JP2002161330A - 耐摩耗鋼 - Google Patents
耐摩耗鋼Info
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- JP2002161330A JP2002161330A JP2001277362A JP2001277362A JP2002161330A JP 2002161330 A JP2002161330 A JP 2002161330A JP 2001277362 A JP2001277362 A JP 2001277362A JP 2001277362 A JP2001277362 A JP 2001277362A JP 2002161330 A JP2002161330 A JP 2002161330A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強度および耐摩耗性を安定に確保した上で、
低温靭性および低温溶接割れ性に優れた耐摩耗鋼を提供
すること。 【解決手段】 mass％で、Ｃ：０．１０〜０．３０％、
Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎ
ｂ：０．００５〜０．１％を含有するとともに、Ｃｕ：
０．０５〜２．０％、Ｎｉ：０．０５〜２．０％、Ｃ
ｒ：０．０５〜３．０％、Ｍｏ：０．０５〜３．０％、
Ｂ：０．０００３〜０．０１％の内１種以上を含有し、
下記特性値Ｍｒが１．３以上、下記炭素等量ＣｅｑＬが
０．４２％以下、かつ、焼入れされていることを特徴と
する耐摩耗鋼を用いる。 Ｍｒ＝(C/10)0.5×(1+Si)×(1+0.5Cu)×(1+0.5Ni)×(1+
2Cr)×(1+3Mo)×(1+2V)×(1+Ti)×(1+3Mn)×(1+200B) ＣｅｑＬ＝C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5
低温靭性および低温溶接割れ性に優れた耐摩耗鋼を提供
すること。 【解決手段】 mass％で、Ｃ：０．１０〜０．３０％、
Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎ
ｂ：０．００５〜０．１％を含有するとともに、Ｃｕ：
０．０５〜２．０％、Ｎｉ：０．０５〜２．０％、Ｃ
ｒ：０．０５〜３．０％、Ｍｏ：０．０５〜３．０％、
Ｂ：０．０００３〜０．０１％の内１種以上を含有し、
下記特性値Ｍｒが１．３以上、下記炭素等量ＣｅｑＬが
０．４２％以下、かつ、焼入れされていることを特徴と
する耐摩耗鋼を用いる。 Ｍｒ＝(C/10)0.5×(1+Si)×(1+0.5Cu)×(1+0.5Ni)×(1+
2Cr)×(1+3Mo)×(1+2V)×(1+Ti)×(1+3Mn)×(1+200B) ＣｅｑＬ＝C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業機械や運搬機
器等に用いられる耐摩耗鋼に関するものである。
器等に用いられる耐摩耗鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】建設、土木、鉱山等の分野で使用される
産業機械、部品、運搬機器等（例えば、パワーショベ
ル、ブルドーザー、ホッパー、バケット等）には、それ
らの寿命を確保するため、耐摩耗性に優れた鋼が用いら
れる。耐摩耗性を向上させるには、硬さを高くする必要
があるが、その場合は一般にＣ量を増加させることにな
るため、材質が脆くなり、低温靭性が劣化し、低温溶接
割れ性も低下する。−４０℃前後の低温域での作業を考
えると、耐摩耗性は良くても低温靭性が低いと、脆性破
壊を生じ作業に重大な支障をきたす。このため、耐摩耗
性を有するとともに低温靭性にも優れた耐摩耗鋼が望ま
れていた。
産業機械、部品、運搬機器等（例えば、パワーショベ
ル、ブルドーザー、ホッパー、バケット等）には、それ
らの寿命を確保するため、耐摩耗性に優れた鋼が用いら
れる。耐摩耗性を向上させるには、硬さを高くする必要
があるが、その場合は一般にＣ量を増加させることにな
るため、材質が脆くなり、低温靭性が劣化し、低温溶接
割れ性も低下する。−４０℃前後の低温域での作業を考
えると、耐摩耗性は良くても低温靭性が低いと、脆性破
壊を生じ作業に重大な支障をきたす。このため、耐摩耗
性を有するとともに低温靭性にも優れた耐摩耗鋼が望ま
れていた。
【０００３】このような要求に対して、いくつかの方法
が検討されている。例えば、特開昭６３−１６９３５９
号公報には、寒冷地での使用に耐える溶接性に優れた耐
摩耗鋼が提案されている。この技術では、溶接性確保の
ためにＣ量を0.2％以下としている。
が検討されている。例えば、特開昭６３−１６９３５９
号公報には、寒冷地での使用に耐える溶接性に優れた耐
摩耗鋼が提案されている。この技術では、溶接性確保の
ためにＣ量を0.2％以下としている。
【０００４】また、特開昭６０−２４３２５０号公報に
は、溶接性に優れた耐摩耗鋼が提案されている。この技
術では、Ｐ量を0.010％以下と規定し、溶接性を改善し
ている。また、特開昭６３−３０７２４９号公報には、
溶接用耐摩耗鋼板が提案されている。この技術では、炭
素当量を0.35〜0.65％と規定し、溶接性を改善してい
る。
は、溶接性に優れた耐摩耗鋼が提案されている。この技
術では、Ｐ量を0.010％以下と規定し、溶接性を改善し
ている。また、特開昭６３−３０７２４９号公報には、
溶接用耐摩耗鋼板が提案されている。この技術では、炭
素当量を0.35〜0.65％と規定し、溶接性を改善してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開昭６３−１６９３
５９号公報記載の技術では、実施例を見ると、鋼Ｃを除
きHB400未満で硬度不足であり、また、鋼Ｃは、硬度は４
００以上であり十分に高いが、炭素当量が高く溶接性が
不良である。
５９号公報記載の技術では、実施例を見ると、鋼Ｃを除
きHB400未満で硬度不足であり、また、鋼Ｃは、硬度は４
００以上であり十分に高いが、炭素当量が高く溶接性が
不良である。
【０００６】特開昭６０−２４３２５０号公報記載の技
術では、Ｃ量が0.3〜0.5％と高く、靭性に関する考慮が
されていない。また、そのため炭素当量もかなり高くな
る（>0.5）ので、この鋼は溶接性全般についてあまり期
待できないと言える。
術では、Ｃ量が0.3〜0.5％と高く、靭性に関する考慮が
されていない。また、そのため炭素当量もかなり高くな
る（>0.5）ので、この鋼は溶接性全般についてあまり期
待できないと言える。
【０００７】特開昭６３−３０７２４９号公報記載の技
術では、基本的な特性として具備すべき引張特性に関す
る考慮がされていない。また、硬さを確保するためC量
が0.2〜0.4％とかなり高目に規定されており、良好な靭
性が得られないと予想される。更に、炭素当量（Ceq）
の規定から合金元素の添加量が制限されることも、靭性
の向上にとっては不利である。
術では、基本的な特性として具備すべき引張特性に関す
る考慮がされていない。また、硬さを確保するためC量
が0.2〜0.4％とかなり高目に規定されており、良好な靭
性が得られないと予想される。更に、炭素当量（Ceq）
の規定から合金元素の添加量が制限されることも、靭性
の向上にとっては不利である。
【０００８】上述のように、これらの従来技術は、−４
０℃前後の低温域での作業を考えると、耐摩耗性はとも
かく、低温靭性あるいは低温溶接割れ性に問題がある。
また、基本的な特性として強度も安定して確保できるこ
とが望ましい。特に、板厚が厚くなった場合にも安定し
て所定の強度を確保する必要がある。従来技術では、強
度および耐摩耗性を安定して確保しつつ、低温靭性およ
び低温溶接割れ性を改善することは困難である。
０℃前後の低温域での作業を考えると、耐摩耗性はとも
かく、低温靭性あるいは低温溶接割れ性に問題がある。
また、基本的な特性として強度も安定して確保できるこ
とが望ましい。特に、板厚が厚くなった場合にも安定し
て所定の強度を確保する必要がある。従来技術では、強
度および耐摩耗性を安定して確保しつつ、低温靭性およ
び低温溶接割れ性を改善することは困難である。
【０００９】本発明の目的は、これらの問題を解決し、
強度および耐摩耗性を安定に確保した上で、低温靭性お
よび低温溶接割れ性に優れた耐摩耗鋼を提供することで
ある。
強度および耐摩耗性を安定に確保した上で、低温靭性お
よび低温溶接割れ性に優れた耐摩耗鋼を提供することで
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、次の発明
により解決される。その発明は、mass％で、Ｃ：０．１
０〜０．３０％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．
１〜２．０％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％を含有する
とともに、Ｃｕ：０．０５〜２．０％、Ｎｉ：０．０５
〜２．０％、Ｃｒ：０．０５〜３．０％、Ｍｏ：０．０
５〜３．０％、Ｂ：０．０００３〜０．０１％の内１種
以上を含有し、残部が実質的に鉄からなる鋼であり、式
(１)で示される特性値Ｍｒが１．３以上、式(２)で示さ
れる炭素等量ＣｅｑＬが０．４２％以下、かつ、焼入れ
されていることを特徴とする耐摩耗鋼である。
により解決される。その発明は、mass％で、Ｃ：０．１
０〜０．３０％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．
１〜２．０％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％を含有する
とともに、Ｃｕ：０．０５〜２．０％、Ｎｉ：０．０５
〜２．０％、Ｃｒ：０．０５〜３．０％、Ｍｏ：０．０
５〜３．０％、Ｂ：０．０００３〜０．０１％の内１種
以上を含有し、残部が実質的に鉄からなる鋼であり、式
(１)で示される特性値Ｍｒが１．３以上、式(２)で示さ
れる炭素等量ＣｅｑＬが０．４２％以下、かつ、焼入れ
されていることを特徴とする耐摩耗鋼である。
【００１１】 Ｍｒ＝(C/10)0.5×(1+Si)×(1+0.5Cu)×(1+0.5Ni)×(1+2Cr) ×(1+3Mo)×(1+2V)×(1+Ti)×(1+3Mn)×(1+200B) (１) ＣｅｑＬ＝C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5 (２) 但し、元素記号は各元素の含有量(mass％)を表す。ま
た、式（１）の(C/10)0.5は (C/10)の1/2乗に同じであ
る。
た、式（１）の(C/10)0.5は (C/10)の1/2乗に同じであ
る。
【００１２】また、上記のmass％で、Ｃ：０．１０〜
０．３０％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜
２．０％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％を含有するとと
もに、Ｃｕ：０．０５〜２．０％、Ｎｉ：０．０５〜
２．０％、Ｃｒ：０．０５〜３．０％、Ｍｏ：０．０５
〜３．０％、Ｂ：０．０００３〜０．０１％の内１種以
上を含有し、残部が実質的に鉄からなる鋼に更に、ある
いはＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｂの代わりに、Ｖ：０．
００５〜０．５％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％の内１
種以上を含有するものを用いてもよい。その際も、式
(１)で示される特性値Ｍｒが１．３以上、式(２)で示さ
れる炭素等量ＣｅｑＬが０．４２％以下、かつ、焼入れ
されていることが必要である。
０．３０％、Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜
２．０％、Ｎｂ：０．００５〜０．１％を含有するとと
もに、Ｃｕ：０．０５〜２．０％、Ｎｉ：０．０５〜
２．０％、Ｃｒ：０．０５〜３．０％、Ｍｏ：０．０５
〜３．０％、Ｂ：０．０００３〜０．０１％の内１種以
上を含有し、残部が実質的に鉄からなる鋼に更に、ある
いはＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｂの代わりに、Ｖ：０．
００５〜０．５％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％の内１
種以上を含有するものを用いてもよい。その際も、式
(１)で示される特性値Ｍｒが１．３以上、式(２)で示さ
れる炭素等量ＣｅｑＬが０．４２％以下、かつ、焼入れ
されていることが必要である。
【００１３】この発明は、溶接性、靭性を備えた耐摩耗
鋼を提供すべく鋭意検討を重ねて得られた知見に基づき
なされたものである。それは、炭素等量ＣｅｑＬを低目
に抑える代わりに、特性値Ｍｒを所定の値に調整するこ
とが、強度と耐磨耗性を確保しつつ、溶接性と靭性を両
立させる上で有効というものである。
鋼を提供すべく鋭意検討を重ねて得られた知見に基づき
なされたものである。それは、炭素等量ＣｅｑＬを低目
に抑える代わりに、特性値Ｍｒを所定の値に調整するこ
とが、強度と耐磨耗性を確保しつつ、溶接性と靭性を両
立させる上で有効というものである。
【００１４】以下、本発明の化学成分の限定理由につい
て述べる。
て述べる。
【００１５】Ｃ：０．１０〜０．３０％とする。Ｃは鋼
の硬度を高めるのに重要な元素であり、また、焼入れ性
を確保するために０．１０％以上必要であり、好ましく
は０．１４％以上が適当である。しかし、Ｃを０．３０
％を超えて大量に添加すると、溶接性および加工性を劣
化させる。従って、Ｃを０．１０〜０．３０％と規定し
た。
の硬度を高めるのに重要な元素であり、また、焼入れ性
を確保するために０．１０％以上必要であり、好ましく
は０．１４％以上が適当である。しかし、Ｃを０．３０
％を超えて大量に添加すると、溶接性および加工性を劣
化させる。従って、Ｃを０．１０〜０．３０％と規定し
た。
【００１６】Ｓｉ：０．１〜１．０％とする。Ｓｉは脱
酸元素として有効な元素であり、０．１％以上の添加が
必要である。また、固溶強化に対しても有効な元素であ
るが、１．０％を超える添加量では、延性や靭性が低下
し、介在物が増加する等の問題が生じる。従って、Ｓｉ
を０．１〜１．０％と規定した。
酸元素として有効な元素であり、０．１％以上の添加が
必要である。また、固溶強化に対しても有効な元素であ
るが、１．０％を超える添加量では、延性や靭性が低下
し、介在物が増加する等の問題が生じる。従って、Ｓｉ
を０．１〜１．０％と規定した。
【００１７】Ｍｎ：０．１〜２．０％とする。Ｍｎは焼
入れ性確保の観点から有効な元素であり、０．１％以上
の添加が必要である。一方、２．０％を超えて添加する
と、溶接性が劣化する。このため、Ｍｎを０．１〜２．
０％と規定した。
入れ性確保の観点から有効な元素であり、０．１％以上
の添加が必要である。一方、２．０％を超えて添加する
と、溶接性が劣化する。このため、Ｍｎを０．１〜２．
０％と規定した。
【００１８】Ｎｂ：０．００５〜０．１％とする。Ｎｂ
は析出強化に有効な元素であり、鋼の硬度を上昇させる
効果を有し、また、組織の微細化により靭性を向上させ
る効果も有する。これらの効果は０．００５％未満では
発揮されず、０．１％を超える添加では、溶接性が劣化
する。このため、Ｎｂを０．００５〜０．１％と規定し
た。
は析出強化に有効な元素であり、鋼の硬度を上昇させる
効果を有し、また、組織の微細化により靭性を向上させ
る効果も有する。これらの効果は０．００５％未満では
発揮されず、０．１％を超える添加では、溶接性が劣化
する。このため、Ｎｂを０．００５〜０．１％と規定し
た。
【００１９】Ｃｕ：０．０５〜２．０％とする。Ｃｕは
焼入れ性を高める元素であるが、０．０５％未満ではこ
の効果を発揮することができず、好ましくは０．１％以
上が適当である。一方、２．０％を超える添加では、熱
間加工性が低下するとともに、合金コストも上昇する。
従って、Ｃｕを添加する場合は０．０５〜２．０％の範
囲とする。
焼入れ性を高める元素であるが、０．０５％未満ではこ
の効果を発揮することができず、好ましくは０．１％以
上が適当である。一方、２．０％を超える添加では、熱
間加工性が低下するとともに、合金コストも上昇する。
従って、Ｃｕを添加する場合は０．０５〜２．０％の範
囲とする。
【００２０】Ｎｉ：０．０５〜２．０％とする。Ｎｉは
焼入れ性を高めるとともに、低温靱性を向上させる元素
であるが、０．０５％未満ではこの効果を発揮すること
ができず、好ましくは０．１％以上が適当である。一
方、２．０％を超える添加では、合金コストが上昇す
る。従って、Ｎｉを添加する場合は０．０５〜２．０％
の範囲とする。
焼入れ性を高めるとともに、低温靱性を向上させる元素
であるが、０．０５％未満ではこの効果を発揮すること
ができず、好ましくは０．１％以上が適当である。一
方、２．０％を超える添加では、合金コストが上昇す
る。従って、Ｎｉを添加する場合は０．０５〜２．０％
の範囲とする。
【００２１】Ｃｒ：０．０５〜３．０％とする。Ｃｒは
焼入れ性を高める元素であるが、０．０５％未満ではこ
の効果を発揮することができず、好ましくは０．１％以
上が適当である。一方、３．０％を超える添加では、溶
接性が劣化するとともに合金コストが上昇する。従っ
て、Ｃｒを添加する場合は０．０５〜３.０％の範囲と
する。
焼入れ性を高める元素であるが、０．０５％未満ではこ
の効果を発揮することができず、好ましくは０．１％以
上が適当である。一方、３．０％を超える添加では、溶
接性が劣化するとともに合金コストが上昇する。従っ
て、Ｃｒを添加する場合は０．０５〜３.０％の範囲と
する。
【００２２】Ｍｏ：０．０５〜３．０％とする。Ｍｏは
焼入れ性を高める元素であるが、０．０５％未満ではこ
の効果を発揮することができず、好ましくは０．１％以
上が適当である。一方、３．０％を超える添加では、溶
接性が劣化するとともに合金コストが上昇する。従っ
て、Ｍｏを添加する場合は０．０５〜３．０％の範囲と
する。
焼入れ性を高める元素であるが、０．０５％未満ではこ
の効果を発揮することができず、好ましくは０．１％以
上が適当である。一方、３．０％を超える添加では、溶
接性が劣化するとともに合金コストが上昇する。従っ
て、Ｍｏを添加する場合は０．０５〜３．０％の範囲と
する。
【００２３】Ｂ：０．０００３〜０．０１％とする。Ｂ
は微量添加で焼入れ性を高める元素であるが、０．００
０３％未満ではこの効果を発揮することができない。一
方、０．０１％を超える添加では、溶接性が劣化すると
ともに、むしろ焼入れ性が低下する。従って、Ｂを添加
する場合は０．０００３〜０．０１％の範囲とする。
は微量添加で焼入れ性を高める元素であるが、０．００
０３％未満ではこの効果を発揮することができない。一
方、０．０１％を超える添加では、溶接性が劣化すると
ともに、むしろ焼入れ性が低下する。従って、Ｂを添加
する場合は０．０００３〜０．０１％の範囲とする。
【００２４】Ｖ：０．００５〜０．５％とする。Ｖは析
出硬化に有効な元素であり、鋼の硬度を上昇させる効果
を有している。この効果は０．００５％未満では発揮さ
れず、好ましくは０．０１％以上が適当であるが、０．
５％を超える添加では、溶接性が劣化する。従って、Ｖ
を添加する場合は０．００５〜０．５％と規定した。
出硬化に有効な元素であり、鋼の硬度を上昇させる効果
を有している。この効果は０．００５％未満では発揮さ
れず、好ましくは０．０１％以上が適当であるが、０．
５％を超える添加では、溶接性が劣化する。従って、Ｖ
を添加する場合は０．００５〜０．５％と規定した。
【００２５】Ｔｉ：０．００５〜０．１％とする。Ｔｉ
は析出硬化に有効な元素であり、鋼の硬度を上昇させる
効果を有している。この効果は０．００５％未満では発
揮されず、好ましくは０．０５％以上が適当であるが、
０．１％を超える添加では、溶接性が劣化する。従っ
て、Ｔｉを添加する場合は０．００５〜０．５％と規定
した。
は析出硬化に有効な元素であり、鋼の硬度を上昇させる
効果を有している。この効果は０．００５％未満では発
揮されず、好ましくは０．０５％以上が適当であるが、
０．１％を超える添加では、溶接性が劣化する。従っ
て、Ｔｉを添加する場合は０．００５〜０．５％と規定
した。
【００２６】特性値Ｍｒ：１．３以上とする。特性値Ｍ
ｒは、焼入後の組織と関係があり、その結果、鋼の硬度
および強度に大きな影響を与える。特性値Ｍｒが１．３
未満であると、組織が完全な焼入れ組織とならず、硬度
が低下する。従って、特性値Ｍｒを１．３以上に規定す
る。
ｒは、焼入後の組織と関係があり、その結果、鋼の硬度
および強度に大きな影響を与える。特性値Ｍｒが１．３
未満であると、組織が完全な焼入れ組織とならず、硬度
が低下する。従って、特性値Ｍｒを１．３以上に規定す
る。
【００２７】炭素等量ＣｅｑＬ：０．４２％以下とす
る。炭素等量ＣｅｑＬは、靭性および溶接性に大きな影
響を与える。炭素等量ＣｅｑＬが０．４２％を超える
と、所定の低温靭性が得られず溶接性も劣化する。従っ
て、炭素等量ＣｅｑＬを０．４２％以下に規定する。
る。炭素等量ＣｅｑＬは、靭性および溶接性に大きな影
響を与える。炭素等量ＣｅｑＬが０．４２％を超える
と、所定の低温靭性が得られず溶接性も劣化する。従っ
て、炭素等量ＣｅｑＬを０．４２％以下に規定する。
【００２８】上記の成分以外の残部は実質的に鉄であ
る。残部が実質的に鉄であるとは、本発明の作用効果を
無くさない限り、不可避不純物をはじめ、他の微量元素
を含有するものが本発明の範囲に含まれ得ることを意味
する。
る。残部が実質的に鉄であるとは、本発明の作用効果を
無くさない限り、不可避不純物をはじめ、他の微量元素
を含有するものが本発明の範囲に含まれ得ることを意味
する。
【００２９】
【発明の実施の形態】発明の実施に当たっては、前述の
ように化学成分を調整すればよいが、一部の化学成分に
ついては、さらに次のようにすることにより、特性を向
上させることができる。
ように化学成分を調整すればよいが、一部の化学成分に
ついては、さらに次のようにすることにより、特性を向
上させることができる。
【００３０】Ｃについては、添加量が多めになるとＣｅ
ｑＬの上限に近づき、他の合金元素、例えばＭｎ等が十
分に添加できなくなる。そこで、Ｃを0.20％以下とする
ことが好ましい。
ｑＬの上限に近づき、他の合金元素、例えばＭｎ等が十
分に添加できなくなる。そこで、Ｃを0.20％以下とする
ことが好ましい。
【００３１】Ｎｂについては、添加量が多めになると組
織微細化効果が小さくなり、靭性の向上が見込めなくな
る場合がある。従って、Ｎｂの添加量を0.05％以下とす
ることが好ましい。
織微細化効果が小さくなり、靭性の向上が見込めなくな
る場合がある。従って、Ｎｂの添加量を0.05％以下とす
ることが好ましい。
【００３２】Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏについては、添加
する場合には、焼入れ性を確保しつつ、合金コストの上
昇を避けるために、それぞれ、0.5％、0.5%、1.0％、1.0
%以下とすることが好ましい。
する場合には、焼入れ性を確保しつつ、合金コストの上
昇を避けるために、それぞれ、0.5％、0.5%、1.0％、1.0
%以下とすることが好ましい。
【００３３】次に、炭素等量ＣｅｑＬと特性値Ｍｒにつ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００３４】炭素等量ＣｅｑＬについて、靭性に及ぼす
影響を図１に示す。図１において用いた供試鋼は、0.10
%〜0.30%のCを含有する鋼であり、これらを1150℃に加
熱後、板厚25mmまで仕上圧延を実施し、圧延後室温まで
冷却した後に、900℃で再加熱焼入れを行ったもので、
横軸にこれらの供試鋼の成分の炭素等量ＣｅｑＬを示
す。縦軸は靭性であり、−４０℃におけるシャルピー衝
撃吸収エネルギー（ｖＥ -40）で示す。また、これらの
供試鋼の溶接性を、JIS規格 Z 3153に準拠し、被覆アー
ク溶接でのT型溶接割れ試験により判断し、溶接割れの
有無を同時に図１に示す。図１より、炭素等量ＣｅｑＬ
が０．４５％を超えると、溶接割れが生じやすくなる。
また、炭素等量ＣｅｑＬが０．４２％を超えると、―４
０℃における吸収エネルギーが低下して靭性が悪化して
いる。これより、靭性と溶接性を共に優れたものとする
ためには、炭素等量ＣｅｑＬを０．４２％以下とする必
要があるという知見が得られる。
影響を図１に示す。図１において用いた供試鋼は、0.10
%〜0.30%のCを含有する鋼であり、これらを1150℃に加
熱後、板厚25mmまで仕上圧延を実施し、圧延後室温まで
冷却した後に、900℃で再加熱焼入れを行ったもので、
横軸にこれらの供試鋼の成分の炭素等量ＣｅｑＬを示
す。縦軸は靭性であり、−４０℃におけるシャルピー衝
撃吸収エネルギー（ｖＥ -40）で示す。また、これらの
供試鋼の溶接性を、JIS規格 Z 3153に準拠し、被覆アー
ク溶接でのT型溶接割れ試験により判断し、溶接割れの
有無を同時に図１に示す。図１より、炭素等量ＣｅｑＬ
が０．４５％を超えると、溶接割れが生じやすくなる。
また、炭素等量ＣｅｑＬが０．４２％を超えると、―４
０℃における吸収エネルギーが低下して靭性が悪化して
いる。これより、靭性と溶接性を共に優れたものとする
ためには、炭素等量ＣｅｑＬを０．４２％以下とする必
要があるという知見が得られる。
【００３５】特性値Ｍｒについて、焼入後の硬度および
強度に及ぼす影響を図２に示す。図２において用いた供
試鋼は、0.14〜0.15%のC量を含有する鋼を1150℃に加熱
後、板厚25mmまで仕上げ圧延を実施し、圧延後室温まで
冷却した後に、900℃で再加熱焼入れを行ったもので、
横軸にこれらの供試鋼の成分の特性値Ｍｒを示す。縦軸
はこれらの供試鋼の硬度（ブリネル硬さ：ＨＢ）および
強度（引張り強さ：ＴＳ）である。図２に示すように、
特性値Ｍｒが１．３以上のとき、硬度（ブリネル硬さ）
４００以上が得られ、板厚中心部まで完全な焼入れ組織
となり、引張り強さも１１００MPa以上となる。Ｍｒが
１．３未満であると、組織が完全な焼入れ組織となら
ず、硬度、引張り強さが大きく低下する。従って特性値Ｍ
ｒを１．３以上に規定する。
強度に及ぼす影響を図２に示す。図２において用いた供
試鋼は、0.14〜0.15%のC量を含有する鋼を1150℃に加熱
後、板厚25mmまで仕上げ圧延を実施し、圧延後室温まで
冷却した後に、900℃で再加熱焼入れを行ったもので、
横軸にこれらの供試鋼の成分の特性値Ｍｒを示す。縦軸
はこれらの供試鋼の硬度（ブリネル硬さ：ＨＢ）および
強度（引張り強さ：ＴＳ）である。図２に示すように、
特性値Ｍｒが１．３以上のとき、硬度（ブリネル硬さ）
４００以上が得られ、板厚中心部まで完全な焼入れ組織
となり、引張り強さも１１００MPa以上となる。Ｍｒが
１．３未満であると、組織が完全な焼入れ組織となら
ず、硬度、引張り強さが大きく低下する。従って特性値Ｍ
ｒを１．３以上に規定する。
【００３６】このような知見をまとめると図３に示すよ
うになり、焼入れにより十分な硬度、強度を持ち、溶接
性、靭性が共に優れた耐摩耗鋼を提供するには、炭素等
量ＣｅｑＬを０．４２％以下、特性値Ｍｒを１．３以上
にすることが有効であることが分かる。
うになり、焼入れにより十分な硬度、強度を持ち、溶接
性、靭性が共に優れた耐摩耗鋼を提供するには、炭素等
量ＣｅｑＬを０．４２％以下、特性値Ｍｒを１．３以上
にすることが有効であることが分かる。
【００３７】次に、本発明の耐摩耗鋼の製造方法につい
て説明する。本発明の化学成分に調整した鋼は、通常の
耐摩耗鋼と同様の方法で圧延して製造できる。本発明の
耐摩耗鋼は圧延後に焼入れをして用いるが、圧延直後に
冷却して焼入れを行っても、室温まで冷却した鋼を再加
熱後に冷却して焼入れを行っても良い。冷却速度は焼入
れ組織が得られるように適宜設定する。また、前記冷却
の停止温度は完全な焼入れ組織とするために４００℃以
下とすることが必要である。また、冷却停止後に焼戻し
処理を施しても本発明の耐摩耗鋼の特性を妨げることは
ない。焼戻し温度は特に限定しないが、６００℃以下で
あることが好ましい。
て説明する。本発明の化学成分に調整した鋼は、通常の
耐摩耗鋼と同様の方法で圧延して製造できる。本発明の
耐摩耗鋼は圧延後に焼入れをして用いるが、圧延直後に
冷却して焼入れを行っても、室温まで冷却した鋼を再加
熱後に冷却して焼入れを行っても良い。冷却速度は焼入
れ組織が得られるように適宜設定する。また、前記冷却
の停止温度は完全な焼入れ組織とするために４００℃以
下とすることが必要である。また、冷却停止後に焼戻し
処理を施しても本発明の耐摩耗鋼の特性を妨げることは
ない。焼戻し温度は特に限定しないが、６００℃以下で
あることが好ましい。
【００３８】
【実施例】表１に示す成分組成（mass%）を有する鋼
Ａ、Ｃ〜Ｍのスラブを、１１５０℃に加熱し、板厚１９
mmまたは３５mmに熱間圧延を行い、室温に冷却した後、
９００℃まで再加熱し焼入れた。また、表１に示す成分
組成（mass%）を有する鋼Ｎ〜Ｓのスラブを１１００℃
に加熱し、板厚１９mmまたは３５mmに熱間圧延を行い、
圧延終了後、直ちに焼入れを行った。冷却の停止温度は
２５０℃とした。鋼Ｎおよび鋼Ｑについては、焼入れ後
に５００℃で焼戻し処理を施した。鋼Ａ、Ｃ〜Ｅおよび
Ｌ〜Ｐは本発明鋼であり、鋼Ｆ〜ＫおよびＱ〜Ｓは比較
鋼である。得られた鋼板について、特性値として、硬
度、引張強度、低温靭性、溶接性を調べた。
Ａ、Ｃ〜Ｍのスラブを、１１５０℃に加熱し、板厚１９
mmまたは３５mmに熱間圧延を行い、室温に冷却した後、
９００℃まで再加熱し焼入れた。また、表１に示す成分
組成（mass%）を有する鋼Ｎ〜Ｓのスラブを１１００℃
に加熱し、板厚１９mmまたは３５mmに熱間圧延を行い、
圧延終了後、直ちに焼入れを行った。冷却の停止温度は
２５０℃とした。鋼Ｎおよび鋼Ｑについては、焼入れ後
に５００℃で焼戻し処理を施した。鋼Ａ、Ｃ〜Ｅおよび
Ｌ〜Ｐは本発明鋼であり、鋼Ｆ〜ＫおよびＱ〜Ｓは比較
鋼である。得られた鋼板について、特性値として、硬
度、引張強度、低温靭性、溶接性を調べた。
【００３９】硬度は、ＪＩＳ規格Ｚ２２４３に準拠し、
鋼板表面でランダムに選んだ５点の平均値を用いた。引
張強度は、ＪＩＳ規格Ｚ２２４１に準拠し、板厚１９mm
の鋼板はＪＩＳ規格Ｚ２２０１の５号試験片、板厚３５
mmの鋼板は同１Ａ号試験片を用いた。低温靭性は、ＪＩ
Ｓ規格Ｚ２２４２に準拠し、−４０℃におけるシャルピ
ー衝撃吸収エネルギーを測定した。溶接性は、ＪＩＳ規
格Ｚ３１５３に準拠し、被覆アーク溶接でのＴ型溶接割
れ試験により判断した。得られた硬度（ＨＢ）、引張強
度（ＴＳ：［ＭＰａ］）、低温靭性（ｖＥ−４０：
［Ｊ］）、溶接性（溶接割れ：○溶接割れ無し、×溶接
割れ有り）を表１に併せて示す。
鋼板表面でランダムに選んだ５点の平均値を用いた。引
張強度は、ＪＩＳ規格Ｚ２２４１に準拠し、板厚１９mm
の鋼板はＪＩＳ規格Ｚ２２０１の５号試験片、板厚３５
mmの鋼板は同１Ａ号試験片を用いた。低温靭性は、ＪＩ
Ｓ規格Ｚ２２４２に準拠し、−４０℃におけるシャルピ
ー衝撃吸収エネルギーを測定した。溶接性は、ＪＩＳ規
格Ｚ３１５３に準拠し、被覆アーク溶接でのＴ型溶接割
れ試験により判断した。得られた硬度（ＨＢ）、引張強
度（ＴＳ：［ＭＰａ］）、低温靭性（ｖＥ−４０：
［Ｊ］）、溶接性（溶接割れ：○溶接割れ無し、×溶接
割れ有り）を表１に併せて示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】表１に示すように、本発明鋼は、耐摩耗鋼
として有効な高い硬度とともに、十分な強度と低温域に
おける良好な靭性を有している。これに対して、比較鋼
Ｆ、Ｇは、Ｍｒが１．３未満であり、十分な硬度と強度
が得られていない。また、比較鋼Ｈ〜ＫおよびＱ〜Ｓ
は、従来技術による耐摩耗鋼に類する物で、十分な表面
硬度と強度が得られているが、ＣｅｑＬが０．４２％を
超えており、溶接割れ試験で割れが発生し、更に、比較
鋼Ｈ〜Ｋ、Ｑ、Ｒは低温靭性も劣っている。
として有効な高い硬度とともに、十分な強度と低温域に
おける良好な靭性を有している。これに対して、比較鋼
Ｆ、Ｇは、Ｍｒが１．３未満であり、十分な硬度と強度
が得られていない。また、比較鋼Ｈ〜ＫおよびＱ〜Ｓ
は、従来技術による耐摩耗鋼に類する物で、十分な表面
硬度と強度が得られているが、ＣｅｑＬが０．４２％を
超えており、溶接割れ試験で割れが発生し、更に、比較
鋼Ｈ〜Ｋ、Ｑ、Ｒは低温靭性も劣っている。
【００４２】
【発明の効果】本発明は、耐摩耗鋼の炭素等量ＣｅｑＬ
を低目に抑え、焼入後の組織と関係がある特性値Ｍｒを
所定の値に調整することにより、強度および耐摩耗性を
確保するとともに、低温靭性および低温溶接割れ性を向
上させることができる。これにより、耐低温溶接割れ
性、靭性、耐摩耗性に優れ、特に低温域での使用に耐え
る厚鋼板等の鋼材が得られ、機械部品等の低温域での使
用を可能とする効果がある。
を低目に抑え、焼入後の組織と関係がある特性値Ｍｒを
所定の値に調整することにより、強度および耐摩耗性を
確保するとともに、低温靭性および低温溶接割れ性を向
上させることができる。これにより、耐低温溶接割れ
性、靭性、耐摩耗性に優れ、特に低温域での使用に耐え
る厚鋼板等の鋼材が得られ、機械部品等の低温域での使
用を可能とする効果がある。
【図１】 靭性および溶接性に及ぼす炭素等量ＣｅｑＬ
の影響を示す図。
の影響を示す図。
【図２】 焼入後の硬度および引張強さに及ぼす特性値
Ｍｒの影響を示す図。
Ｍｒの影響を示す図。
【図３】 優れた硬度、強度、溶接性、靭性を示す炭素
等量ＣｅｑＬおよび特性値Ｍｒの範囲を示す図。
等量ＣｅｑＬおよび特性値Ｍｒの範囲を示す図。
Claims (3)
- 【請求項１】 mass％で、Ｃ：０．１０〜０．３０％、
Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎ
ｂ：０．００５〜０．１％を含有するとともに、Ｃｕ：
０．０５〜２．０％、Ｎｉ：０．０５〜２．０％、Ｃ
ｒ：０．０５〜３．０％、Ｍｏ：０．０５〜３．０％、
Ｂ：０．０００３〜０．０１％の内１種以上を含有し、
残部が実質的に鉄からなる鋼であり、式(１)で示される
特性値Ｍｒが１．３以上、式(２)で示される炭素等量Ｃ
ｅｑＬが０．４２％以下、かつ、焼入れされていること
を特徴とする耐摩耗鋼。 Ｍｒ＝(C/10)0.5×(1+Si)×(1+0.5Cu)×(1+0.5Ni)×(1+2Cr) ×(1+3Mo)×(1+2V)×(1+Ti)×(1+3Mn)×(1+200B) (１) ＣｅｑＬ＝C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5 (２) 但し、元素記号は各元素の含有量(mass％)を表す。 - 【請求項２】 mass％で、Ｃ：０．１０〜０．３０％、
Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎ
ｂ：０．００５〜０．１％を含有するとともに、Ｖ：
０．００５〜０．５％、Ｔｉ：０．００５〜０．１％の
内１種以上を含有し、残部が実質的に鉄からなる鋼であ
り、式(１)で示される特性値Ｍｒが１．３以上、式(２)
で示される炭素等量ＣｅｑＬが０．４２％以下、かつ、
焼入れされていることを特徴とする耐摩耗鋼。 Ｍｒ＝(C/10)0.5×(1+Si)×(1+0.5Cu)×(1+0.5Ni)×(1+2Cr) ×(1+3Mo)×(1+2V)×(1+Ti)×(1+3Mn)×(1+200B) (１) ＣｅｑＬ＝C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5 (２) 但し、元素記号は各元素の含有量(mass％)を表す。 - 【請求項３】 mass％で、Ｃ：０．１０〜０．３０％、
Ｓｉ：０．１〜１．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎ
ｂ：０．００５〜０．１％を含有するとともに、Ｃｕ：
０．０５〜２．０％、Ｎｉ：０．０５〜２．０％、Ｃ
ｒ：０．０５〜３．０％、Ｍｏ：０．０５〜３．０％、
Ｂ：０．０００３〜０．０１％の内１種以上、かつ、
Ｖ：０．００５〜０．５％、Ｔｉ：０．００５〜０．１
％の内１種以上を含有し、残部が実質的に鉄からなる鋼
であり、式(１)で示される特性値Ｍｒが１．３以上、式
(２)で示される炭素等量ＣｅｑＬが０．４２％以下、か
つ、焼入れされていることを特徴とする耐摩耗鋼。 Ｍｒ＝(C/10)0.5×(1+Si)×(1+0.5Cu)×(1+0.5Ni)×(1+2Cr) ×(1+3Mo)×(1+2V)×(1+Ti)×(1+3Mn)×(1+200B) (１) ＣｅｑＬ＝C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5 (２) 但し、元素記号は各元素の含有量(mass％)を表す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001277362A JP3698082B2 (ja) | 2000-09-13 | 2001-09-13 | 耐摩耗鋼 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-277395 | 2000-09-13 | ||
| JP2000277395 | 2000-09-13 | ||
| JP2001277362A JP3698082B2 (ja) | 2000-09-13 | 2001-09-13 | 耐摩耗鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002161330A true JP2002161330A (ja) | 2002-06-04 |
| JP3698082B2 JP3698082B2 (ja) | 2005-09-21 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP2005256169A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-09-22 | Jfe Steel Kk | 低温靱性に優れた耐摩耗鋼板およびその製造方法 |
| JP2006328511A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Jfe Steel Kk | 低温靭性に優れた耐摩耗鋼およびその製造方法 |
| CN1293222C (zh) * | 2003-12-11 | 2007-01-03 | 杨军 | 一种高硬度高韧性易火焰切割的耐磨钢板及其制备方法 |
| CN103014518A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-04-03 | 马鞍山市恒达耐磨材料有限责任公司 | 高碳高合金钢耐磨球及其制造方法 |
| CN109023119A (zh) * | 2018-10-08 | 2018-12-18 | 鞍钢股份有限公司 | 一种具有优异塑韧性的耐磨钢及其制造方法 |
| CN109763069A (zh) * | 2019-02-15 | 2019-05-17 | 天津水泥工业设计研究院有限公司 | 用于工况温度大幅交替变化的耐磨合金钢及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6007847B2 (ja) | 2013-03-28 | 2016-10-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 低温靭性を有する耐磨耗厚鋼板およびその製造方法 |
| JP6235221B2 (ja) | 2013-03-28 | 2017-11-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 低温靭性および耐水素脆性を有する耐磨耗厚鋼板およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-09-13 JP JP2001277362A patent/JP3698082B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2005256169A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-09-22 | Jfe Steel Kk | 低温靱性に優れた耐摩耗鋼板およびその製造方法 |
| JP4650013B2 (ja) * | 2004-02-12 | 2011-03-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 低温靱性に優れた耐摩耗鋼板およびその製造方法 |
| JP2006328511A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Jfe Steel Kk | 低温靭性に優れた耐摩耗鋼およびその製造方法 |
| JP4645306B2 (ja) * | 2005-05-30 | 2011-03-09 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 低温靭性に優れた耐摩耗鋼およびその製造方法 |
| CN103014518A (zh) * | 2012-12-10 | 2013-04-03 | 马鞍山市恒达耐磨材料有限责任公司 | 高碳高合金钢耐磨球及其制造方法 |
| CN103014518B (zh) * | 2012-12-10 | 2015-09-16 | 马鞍山市恒达耐磨材料有限责任公司 | 高碳高合金钢耐磨球及其制造方法 |
| CN109023119A (zh) * | 2018-10-08 | 2018-12-18 | 鞍钢股份有限公司 | 一种具有优异塑韧性的耐磨钢及其制造方法 |
| CN109763069A (zh) * | 2019-02-15 | 2019-05-17 | 天津水泥工业设计研究院有限公司 | 用于工况温度大幅交替变化的耐磨合金钢及其制备方法 |
| CN109763069B (zh) * | 2019-02-15 | 2021-03-19 | 天津水泥工业设计研究院有限公司 | 用于工况温度大幅交替变化的耐磨合金钢及其制备方法 |
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