフェライトとベイニティックフェライトの各面積率
の和を指す。なお、本発明でいう「フェライトとベイニ
ティックフェライトの混合組織」とは、フェライトとベ
イニティックフェライトとが共存する組織を指す。フェ
ライト、ベイニティックフェライト及び擬似マルテンサ
イト以外の組織は、Cを過飽和に含んだパーライトやベ
イナイトなど何であってもよい。
The ratio of the structure means the ratio of the structure when observed under a microscope, that is, the area ratio. The area ratio of the mixed structure of ferrite and bainitic ferrite means the area ratio of the ferrite and bainitic ferrite in the structure. Refers to the sum of the rates. The “mixed structure of ferrite and bainitic ferrite” in the present invention refers to a structure in which ferrite and bainitic ferrite coexist. The structure other than ferrite, bainitic ferrite and pseudo martensite may be any structure such as pearlite and bainite containing C in supersaturation.

【0015】非調質とは焼入れ、焼戻しの所謂「調質処
理」を施さないことをいい、したがって、非調質部品は
焼入れ、焼戻しの処理を両方とも行わない部品を指す。
[0015] The non-heat treated means that no so-called "heat treatment" such as quenching and tempering is performed. Therefore, the non-heat treated part refers to a part which is not subjected to both the quenching and the tempering.

【0016】なお、既に述べたように、本明細書におい
ては0.2%耐力と降伏強度を総称して「耐力」とい
う。
As described above, 0.2% proof stress and yield strength are collectively referred to as "proof stress" in this specification.

【0017】以下、上記の(1)、(2)に記載のもの
をそれぞれ(1)の発明、(2)の発明という。
Hereinafter, those described in the above (1) and (2) are referred to as the invention of (1) and the invention of (2), respectively.

【0018】本発明者らは、前記した課題を解決するた
めに、すなわち、550MPa以上の耐力、0.85以
上の降伏比、シャルピー衝撃試験における100J/c
2以上の衝撃値を有する高強度高靱性非調質部品の製
造方法を提供するために種々の検討を行った結果、下記
の知見を得た。
In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have proof stress of 550 MPa or more, yield ratio of 0.85 or more, and 100 J / c in Charpy impact test.
As a result of conducting various studies in order to provide a method for producing a high-strength, high-toughness non-heat treated component having an impact value of m 2 or more, the following findings were obtained.

【0019】(a)化学組成が特定の低炭素−Mn系か
らなり、しかも、その組織中に占めるフェライト、ベイ
ニティックフェライト及び擬似マルテンサイトの割合が
特定の値である鋼材に冷間伸線、冷間引き抜きや冷間押
し出しなどの冷間加工を行えば、耐力と降伏比を高める
ことができる。この場合、冷間加工の減面率を10%以
上とすれば、安定して耐力と降伏比を高めることができ
る。
(A) Cold drawing to a steel material whose chemical composition is a specific low carbon-Mn system and in which the proportion of ferrite, bainitic ferrite and pseudo martensite in the structure is a specific value. By performing cold working such as cold drawing or cold extrusion, the yield strength and the yield ratio can be increased. In this case, if the area reduction rate of the cold working is set to 10% or more, the yield strength and the yield ratio can be stably increased.

【0020】なお、「減面率」とは、{(冷間加工前の
鋼材の断面積)−(冷間加工後の鋼材の断面積)}/
(冷間加工前の鋼材の断面積)をいう。
The “area reduction rate” is defined as {(cross-sectional area of steel before cold working) − (cross-sectional area of steel after cold working)} /
(Cross-sectional area of steel material before cold working).

【0021】(b)冷間加工の後、300〜600℃で
時効すれば耐力が高まるので、その結果降伏比を一層高
めることができる。
(B) After aging at 300 to 600 ° C. after cold working, the yield strength is increased, and as a result, the yield ratio can be further increased.

【0022】(c)鋼が適正量のCu、Ni、Mo、N
b、Ti及びBを含有しておれば、上記の効果が一層大
きくなる。
(C) The steel has an appropriate amount of Cu, Ni, Mo, N
When b, Ti and B are contained, the above-mentioned effect is further enhanced.

【0023】本発明は、上記の知見に基づいて完成され
たものである。
The present invention has been completed based on the above findings.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の各要件について詳
しく説明する。なお、各元素の含有量の「%」表示は
「質量%」を意味する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Each requirement of the present invention will be described in detail below. In addition, "%" of the content of each element means "% by mass".

【0025】(A)化学組成 C:0.02〜0.10% Cは、強度を上昇させる作用がある。しかし、その含有
量が0.02%未満では、所望の550MPa以上の耐
力を確保することが難しい。一方、0.10%を超える
と靱性の劣化を招く。したがって、Cの含有量を0.0
2〜0.10%とした。なお、C含有量の望ましい範囲
は0.04〜0.08%である。
(A) Chemical composition C: 0.02 to 0.10% C has the effect of increasing the strength. However, if the content is less than 0.02%, it is difficult to secure a desired yield strength of 550 MPa or more. On the other hand, when it exceeds 0.10%, toughness is deteriorated. Therefore, the content of C is set to 0.0
2 to 0.10%. Note that a desirable range of the C content is 0.04 to 0.08%.

【0026】Si:0.5%以下 Siは添加しなくてもよい。添加すれば、焼入れ性を高
める作用がある。この効果を確実に得るには、Siは
0.1%以上の含有量とすることが好ましい。しかし、
多量に含有させるとフェライト地の靱性を劣化させるの
で、冷間加工性の低下を招く。特に、その含有量が0.
5%を超えると冷間加工性の低下が著しくなる。したが
って、Siの含有量を0.5%以下とした。なお、十分
な冷間加工性を得るためには、Siの含有量を0.3%
以下とすることが好ましい。
Si: 0.5% or less Si need not be added. If added, it has the effect of increasing the hardenability. To ensure this effect, the content of Si is preferably set to 0.1% or more. But,
If it is contained in a large amount, the toughness of the ferrite ground is deteriorated, so that the cold workability is reduced. In particular, the content is 0.1.
If it exceeds 5%, the cold workability is significantly reduced. Therefore, the content of Si is set to 0.5% or less. In addition, in order to obtain sufficient cold workability, the content of Si is set to 0.3%.
It is preferable to set the following.

【0027】Mn:1.0〜3.0% Mnは、安価な焼入れ性向上元素であり、熱間加工時に
パ−ライトの生成を抑制し、擬似マルテンサイトやベイ
ニティックフェライトを生成させる効果を有する。この
効果を得るためにはMnの含有量を1.0%以上とする
必要がある。しかし、その含有量が3.0%を超えると
偏析が顕著になり、加工性、なかでも冷間加工性が劣化
する。したがって、Mnの含有量を1.0〜3.0%と
した。なお、Mn含有量の望ましい範囲は1.5〜2.
5%である。
Mn: 1.0 to 3.0% Mn is an inexpensive hardenability improving element, which suppresses the formation of pearlite during hot working and has the effect of forming pseudo martensite and bainitic ferrite. Having. To obtain this effect, the Mn content needs to be 1.0% or more. However, when the content exceeds 3.0%, segregation becomes remarkable, and workability, especially cold workability, is deteriorated. Therefore, the content of Mn is set to 1.0 to 3.0%. In addition, the desirable range of Mn content is 1.5-2.
5%.

【0028】P:0.04%以下 Pは靱性を劣化させてしまうので、その含有量はできる
だけ低くすることが望ましいが、Pの含有量を低減させ
るには二次精錬が必要であり、経済性の観点から問題と
なる場合があるので、その量については部品に要求され
る性能とコストによって決めればよい。しかし、Pを
0.04%を超えて含有すれば靱性が著しく低下する。
したがって、Pの含有量を0.04%以下とした。な
お、良好な靱性(シャルピー衝撃特性)を得るために
は、Pの含有量を0.025%以下とすることが好まし
い。
P: 0.04% or less Since P deteriorates toughness, its content is preferably made as low as possible. However, in order to reduce the content of P, secondary refining is required, and economic In some cases, this may be a problem from the viewpoint of performance, so the amount may be determined according to the performance and cost required for the component. However, if the content of P exceeds 0.04%, the toughness is significantly reduced.
Therefore, the content of P is set to 0.04% or less. In order to obtain good toughness (Charpy impact properties), the content of P is preferably set to 0.025% or less.

【0029】S:0.40%以下 Sは添加しなくてもよい。添加すれば、鋼中でMnSを
形成して被削性を高める作用を有する。この効果を確実
に得るには、Sは0.01%以上の含有量とすることが
好ましい。しかし、Sの含有量が0.40%を超えると
冷間伸線、冷間引き抜きや冷間押し出しなどの冷間加工
中にMnSが伸びて縦割れを起こす。したがって、Sの
含有量を0.40%以下とした。なお、良好な冷間加工
性を得るためには、Sの含有量は0.10%以下とする
ことが好ましい。
S: 0.40% or less S may not be added. If added, it has the effect of forming MnS in the steel to enhance machinability. To ensure this effect, the content of S is preferably set to 0.01% or more. However, when the S content exceeds 0.40%, MnS elongates during cold working such as cold drawing, cold drawing or cold extrusion to cause longitudinal cracks. Therefore, the content of S is set to 0.40% or less. In order to obtain good cold workability, the content of S is preferably set to 0.10% or less.

【0030】Cu:2.0%以下 Cuは添加しなくてもよい。添加すれば、焼入れ性を向
上させて熱間加工時にパ−ライトの生成を抑制する作用
や、時効処理で析出して時効後の強度を高める作用があ
る。こうした効果を確実に得るには、Cuは0.5%以
上の含有量とすることが好ましい。しかし、Cuを2.
0%を超えて含有させても前記の効果は飽和し、コスト
が嵩むばかりである。したがって、Cuの含有量を2.
0%以下とした。なお、Cuを添加する場合には次に述
べるNiとともに複合添加することが好ましい。
Cu: 2.0% or less Cu need not be added. If added, it has the effect of improving the quenchability and suppressing the formation of pearlite during hot working, and the effect of increasing the strength after aging by precipitation by aging treatment. In order to surely obtain such an effect, the content of Cu is preferably set to 0.5% or more. However, if Cu
Even if the content exceeds 0%, the above effect is saturated and the cost is increased. Therefore, the content of Cu is set to 2.
0% or less. In addition, when adding Cu, it is preferable to add together with Ni described below.

【0031】Ni:2.0%以下 Niも添加しなくてもよい。添加すれば、焼入れ性を向
上させて熱間加工時にパ−ライトの生成を抑制する作用
がある。この効果を確実に得るには、Niは0.5%以
上の含有量とすることが好ましい。しかし、Niを2.
0%を超えて含有させても前記の効果は飽和し、コスト
が嵩むばかりである。したがって、Niの含有量を2.
0%以下とした。なお、上記のCuを添加する場合には
Niを同時添加することが好ましい。
Ni: 2.0% or less Ni may not be added. If added, it has the effect of improving the hardenability and suppressing the formation of pearlite during hot working. To ensure this effect, the content of Ni is preferably 0.5% or more. However, Ni was added to 2.
Even if the content exceeds 0%, the above effect is saturated and the cost is increased. Therefore, the content of Ni is set to 2.
0% or less. In addition, when adding the above-mentioned Cu, it is preferred to add Ni simultaneously.

【0032】Cr:2.0%以下 Crは添加しなくてもよい。添加すれば、熱間加工時に
パ−ライトの生成を抑制する効果がある。この効果を確
実に得るには、Crは0.2%以上の含有量とすること
が好ましい。しかし、Crを2.0%を超えて含有させ
ても前記の効果は飽和し、コストが嵩むばかりである。
したがって、Crの含有量を2.0%以下とした。製品
コストを抑えるためには、Cr含有量を1.0%以下と
することが望ましい。
Cr: 2.0% or less Cr need not be added. If added, there is an effect of suppressing the generation of pearlite during hot working. To ensure this effect, the content of Cr is preferably set to 0.2% or more. However, even if Cr is contained in an amount exceeding 2.0%, the above effect is saturated, and the cost is increased.
Therefore, the content of Cr is set to 2.0% or less. In order to suppress the product cost, it is desirable that the Cr content be 1.0% or less.

【0033】Mo:1.0%以下 Moは添加しなくてもよい。添加すれば、パーライト焼
入れ性を向上させて熱間加工時にパ−ライトの生成を抑
制する作用や、時効処理で炭化物を形成して時効後の強
度を高める作用がある。この効果を確実に得るには、M
oは0.2%以上の含有量とすることが好ましい。しか
し、Moを1.0%を超えて含有させても前記の効果は
飽和し、コストが嵩むばかりである。したがって、Mo
の含有量を1.0%以下とした。製品コストを抑えるた
めには、Moの含有量は0.6%以下とすることが望ま
しい。
Mo: 1.0% or less Mo may not be added. If added, it has the effect of improving the pearlite hardenability and suppressing the formation of pearlite during hot working, and the effect of forming carbides by aging to increase the strength after aging. To ensure this effect, M
It is preferable that the content of o is 0.2% or more. However, even if Mo is contained in an amount exceeding 1.0%, the above-described effect is saturated and the cost is increased. Therefore, Mo
Was made 1.0% or less. In order to suppress the product cost, the content of Mo is desirably 0.6% or less.

【0034】Nb:0.1%以下 Nbは添加しなくてもよい。添加すれば、オーステナイ
ト粒径を微細にして熱間加工後の組織を微細にし、靱性
を高める作用がある。更に、時効処理で炭化物を形成し
て時効後の強度を高める作用も有する。これらの効果を
確実に得るには、Nbは0.01%以上の含有量とする
ことが好ましい。しかし、Nbを0.1%を超えて含有
させても前記の効果は飽和し、コストが嵩むばかりであ
る。したがって、Nbの含有量を0.1%以下とした。
製品コストを抑えるためには、Nbの含有量は0.06
%以下とすることが望ましい。
Nb: 0.1% or less Nb may not be added. If added, the austenite grain size is made finer, the structure after hot working is made finer, and there is an effect of increasing the toughness. Further, it has an effect of forming carbides by aging treatment to increase the strength after aging. In order to reliably obtain these effects, it is preferable that the content of Nb is 0.01% or more. However, even if Nb is contained in an amount exceeding 0.1%, the above effect is saturated and the cost is increased. Therefore, the content of Nb is set to 0.1% or less.
In order to reduce product cost, the content of Nb should be 0.06
% Is desirable.

【0035】Ti:0.05%以下 Tiも添加しなくてもよい。添加すれば、オーステナイ
ト粒径を微細にして熱間加工後の組織を微細にし、靱性
を高める作用がある。更に、時効処理で炭化物を形成し
て時効後の強度を高める作用も有する。これらの効果を
確実に得るには、Tiは0.01%以上の含有量とする
ことが好ましい。しかし、Tiを0.05%を超えて含
有させても前記の効果は飽和し、コストが嵩むばかりで
ある。したがって、Tiの含有量を0.05%以下とし
た。製品コストを抑えるためには、Tiの含有量を0.
03%以下とすることが望ましい。
Ti: 0.05% or less Ti may not be added. If added, the austenite grain size is made finer, the structure after hot working is made finer, and there is an effect of increasing the toughness. Further, it has an effect of forming carbides by aging treatment to increase the strength after aging. In order to ensure these effects, it is preferable that the content of Ti is 0.01% or more. However, even if the content of Ti exceeds 0.05%, the above effect is saturated, and the cost is increased. Therefore, the content of Ti is set to 0.05% or less. In order to suppress the product cost, the content of Ti should be reduced to 0.
It is desirable to set it to 03% or less.

【0036】Nd:0.1%以下 Ndは添加しなくてもよい。添加すれば、MnSを球状
化し、冷間伸線性などの冷間加工性や被削性を高める作
用がある。この効果を確実に得るには、Ndは0.01
%以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Ndを
0.1%を超えて含有させても前記の効果は飽和し、コ
ストが嵩むばかりである。したがって、Ndの含有量を
0.1%以下とした。製品コストを抑えるためには、N
dの含有量は0.05%以下とすることが望ましい。
Nd: 0.1% or less Nd may not be added. If added, it has the effect of making MnS spherical and increasing cold workability such as cold drawability and machinability. To ensure this effect, Nd is 0.01
% Is preferable. However, even if Nd is contained in an amount exceeding 0.1%, the above effect is saturated and the cost is increased. Therefore, the content of Nd is set to 0.1% or less. In order to reduce product cost, N
It is desirable that the content of d be 0.05% or less.

【0037】B:0.005%以下 Bは添加しなくてもよい。添加すれば、熱間加工時にパ
−ライトの生成を抑制する効果がある。この効果を確実
に得るには、Bは0.0005%以上の含有量とするこ
とが好ましい。しかし、Bを0.005%を超えて含有
させても前記の効果は飽和し、コストが嵩むばかりであ
る。したがって、Bの含有量を0.005%以下とし
た。製品コストを抑えるためには、Bの含有量を0.0
025%以下とすることが望ましい。
B: 0.005% or less B may not be added. If added, there is an effect of suppressing the generation of pearlite during hot working. In order to surely obtain this effect, the content of B is preferably 0.0005% or more. However, even if B is contained in an amount exceeding 0.005%, the above-mentioned effect is saturated and the cost is increased. Therefore, the content of B is set to 0.005% or less. In order to reduce product cost, the content of B should be 0.0
It is desirably 025% or less.

【0038】Al:0.1%以下 Alは添加しなくてもよい。添加すれば、鋼を脱酸する
作用がある。この効果を確実に得るには、Alは0.0
1%以上の含有量とすることが好ましい。しかし、Al
の含有量が0.1%を超えると、冷間伸線性などの冷間
加工性が低下する。したがって、Alの含有量を0.1
%以下とした。なお、安定して良好な冷間加工性を確保
するためには、Alの含有量を0.05%以下とするこ
とが好ましい。
Al: 0.1% or less Al may not be added. If added, it has the effect of deoxidizing the steel. To ensure this effect, Al should be 0.0
The content is preferably 1% or more. However, Al
If the content exceeds 0.1%, cold workability such as cold drawability decreases. Therefore, the content of Al is 0.1
% Or less. In order to stably secure good cold workability, the Al content is preferably set to 0.05% or less.

【0039】N:0.01%以下 Nは冷間加工性を劣化させるので、その含有量はできる
だけ低く抑えることが望ましい。特に、その含有量が
0.01%を超えると冷間加工性の低下が著しくなる。
したがって、Nの含有量を0.01%以下とした。な
お、安定して良好な冷間加工性を確保するためには、N
の含有量を0.006%以下とすることが好ましい。
N: 0.01% or less N degrades cold workability, so its content is desirably kept as low as possible. In particular, when the content exceeds 0.01%, the cold workability significantly decreases.
Therefore, the content of N is set to 0.01% or less. In order to ensure good cold workability stably, N
Is preferably 0.006% or less.

【0040】(B)組織 550MPa以上の耐力、0.85以上の降伏比及びシ
ャルピー衝撃試験における100J/cm2 以上の衝撃
値の確保のためには、前記(A)項で述べた化学組成を
有する非調質部品の組織を、その80〜97%がフェラ
イトとベイニティックフェライトの混合組織で、且つ、
フェライトとベイニティックフェライト以外の組織の5
0%以上を擬似マルテンサイトとする必要がある。
(B) Structure To ensure a proof stress of 550 MPa or more, a yield ratio of 0.85 or more, and an impact value of 100 J / cm 2 or more in a Charpy impact test, the chemical composition described in the above item (A) must be used. 80-97% of the structure of the non-heat treated part has a mixed structure of ferrite and bainitic ferrite, and
5 of structure other than ferrite and bainitic ferrite
It is necessary to make 0% or more pseudo martensite.

【0041】組織におけるフェライトとベイニティック
フェライトの混合組織の面積率が80%未満では靱性が
低下して、所望の衝撃値が得られない。一方、フェライ
トとベイニティックフェライトの混合組織の面積率が9
7%を超えると冷間加工による強度の確保が困難とな
る。
If the area ratio of the mixed structure of ferrite and bainitic ferrite in the structure is less than 80%, the toughness is reduced, and a desired impact value cannot be obtained. On the other hand, the area ratio of the mixed structure of ferrite and bainitic ferrite was 9%.
If it exceeds 7%, it is difficult to secure strength by cold working.

【0042】又、擬似マルテンサイトが、フェライトと
ベイニティックフェライト以外の組織の50%に満たな
い場合には、Cを過飽和に含有するパーライトやベイナ
イトが組織に占める割合が大きくなって靱性が低下する
ので、所望の衝撃値が得られない。
When pseudo martensite is less than 50% of the structure other than ferrite and bainitic ferrite, the ratio of pearlite and bainite containing supersaturated C to the structure is large, and the toughness is reduced. Therefore, a desired impact value cannot be obtained.

【0043】したがって、組織を、その80〜97%が
フェライトとベイニティックフェライトで、且つ、フェ
ライトとベイニティックフェライト以外の組織の50%
以上を擬似マルテンサイトと規定した。
Therefore, the microstructure of the ferrite and bainitic ferrite was 80-97%, and 50% of the microstructure other than ferrite and bainitic ferrite.
The above was defined as pseudo martensite.

【0044】なお、フェライトとベイニティックフェラ
イト以外の組織に占める擬似マルテンサイトの割合は5
0%以上でありさえすればよく、100%が擬似マルテ
ンサイトであっても構わない。
The proportion of pseudo martensite in the structure other than ferrite and bainitic ferrite was 5%.
What is necessary is just 0% or more, and 100% may be pseudo martensite.

【0045】既に述べたように、組織の割合は顕微鏡観
察したときの組織割合、つまり、面積率のことをいい、
フェライトとベイニティックフェライトの混合組織の面
積率は、組織中におけるフェライトとベイニティックフ
ェライトの各面積率の和を指す。「フェライトとベイニ
ティックフェライトの混合組織」がフェライトとベイニ
ティックフェライトとが共存する組織を指し、フェライ
ト、ベイニティックフェライト及び擬似マルテンサイト
以外の組織が、Cを過飽和に含んだパーライトやベイナ
イトなど何であってもよいことも既に述べたとおりであ
る。
As described above, the ratio of the tissue refers to the ratio of the tissue when observed with a microscope, that is, the area ratio.
The area ratio of the mixed structure of ferrite and bainitic ferrite indicates the sum of the area ratios of ferrite and bainitic ferrite in the structure. "Mixed structure of ferrite and bainitic ferrite" refers to a structure in which ferrite and bainitic ferrite coexist, and structures other than ferrite, bainitic ferrite and pseudo martensite include pearlite and bainite containing C in supersaturation. As described above, anything may be used.

【0046】組織割合は、例えば、組織調査用の試験片
を切り出して鏡面研磨し、腐食液として5%ピクラール
を用いて抽出レプリカを採取し、倍率10000倍程度
で透過電子顕微鏡観察して測定すればよい。
The tissue ratio can be measured, for example, by cutting out a test piece for microscopic examination, polishing it to a mirror surface, collecting an extraction replica using 5% picral as a corrosive solution, and observing it with a transmission electron microscope at a magnification of about 10,000. I just need.

【0047】なお、上記した規定の組織とするための製
造方法としては、例えば、オ−ステナイト粒径の微細化
とベイニティックフェライトの微細析出を果たすため
に、鋼塊や鋼片を1000〜1250℃の温度に加熱し
てから、900℃以下での累積圧下率が50%以上とな
る熱間圧延を行い、その圧延を750℃以上で仕上げた
後、0.5〜10℃/秒の冷却速度で少なくとも500
℃まで冷却する所謂「制御圧延−制御冷却」を行う処理
がある。なお、前記(A)項の化学組成は、鋼塊や鋼片
を上記の条件で圧延及び冷却すれば所望の組織が生成す
るように配慮されたものである。
As a method for producing the above specified structure, for example, in order to reduce the austenite grain size and the fine precipitation of bainitic ferrite, a steel ingot or a steel slab is subjected to 1000 to 100%. After heating to a temperature of 1250 ° C., hot rolling is performed so that the cumulative draft at 900 ° C. or less is 50% or more, and the rolling is finished at 750 ° C. or more, and then 0.5 to 10 ° C./sec. At least 500 at cooling rate
There is a process of performing so-called "controlled rolling-controlled cooling" in which the temperature is cooled down to ° C. The chemical composition of the above item (A) is designed so that a desired structure is formed by rolling and cooling a steel ingot or a steel slab under the above conditions.

【0048】(C)冷間加工 550MPa以上の耐力、0.85以上の降伏比及びシ
ャルピー衝撃試験における100J/cm2 以上の衝撃
値の確保のためには、前記(A)項及び(B)項で述べ
た化学組成と組織を有する鋼材に、冷間伸線、冷間引き
抜きや冷間押し出しなどによって、冷間加工を施す必要
がある。この冷間加工の減面率を10%以上とすれば、
容易に耐力と降伏比を高めることができるので、非調質
部品に安定して550MPa以上の耐力と0.85以上
の降伏比とを付与することができる。減面率を更に大き
くして20%以上とすれば、一層安定して耐力と降伏比
を大きく高めることができる。なお、減面率は部品に求
められる強度や冷間加工設備の仕様に応じて変化させる
ことができ、上限は特に規定する必要はない。しかし、
冷間加工後に切削加工して最終部品形状に仕上げる場合
には、引張強度を抑えておくのがよいので、減面率の上
限は80%程度にするのがよい。
(C) Cold working In order to secure a proof stress of 550 MPa or more, a yield ratio of 0.85 or more, and an impact value of 100 J / cm 2 or more in a Charpy impact test, the above items (A) and (B) The steel having the chemical composition and structure described in the section needs to be subjected to cold working by cold drawing, cold drawing, cold extrusion, or the like. If the area reduction rate of this cold working is 10% or more,
Since the yield strength and the yield ratio can be easily increased, the yield strength of 550 MPa or more and the yield ratio of 0.85 or more can be stably imparted to the non-heat treated component. If the area reduction rate is further increased to 20% or more, the proof stress and the yield ratio can be increased more stably. The area reduction rate can be changed according to the strength required for the component and the specifications of the cold working equipment, and the upper limit does not need to be particularly defined. But,
When cutting is performed after cold working to finish the final component shape, the tensile strength is preferably kept low, so the upper limit of the area reduction is preferably about 80%.

【0049】なお、「減面率」が、{(冷間加工前の鋼
材の断面積)−(冷間加工後の鋼材の断面積)}/(冷
間加工前の鋼材の断面積)を指すことは既に述べたとお
りである。
The “area reduction ratio” is expressed by {(cross-sectional area of steel before cold working) − (cross-sectional area of steel after cold working)} / (cross-sectional area of steel before cold working). The point is as described above.

【0050】前記(A)項及び(B)項の条件と、この
(C)項における条件を満足させることによって、
(1)の発明に係る高強度高靱性非調質部品の製造方法
が得られる。
By satisfying the conditions of the above items (A) and (B) and the condition of this item (C),
The method for producing a high-strength, high-toughness non-refined part according to the invention of (1) is obtained.

【0051】(D)時効 冷間加工後に適正な温度で時効処理を行えば、冷間加工
によって上昇した引張強度をほとんど変化させずに耐力
を高めることができ、その結果降伏比を上昇させること
ができる。したがって、非調質部品の耐力と降伏比を更
に一層高めるためには、前記(A)項で述べた化学組成
及び(B)項で述べた組織を有する鋼材に、上記(C)
項で述べた冷間加工を施し、その後更に時効処理するの
がよい。
(D) Aging If the aging treatment is performed at an appropriate temperature after the cold working, the proof stress can be increased without substantially changing the tensile strength increased by the cold working, and as a result, the yield ratio can be increased. Can be. Therefore, in order to further increase the proof stress and the yield ratio of the non-heat treated part, the steel having the chemical composition described in the above item (A) and the structure described in the above item (B) must
It is preferable to perform the cold working described in the section and then further perform the aging treatment.

【0052】しかし、時効処理の温度が600℃を超え
ると過時効になって強度が低下し、所望の引張特性が確
保できない。このため、(2)の発明においては、
(A)項及び(B)項で述べた化学組成と組織を有する
鋼材に、(C)項で述べた冷間加工を施した後、更に、
600℃以下の温度で時効するように規定した。
However, if the temperature of the aging treatment exceeds 600 ° C., overaging occurs and the strength is reduced, so that desired tensile properties cannot be secured. For this reason, in the invention of (2),
After subjecting the steel material having the chemical composition and structure described in (A) and (B) to the cold working described in (C),
It is specified that aging is performed at a temperature of 600 ° C. or less.

【0053】なお、冷間加工後に行う時効処理の温度が
300℃未満の場合には、前記した効果がほとんど得ら
れない場合があるため、冷間加工を施した後の時効処理
は、300℃以上の温度で行うのがよく、時効温度を3
50〜450℃とすれば、安定して耐力と降伏比を高め
ることができる。
If the temperature of the aging treatment performed after the cold working is lower than 300 ° C., the above-mentioned effect may not be obtained at all. Therefore, the aging treatment after the cold working is performed at 300 ° C. It is better to carry out at the above temperature.
When the temperature is 50 to 450 ° C., the yield strength and the yield ratio can be stably increased.

【0054】時効時間は特に規定する必要はないが、生
産性を高めるために30分〜2時間程度とするのがよ
い。
The aging time need not be particularly specified, but is preferably about 30 minutes to 2 hours in order to increase productivity.

【0055】なお、対象とする高強度高靱性非調質部品
の形状によっては、(A)項及び(B)項で述べた化学
組成と組織を有する鋼材に、(C)項で述べた冷間加工
を施し、その後更に、切削加工を施して所望の形状に加
工してもよいし、この切削加工後、更に、(D)項で述
べた600℃以下の温度での時効を行ってもよい。
It should be noted that, depending on the shape of the target high-strength, high-toughness non-heat treated part, the steel having the chemical composition and structure described in (A) and (B) may be added to the cold steel described in (C). In addition, after the working, a cutting process may be performed to obtain a desired shape, or after the cutting process, aging may be performed at a temperature of 600 ° C. or less as described in (D). Good.

【0056】以下、実施例により本発明を詳しく説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

【0057】[0057]

【実施例】表1及び表2に示す化学組成を有する鋼を通
常の方法によって試験真空炉溶製した。表1及び表2に
おける鋼A1〜A22は化学組成が本発明で規定する範
囲内にある本発明例、鋼B1、鋼B2及び鋼C1は成分
のいずれかが本発明で規定する含有量の範囲から外れた
比較例である。比較例の鋼のうち鋼C1はJISのSC
M435に相当する鋼である。
EXAMPLES Steels having the chemical compositions shown in Tables 1 and 2 were melted in a test vacuum furnace by a conventional method. Steels A1 to A22 in Tables 1 and 2 are examples of the present invention in which the chemical composition is within the range specified by the present invention, and steels B1, steel B2, and steel C1 have a content range in which any of the components is specified by the present invention. This is a comparative example deviating from the above. Among the steels of the comparative example, steel C1 is JIS SC
It is steel corresponding to M435.

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】(実施例1)上記のようにして溶製した鋼
のうち、表1に示す鋼A6の鋼塊を1250℃に加熱し
てから、1050〜800℃での累積圧下率が75%と
なる熱間圧延を行い、その圧延を800℃で仕上げた
後、3℃/秒の冷却速度で室温まで冷却し、直径30m
mの丸棒を製造した。
(Example 1) Of the steel smelted as described above, a steel ingot of steel A6 shown in Table 1 was heated to 1250 ° C, and then the cumulative draft at 1050 to 800 ° C was 75%. Hot rolling is performed at 800 ° C., and then cooled to room temperature at a cooling rate of 3 ° C./sec.
m round bars were produced.

【0061】このようにして得た直径30mmの丸棒の
中心部からJIS14A号引張試験片とJIS3号シャ
ルピ−衝撃試験片を切り出し、室温での引張特性(耐
力、引張強度)及び衝撃特性(衝撃値)を調査した。
A JIS No. 14A tensile test piece and a JIS No. 3 Charpy impact test piece were cut out from the center of the thus obtained round bar having a diameter of 30 mm, and tensile properties (proof stress, tensile strength) and impact properties (impact) at room temperature were obtained. Values) were investigated.

【0062】又、組織調査用の試験片を切り出して鏡面
研磨し、抽出レプリカ法による透過電子顕微鏡観察を行
って組織を調査した。なお、この場合の腐食には5%ピ
クラールを用いた。
Further, a test piece for examining the structure was cut out, mirror-polished, and observed by a transmission electron microscope by an extraction replica method to examine the structure. In this case, 5% picral was used for the corrosion.

【0063】次に、上記の直径30mmの丸棒を通常の
方法で直径20mmにピ−リング加工し、次いで、通常
の方法で酸洗処理と潤滑処理を施し、更に、冷間伸線を
行った。伸線での減面率は5%、10%、40%の3条
件とした。この後、伸線加工した各丸棒の中心部からJ
IS14A号引張試験片とJIS3号シャルピ−衝撃試
験片を切り出し、室温での引張特性(耐力、引張強度)
及び衝撃特性(衝撃値)を調査した。
Next, the above-mentioned round bar having a diameter of 30 mm was subjected to a peeling process to a diameter of 20 mm by a usual method, and then subjected to an acid pickling treatment and a lubrication treatment by a usual method, followed by cold drawing. Was. The area reduction rate by wire drawing was set to three conditions of 5%, 10%, and 40%. Then, J is drawn from the center of each drawn round bar.
Cut out IS14A tensile test specimen and JIS No. 3 Charpy impact test specimen, and tensile properties at room temperature (proof stress, tensile strength)
And impact characteristics (impact value) were investigated.

【0064】表3、表4に上記の各試験の結果を示す。Tables 3 and 4 show the results of the above tests.

【0065】[0065]

【表3】 [Table 3]

【0066】[0066]

【表4】 [Table 4]

【0067】表3及び表4から、本発明で規定する化学
組成と組織を有する丸棒に、冷間伸線(冷間加工)を施
せば耐力と降伏比を高くでき、特に、減面率で10%以
上の冷間加工を施した場合には安定して耐力と降伏比を
高めることができ、耐力が550MPa以上、降伏比が
0.85以上で、且つ、JIS3号シャルピー衝撃試験
片を用いた室温でのシャルピー衝撃試験において100
J/cm2 以上の衝撃値という所望の特性が確保できる
ことが明らかである。又、冷間加工の減面率が40%の
場合には、一層安定して耐力と降伏比を大きく高めるこ
とができることも明らかである。
As can be seen from Tables 3 and 4, when a round bar having the chemical composition and structure specified in the present invention is subjected to cold drawing (cold working), the yield strength and the yield ratio can be increased. When cold working of 10% or more is performed, the proof stress and the yield ratio can be stably increased, the proof stress is 550 MPa or more, the yield ratio is 0.85 or more, and the JIS No. 3 Charpy impact test piece is used. 100 in the Charpy impact test at room temperature used
It is clear that the desired property of an impact value of J / cm 2 or more can be secured. It is also clear that when the area reduction rate of the cold working is 40%, the proof stress and the yield ratio can be increased more stably.

【0068】(実施例2)上記の実施例1で伸線加工し
て作製した各丸棒に300〜700℃で1時間の時効処
理を施した。この後、時効した各丸棒の中心部からJI
S14A号引張試験片とJIS3号シャルピ−衝撃試験
片を切り出し、室温での引張特性(耐力、引張強度)及
び衝撃特性(衝撃値)を調査した。
(Example 2) Each round bar produced by wire drawing in Example 1 was subjected to aging treatment at 300 to 700 ° C for 1 hour. After this, JI from the center of each aged round bar
S14A tensile test pieces and JIS No. 3 Charpy impact test pieces were cut out, and the tensile properties (proof stress, tensile strength) and impact properties (impact value) at room temperature were investigated.

【0069】表5に試験結果をまとめて示す。Table 5 summarizes the test results.

【0070】[0070]

【表5】 [Table 5]

【0071】表5から、本発明で規定する化学組成と組
織を有する丸棒に減面率で10%以上の冷間伸線(冷間
加工)を施した後、更に600℃以下の温度で時効すれ
ば、所望の靱性(衝撃特性)を確保しつつ、耐力と降伏
比を更に一層高くできることが明らかである。
As shown in Table 5, a round bar having the chemical composition and structure specified in the present invention was subjected to cold drawing (cold working) at a reduction in area of 10% or more, and then at a temperature of 600 ° C. or less. It is clear that aging can further increase the yield strength and the yield ratio while securing desired toughness (impact properties).

【0072】(実施例3)試験真空炉溶製した表1及び
表2に記載の鋼のうち、鋼A1〜A5、鋼A7〜A2
2、鋼B1、鋼B2の鋼塊を1250℃に加熱してか
ら、1050〜800℃での累積圧下率が75%となる
熱間圧延を行い、その圧延を800℃で仕上げた後、3
℃/秒の冷却速度で室温まで冷却し、直径30mmの丸
棒を製造した。
(Example 3) Of the steels listed in Tables 1 and 2 which were produced by the test vacuum furnace, steels A1 to A5 and steels A7 to A2
2. After heating the steel ingots of steel B1 and steel B2 to 1250 ° C., hot rolling is performed so that the cumulative rolling reduction at 1,050 to 800 ° C. becomes 75%, and the rolling is finished at 800 ° C.
The mixture was cooled to room temperature at a cooling rate of ° C./sec to produce a round bar having a diameter of 30 mm.

【0073】このようにして得た直径30mmの丸棒か
ら組織調査用の試験片を切り出して鏡面研磨し、抽出レ
プリカ法による透過電子顕微鏡観察を行って組織を調査
した。なお、この場合の腐食には5%ピクラールを用い
た。
A test piece for examining the structure was cut out from the thus obtained round bar having a diameter of 30 mm, mirror-polished, and observed by a transmission electron microscope by an extraction replica method to examine the structure. In this case, 5% picral was used for the corrosion.

【0074】表6に上記の組織調査結果を示す。Table 6 shows the results of the above organizational survey.

【0075】[0075]

【表6】 [Table 6]

【0076】次に、上記の直径30mmの丸棒を通常の
方法で直径20mmにピ−リング加工し、次いで、通常
の方法で酸洗処理と潤滑処理を施し、更に、減面率40
%の冷間伸線を行った。この後、伸線加工した各丸棒の
中心部からJIS14A号引張試験片とJIS3号シャ
ルピ−衝撃試験片を切り出し、室温での引張特性(耐
力、引張強度)及び衝撃特性(衝撃値)を調査した。
Next, the above-mentioned round bar having a diameter of 30 mm was subjected to a pillaring process to a diameter of 20 mm by an ordinary method, and then subjected to pickling and lubrication by an ordinary method.
% Cold drawing was performed. Thereafter, a JIS 14A tensile test piece and a JIS No. 3 Charpy impact test piece were cut out from the center of each drawn round bar, and the tensile properties (proof stress, tensile strength) and impact properties (impact value) at room temperature were investigated. did.

【0077】一方、鋼C1については、鋼塊を1250
℃に加熱した後、熱間圧延して850℃で直径30mm
の丸棒に仕上げ、その後大気中に放冷した。このように
して得た直径30mmの丸棒に、860℃加熱・油冷の
焼入れと、焼戻し処理を施した。なお、焼戻しは600
℃と500℃の2条件で行い、焼戻し後の丸棒の中心部
からJIS14A号引張試験片とJIS3号シャルピ−
衝撃試験片を切り出し、室温での引張特性(耐力、引張
強度)及び衝撃特性(衝撃値)を調査した。なお、この
鋼C1を素材鋼とした調質材の組織調査は行わなかっ
た。
On the other hand, for steel C1, 1250
° C, then hot-rolled at 850 ° C with a diameter of 30mm
And then allowed to cool in the air. The round bar having a diameter of 30 mm thus obtained was subjected to 860 ° C. heating / oil cooling quenching and tempering. The tempering is 600
JIS 14A tensile test specimen and JIS 3 Charpy specimen from the center of the round bar after tempering.
The impact test piece was cut out, and the tensile properties (proof stress, tensile strength) and impact properties (impact value) at room temperature were investigated. In addition, the structure | tissue examination of the tempered material which used this steel C1 as a raw material steel was not performed.

【0078】表7に鋼A1〜A5、鋼A7〜A23、鋼
B1、鋼B2を素材として減面率40%の冷間伸線を行
った場合の引張特性及び衝撃特性と、鋼C1を素材にこ
れに調質処理を行った場合の引張特性及び衝撃特性をま
とめて示す。
Table 7 shows the tensile properties and the impact properties when the steels A1 to A5, the steels A7 to A23, the steels B1 and the steels B2 were subjected to cold drawing with a reduction in area of 40%, and the steels C1 as the raw materials. The following summarizes the tensile properties and the impact properties when this was subjected to a tempering treatment.

【0079】[0079]

【表7】 [Table 7]

【0080】表7から、本発明で規定する化学組成と組
織を有する丸棒に、減面率40%の冷間伸線(冷間加
工)を施せば耐力と降伏比を高くでき、耐力が550M
Pa以上、降伏比が0.85以上で、且つ、JIS3号
シャルピー衝撃試験片を用いた室温でのシャルピー衝撃
試験において100J/cm2 以上の衝撃値という所望
の特性が確保できることが明らかである。
As can be seen from Table 7, when a round bar having the chemical composition and structure specified in the present invention is subjected to cold drawing (cold working) with a reduction in area of 40%, the yield strength and the yield ratio can be increased, and the yield strength can be increased. 550M
It is clear that the desired characteristics of an impact value of 100 J / cm 2 or more can be ensured in a Charpy impact test at room temperature using a JIS No. 3 Charpy impact test specimen with a yield ratio of 0.85 or more and a JIS No. 3 Charpy impact test piece.

【0081】これに対して、鋼B1及び鋼B2の化学組
成は本発明の規定条件から外れるので、これらの鋼を素
材とする場合には所望の靱性(衝撃特性)が得られてい
ない。なお、鋼C1を素材にこれに調質処理を行えば耐
力と靱性は目標を満足するものの、降伏比が低く0.8
5に達していない。
On the other hand, since the chemical compositions of the steels B1 and B2 deviate from the specified conditions of the present invention, desired toughness (impact properties) cannot be obtained when using these steels as raw materials. If the steel C1 is subjected to a tempering treatment, the yield strength and the toughness satisfy the targets, but the yield ratio is low and 0.8%.
5 has not been reached.

【0082】(実施例4)上記の実施例3で伸線加工し
て作製した各丸棒に400℃で1時間の時効を行なっ
た。この後、時効した各丸棒の中心部からJIS14A
号引張試験片とJIS3号シャルピ−衝撃試験片を切り
出し、室温での引張特性(耐力、引張強度)及び衝撃特
性(衝撃値)を調査した。
(Embodiment 4) Each round bar produced by wire drawing in the above-mentioned embodiment 3 was aged at 400 ° C for 1 hour. Then, from the center of each aged round bar, JIS14A
No. 10 tensile test piece and JIS No. 3 Charpy impact test piece were cut out, and the tensile properties (proof stress, tensile strength) and impact properties (impact value) at room temperature were investigated.

【0083】表8に試験結果をまとめて示す。Table 8 summarizes the test results.

【0084】[0084]

【表8】 [Table 8]

【0085】表8から、本発明で規定する化学組成と組
織を有する丸棒に、冷間伸線を施した後、更に400℃
で時効すれば、所望の靱性(衝撃特性)を確保しつつ、
耐力と降伏比を更に一層高くできることが明らかであ
る。
As shown in Table 8, a round bar having the chemical composition and structure specified in the present invention was subjected to cold drawing and then further heated to 400 ° C.
If aging is performed, while securing the desired toughness (impact properties),
It is clear that the yield strength and the yield ratio can be further increased.

【0086】これに対して、鋼B1及び鋼B2の化学組
成は本発明の規定条件から外れるので、これらの鋼を素
材とする場合には所望の靱性(衝撃特性)が得られてい
ない。
On the other hand, since the chemical compositions of the steels B1 and B2 deviate from the specified conditions of the present invention, desired toughness (impact properties) cannot be obtained when using these steels as raw materials.

【0087】[0087]

【発明の効果】本発明方法で製造した高強度高靱性非調
質部品は、550MPa以上の耐力、0.85以上の降
伏比と、シャルピー衝撃試験における100J/cm2
以上の衝撃値を有するので、自動車や各種産業機械など
の機械構造部品、なかでも動力伝達系部品や重要保安部
品として利用することができる。
The high-strength, high-toughness non-refined part produced by the method of the present invention has a yield strength of 550 MPa or more, a yield ratio of 0.85 or more, and 100 J / cm 2 in a Charpy impact test.
Since it has the above-mentioned impact value, it can be used as a machine structural component such as an automobile or various industrial machines, especially a power transmission system component and an important security component.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】上部ベイナイトの形態による分類を模式的に示
す図で、(a)は「B−I型ベイナイト」、(b)は
「B−II型ベイナイト」、(c)は「B−III型ベイナ
イト」を示す。
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically showing classification according to the form of upper bainite, where (a) is “BI type bainite”, (b) is “B-II type bainite”, and (c) is “B-III”. Type bainite ".

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:オーステナイト粒界、 2:セメンタイト、 3:ラス状フェライト 1: austenite grain boundary, 2: cementite, 3: lath ferrite

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】質量%で、C:0.02〜0.10%、S
i:0.5%以下、Mn:1.0〜3.0%、P:0.
04%以下、S:0.40%以下、Cu:2.0%以
下、Ni:2.0%以下、Cr:2.0%以下、Mo:
1.0%以下、Nb:0.1%以下、Ti:0.05%
以下、Nd:0.1%以下、B:0.005%以下、A
l:0.1%以下、N:0.01%以下を含有し、残部
はFe及び不純物の化学組成からなり、組織の80〜9
7%がフェライトとベイニティックフェライトの混合組
織で、且つ、フェライトとベイニティックフェライト以
外の組織の50%以上が擬似マルテンサイトである鋼材
に冷間加工を施すことを特徴とする高強度高靱性非調質
部品の製造方法。
C .: 0.02 to 0.10% by mass, S
i: 0.5% or less, Mn: 1.0 to 3.0%, P: 0.
04% or less, S: 0.40% or less, Cu: 2.0% or less, Ni: 2.0% or less, Cr: 2.0% or less, Mo:
1.0% or less, Nb: 0.1% or less, Ti: 0.05%
Hereinafter, Nd: 0.1% or less, B: 0.005% or less, A
l: 0.1% or less, N: 0.01% or less, and the balance is composed of Fe and the chemical composition of impurities.
7% is a mixed structure of ferrite and bainitic ferrite, and 50% or more of the structure other than ferrite and bainitic ferrite is cold worked to a steel material which is pseudo martensite. Manufacturing method for tough non-tempered parts.
【請求項2】請求項1に記載の化学組成と組織を有する
鋼材に冷間加工を施した後、更に、600℃以下の温度
で時効することを特徴とする高強度高靱性非調質部品の
製造方法。
2. A high-strength, high-toughness, non-heat treated component, which is obtained by subjecting a steel material having the chemical composition and structure according to claim 1 to cold working and then aging at a temperature of 600 ° C. or less. Manufacturing method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007291464A (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Sumitomo Metal Ind Ltd High-strength steel material and its production method
CN100453679C (en) * 2006-01-18 2009-01-21 株式会社神户制钢所 Low yield ratio fire-resistant steel
JP2010215986A (en) * 2009-03-18 2010-09-30 Jfe Bars & Shapes Corp Steel for aging treatment
CN115976410A (en) * 2022-12-16 2023-04-18 烟台华新不锈钢有限公司 Ferritic stainless steel for welding and production and manufacturing method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100453679C (en) * 2006-01-18 2009-01-21 株式会社神户制钢所 Low yield ratio fire-resistant steel
JP2007291464A (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Sumitomo Metal Ind Ltd High-strength steel material and its production method
JP2010215986A (en) * 2009-03-18 2010-09-30 Jfe Bars & Shapes Corp Steel for aging treatment
CN115976410A (en) * 2022-12-16 2023-04-18 烟台华新不锈钢有限公司 Ferritic stainless steel for welding and production and manufacturing method thereof

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