JP2002235144A - Wear resistant high strength steel, cutting edge, bucket tooth and bucket lip - Google Patents

Wear resistant high strength steel, cutting edge, bucket tooth and bucket lip

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JP2002235144A
JP2002235144A JP2001032441A JP2001032441A JP2002235144A JP 2002235144 A JP2002235144 A JP 2002235144A JP 2001032441 A JP2001032441 A JP 2001032441A JP 2001032441 A JP2001032441 A JP 2001032441A JP 2002235144 A JP2002235144 A JP 2002235144A
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Japan
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bucket
steel
hardness
wear
tooth
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Japanese (ja)
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Kazuhide Okawa
和英 大川
Masaharu Amano
昌春 天野
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a wear resistant high strength steel which has excellent hardenability, weldability, machinability and cost effectiveness as well as hardness, temper softening resistance and impact resistance. SOLUTION: The steel has a composition containing, by weight, 0.25 to 0.35% C, 1.00 to 1.50% Si, 0.50 to 1.50% Mn, <=0.020% P, 0.008 to 0.015% S, <=1.2% Ni, 0.30 to 0.55% Cr, 0.15 to 0.50% Mo, 0.005 to 0.050% Ti, and 0.0005 to 0.0050% B, and in which the value of R defined by the following formula of R=1.2×Si (wt.%)+0.3×Ni (wt.%)+0.3×Cr (wt.%)+5×Mo (wt.%) is >=2.5. The steel is produced by hot rolling.

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、建設機械や土木機
械等の部品に用いられる耐摩耗強靭鋼およびその耐摩耗
強靭鋼を用いた掘削機におけるカッティングエッジ、バ
ケットツースおよびバケットリップに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wear-resistant tough steel used for parts of construction machines and civil engineering machines, and a cutting edge, a bucket tooth and a bucket lip in an excavator using the wear-resistant tough steel. .

【0002】[0002]

【従来の技術】建設機械や土木機械等に用いられる部品
のうち、直接土岩と接触して土砂摩耗を受ける部品に用
いられる鋼材においては、高い耐摩耗性が要求されるこ
とから、この耐摩耗性に最も関係の深い特性である硬さ
を高めるための方策がいろいろと提案されている。ま
た、鋼材の使用目的に応じて、耐衝撃性、溶接性等、硬
さ以外の他の特性を高めるための工夫も種々なされてい
る。
2. Description of the Related Art Among components used for construction machines and civil engineering machines, steel materials used for parts subjected to earth and sand wear in direct contact with earth and rock require high wear resistance. Various measures have been proposed for increasing hardness, a property most closely related to wear properties. Further, according to the purpose of use of the steel material, various measures have been taken to enhance other properties besides hardness, such as impact resistance and weldability.

【0003】例えば(1)特開平2−179842号公
報においては、特開昭61−174326号公報にて提
案された成分系において、Mn含有量を低減するととも
に、Mo含有量を増加させ、かつCr,B,sol.A
l,N等の含有量調整を行うことにより、従来の耐摩耗
性鋼板と同等以上の耐摩耗性を具備するとともに、靭性
および耐遅れ破壊性も兼備した高靭性耐摩耗鋼板が開示
されている。
For example, (1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-179842 discloses that, in the component system proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-174326, the Mn content is reduced, the Mo content is increased, and Cr, B, sol. A
A high-toughness wear-resistant steel plate which has a wear resistance equal to or higher than that of a conventional wear-resistant steel plate by adjusting the contents of l, N, etc., and also has toughness and delayed fracture resistance has been disclosed. .

【0004】また、(2)特開昭60−243250号
公報においては、H≧500の高硬度耐摩耗鋼の溶接
性を向上させるために、式P=C+Mn/10+Mo
/6+Cr/15+3V+40P+100Bにて示され
るP値が1.0%以下となる鋼を要旨とする溶接性の
優れた高硬度耐摩耗鋼が開示されている。
[0004] (2) In JP-60-243250 discloses, in order to improve the weldability of high hardness wear steel H B ≧ 500, wherein P H = C + Mn / 10 + Mo
/ 6 + Cr / 15 + 3V + 40P + of weldability P H value indicated by 100B is summarized as steel is 1.0% or less excellent high hardness wear steel is disclosed.

【0005】さらに、(3)特許第2970309号公
報においては、特定の低合金鋼に特定の熱処理を施すこ
とによって、安定したフェライト、マルテンサイトの2
相組織を形成して、良好な耐摩耗性並びに加工性および
溶接性に優れた鋼材を得るようにした耐摩耗鋼材の製造
方法が開示されている。
Further, (3) Japanese Patent No. 2970309 discloses that a specific low-alloy steel is subjected to a specific heat treatment so as to obtain a stable ferrite and martensite.
A method for producing a wear-resistant steel material that forms a phase structure so as to obtain a steel material having good wear resistance and excellent workability and weldability is disclosed.

【0006】また、(4)特開平10−204575号
公報においては、所要量のC,Si,Mn,Cr,M
o,Nb,Vを含有させ、特定の圧延と熱処理との組み
合わせにより、使用中にVを核とするCr,Mo,Vの
複合析出物を形成せしめて、常温および高温での耐摩耗
性と、加工性、耐折損性、耐焼き割れ性を満足する十分
な靭性を備えた耐靭性耐摩耗部材が開示されている。
[0006] (4) In Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-204575, required amounts of C, Si, Mn, Cr, M
o, Nb, and V are contained, and a combination of specific rolling and heat treatment forms a composite precipitate of Cr, Mo, and V with V as a nucleus during use. There is disclosed a tough and wear-resistant member having sufficient toughness to satisfy workability, breakage resistance and burn-out crack resistance.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】一般に、耐土砂摩耗鋼
としては、硬岩掘削のような苛酷な条件下で使用される
ものから、土砂積込みのような比較的穏やかな条件下で
使用されるものまで様々な種類のものがあるが、特に大
型油圧ショベルのような掘削機におけるカッティングエ
ッジやバケットツースおよびバケットリップ等の部品は
特に苛酷な条件下で使用されるものである。この種の部
品に要求される必須の特性としては、次の〜の3つ
の特性が挙げられる。 耐摩耗性を得るための十分な初期硬さ、 使用中に土岩に激しく擦られる際に発生する摩擦熱に
よって初期硬さが容易に軟化しないような焼戻し軟化抵
抗性、 使用中に土岩に激しく衝突する際に生じる衝撃力に耐
え得る耐衝撃性(靭性)、また、これら〜の特性に
加えて、さらに付加されることが望ましい特性として、 肉厚の厚いものでも芯部まで十分な硬さが得られるた
めの焼入れ性、 建設機械の作業機等に容易に溶接し得る溶接性、 機械加工が容易に行える被削性、 経済性、 が挙げられる。
Generally, sediment-resistant steel is used under severe conditions such as hard rock excavation to relatively mild conditions such as sediment loading. Parts such as cutting edges and bucket teeth and bucket lips, especially in excavators such as large excavators, are used under particularly severe conditions. Essential characteristics required for this type of component include the following three characteristics. Sufficient initial hardness to obtain abrasion resistance, Temper softening resistance so that initial hardness does not easily soften due to frictional heat generated when being violently rubbed against soil rock during use. Impact resistance (toughness) that can withstand the impact force generated in the event of a severe collision, and in addition to these characteristics, it is also desirable to add additional characteristics. Quenching properties to obtain the required hardness, weldability that can be easily welded to construction machine working equipment, etc., machinability that allows easy machining, and economic efficiency.

【0008】しかしながら、前記(1)〜(3)の各公
報に記載された鋼材では、前述の特性〜を十分に満
たしておらず、とりわけ苛酷な条件下で使用される耐摩
耗鋼に必須の特性である焼戻し軟化抵抗性については全
く考慮されていない。また、前記(4)の公報に記載の
鋼材では、硬さ、軟化抵抗性、耐衝撃性および
焼入れ性を向上させることをねらいとしているものの、
Vを核とするCr,Mo,Vの複合析出物を形成せしめ
る方法であるために、高価なCr,Mo,Vを多量に添
加する必要があって、の経済性を犠牲にせざるを得な
いという問題点がある。また、の溶接性についても満
足していないという問題点がある。
However, the steel materials described in the above publications (1) to (3) do not sufficiently satisfy the above-mentioned characteristics (1) to (3), and are indispensable especially for wear-resistant steel used under severe conditions. No consideration is given to tempering softening resistance, which is a characteristic. Further, in the steel material described in the above-mentioned publication (4), although it is intended to improve hardness, softening resistance, impact resistance and hardenability,
Since this is a method of forming a composite precipitate of Cr, Mo, and V with V as a nucleus, it is necessary to add a large amount of expensive Cr, Mo, and V, and this has to sacrifice economy. There is a problem. In addition, there is a problem that the weldability is not satisfactory.

【0009】以上のように、従来技術のものはいずれ
も、前記〜の要求特性のうちの一部の特性に特化し
たものに過ぎず、特に重掘削において重視される焼戻し
軟化抵抗性および機械加工時に要求される被削性の向上
を目的としたものはほとんど皆無であると言える。
[0009] As described above, all of the prior arts are specialized only in some of the above-mentioned required characteristics, and particularly the temper softening resistance and the mechanical strength which are considered important in heavy excavation. It can be said that there is almost no object aimed at improving the machinability required during processing.

【0010】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、硬さ、焼戻し軟化抵抗性、耐衝撃性は元よ
り、焼入れ性、溶接性、被削性および経済性に優れ、硬
岩掘削のような苛酷な条件下での使用に好適な耐摩耗強
靭鋼を提供し、併せてその耐摩耗強靭鋼にて形成される
カッティングエッジ、バケットツースおよびバケットリ
ップを提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of these problems, and has excellent hardness, tempering softening resistance, impact resistance, hardening properties, weldability, machinability, and economy. To provide a wear-resistant tough steel suitable for use under severe conditions such as hard rock excavation, and to provide a cutting edge, a bucket tooth and a bucket lip formed of the wear-resistant tough steel. It is assumed that.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、本発明者らは、十分な焼戻し軟化
抵抗性を保持するために新たに次式: R=1.2×Si(wt%)+0.3×Ni(wt%)
+0.3×Cr(wt%)+5×Mo(wt%) にて定義されるR値という指標を導入し、このR値と焼
戻し温度との関係からR≧2.5が必要であることを見
出し、さらに他の必要特性を満足するために各種試験に
よって各成分添加量の適正範囲を見出したものである。
要するに、第1発明による耐摩耗強靭鋼は、C:0.2
5〜0.35wt%、Si:1.00〜1.50wt
%、Mn:0.50〜1.50wt%、P:0.020
wt%以下、S:0.008〜0.015wt%、N
i:1.2wt%以下、Cr:0.30〜0.55wt
%、Mo:0.15〜0.50wt%、Ti:0.00
5〜0.050wt%、B:0.0005〜0.005
0wt%を含み、次式: R=1.2×Si(wt%)+0.3×Ni(wt%)
+0.3×Cr(wt%)+5×Mo(wt%) にて定義されるR値が2.5以上で、熱間圧延にて製造
してなることを特徴とするものである。
Means for Solving the Problems and Functions / Effects In order to achieve the above object, the present inventors newly developed the following formula: R = 1.2 × Si to maintain sufficient temper softening resistance. (Wt%) + 0.3 × Ni (wt%)
An index of R value defined by + 0.3 × Cr (wt%) + 5 × Mo (wt%) is introduced, and it is found that R ≧ 2.5 is necessary from the relationship between the R value and the tempering temperature. In order to satisfy the required and other required characteristics, an appropriate range of the added amount of each component was found by various tests.
In short, the wear-resistant tough steel according to the first invention has C: 0.2
5 to 0.35 wt%, Si: 1.00 to 1.50 wt%
%, Mn: 0.50 to 1.50 wt%, P: 0.020
wt% or less, S: 0.008 to 0.015 wt%, N
i: 1.2 wt% or less, Cr: 0.30 to 0.55 wt
%, Mo: 0.15 to 0.50 wt%, Ti: 0.00
5 to 0.050 wt%, B: 0.0005 to 0.005
Including 0 wt%, the following formula: R = 1.2 × Si (wt%) + 0.3 × Ni (wt%)
An R value defined by + 0.3 × Cr (wt%) + 5 × Mo (wt%) is 2.5 or more, and is manufactured by hot rolling.

【0012】鉄鋼材料は焼入れたままの状態の硬さが最
も高いが、土岩との激しい摩擦によって摩擦熱が生じる
ことにより、思わぬ高温の焼戻しを受けた状態になる。
この高温焼戻し時の硬さ低下が小さい程、言い換えれば
硬さ低下を一定としたときの焼戻し温度が高いほど焼戻
し軟化抵抗性が高いことになる。そこで、本発明では、
硬さ低下の一定値をHRC(ロックウエル硬さ)で10
ポイントとし、焼入れのままの硬さから、HRCを10
ポイント低下させる際の焼戻し温度(℃)をT−ΔH
RC10とし、さらに次式: R=1.2×Si(wt%)+0.3×Ni(wt%)
+0.3×Cr(wt%)+5×Mo(wt%) にて定義されるR値という指標を導入し、このR値と前
記焼戻し温度T−ΔH 10との関係からR値の適正
範囲を規定したものである。
[0012] The steel material has the highest hardness in the as-quenched state, but is subjected to unexpectedly high-temperature tempering due to the generation of frictional heat due to intense friction with earth and rock.
The smaller the decrease in hardness during high-temperature tempering, in other words, the higher the tempering temperature when the decrease in hardness is constant, the higher the temper softening resistance. Therefore, in the present invention,
The constant value of the hardness decreases with H RC (Rockwell Hardness) 10
The point, the remains of quenching from the hardness, the H RC 10
The tempering temperature (° C.) for lowering the point is T-ΔH
RC 10, and the following formula: R = 1.2 × Si (wt%) + 0.3 × Ni (wt%)
+ 0.3 × Cr (wt%) + 5 × introducing an indication that R value defined by Mo (wt%), appropriate from the relationship between the R value and the tempering temperature T-ΔH R C 10 R-value It defines the range.

【0013】すなわち、R値と焼戻し温度T−ΔHRC
10とは図1に示されるように一定の関係(比例関係)
にあることから、通常の岩盤掘削で生じる温度430℃
で硬さ低下をHRCで10ポイントにするためには、R
値がR≧2.5を満たす必要があるとの知見を得た。ま
た、この焼戻し軟化抵抗性以外の他の必要特性、言い換
えれば硬さ、耐衝撃性、焼入れ性、溶接性、
被削性および経済性の各特性を満たすために、複数の
鋼種を準備して各種試験によって各成分添加量の適正範
囲を規定した。各成分の添加割合の限定理由は以下のと
おりである。
That is, R value and tempering temperature T-ΔH RC
10 is a fixed relation (proportional relation) as shown in FIG.
430 ° C, which is generated by normal rock excavation
In order to reduce the hardness to 10 points by HRC ,
It has been found that the value needs to satisfy R ≧ 2.5. In addition, other necessary properties other than the tempering softening resistance, in other words, hardness, impact resistance, hardenability, weldability,
In order to satisfy each property of machinability and economy, a plurality of steel grades were prepared and the appropriate range of the amount of each component added was determined by various tests. The reasons for limiting the addition ratio of each component are as follows.

【0014】C:0.25〜0.35wt% Cは硬度を得るために必要な元素であり、焼入れ焼戻し
によりHRC45以上の硬さを得るには添加量を0.2
5wt%以上とする必要がある。また添加量が0.35
wt%を越えると靭性の低下が著しいためその上限を
0.35wt%とする。なお、溶接性が必要なものにつ
いては0.30wt%以下とするのが望ましい。
[0014] C: 0.25~0.35wt% C is an element necessary for obtaining a hardness, the amount added to obtain H RC 45 or more hardness by quenching and tempering 0.2
It is necessary to be 5 wt% or more. The amount of addition is 0.35
If the content exceeds wt%, the toughness significantly decreases, so the upper limit is set to 0.35 wt%. It should be noted that those requiring weldability are desirably 0.30 wt% or less.

【0015】Si:1.00〜1.50wt% Siは焼戻し軟化抵抗性を付与するために必要な元素で
あり、その効果を得るために添加量の下限値を1.00
wt%とする。また、添加量が多過ぎると靭性を低下さ
せ、オーステナイト化温度を高くして焼入れが困難にな
るため、その上限を1.50wt%とする。
Si: 1.00 to 1.50 wt% Si is an element necessary for imparting temper softening resistance, and the lower limit of the addition amount is 1.00 to obtain the effect.
wt%. On the other hand, if the addition amount is too large, the toughness is reduced, and the austenitizing temperature is increased to make quenching difficult, so the upper limit is set to 1.50 wt%.

【0016】Mn:0.50〜1.50wt% Mnは焼入れ性、靭性向上に有効な元素であり、焼入れ
性の効果を十分に得るために少なくとも0.5wt%以
上が必要である。また、添加量が多過ぎると溶接性を低
下させるため、その上限を1.50wt%とする。
Mn: 0.50 to 1.50 wt% Mn is an element effective for improving hardenability and toughness, and at least 0.5 wt% is necessary in order to sufficiently obtain the effect of hardenability. Further, if the addition amount is too large, the weldability is reduced, so the upper limit is set to 1.50 wt%.

【0017】P:0.020wt%以下 Pは粒界に偏析し易く、溶接性、靭性を低下させるので
その添加量は少ない方が望ましい。製鋼上の経済性を考
慮してその上限を0.020wt%とする。
P: 0.020 wt% or less P is likely to segregate at the grain boundary and lowers weldability and toughness. Therefore, it is desirable that the amount of P added is small. The upper limit is set to 0.020 wt% in consideration of economy in steelmaking.

【0018】S:0.008〜0.015wt% Sは介在物を析出し靭性低下や溶接部にラメラティアを
引き起こすなど有害な作用があるが、一方で被削性向上
の効果がある。その添加量が0.015wt%を越える
と靭性が低下し、また0.008wt%未満では被削性
低下が著しいので、添加範囲を0.008〜0.015
wt%とする。
S: 0.008 to 0.015 wt% S has harmful effects such as precipitation of inclusions and reduction in toughness and lamella tearing in a welded portion, but has an effect of improving machinability. If the addition amount exceeds 0.015 wt%, the toughness is reduced, and if it is less than 0.008 wt%, the machinability is significantly reduced.
wt%.

【0019】Ni:1.2wt%以下 NiはSi、Cr、Moとの複合添加にて焼戻し軟化抵
抗性を付与するのに若干の効果がある。しかし、その添
加量が多過ぎると不経済であるため、その上限を1.2
wt%とする。
Ni: 1.2 wt% or less Ni has a slight effect on imparting tempering softening resistance by the combined addition of Si, Cr and Mo. However, if the added amount is too large, it is uneconomical.
wt%.

【0020】Cr:0.30〜0.55wt% CrはSi、Ni、Moとの複合添加にて焼戻軟化抵抗
性を向上させる効果がある。また、焼入れ性および靭性
向上に有効な元素である。しかし、その添加量が多過ぎ
ると溶接性を低下させ、かつ不経済であるので、添加範
囲を0.30〜0.55wt%とする。
Cr: 0.30 to 0.55 wt% Cr has the effect of improving the temper softening resistance by the combined addition of Si, Ni and Mo. Further, it is an element effective for improving hardenability and toughness. However, if the addition amount is too large, the weldability is lowered and it is uneconomical, so the addition range is set to 0.30 to 0.55 wt%.

【0021】Mo:0.15〜0.50wt% MoはSi、Niとの複合添加にて焼戻し軟化抵抗性を
向上させる効果がある。また、焼入れ性および靭性向上
に有効な元素である。しかし、その添加量が多過ぎると
溶接性を低下させ、かつ不経済であるので、添加範囲を
0.15〜0.55wt%とする。
Mo: 0.15 to 0.50 wt% Mo has the effect of improving the tempering softening resistance by the combined addition of Si and Ni. Further, it is an element effective for improving hardenability and toughness. However, if the addition amount is too large, the weldability is lowered and it is uneconomical, so the addition range is made 0.15 to 0.55 wt%.

【0022】Ti:0.005〜0.050wt% TiはTiNとしてNと優先的に結合し、BがNと結合
して有効性を失うのを防ぐ働きをする。しかし、その添
加量が多過ぎると介在物として靭性低下をもたらすの
で、添加範囲を0.005〜0.050wt%とする。
Ti: 0.005 to 0.050 wt% Ti binds preferentially to N as TiN, and serves to prevent B from binding to N and losing effectiveness. However, if the addition amount is too large, the toughness is reduced as inclusions, so the addition range is 0.005 to 0.050 wt%.

【0023】B:0.0005〜0.0050wt% Bは少量の添加により焼入れ性を著しく向上させる効果
がある。ただ、その添加量が少な過ぎると十分な効果が
得られないし、逆に多過ぎると溶接性を低下させるの
で、添加範囲を0.0005〜0.0050wt%とす
る。
B: 0.0005 to 0.0050 wt% B has the effect of significantly improving the hardenability when added in a small amount. However, if the addition amount is too small, a sufficient effect cannot be obtained, and if the addition amount is too large, the weldability is reduced. Therefore, the addition range is 0.0005 to 0.0050 wt%.

【0024】本発明に係る耐摩耗強靭鋼によれば、R値
並びに各成分添加量を前述のように規定することによ
り、以下のような効果を得ることができる。 (1)焼入れ焼戻しによりHRC45以上の硬さを得る
ことができる。 (2)焼入れ後の硬さと430℃焼戻し後の硬さの差が
RCで10ポイント以下の焼戻し軟化抵抗性を有する
鋼を得ることができる。 (3)十分な曲げ靭性を得ることができる。 (4)板厚80mmまでの鋼板で中心部強度がHRC
0以上となる焼入れ性を得ることができる。 (5)十分な溶接性を得ることができる。 (6)ボルト穴加工が容易にできる被削性を有する鋼を
得ることができる。 (7)高価な添加元素が比較的少なく経済的である。
According to the wear-resistant and tough steel according to the present invention, the following effects can be obtained by defining the R value and the amount of each component added as described above. (1) Hardness of HRC 45 or more can be obtained by quenching and tempering. (2) Hardness difference in hardness and 430 ° C. After tempering after quenching can be obtained a steel having a 10 point or less temper softening resistance at H RC. (3) Sufficient bending toughness can be obtained. (4) A steel plate having a thickness of up to 80 mm and a center strength of HRC4
Hardenability of 0 or more can be obtained. (5) Sufficient weldability can be obtained. (6) It is possible to obtain a steel having machinability that allows easy drilling of bolt holes. (7) It is economical with relatively few expensive additional elements.

【0025】次に、第2発明は、第1発明の耐摩耗強靭
鋼を、850〜900℃に加熱して水焼き入れした後、
150〜250℃にて焼戻しし、表面硬度をHRC48
〜55にしたことを特徴とする掘削機におけるカッティ
ングエッジに関するものである。また、第3発明は、第
1発明の耐摩耗強靭鋼を、850〜900℃に加熱して
水焼き入れした後、150〜250℃にて焼戻しし、表
面硬度をHRC48〜55にしたことを特徴とする掘削
機におけるバケットツースに関するものである。さら
に、第4発明は、第1発明の耐摩耗強靭鋼を、850〜
900℃に加熱して水焼き入れした後、150〜250
℃にて焼戻しし、表面硬度をHRC48〜55にしたこ
とを特徴とする掘削機におけるバケットリップに関する
ものである。
Next, a second invention provides a method for heating and quenching the wear-resistant tough steel of the first invention at 850 to 900 ° C.
Tempering at 150 to 250 ° C., the surface hardness H RC 48
To a cutting edge in an excavator, wherein The third invention is a wear-resistant tough steel of the first aspect of the invention, after the water quenched and heated to 850 to 900 ° C., and tempered at 150 to 250 ° C., the surface hardness was H RC 48-55 The present invention relates to a bucket tooth in an excavator. Furthermore, the fourth invention provides the wear-resistant tough steel of the first invention by 850 to 850.
After heating to 900 ° C and water quenching, 150-250
℃ tempering at relates bucket lip at the excavator, characterized in that the surface hardness was H RC 48-55.

【0026】このように、前記第1発明に係る耐摩耗強
靭鋼より機械加工にてカッティングエッジもしくはバケ
ットツースもしくはバケットリップとし、これを850
〜900℃に加熱して水焼き入れした後、150〜25
0℃にて焼戻しすることにより、表面硬度HRC48〜
55の製品を得ることができる。こうして得られたカッ
ティングエッジもしくはバケットツースもしくはバケッ
トリップによれば、摩耗までの時間を大幅に延ばすこと
ができ、従来品に比べて寿命を大きく向上させることが
可能となった。
As described above, the cutting edge or the bucket tooth or the bucket lip is machined from the wear-resistant and high-strength steel according to the first aspect of the present invention.
After heating to 900 ° C and water quenching, 150 to 25
By tempering at 0 ° C., the surface hardness H RC. 48 to
55 products can be obtained. According to the cutting edge or the bucket tooth or the bucket lip obtained in this way, the time until the wear can be greatly extended, and the life can be greatly improved as compared with the conventional product.

【0027】[0027]

【実施例】次に、本発明による耐摩耗強靭鋼、カッティ
ングエッジ、バケットツースおよびバケットリップの具
体的実施例について、図面を参照しつつ説明する。
Next, specific examples of a wear-resistant tough steel, a cutting edge, a bucket tooth and a bucket lip according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0028】表1に示される組成を有する本発明鋼A〜
Cおよび比較鋼D〜Jのそれぞれについて各種試験を行
った。その試験結果が表1中に併せて示されている。
Inventive steels A to A having the compositions shown in Table 1
Various tests were performed for each of C and comparative steels D to J. The test results are also shown in Table 1.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】なお、この表1中において、「R値」の欄
は、式R=1.2×Si(wt%)+0.3×Ni(w
t%)+0.3×Cr(wt%)+5×Mo(wt%)
にて算出される値で、焼戻し軟化抵抗性の指標を示すも
のである。また、「T−ΔH RC10℃」の欄は、焼入
れのままの硬さから、HRCで10ポイント下げる際の
焼戻し温度を示したものである。さらに、「表面硬さ」
の欄は、各鋼材よりなる板厚80mmの鋼板をオーステ
ナイト温度から水焼入れを施して後、200℃にて焼戻
ししたサンプルの表面硬さを示したものである。また、
「曲げたわみ量」の欄は、前記サンプルの表面側から図
2に示される試験片1を採取し、図3に示される曲げ試
験装置2にて曲げ試験を行った際の破壊時のたわみ量を
示したものである。また、「溶接割れ」の欄は、板厚2
5mmの鋼板を前記条件にて焼戻しした後、開先を加工
して突き合わせ溶接を行い、有害な割れの有無(割れ無
し=○、割れ有り=×)を示したものである。
In Table 1, the column of "R value" is shown.
Is given by the formula R = 1.2 × Si (wt%) + 0.3 × Ni (w
t%) + 0.3 × Cr (wt%) + 5 × Mo (wt%)
The value calculated in the above shows an index of temper softening resistance
It is. In addition, “T−ΔH RC"10 ℃" column is quenching
From the hardness as it is, HRCTo lower 10 points
It shows the tempering temperature. Furthermore, "surface hardness"
In the column, a steel plate with a thickness of 80 mm
After water quenching from the night temperature, tempering at 200 ° C
2 shows the surface hardness of each of the samples. Also,
The column of “bending deflection” is a figure from the surface side of the sample.
2 and a bending test shown in FIG.
The amount of deflection at the time of breaking when performing a bending test with the testing device 2
It is shown. Further, the column of “weld crack” indicates the thickness 2
After tempering a 5mm steel plate under the above conditions, processing the groove
Butt welding to check for harmful cracks (no cracks
X =, cracked = x).

【0031】この試験結果から明らかなように、本発明
鋼A,B,Cにおいては、焼戻し軟化抵抗性、表面硬
さ、曲げたわみ量および溶接割れのいずれの項目におい
ても満足できる結果が得られた。これに対して、比較鋼
Dにおいては、C(炭素)量が少ないため表面硬さが低
く、比較鋼Eにおいては、Cr量が多いため溶接割れを
生じている。また、比較鋼Fにおいては、C(炭素)量
が多いため靭性(曲げたわみ量)が低下し、溶接割れも
生じており、比較鋼Gにおいては、Siが多いため靭性
が低下している。また、比較鋼Hにおいては、Siが少
なくR値が低いため焼戻し軟化抵抗性が低下しており、
比較鋼Iにおいては、Mo量が多いため溶接割れが生じ
ている。また、比較鋼Jにおいては、Mn量が多いため
溶接割れが生じている。
As is clear from the test results, the steels A, B and C of the present invention can obtain satisfactory results in any of the items of temper softening resistance, surface hardness, bending deflection and weld cracking. Was. On the other hand, in Comparative Steel D, the surface hardness was low due to the small amount of C (carbon), and in Comparative Steel E, welding cracks occurred due to the large amount of Cr. Further, in the comparative steel F, since the amount of C (carbon) is large, the toughness (the amount of flexure) is reduced, and a weld crack is generated. In the comparative steel G, the toughness is reduced due to the large amount of Si. Further, in the comparative steel H, the tempering softening resistance is reduced due to the low Si value and the low R value,
In Comparative Steel I, welding cracks occurred due to a large amount of Mo. In Comparative Steel J, weld cracking occurs due to a large amount of Mn.

【0032】次に、前記本発明鋼Aおよび比較鋼D,G
について、板厚80mmの鋼板を熱間圧延にて製造し、
この鋼板より図4に示される形状の油圧ショベル用バケ
ットツース3を機械加工し、これを900℃に加熱した
後、水焼入れし180℃にて焼戻しした。このときの本
発明鋼Aにおけるツースの断面硬度分布が図5に示され
ている。この図5から明らかなように、表面から中心部
までHRC48以上の硬さとなっている。ここで、前記
バケットツース3は、図6に示されるように油圧ショベ
ルにおけるバケット4の前部に設けられるバケットリッ
プ5の前端縁部にボルト締結により固着される。なお、
本実施例にて用いられるバケットツース3はボルト孔を
中心に基端側と先端側とが対称形状とされており、一方
側のツース先端部が摩耗により消失した際には、反転し
て他方側のツース先端部が再使用される。
Next, the steel A of the present invention and the comparative steels D, G
About, to manufacture a steel plate having a thickness of 80 mm by hot rolling,
A bucket tooth 3 for a hydraulic shovel having a shape shown in FIG. 4 was machined from this steel plate, heated to 900 ° C., then water-quenched and tempered at 180 ° C. FIG. 5 shows the distribution of the cross-sectional hardness of the tooth of the steel A of the present invention at this time. As is clear from FIG. 5, the hardness from the surface to the center is HRC 48 or more. Here, the bucket tooth 3 is fixed to a front end edge of a bucket lip 5 provided at a front portion of the bucket 4 in the hydraulic shovel as shown in FIG. 6 by bolting. In addition,
The bucket tooth 3 used in this embodiment has a symmetrical shape at the base end and the tip end with respect to the bolt hole. The side tooth tips are reused.

【0033】次に、本発明鋼Aおよび比較鋼D,Gによ
り製造されたバケットツースをそれぞれツース、ツー
ス、ツースとして、これら各ツースを大型の油圧シ
ョベルのバケットに装着して約260時間の実用試験に
供した。この実用試験の試験結果が図7に示されてい
る。この図7から明らかなように、摩耗量が150mm
に達するまでの稼動時間は、ツースで約250時間で
あったのに対し、ツースでは157時間、ツースで
は200時間であり、ツースの寿命は、ツースの
1.6倍、ツースの1.25倍となった。
Next, the bucket teeth manufactured by the steel A of the present invention and the comparative steels D and G were respectively used as a tooth, a tooth and a tooth, and these teeth were mounted on a bucket of a large hydraulic excavator for about 260 hours of practical use. Tested. The test results of this practical test are shown in FIG. As is clear from FIG. 7, the wear amount is 150 mm.
The operating time to reach is about 250 hours for the tooth, 157 hours for the tooth and 200 hours for the tooth, and the life of the tooth is 1.6 times that of the tooth and 1.25 times that of the tooth. It became.

【0034】以上の実用試験はバケットツースについて
行ったが、掘削機のカッティングエッジおよびバケット
リップ5(図6参照)等についても同様の実用試験結果
を得ることができる。図8には、バケット4Aの先端縁
にボルト締結により取着されるカッティングエッジ6が
示されている。また、図9には、ブルドーザのフレーム
7の先端部に取着されるブレード8の先端縁にボルト締
結により取着されるカッティングエッジ9が示されてい
る。このように本発明による耐摩耗強靭鋼は、硬さ、焼
戻し軟化抵抗性、耐衝撃性、焼入れ性、溶接性、被削性
および経済性のあらゆる特性において所望の要求特性を
満足しており、特に硬岩掘削のように苛酷な条件で用い
られる部品、とりわけバケットツース、カッティングエ
ッジ、バケットリップ等に用いて好適である。
Although the above practical test was performed on a bucket tooth, similar practical test results can be obtained for a cutting edge of an excavator, a bucket lip 5 (see FIG. 6), and the like. FIG. 8 shows the cutting edge 6 attached to the leading edge of the bucket 4A by bolting. FIG. 9 shows a cutting edge 9 which is attached to the leading edge of a blade 8 attached to the tip of the frame 7 of the bulldozer by bolting. Thus, the wear-resistant tough steel according to the present invention satisfies the desired required properties in all properties of hardness, tempering softening resistance, impact resistance, hardenability, weldability, machinability and economy. Particularly, it is suitable for use in parts used under severe conditions such as hard rock excavation, especially bucket teeth, cutting edges, bucket lips, and the like.

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

【図1】図1は、R値と焼戻し温度T−ΔHRC10の
関係を示すグラフである。
[1] Figure 1 is a graph showing the relation between the R value and the tempering temperature T-ΔH RC 10.

【図2】図2(a)(b)は、曲げ試験片形状を示す図
である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a bending test piece shape.

【図3】図3は、曲げ試験装置の模式図である。FIG. 3 is a schematic view of a bending test apparatus.

【図4】図4(a)(b)は、バケットツース形状を示
す図である。
FIGS. 4A and 4B are views showing a bucket tooth shape.

【図5】図5は、バケットツースの断面硬度分布を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a sectional hardness distribution of a bucket tooth.

【図6】図6は、バケットツースの取付状態を示すバケ
ットの斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of a bucket showing a mounting state of a bucket tooth.

【図7】図7は、実用試験結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing practical test results.

【図8】図8は、カッティングエッジの取付状態を示す
バケットの斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view of a bucket showing an attached state of a cutting edge.

【図9】図9は、カッティングエッジの取付状態を示す
うブレードの斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view of a blade showing an attached state of a cutting edge.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 曲げ試験片 2 曲げ試験装置 3 バケットツース 4,4A バケット 5 バケットリップ 6,9 カッティングエッジ 7 フレーム 8 ブレード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bending test piece 2 Bending test apparatus 3 Bucket tooth 4, 4A bucket 5 Bucket lip 6, 9 Cutting edge 7 Frame 8 Blade

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C21D 6/00 C21D 6/00 L H Fターム(参考) 2D015 JA06 KA01 4K042 AA25 BA02 BA03 BA05 BA11 CA02 CA06 CA08 CA10 CA12 DA01 DA02 DC02 DD02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C21D 6/00 C21D 6/00 LHF term (Reference) 2D015 JA06 KA01 4K042 AA25 BA02 BA03 BA05 BA11 CA02 CA06 CA08 CA10 CA12 DA01 DA02 DC02 DD02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 C:0.25〜0.35wt%、Si:
1.00〜1.50wt%、Mn:0.50〜1.50
wt%、P:0.020wt%以下、S:0.008〜
0.015wt%、Ni:1.2wt%以下、Cr:
0.30〜0.55wt%、Mo:0.15〜0.50
wt%、Ti:0.005〜0.050wt%、B:
0.0005〜0.0050wt%を含み、次式: R=1.2×Si(wt%)+0.3×Ni(wt%)
+0.3×Cr(wt%)+5×Mo(wt%) にて定義されるR値が2.5以上で、熱間圧延にて製造
してなることを特徴とする耐摩耗強靭鋼。
1. C: 0.25 to 0.35 wt%, Si:
1.00 to 1.50 wt%, Mn: 0.50 to 1.50
wt%, P: 0.020 wt% or less, S: 0.008-
0.015 wt%, Ni: 1.2 wt% or less, Cr:
0.30 to 0.55 wt%, Mo: 0.15 to 0.50
wt%, Ti: 0.005 to 0.050 wt%, B:
0.0005-0.0050 wt%, and the following formula: R = 1.2 × Si (wt%) + 0.3 × Ni (wt%)
A wear-resistant tough steel characterized by having an R value defined by + 0.3 × Cr (wt%) + 5 × Mo (wt%) of 2.5 or more and manufactured by hot rolling.
【請求項2】 請求項1に記載の耐摩耗強靭鋼を、85
0〜900℃に加熱して水焼き入れした後、150〜2
50℃にて焼戻しし、表面硬度をHRC48〜55にし
たことを特徴とする掘削機におけるカッティングエッ
ジ。
2. The wear-resistant tough steel according to claim 1, wherein
After heating to 0 to 900 ° C and water quenching, 150 to 2
Tempered at 50 ° C., the cutting edge in the excavator, characterized in that the surface hardness was H RC 48-55.
【請求項3】 請求項1に記載の耐摩耗強靭鋼を、85
0〜900℃に加熱して水焼き入れした後、150〜2
50℃にて焼戻しし、表面硬度をHRC48〜55にし
たことを特徴とする掘削機におけるバケットツース。
3. The method according to claim 1, wherein the wear-resistant tough steel is 85%.
After heating to 0 to 900 ° C and water quenching, 150 to 2
Tempered at 50 ° C., bucket tooth in excavator, characterized in that the surface hardness was H RC 48-55.
【請求項4】 請求項1に記載の耐摩耗強靭鋼を、85
0〜900℃に加熱して水焼き入れした後、150〜2
50℃にて焼戻しし、表面硬度をHRC48〜55にし
たことを特徴とする掘削機におけるバケットリップ。
4. The method according to claim 1, wherein
After heating to 0 to 900 ° C and water quenching, 150 to 2
Bucket lip in excavator, characterized in that tempering at 50 ° C., the surface hardness was H RC 48-55.
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