JP2007169769A - 疲労強度に優れた高清浄度鋼 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高清浄度鋼は、total−Liを0.020ppm〜20ppm(質量基準)の範囲で含有するか、或いはtotal−LiとSiをtotal−Li/Si(質量比)=5×10-6〜9000×10-6で含有しており、断面介在物サイズ(√介在物断面積)が160μm以下にする。前記高清浄度鋼の化学成分は、通常、C:1.0%(質量%の意。以下、同じ)以下、Si:0.6%以下、Mn:1.5%以下、Ni:4%以下、Cr:12%以下、Mo:1.0%以下、total−Al:0.01%以下、O:0.005%以下、total−Mg:0.1〜15ppm(質量基準)、及びtotal−Ca:0.1〜40ppm(質量基準)程度である。
【選択図】図1
Description
社団法人日本鉄鋼協会編集「第126・127回西山記念技術講座」、社団法人日本鉄鋼協会出版、昭和63年11月14日、第145〜165頁
実験は、20tの実機を実験的に使用した。すなわち電気炉で溶製した溶鋼を取鍋に出鋼し、各種フラックスを添加して成分調整、電極加熱、及びアルゴンバブリングを実施し、溶鋼処理を実施した。またCa、Mgなどを必要に応じて溶鋼処理中に添加する一方、Liについては、炭酸リチウム、またはLi−Si合金の状態で、溶鋼処理中、或いは溶鋼処理後に添加した。次いで該溶鋼を鋳造した。得られた鋼塊を鍛造して直径600mmの丸棒とした。得られた丸棒の鋼成分組成を表1に、アルカリ金属の添加方法、total−Li/Si(質量比)、スラグ中のLi2O濃度を表2示す。
また丸棒の評価は、以下のようにした。
対象となる丸棒から試料0.5gを採取してビーカーに取り、混酸(H2O+HCl+HNO3)を加えて加熱分解した。放冷後、分解液を分液ロートに移し入れた後、塩酸を加えて9N−塩酸酸性とした。メチルイソブチルケトン(MIBK)を加えて振とうし、鉄分をMIBK相に抽出した。静置後、MIBK相を捨て、再びMIBKを加えて同様の抽出・分液操作を合計で3回繰り返し、鉄分を完全に除去した。9N−塩酸酸性相を希釈して容量100mLとし、アルカリ測定溶液とした。
高周波出力:1.2kW
キャリアーガス流量:0.4L/min
対象となる丸棒から試料を採取してビーカーに秤量した後、純水、塩酸および硝酸を加えて加熱分解を行った。分解後、純水及び塩酸を加えて定容し、MIBKを加えてよく振り混ぜた。静置後、MIBK層を抜き取り、再びMIBKを加えて同様の抽出・分液操作を2回繰り返し、鉄分を完全に抽出除去した。水層を純水で希釈し、黒鉛炉原子吸光法を用いて定量分析した。
得られた丸棒(直径600mm)から、半径方向に平滑試験片(直径10mm×ゲージ長さ30mm)を切り出した。小野式回転曲げ試験機を用い、回転数を3600rpmに維持しながら、かつ3×106サイクルごとに応力を20MPaずつ上げながら疲労試験(階差法)を行った。
破断時の応力を試験片の引張強度で除した値(耐久限度比)で疲労特性を評価した。なお引張強度は、前記回転曲げ試験用試験片と同じ箇所から切り出された試験片(直径6mm×ゲージ長さ30mm)を用い、JIS Z 2241に従って常温で引張試験を行うことにより求めた。
上記疲労試験において、介在物が原因で破断した試験片の断面において、介在物が起点となって破断した箇所をSEMで観察し、観察視野中における最大介在物領域(破断の起点介在物領域)の長さおよび幅を測定して、断面介在物サイズ(√介在物断面積)を求めた。また該最大介在物の組成をEPMAによって調べた。
Claims (6)
- total−Liを0.020ppm〜20ppm(質量基準)の範囲で含有しており、
断面介在物サイズ(√介在物断面積)が160μm以下になっていることを特徴とする疲労強度に優れた高清浄度鋼。 - total−LiとSiを、total−Li/Si(質量比)=5×10-6〜9000×10-6となる範囲で含有する請求項1に記載の高清浄度鋼。
- total−LiとSiを、total−Li/Si(質量比)=5×10-6〜9000×10-6となる範囲で含有しており、
断面介在物サイズ(√介在物断面積)が160μm以下になっていることを特徴とする疲労強度に優れた高清浄度鋼。 - 成分が、
C :1.0%(質量%の意。以下、同じ)以下(0%は含まない)、
Si:0.6%以下(0%は含まない)、
Mn:1.5%以下(0%は含まない)、
Ni:4%以下(0%は含まない)、
Cr:12%以下(0%は含まない)、
Mo:1.0%以下(0%は含まない)、
total−Al:0.01%以下(0%は含まない)、
O :0.005%以下(0%は含まない)、
total−Mg:0.1〜15ppm(質量基準)、及び
total−Ca:0.1〜40ppm(質量基準)
となっている請求項1〜3のいずれかに記載の高清浄度鋼。 - さらに、V、Nb、W、Cu、及びTiよりなる群から選択される少なくとも1種を含有する請求項4に記載の高清浄度鋼。
- 残部がFe及び不可避不純物である請求項4又は5に記載の高清浄度鋼。
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