JP2774118B2

JP2774118B2 - 加工性および耐ねじり疲労特性に優れた軸物用高疲労強度鋼

Info

Publication number: JP2774118B2
Application number: JP63313165A
Authority: JP
Inventors: 貞良古沢; 稔夫川崎; 豊文長谷川
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-12-12
Filing date: 1988-12-12
Publication date: 1998-07-09
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JPH02159347A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は加工性および耐ねじり疲労特性に優れた軸物
用高疲労強度鋼に関し、さらに詳しくは、機械装置類、
特に、自動車の足廻り部品等において軸物材として適用
することができる加工性および耐ねじり疲労特定に優れ
た軸物用高疲労強度鋼に関するものである。

［従来技術］一般的に、高周波焼入れ処理により最終品質を得るた
めに機械構造用鋼として、C 0.45〜0.55wt％を含有する
中炭素鋼が使用されてきている。しかし、製品の寸法精
度を向上させ、かつ、歩留りを向上させるためには、中
炭素鋼を使用しても冷間鍛造を行うことが多くなってき
ている。

そして、この冷間鍛造性を向上させるために、Si、Mn
等の元素含有量を低減させるので、最終製品段階におい
て、必要な強度が保持できないという問題が発生してい
る。

［発明が解決しようとする課題］本発明は上記に説明したように、従来において使用さ
れている製品が必要な強度を保持できないという問題点
に鑑み、本発明者が鋭意研究を行い、検討を重ねた結
果、最終製品段階において必要な強度が保持でき、さら
に、軸物材として好適な加工性および耐ねじり疲労特性
に優れた軸物用高疲労強度鋼を開発したのである。

［課題を解決するための手段］本発明に係る加工性および耐ねじり疲労特性に優れた
軸物用高疲労強度鋼は、（１）C 0.40〜0.70wt％、Si≦0.10wt％、Mn 0.30〜0.5
0wt％、Ｐ≦0.010wt％、Ｓ≦0.015wt％、Ni 0.10〜1.0wt
％、 Cr≦1.0wt％、Al 0.010〜0.050wt％、N 40〜120pp
m、Ｏ≦20ppm を含有し、かつ、 Ni＋0.70Cr 0.250〜1.150wt％であり、残部Feおよび不可避不純物からなることを特徴
とする加工性および耐ねじり疲労特性に優れた軸物用高
疲労強度鋼を第１の発明とし、（２）C 0.40〜0.70wt％、Si≦0.10wt％、Mn 0.30〜0.5
0wt％、Ｐ≦0.010wt％、Ｓ≦0.015wt％、Ni 0.10〜1.0wt
％、 Cr≦1.0wt％、Al 0.010〜0.050wt％、N 40〜120pp
m、Ｏ≦20ppm を含有し、かつ、 Ni＋0.70Cr 0.250〜1.150wt％であり、さらに、 Mo≦0.30wt％を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなることを特
徴とする加工性および耐ねじり疲労特性に優れた軸物用
高疲労強度鋼を第２の発明とする２つの発明よりなるも
のである。

本発明に係る加工性および耐ねじり疲労特性に優れた
軸物用高疲労強度鋼について、以下詳細に説明する。

先ず、本発明に係る加工性および耐ねじり疲労特性に
優れた軸物用高疲労強度鋼の含有成分および含有割合に
ついて説明する。

Ｃは含有量が0.40wt％未満では必要な最小硬さが得ら
れず、耐摩耗性が劣化し、また、0.70wt％を越えて含有
させると鍛造工具寿命の著しい劣化を招来するばかり
か、切削加工性、研削加工性を劣化させる。よって、Ｃ
含有量は0.40〜0.70wt％とする。

Siは含有量が0.10wt％を越えて含有させると冷間鍛造
性、特に、変形能を劣化させる。よって、Si含有量は0.
10wt％以下とする。

Mnは含有量が0.30wt％未満では脱酸が不充分であり、
また、0.50wt％を越えて含有させると変形能を劣化させ
る。よって、Mn含有量は0.30〜0.50wt％とする。

Ｐは疲労破壊時の粒界強度を向上させるが、含有量が
0.010wt％を越えて含有させるとこの効果は期待できな
い。よって、Ｐ含有量は0.010wt％以下とする。

Ｓは0.015wt％を越えて含有量させると変形能を劣化
させる。よって、Ｓ含有量は0.015wt％以下とする。

Niは高周波焼入れによってねじり疲労強度を向上させ
るのに有効な元素であり、含有量が0.10wt％未満ではこ
のような効果は少なく、また、1.0wt％を越えて含有さ
せると冷間鍛造性を大きく阻害する。よって、Ni含有量
は0.10〜1.0wt％とする。

Crは高周波焼入れによりねじり疲労強度を向上させ、
かつ、冷間鍛造性を劣化させないために、Cr含有量は1.
0wt％以下とする。

Ni＋0.70Crは、0.250wt％未満では高いねじり疲労強
度が得られず、また、1.150wt％を越えて含有させると
冷間鍛造性、特に、変形抵抗が増大して工具寿命が劣化
する。よって、Ni＋0.70Crは0.025〜1.150wt％とする。

Alは結晶粒の微細化のために含有させる元素であり、
含有量が0.010wt％未満ではこの効果は少なく、また、
0.050wt％を越えて含有させると効果は飽和してしま
い、無駄である。よって、Al含有量は0.010〜0.050wt％
とする。

ＮはAlと同じく結晶粒を微細化するために含有させる
元素であり、含有量が40ppm未満ではこのような効果は
少なく、また、120ppmを越えて含有させると効果は飽和
してしまう。よって、Ｎ含有量は40〜120ppmとする。

Ｏは含有量が20ppmを越えて含有させると冷間鍛造性
に、特に、変形能を著しく劣化させる。よって、Ｏ含有
量は20ppm以下とする。

Moは焼入れ性を確保できない場合に含有させる元素で
あるが、含有量が0.30wt％を越えて含有させると冷間鍛
造性、特に、変形抵抗を増大させる。よって、Mo含有量
は0.30wt％以下とする。

［実施例］次に、本発明に係る加工性および耐ねじり疲労特性に
優れた軸物用高疲労強度鋼の実施例を説明する。

実施例第１表に示す含有成分および含有割合の鋼を通常の溶
製法により溶解鋳造後、鍛造した。

鍛造後、冷間鍛造性を調査するために、25φの棒に機
械加工を行った。

25φ棒→○ｓ→TP加工（20φ×301）→拘束圧縮試験鍛造後、疲労性を調査するために、55φの棒に機械加
工を行った。

55φ棒→○→TP加工（平行部セレーションを加工28
φ）→高周波焼入れ→ねじり疲労試験第１表に試験結果を示す。

［発明の効果］以上説明したように、本発明に係る加工性および耐ね
じり疲労特性に優れた軸物用高疲労強度鋼は上記の構成
であるから、優れた加工性および耐疲労特性を有してお
り、機械構造用鋼として、特に、自動車の足廻り部品で
軸物用材料として好適な効果を有するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷川豊文兵庫県神戸市垂水区高丸７丁目３―２― 244 (56)参考文献特開昭62−23929（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−230960（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】C 0.40〜0.70wt％、Si≦0.10wt％、Mn 0.3
0〜0.50wt％、Ｐ≦0.010wt％、Ｓ≦0.015wt％、Ni 0.10〜1.0wt％、 Cr≦1.0wt％、Al 0.010〜0.050wt％、N 40〜120ppm、Ｏ
≦20ppm を含有し、かつ、 Ni＋0.70Cr 0.250〜1.150wt％であり、残部Feおよび不可避不純物からなることを特徴
とする加工性および耐ねじり疲労特性に優れた軸物用高
疲労強度鋼。
【請求項２】C 0.40〜0.70wt％、Si≦0.10wt％、Mn 0.3
0〜0.50wt％、Ｐ≦0.010wt％、Ｓ≦0.015wt％、Ni 0.10〜1.0wt％、 Cr≦1.0wt％、Al 0.010〜0.050wt％、N 40〜120ppm、Ｏ
≦20ppm を含有し、かつ、 Ni＋0.70Cr 0.250〜1.150wt％であり、さらに、 Mo≦0.30wt％を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなることを特
徴とする加工性および耐ねじり疲労特性に優れた軸物用
高疲労強度鋼。