JP2813800B2 - 機械構造用温間鍛造用鋼 - Google Patents

機械構造用温間鍛造用鋼

Info

Publication number
JP2813800B2
JP2813800B2 JP63235989A JP23598988A JP2813800B2 JP 2813800 B2 JP2813800 B2 JP 2813800B2 JP 63235989 A JP63235989 A JP 63235989A JP 23598988 A JP23598988 A JP 23598988A JP 2813800 B2 JP2813800 B2 JP 2813800B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
less
present
warm
deformation resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63235989A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0285337A (ja
Inventor
猛彦 加藤
貞良 古澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP63235989A priority Critical patent/JP2813800B2/ja
Publication of JPH0285337A publication Critical patent/JPH0285337A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2813800B2 publication Critical patent/JP2813800B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、機械構造用部品の温間鍛造に際して、鍛造
割れが発生し難く、且つ、鍛造時の変形抵抗が少ない機
械構造用温間鍛造用鋼に関する。
従来の技術 機械構造用鍛造品の製造において、近年、工程の省略
や省エネルギーを目的として、温間鍛造の採用が広がり
つつある。この温間鍛造とは、従来の熱間鍛造と冷間鍛
造のそれぞれの長所を取り入れた鍛造法であつて、その
加工温度域は、約100℃程度の温度から1000℃程度の高
温の範囲にわたり、目的に応じて加工温度が選ばれる
が、最も一般的には、鋼の変形抵抗が小さく、変形能が
すぐれていること、得られる製品の寸法精度が高いこ
と、加熱エネルギーが少ないこと等、温間鍛造の特徴が
活かされる約600〜900℃の範囲の温度が選ばれる。変形
抵抗の低減は、鍛造加工範囲の拡大、即ち、加工荷重の
低減によつて、より高い加工率の鍛造品まで成形が可能
になることにも繋がる。しかし、上記の温度域には、反
面、鋼の変態脆性といわれる変形能の低下する領域が存
在し、この温度域で鍛造した場合、しばしば割れが発生
する。
従つて、現実の温間鍛造においては、この温度域を避
けて、変態温度域よりも高い温度又は低い温度が採用さ
れることが多いが、変態温度よりも高い温度の場合は、
変形抵抗が低い利点はあるものの、鋼温度が加工中に変
態温度域まで低下する場合があり、更に、加工後の冷却
によつて加工品が硬化し、次工程の加工に好ましくない
影響を与えることがある。また、高温加工のため、スケ
ール発生量が多くなり、寸法精度が低下する問題もあ
る。他方、変態温度域よりも低温側で温間加工すれば、
上記した問題は避けることができるが、鋼材の変形抵抗
が高くなつて、成形性が低下すると共に、工具寿命が低
下する等の問題を生じる。
発明が解決しようとする課題 本発明は、従来の機械部品の温間鍛造における上記し
たような問題を解決するためになされたものであつて、
変態脆性に起因する温間鍛造時の割れの発生を防止する
と共に、温間鍛造時の変形抵抗をも低減した温間鍛造用
機械構造用鋼を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明によれば、先ず、第1に、重量%にて、 C 0.20%を越えて、0.80%以下、 Si 0.10%以下、 Mn 0.10%以上、0.50%未満、 P 0.010%以下、 S 0.010%以下、 Al 0.015〜0.060%、 Ti 0.01〜0.05%、 B 0.0005〜0.005%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなり、700〜850℃の温度
域での限界据込率が65%以上である温間での変形抵抗が
少ない機械構造用温間鍛造用鋼が提供される。
更に、本発明によれば、第2に、重量%にて、 (a) C 0.20%を越えて、0.80%以下、 Si 0.10%以下、 Mn 0.10%以上、0.50%未満、 P 0.010%以下、 S 0.010%以下、 Al 0.015〜0.060%、 Ti 0.01〜0.05%、 B 0.0005〜0.005%を含有し、更に、 (b) Cr 0.30%以下、 Mo 0.20%以下、及び Ni 0.20%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有
し、 残部鉄及び不可避的不純物よりなり、700〜850℃の温度
域での限界据込率が65%以上である温間での変形抵抗が
少ない機械構造用温間鍛造用鋼が提供される。
本発明鋼における化学成分について説明する。
本発明鋼は温間鍛造用鋼であるので、温間鍛造後に機
械構造部品としての所要の強度を有せしめるために、C
は、0.20%を越える量の添加を必要とする。C量が0.20
%以下の低炭素鋼は、冷間での成形性にすぐれるので、
特に、温間鍛造を行なう必要がない。また、このような
低炭素鋼について、敢えて温間鍛造を行なう場合であつ
ても、変形抵抗が少ないため、600〜700℃の変態脆性の
ない比較的低温領域にて温間鍛造を行なえばよい。他
方、C量が0.80%を越えるときは、機械構造用鋼として
の延性が不足すると共に、温間鍛造時の変形抵抗も高く
なるので、工具寿命を劣化させる。
更に、本発明による温間鍛造用鋼は、C以外の各種の
元素、例えば、Mn、Si、P等を低減することによつて、
温間鍛造時の変形抵抗の低減を図り、他方において、か
かる諸元素の低減による焼入れ性の低下をBの添加によ
つて補うものである。ここに、Bの焼入れ向上効果は、
下式 fB=1+1.5(0.8−C) による所謂焼入れ性倍数で表わすことができ、ここに、
BはBの焼入れ性倍数であり、Cは鋼中のC量(重量
%)である。
この式に従えば、C量が0.8%に達すると、Bの焼入
れ性を向上させる効果がなくなる。そこで、本発明にお
いては、かかる点からも、C量の上限を0.8%とする。
Siは、製鋼上、脱酸剤として必要な元素であると共
に、焼入れ性を向上させ、強度を高める元素であるが、
他方、フエライトを強化し、温間での変形抵抗を高くす
る。本発明においては、すぐれた温間加工性を確保する
ために、Siは、必要最小限度の添加量にとどめることと
し、添加量は0.10%以下とする。
Mnは、焼入れ性の向上に大きく寄与する元素であつ
て、調質鋼には多量に添加されるが、他方、フエライト
固溶強化元素でもあり、温間加工時の変形抵抗を増大さ
せ、Siと同様に、温間変形抵抗の低減に大きい障害とな
る。そこで、本発明においては、SをMnSとして固定
し、無害化するために、少なくとも0.10%を添加する
が、しかし、過剰量の添加は、上記した有害な影響を及
ぼすので、添加量は0.50%未満とする。
Pは、含有量の少ないほど、鋼の強度を低くし、温間
鍛造時の変形抵抗が低くなる。また、Pの存在は、温間
鍛造後の焼入れ焼もどし処理によつて、強度及び靱性を
得る場合に、遅れ破壊の問題を生じる。そこで、本発明
においてはP量をできるだけ低く抑えるのが好ましく、
0.010%を上限とする。
Sは、冷間加工においては、鋼の変形能に有害な影響
を与えることが知られているが、本発明者らは、温間鍛
造用鋼において、Sが変態脆性に極めて有害であること
を見出した。従つて、本発明鋼においては、鋼の変態脆
性を抑制するために、S量は0.01%以下とする。
Alは、鋼の脱酸及び結晶粒の微細化よつて、鋼の靱性
を向上させるために、本発明鋼においては、0.010〜0.0
60%の範囲で添加される。
Ti及びBは、鋼の焼入れ性を向上させるのに有効な元
素である。Tiは、鋼中のNを固定し、Bの焼入れ性向上
効果を補うと共に、TiNとなつて、結晶粒の粗大化を防
止し、かくして、靱性を向上させる。Al添加量とも関連
するが、上記の効果を有効に得るためには、Tiは、通
常、0.01%以上を添加することが必要である。しかし、
0.05%を越えて過多に添加するときは、炭窒化物がその
生成量を増大すると共に、粗大化し、鋼の温間での変形
能を阻害するので、Ti量は0.01〜0.05%の範囲とする。
Bは、前述したように、Mn、Si及びPの低減による焼
入れ性の低下を補完するために添加される。かかる効果
を有効に得るためには、Bは、0.0005%以上を添加する
ことが必要であるが、0.005%を越えて添加しても、上
記効果が飽和するので、B量は、0.0005〜0.005%の範
囲とする。
本発明鋼は、上記した元素に加えて、更に、 Cr 0.30%以下、 Mo 0.20%以下、及び Ni 0.20%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有す
ることができる。
Crも、本発明鋼においては、Mn及びSi量を低減したこ
とによる焼入れ性の低下を補完するために添加される。
この目的のためには、0.3%以下の添加量で十分であつ
て、過多に添加するときは、本来の目的である温間での
低変形抵抗化を阻害する。
また、Mo及びNiも、焼入れ性向上のために添加され
る。このような効果を有効に得るためには、いずれの元
素についても、0.20%以下の添加量で十分である。0.20
%を越えて過多に添加するときは、却つて温間での変形
抵抗を高めると共に、製造費用も高めることとなる。
発明の効果 本発明による温間鍛造用鋼は、700〜850℃の温度域で
の限界据込率が65%以上であり、しかも、かかる温度域
の温間での変更抵抗が少ない。700〜850℃の温度域は、
通常の温間鍛造において多用される温度域であつて、本
発明によれば、この温度域において、変形能が著しく改
善される。
更に、一般に、温間鍛造では、その加工率が冷間鍛造
よりも高いことが多いが、本発明によれば、上記温度域
での限界据込率が65%以上であるので、かかる高加工率
による温間鍛造に際しても、割れの発生なしに加工を行
なうことができる。
本発明による温間鍛造用鋼は、温間鍛造した後、焼入
れ焼もどし処理して、所定の機械的性質に調質して用い
ることができる。また、温間鍛造後、浸炭焼入れや高周
波加熱による表面焼入れ処理を行なつて用いることもで
きる。更に、目的によつては、温間鍛造後、熱処理を行
なわないで、用いることもできる。
実施例 第1表に示す化学成分を有する本発明鋼及び比較鋼を
溶製し、22mm及び42mm径の棒鋼にそれぞれ熱間圧延した
後、切削加工にて径20mm、長さ30mmの圧縮試験片と、径
38mm、長さ50mmの前方押出試験片とを作製した。
第2表は、各試験片について、種々の温度における温
間据込試験で得られた限界据込率と据込率が80%のとき
の種々の温度における温間変形抵抗を示す。
据込試験は、試験片の高さ方向が圧縮方向と平行にな
るように、機械加工によつて採取した円柱状の試験片を
V溝付きの端面拘束型工具を用いて吸込据込加工を行な
い、目視にて割れを判定して、鋼材の変形能を調べる試
験である。第1図は上記端面拘束型試験用工具を示し、
第2図は、第1図におけるA部及びB部の拡大図であ
る。第3図は、(a)に直径D及び高さH(本試験で
は、H/Dは1.5である。)の試験片の形状を示し、(b)
に高さH1まで加工された据込後の形状を示す。据込率
は、{(H−H1)/H}×100(%)で表わされる。
また、温間変形抵抗は、下記式 (kgf/mm2)=P(kgf)/(Ao(mm2)×f) を用いて算出した。ここに、は圧縮変形抵抗、Pは圧
縮時の荷重、Aoは前記試験片の初期断面積、fは拘束係
数を示す。
以下、第1表及び第2表に示す結果について説明す
る。
本発明鋼A〜Cは、中炭素域の例を示し、700〜850℃
での限界据込率が70%以上である。本発明鋼は、比較鋼
D及びFに比べて、S量が低 減されており、その結果として、変形能が著しく改善さ
れているのである。比較鋼Gは、本発明鋼と同程度にS
量が低減されており、変形能は改善されているものの、
Si、P量等が本発明で規定する範囲をはずれているため
に、変形抵抗が高い。比較鋼Eも、S量が低減されてい
るので、65%以上の据込限界率を有するが、Mn、P量等
が本発明で規定する範囲をはずれているために、変形抵
抗が高い。
また、本発明鋼A〜Cは、比較鋼D〜Gに比べて、成
分元素量を適正に調整しているために、温間での変形抵
抗が低い。比較鋼Fは、Si、Mn、P量等が低いために、
変形抵抗は低いが、S量が本発明で規定する範囲をはず
れているために、延性に劣り、限界据込率が低い。
比較鋼Iは、高炭素域での例を示す。Mn、P、Si、S
等が本発明で規定する範囲をはずれているために、本発
明鋼Hに比べて抵抗が高く、据込限界率も低い。比較鋼
Jは、C量が本発明で規定する範囲を越えている例を示
し、抵抗が過度に高い。しかし、割れについては、変態
脆性域が殆どなくなるので、65%以上の据込率を示す。
比較鋼L及びMは、低炭素域の例を示す。これら比較
鋼は共にS量が本発明で規定する範囲を外れているの
で、限界据込率が本発明鋼Kよりも低い。しかし、比較
鋼Mは、Mn、Si、P量等は、本発明で規定する範囲内に
あるために、変形抵抗は低い。
第4図に本発明鋼A〜C及び比較鋼D〜Fの限界据込
率と据込温度との関係を示し、第5図に600〜800℃での
温間変形抵抗を示す。
また、第3表に本発明鋼A及びH、比較鋼D〜Iの温
間押出加工材を引張強さ95kgf/mm2を目標として焼入れ
焼もどし処理したときの延性及び靱性を示す。
試験は、42mm径の棒鋼から切削加工によつて直径38m
m、長さ50mmの前方押出試験片を制作し、温間にて60%
の押出加工して直径24.5mmとし、この試験片について、
引続き焼入れ焼もどし、引張試験を行なつた。本発明鋼
は、比較鋼に 比べて、伸び、絞り、衝撃値等が高く、延性及び靱性が
改善されている。
【図面の簡単な説明】
第1図から第3図は、据込試験を説明するための図、第
4図は、本発明鋼及び比較鋼について、限界据込率と据
込温度との関係を示すグラフ、第5図は、本発明鋼及び
比較鋼について、温間変形抵抗を示すグラフである。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で C 0.20%を越えて、0.80%以下、 Si 0.10%以下、 Mn 0.10%以上、0.50%未満、 P 0.010%以下、 S 0.010%以下、 Al 0.015〜0.060%、 Ti 0.01〜0.05%、 B 0.0005〜0.005%、 残部鉄及び不可避的不純物よりなり、700〜850℃の温度
    域での限界据込率が65%以上である温間での変形抵抗が
    少ない機械構造用温間鍛造用鋼。
  2. 【請求項2】重量%で (a) C 0.20%を越えて、0.80%以下、 Si 0.10%以下、 Mn 0.10%以上、0.50%未満、 P 0.010%以下、 S 0.010%以下、 Al 0.015〜0.060%、 Ti 0.01〜0.05%、 B 0.0005〜0.005%を含有し、更に、 (b) Cr 0.30%以下、 Mo 0.20%以下、及び Ni 0.20%以下 よりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含有
    し、 残部鉄及び不可避的不純物よりなり、700〜850℃の温度
    域での限界据込率が65%以上である温間での変形抵抗が
    少ない機械構造用温間鍛造用鋼。
JP63235989A 1988-09-20 1988-09-20 機械構造用温間鍛造用鋼 Expired - Fee Related JP2813800B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63235989A JP2813800B2 (ja) 1988-09-20 1988-09-20 機械構造用温間鍛造用鋼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63235989A JP2813800B2 (ja) 1988-09-20 1988-09-20 機械構造用温間鍛造用鋼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0285337A JPH0285337A (ja) 1990-03-26
JP2813800B2 true JP2813800B2 (ja) 1998-10-22

Family

ID=16994164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63235989A Expired - Fee Related JP2813800B2 (ja) 1988-09-20 1988-09-20 機械構造用温間鍛造用鋼

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2813800B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007038789A1 (en) * 2005-09-29 2007-04-05 Hydril Llc Methods for heat treating thick-walled forgings

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59215461A (ja) * 1983-05-20 1984-12-05 Daido Steel Co Ltd 半熱間鍛造用鋼
JPS6254018A (ja) * 1985-05-17 1987-03-09 Nippon Kokan Kk <Nkk> 温間加工後の材質特性に優れた高張力鋼の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007038789A1 (en) * 2005-09-29 2007-04-05 Hydril Llc Methods for heat treating thick-walled forgings
EA012791B1 (ru) * 2005-09-29 2009-12-30 ХАЙДРИЛ ЮЭсЭй МЭНЬЮФЭКЧУРИНГ ЭлЭлСи Способы термообработки толстостенных поковок

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0285337A (ja) 1990-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06116635A (ja) 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた高強度低合金油井用鋼の製造方法
WO1998054372A1 (fr) Acier non trempe pour structure mecanique
JP2007513259A (ja) 優れた低温衝撃特性を有する冷間圧造用鋼線及びその製造方法
JP2813800B2 (ja) 機械構造用温間鍛造用鋼
JPH1143737A (ja) 結晶粒粗大化防止特性と冷間鍛造性に優れた冷間鍛造用鋼とその製造方法
JP3419333B2 (ja) 高周波焼入れ性に優れた冷間加工用鋼並びに機械構造用部品及びその製造方法
JP2000328191A (ja) 高強度ボルト用鋼及び高強度ボルトの製造方法
JPH0526850B2 (ja)
JPH05125481A (ja) 高靱性低降伏比高張力鋼材とその製造方法
JP2000144307A (ja) 高周波焼入れ性に優れた冷間加工用鋼及び機械構造用部品並びにその製造方法
JPH0770695A (ja) 耐遅れ破壊性に優れた機械構造用鋼
JPH1161362A (ja) 熱間加工用工具鋼
JP3033459B2 (ja) 非調質高張力鋼の製造方法
JP3760589B2 (ja) 冷間鍛造用鋼
KR900006688B1 (ko) 열처리 생략형 열간단조용강
JP2000096137A (ja) 微細結晶粒組織鋼の製造方法
JP3343505B2 (ja) 冷間加工性と耐遅れ破壊性に優れた高強度ボルト用鋼およびその製法
JPS59123741A (ja) 熱処理省略型高張力熱間圧延線材の製造方法
JPH0641637A (ja) 低降伏比高靭性シームレス鋼管の製造法
JP3154036B2 (ja) 冷間加工性に優れた機械構造用鋼
JPH09202918A (ja) 窒素含有オーステナイトステンレス鋼の加工方法
JP3339795B2 (ja) 直動軸受け部材の製造方法
JP2611565B2 (ja) 溶接部低温靱性の優れたCu添加鋼の製造法
JP2904732B2 (ja) 一様伸びおよび高温リラクセーション特性に優れたpc鋼棒
JP3728014B2 (ja) 冷間鍛造性と高周波焼入れ性に優れた機械構造用鋼

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070814

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080814

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees