JP2965424B2 - 冷間鍛造性に優れた機械構造用鋼 - Google Patents
冷間鍛造性に優れた機械構造用鋼Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業機械および自動車
部品等の素材として用いられ機械構造用炭素鋼に関し、
特に冷間鍛造性に優れる機械構造用鋼材を提供する。
部品等の素材として用いられ機械構造用炭素鋼に関し、
特に冷間鍛造性に優れる機械構造用鋼材を提供する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、冷間鍛造は、生産能率や材料歩
留りが高く、仕上げ寸法精度に優れることから、ボルト
やナットをはじめとして、各種機械部品の製造に広く用
いられている加工方法である。この加工方法に適用する
ための鋼材, すなわち、冷間鍛造用鋼としては従来、Ｃ
が0.45wt％以下の、例えば、JIS Ｓ45Ｃを用い、これに
球状化焼なましを施して軟質化した後、冷間鍛造に供せ
られるのが通例であった。
留りが高く、仕上げ寸法精度に優れることから、ボルト
やナットをはじめとして、各種機械部品の製造に広く用
いられている加工方法である。この加工方法に適用する
ための鋼材, すなわち、冷間鍛造用鋼としては従来、Ｃ
が0.45wt％以下の、例えば、JIS Ｓ45Ｃを用い、これに
球状化焼なましを施して軟質化した後、冷間鍛造に供せ
られるのが通例であった。
【０００３】近年、冷間鍛造用鋼材として、Ｃが0.45wt
％よりも高い鋼を用いる例が増加している。この背景に
は、機械部品としてのより一層の機能を望むために、焼
入れ焼もどし後の表面硬度の要求レベルが一段と高くな
ってきたことに起因している。しかし、鋼中Ｃ％の増加
は、冷間鍛造時の変形抵抗を増加させ、冷間鍛造用金型
の寿命を極端に低下させるばかりでなく、鍛造荷重の増
加を招いて鍛造機の能力が不足するようになり、いわゆ
る従来の鍛造機では加工が困難になるという新たな問題
を招いた。
％よりも高い鋼を用いる例が増加している。この背景に
は、機械部品としてのより一層の機能を望むために、焼
入れ焼もどし後の表面硬度の要求レベルが一段と高くな
ってきたことに起因している。しかし、鋼中Ｃ％の増加
は、冷間鍛造時の変形抵抗を増加させ、冷間鍛造用金型
の寿命を極端に低下させるばかりでなく、鍛造荷重の増
加を招いて鍛造機の能力が不足するようになり、いわゆ
る従来の鍛造機では加工が困難になるという新たな問題
を招いた。
【０００４】このような問題を解決するために従来、特
開昭61−113744号公報では、冷間圧延前に炭化物の球状
化焼なましを行うことを前提として、Si, Mn, Crさらに
はＰ、ＮおよびＯの化学組成を調整することにより、変
形抵抗の低減, 変形能の向上を実現する技術を提案して
いる。しかしながら、この方法は、本発明者らが追試し
たところによれば、たとえ化学成分を調整しても、球状
化焼なまし組織については変形抵抗の低減には限界があ
り、変形抵抗は依然として高いという問題があった。
開昭61−113744号公報では、冷間圧延前に炭化物の球状
化焼なましを行うことを前提として、Si, Mn, Crさらに
はＰ、ＮおよびＯの化学組成を調整することにより、変
形抵抗の低減, 変形能の向上を実現する技術を提案して
いる。しかしながら、この方法は、本発明者らが追試し
たところによれば、たとえ化学成分を調整しても、球状
化焼なまし組織については変形抵抗の低減には限界があ
り、変形抵抗は依然として高いという問題があった。
【０００５】かつて本発明者らは、鋼中の炭化物をセメ
ンタイトではなく黒鉛化させると、同一Ｃ量であっても
冷間鍛造時の変形抵抗および変形能が著しく向上するこ
とをつきとめ、この技術を提案した（特開平３−146618
号公報参照）。発明者らが提案したこの従来技術は、次
のような問題点を克服するために開発されたものであ
る。
ンタイトではなく黒鉛化させると、同一Ｃ量であっても
冷間鍛造時の変形抵抗および変形能が著しく向上するこ
とをつきとめ、この技術を提案した（特開平３−146618
号公報参照）。発明者らが提案したこの従来技術は、次
のような問題点を克服するために開発されたものであ
る。
【０００６】すなわち、セメンタイト−フェライト混合
組織の場合、冷間鍛造過程において変形の進行によっ
て、硬質なセメンタイトとフェライトとの界面より割れ
が発生し、これらが次第に拡大してつながるために、冷
間鍛造性が低くなるという問題がある。これに対し、黒
鉛−フェライト組織の場合には、黒鉛が軟質であること
から、この黒鉛が容易に変形し、そのために、黒鉛−フ
ェライト界面に割れが出るようなことは少ない。しか
も、この黒鉛はセメンタイトに比較すると軟質であるこ
とから、このセメンタイトを黒鉛に変えることにより、
セメンタイトの分散強化作用は消失するものの、前記変
形抵抗の方は極めて低くなる。ただし、セメンタイトの
黒鉛化については、冷間鍛造時の変形能に対する黒鉛粒
径の影響が大きく、この黒鉛の粒径が大きい程変形能は
悪くなるという若干の問題点を残していた。
組織の場合、冷間鍛造過程において変形の進行によっ
て、硬質なセメンタイトとフェライトとの界面より割れ
が発生し、これらが次第に拡大してつながるために、冷
間鍛造性が低くなるという問題がある。これに対し、黒
鉛−フェライト組織の場合には、黒鉛が軟質であること
から、この黒鉛が容易に変形し、そのために、黒鉛−フ
ェライト界面に割れが出るようなことは少ない。しか
も、この黒鉛はセメンタイトに比較すると軟質であるこ
とから、このセメンタイトを黒鉛に変えることにより、
セメンタイトの分散強化作用は消失するものの、前記変
形抵抗の方は極めて低くなる。ただし、セメンタイトの
黒鉛化については、冷間鍛造時の変形能に対する黒鉛粒
径の影響が大きく、この黒鉛の粒径が大きい程変形能は
悪くなるという若干の問題点を残していた。
【０００７】なお、鋼中の炭化物を黒鉛化するという考
え方については、例えば、特開昭49−67816 号公報、特
開昭49−67817 号公報、特開昭49−103817号公報および
特開昭50−1913号公報などにも開示があるが、本発明者
らの研究によれば、これら既知技術が提案している鋼で
は、冷間変形能が劣るとともに、黒鉛化するのに著しく
長時間を必要とし、それ故に工業規模での実施が困難で
ある。しかも、たとえ上記黒鉛化が完了したとしても、
その黒鉛粒径が極めて大きいために、冷間鍛造時の変形
能が低いという問題点もあった。
え方については、例えば、特開昭49−67816 号公報、特
開昭49−67817 号公報、特開昭49−103817号公報および
特開昭50−1913号公報などにも開示があるが、本発明者
らの研究によれば、これら既知技術が提案している鋼で
は、冷間変形能が劣るとともに、黒鉛化するのに著しく
長時間を必要とし、それ故に工業規模での実施が困難で
ある。しかも、たとえ上記黒鉛化が完了したとしても、
その黒鉛粒径が極めて大きいために、冷間鍛造時の変形
能が低いという問題点もあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この本発明の目的は、
上述の各従来技術が共通に抱えている問題点がない冷間
鍛造用鋼を提案するところにあり、いわゆる冷間鍛造時
の変形抵抗が小さく、かつ変形能の良好な鋼材を工業的
規模で製造できる技術を確立することにある。
上述の各従来技術が共通に抱えている問題点がない冷間
鍛造用鋼を提案するところにあり、いわゆる冷間鍛造時
の変形抵抗が小さく、かつ変形能の良好な鋼材を工業的
規模で製造できる技術を確立することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上掲の目的実現に向けた
多くの実験, 研究の結果、発明者らは、この種の鋼種の
製造に当たって、工業提供規模で実施することが可能な
程度に黒鉛化速度を向上させる成分組成について検討し
た結果、以下に述べるような知見を得るに至った。
多くの実験, 研究の結果、発明者らは、この種の鋼種の
製造に当たって、工業提供規模で実施することが可能な
程度に黒鉛化速度を向上させる成分組成について検討し
た結果、以下に述べるような知見を得るに至った。
【００１０】鋼中セメンタイトの黒鉛化は、セメンタイ
トの分解、分解したＣの拡散、および黒鉛の結晶化の過
程を経て行われる。従って、この黒鉛化の促進のために
は、これらの各過程の作用を促進する元素の選択が必要
となる。このことに関し、発明者らは、黒鉛化の結晶化
の核として、ＢＮおよびAlＮが極めて有効であることを
見い出した。すなわち、これらＢＮ，AlＮを形成した鋼
材においては、極めて黒鉛化の進行が早く、鋼中のセメ
ンタイトは短時間で黒鉛となる。この理由については必
ずしも明確ではないが、黒鉛とこれらの析出物の結晶構
造が類似していることによるものと思われる。
トの分解、分解したＣの拡散、および黒鉛の結晶化の過
程を経て行われる。従って、この黒鉛化の促進のために
は、これらの各過程の作用を促進する元素の選択が必要
となる。このことに関し、発明者らは、黒鉛化の結晶化
の核として、ＢＮおよびAlＮが極めて有効であることを
見い出した。すなわち、これらＢＮ，AlＮを形成した鋼
材においては、極めて黒鉛化の進行が早く、鋼中のセメ
ンタイトは短時間で黒鉛となる。この理由については必
ずしも明確ではないが、黒鉛とこれらの析出物の結晶構
造が類似していることによるものと思われる。
【００１１】しかも、ＢＮおよびAlＮ単独では黒鉛化の
促進には限度があり、ＢＮおよびAlＮが単に共存してい
るだけでなく、ＢＮが多量に存在することが必要である
ことがわかった。これにより、黒鉛粒が微細化（２〜10
μm 程度) することになる。
促進には限度があり、ＢＮおよびAlＮが単に共存してい
るだけでなく、ＢＮが多量に存在することが必要である
ことがわかった。これにより、黒鉛粒が微細化（２〜10
μm 程度) することになる。
【００１２】本発明は上記の知見に基づいてなされたも
のであり、基本的な成分組成は下記のとおりである。 Ｃ：0.4 〜1.1 wt％、 Si：0.6 〜1.5 wt％、 Mn：0.10〜0.9 wt％、 Ｐ≦0.030 wt％、 Ｓ：0.001 〜0.03wt％、 Ｂ：0.0050超〜0.0150wt％、 Al：0.01〜0.5 wt％、 Ｎ：0.0015〜0.0070wt％、 Ｏ≦0.0030wt％ および Cr≦0.10wt％ を含有し、残部はFeおよび不可避不純物。
のであり、基本的な成分組成は下記のとおりである。 Ｃ：0.4 〜1.1 wt％、 Si：0.6 〜1.5 wt％、 Mn：0.10〜0.9 wt％、 Ｐ≦0.030 wt％、 Ｓ：0.001 〜0.03wt％、 Ｂ：0.0050超〜0.0150wt％、 Al：0.01〜0.5 wt％、 Ｎ：0.0015〜0.0070wt％、 Ｏ≦0.0030wt％ および Cr≦0.10wt％ を含有し、残部はFeおよび不可避不純物。
【００１３】即ち、本発明の第１のものは、上記成分組
成を有する鋼において、さらに、Cuを単独で0.10〜1.0
wt％、または0.10〜2.0 wt％のNiとともに含有し、残部
はFeおよび不可避不純物の組成よりなり、しかも、組織
が黒鉛とフェライト、もしくは黒鉛, フェライトおよび
微量のセメンタイトからなることを特徴とする冷間鍛造
性に優れた機械構造用鋼（第１発明鋼）。
成を有する鋼において、さらに、Cuを単独で0.10〜1.0
wt％、または0.10〜2.0 wt％のNiとともに含有し、残部
はFeおよび不可避不純物の組成よりなり、しかも、組織
が黒鉛とフェライト、もしくは黒鉛, フェライトおよび
微量のセメンタイトからなることを特徴とする冷間鍛造
性に優れた機械構造用鋼（第１発明鋼）。
【００１４】上記基本成分組成の鋼において、さらに、 Nb：0.001 〜0.05wt％ および Ti：0.001 〜0.05wt％ のいずれか１種または２種を含有し、残部はFeおよび不
可避不純物の組成よりなり、しかも、組織が黒鉛とフェ
ライト、もしくは黒鉛, フェライトおよび微量のセメン
タイトからなることを特徴とする冷間鍛造性に優れた機
械構造用鋼（第２発明鋼）。
可避不純物の組成よりなり、しかも、組織が黒鉛とフェ
ライト、もしくは黒鉛, フェライトおよび微量のセメン
タイトからなることを特徴とする冷間鍛造性に優れた機
械構造用鋼（第２発明鋼）。
【００１５】上記基本成分組成の鋼において、さらに、 Cu：0.10〜1.0 wt％ および Ni：0.10〜2.0 wt％ のいずれか１種または２種と、 Nb：0.001 〜0.05wt％ および Ti：0.001 〜0.05wt％ のいずれか１種または２種とを含有し、残部はFeおよび
不可避不純物の組成よりなり、しかも、組織が黒鉛とフ
ェライト、もしくは黒鉛, フェライトおよび微量のセメ
ンタイトからなることを特徴とする冷間鍛造性に優れた
機械構造用鋼（第３発明鋼）。
不可避不純物の組成よりなり、しかも、組織が黒鉛とフ
ェライト、もしくは黒鉛, フェライトおよび微量のセメ
ンタイトからなることを特徴とする冷間鍛造性に優れた
機械構造用鋼（第３発明鋼）。
【００１６】
【作用】以下に、本発明において、鋼の成分組成を前記
の範囲に限定する理由について説明する。
の範囲に限定する理由について説明する。
【００１７】Ｃ：0.4 〜1.1 wt％ Ｃは、黒鉛相の形成のためには不可欠な元素であり、ま
た機械部品としての強度を確保する上で重要な元素であ
る。この含有量が0.4 wt％未満では本発明所定の作用効
果が得られない。一方、1.1 wt％を超える量を含有する
と、熱間圧延時の変形抵抗が増加して熱間圧延が困難と
なるので、0.4 〜1.1 wt％の範囲に限定した。
た機械部品としての強度を確保する上で重要な元素であ
る。この含有量が0.4 wt％未満では本発明所定の作用効
果が得られない。一方、1.1 wt％を超える量を含有する
と、熱間圧延時の変形抵抗が増加して熱間圧延が困難と
なるので、0.4 〜1.1 wt％の範囲に限定した。
【００１８】Si：0.6 〜1.5 wt％ Siは、鋼中のセメンタイトを不安定にして黒鉛化を促進
するとともに、脱酸にも有用な元素であるので、積極的
に用いるが、その含有量が0.6 wt％未満の添加では黒鉛
化促進の効果に乏しく、一方、1.5 wt％を越えて添加す
ると、熱間圧延時の脱炭が著しく、焼入れ焼戻し後の機
械的性質が劣化するので、0.6 〜1.5 wt％の範囲に限定
した。
するとともに、脱酸にも有用な元素であるので、積極的
に用いるが、その含有量が0.6 wt％未満の添加では黒鉛
化促進の効果に乏しく、一方、1.5 wt％を越えて添加す
ると、熱間圧延時の脱炭が著しく、焼入れ焼戻し後の機
械的性質が劣化するので、0.6 〜1.5 wt％の範囲に限定
した。
【００１９】Mn：0.10〜0.9 wt％ Mnは、焼入れ性を確保する上で有用な元素であるので積
極的に用いるが、0.1wt％未満の添加ではその効果が小
さく、一方、0.9 wt％を超えて添加すると黒鉛化を阻害
するので、0.10〜0.9 wt％の範囲に限定した。
極的に用いるが、0.1wt％未満の添加ではその効果が小
さく、一方、0.9 wt％を超えて添加すると黒鉛化を阻害
するので、0.10〜0.9 wt％の範囲に限定した。
【００２０】Ｐ≦0.030 wt％ Ｐは、冷間鍛造性を劣化させるので、極力低減すること
が望ましいが、その含有量は0.03wt％までであれば許容
される。
が望ましいが、その含有量は0.03wt％までであれば許容
される。
【００２１】Ｓ：0.001 〜0.03wt％ Ｓは、被削性を向上させる元素であるので積極的に添加
するが、0.001 wt％未満ではその効果に乏しく、0.001
wt％以上の添加を必要とするが、一方で0.03wt％を超え
て添加すると、鋼材の変形能を著しく低下させるので、
上限を0.03wt％とする。
するが、0.001 wt％未満ではその効果に乏しく、0.001
wt％以上の添加を必要とするが、一方で0.03wt％を超え
て添加すると、鋼材の変形能を著しく低下させるので、
上限を0.03wt％とする。
【００２２】Ｂ：0.0050超〜0.0150wt％ Ｂは、微量の添加により焼入れ性を向上させると同時
に、黒鉛の結晶化の核となるＢＮの生成により黒鉛化速
度を著しく速めるので積極的に添加するが、0.0050wt％
以下ではそれらの効果に乏しく、一方、0.0150wt％を超
えて添加してもそれらの効果が飽和するので、0.0050超
〜0.0150wt％の範囲に限定した。
に、黒鉛の結晶化の核となるＢＮの生成により黒鉛化速
度を著しく速めるので積極的に添加するが、0.0050wt％
以下ではそれらの効果に乏しく、一方、0.0150wt％を超
えて添加してもそれらの効果が飽和するので、0.0050超
〜0.0150wt％の範囲に限定した。
【００２３】Al：0.01〜0.5 wt％ Alは、脱酸に有効であるとともに、AlＮを形成すること
により黒鉛化速度を向上させるのに有効な元素である。
また、固溶Alは、セメンタイトの分解を容易にすること
により黒鉛化速度を向上させるので、積極的に添加す
る。その添加量が0.01wt％未満ではその効果に乏しく、
0.5 wt％を超えて添加すると溶製が困難となるので、0.
01〜0.5 wt％の範囲とした。
により黒鉛化速度を向上させるのに有効な元素である。
また、固溶Alは、セメンタイトの分解を容易にすること
により黒鉛化速度を向上させるので、積極的に添加す
る。その添加量が0.01wt％未満ではその効果に乏しく、
0.5 wt％を超えて添加すると溶製が困難となるので、0.
01〜0.5 wt％の範囲とした。
【００２４】Ｎ：0.0015〜0.0070wt％ Ｎは、AlＮおよびＢＮを形成することにより黒鉛化を促
進するので、本発明においては必須の調整成分である。
その含有量が0.0015wt％未満では、これら黒鉛の結晶化
の核となる析出物の形成が充分行われないので0.0015wt
％以上の添加を必要とする。しかし、0.0070wt％を超え
て添加すると冷間鍛造性を損なうので、0.0070wt％未満
の範囲内で含有させることとした。
進するので、本発明においては必須の調整成分である。
その含有量が0.0015wt％未満では、これら黒鉛の結晶化
の核となる析出物の形成が充分行われないので0.0015wt
％以上の添加を必要とする。しかし、0.0070wt％を超え
て添加すると冷間鍛造性を損なうので、0.0070wt％未満
の範囲内で含有させることとした。
【００２５】Ｏ：0.0030wt％以下 Ｏは、酸化物系非金属介在物を形成し、冷間鍛造時の変
形能を劣化させるので、極力低減させることが望ましい
が、0.003 wt％まで含有させることが許容される。
形能を劣化させるので、極力低減させることが望ましい
が、0.003 wt％まで含有させることが許容される。
【００２６】Cr：0.10wt％以下 Crは、セメンタイト中へ分配することによりセメンタイ
トを安定化し、黒鉛化を著しく低下させるので、極力低
減させるべきであるが、0.10wt％までの含有量であれば
許容される。
トを安定化し、黒鉛化を著しく低下させるので、極力低
減させるべきであるが、0.10wt％までの含有量であれば
許容される。
【００２７】Cu：0.10〜1.0 wt％ Cuは、セメンタイトを不安定にすることにより黒鉛化を
速める。また、焼入れ性を向上させるので添加してもよ
いが、0.1 wt％未満の添加ではその効果に乏しく、ま
た、1.0 wt％を超えて添加すると熱間変形能を劣化させ
るので、0.1 〜1.0 wt％の範囲とする。
速める。また、焼入れ性を向上させるので添加してもよ
いが、0.1 wt％未満の添加ではその効果に乏しく、ま
た、1.0 wt％を超えて添加すると熱間変形能を劣化させ
るので、0.1 〜1.0 wt％の範囲とする。
【００２８】Ni：0.10〜2.0 wt％ Niは、Cuと同様にセメンタイトを不安定にし、黒鉛化を
促進すると同時に、鋼の焼入れ性を向上させる元素であ
るので、これの添加は有効である。しかし、0.1 wt％未
満ではその添加効果が乏しく、また、高価な元素である
ので、2.0 wt％を超えて添加すると、本発明により得ら
れる工業的な利用価値が消失するので、0.10〜2.0 wt％
以下の範囲内に限定した。
促進すると同時に、鋼の焼入れ性を向上させる元素であ
るので、これの添加は有効である。しかし、0.1 wt％未
満ではその添加効果が乏しく、また、高価な元素である
ので、2.0 wt％を超えて添加すると、本発明により得ら
れる工業的な利用価値が消失するので、0.10〜2.0 wt％
以下の範囲内に限定した。
【００２９】Nb：0.001 〜0.05wt％ Nbは、炭窒化物を形成し、熱間圧延の加熱過程におい
て、γ粒の成長を抑制することにより熱間圧延後の組織
を微細化する。この結果、黒鉛化後のフェライトが細粒
化し冷間鍛造性が向上するので、これの添加は有効であ
る。この場合、少なくとも0.001 wt％以上の添加が必要
である。しかしながら、0.05wt％を超えて添加してもそ
の効果が飽和すると同時に、析出強化によりむしろ冷間
鍛造性を低下させるので、0.001 〜0.05wt％の範囲内で
添加する。
て、γ粒の成長を抑制することにより熱間圧延後の組織
を微細化する。この結果、黒鉛化後のフェライトが細粒
化し冷間鍛造性が向上するので、これの添加は有効であ
る。この場合、少なくとも0.001 wt％以上の添加が必要
である。しかしながら、0.05wt％を超えて添加してもそ
の効果が飽和すると同時に、析出強化によりむしろ冷間
鍛造性を低下させるので、0.001 〜0.05wt％の範囲内で
添加する。
【００３０】Ti：0.001 〜0.05wt％ Tiは、炭窒化物を形成し、熱間圧延の過程において、γ
粒の成長を抑制することにより熱間圧延後の組織を微細
化する。この結果、黒鉛化後のフェライトが細粒化し冷
間鍛造性が向上するので、これの添加は有効である。こ
の場合、少なくとも0.001 wt％以上の添加が必要であ
る。しかしながら、0.05wt％を超えて添加してもその効
果が飽和すると同時に、析出強化によりむしろ冷間鍛造
性を低下させるので、0.001 〜0.05wt％の範囲内で添加
する。
粒の成長を抑制することにより熱間圧延後の組織を微細
化する。この結果、黒鉛化後のフェライトが細粒化し冷
間鍛造性が向上するので、これの添加は有効である。こ
の場合、少なくとも0.001 wt％以上の添加が必要であ
る。しかしながら、0.05wt％を超えて添加してもその効
果が飽和すると同時に、析出強化によりむしろ冷間鍛造
性を低下させるので、0.001 〜0.05wt％の範囲内で添加
する。
【００３１】また、本発明に係る冷間鍛造用鋼というの
は、主として黒鉛とフェライトよりなる組織とすること
が必要であるが、微量のセメンタイトを含有してもよ
い。前記黒鉛化の熱処理としては、Ａc1点以下の温度領
域に５〜30時間程度保持するのみで黒鉛化は可能であ
り、前処理としての焼入れ、冷間加工等は不要である。
は、主として黒鉛とフェライトよりなる組織とすること
が必要であるが、微量のセメンタイトを含有してもよ
い。前記黒鉛化の熱処理としては、Ａc1点以下の温度領
域に５〜30時間程度保持するのみで黒鉛化は可能であ
り、前処理としての焼入れ、冷間加工等は不要である。
【００３２】
【実施例】表１に示す成分組成になる鋼を、 180ｔ転炉
により溶製し、その後、真空脱ガス処理を施してから連
続鋳造し、その後、熱間圧延により150 mm角ビレットと
した。さらに、これらのビレットを熱間圧延により50mm
φ棒鋼とした。ついで、これらの棒鋼に 700℃×７ｈ→
空冷の黒鉛化処理を施し、その後、15mmφ×22.5mmH の
円柱型試験片を作製し、端面完全拘束の条件下で圧縮試
験を施し、加工時の冷間変形抵抗および限界圧縮率を求
めた。ここで、限界圧縮率は、試験片に割れの発生しは
じめる圧縮率とした。また、処理後のミクロ組織を観察
し、黒鉛粒数および炭化物粒数を計数し、黒鉛粒数／
（黒鉛粒数＋炭化物粒数）×100(％) を黒鉛化率として
定量化した。また、黒鉛粒について、その直径を測定し
定量化した。これらの結果を表１に付記する。表１のN
o.2, ４〜８は本発明鋼の例であり、黒鉛化率は、いず
れも短時間の処理にもかかわらず98％以上の値となって
いる。また、黒鉛粒も５μm 前後と微粒である。その結
果、冷間鍛造時の変形抵抗および限界圧縮率は高い。ま
た、No.10 〜17は化学組成が本発明の範囲外にある場合
であり、黒鉛化率は低く、同時に黒鉛粒も大きい。この
結果、冷間鍛造時の変形抵抗および限界圧縮率は、本発
明鋼の場合に比較して劣化している。
により溶製し、その後、真空脱ガス処理を施してから連
続鋳造し、その後、熱間圧延により150 mm角ビレットと
した。さらに、これらのビレットを熱間圧延により50mm
φ棒鋼とした。ついで、これらの棒鋼に 700℃×７ｈ→
空冷の黒鉛化処理を施し、その後、15mmφ×22.5mmH の
円柱型試験片を作製し、端面完全拘束の条件下で圧縮試
験を施し、加工時の冷間変形抵抗および限界圧縮率を求
めた。ここで、限界圧縮率は、試験片に割れの発生しは
じめる圧縮率とした。また、処理後のミクロ組織を観察
し、黒鉛粒数および炭化物粒数を計数し、黒鉛粒数／
（黒鉛粒数＋炭化物粒数）×100(％) を黒鉛化率として
定量化した。また、黒鉛粒について、その直径を測定し
定量化した。これらの結果を表１に付記する。表１のN
o.2, ４〜８は本発明鋼の例であり、黒鉛化率は、いず
れも短時間の処理にもかかわらず98％以上の値となって
いる。また、黒鉛粒も５μm 前後と微粒である。その結
果、冷間鍛造時の変形抵抗および限界圧縮率は高い。ま
た、No.10 〜17は化学組成が本発明の範囲外にある場合
であり、黒鉛化率は低く、同時に黒鉛粒も大きい。この
結果、冷間鍛造時の変形抵抗および限界圧縮率は、本発
明鋼の場合に比較して劣化している。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
冷間鍛造時の変形抵抗が低く、同時に変形能にも優れた
冷間鍛造用鋼を経済的に得ることができ、冷間鍛造によ
る機械部品の製造に資すること大である。
冷間鍛造時の変形抵抗が低く、同時に変形能にも優れた
冷間鍛造用鋼を経済的に得ることができ、冷間鍛造によ
る機械部品の製造に資すること大である。
フロントページの続き (72)発明者 河崎 充実 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究本部内 (72)発明者 藤田 利夫 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究本部内 (56)参考文献 特開 平４−202744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−317629（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 38/00 301 C22C 38/54
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃ：0.4 〜1.1 wt％、 Si：0.6 〜1.5 wt％、 Mn：0.10〜0.9 wt％、 Ｐ≦0.030 wt％、 Ｓ：0.001 〜0.03wt％、 Ｂ：0.0050超〜0.0150wt％、 Al：0.01〜0.5 wt％、 Ｎ：0.0015〜0.0070wt％、 Ｏ≦0.0030wt％、 Cr≦0.10wt％ を含有し、かつCuを単独で0.10〜1.0 wt％または0.10〜
2.0 wt％のNiとともに含有し、残部はFeおよび不可避不
純物の組成よりなり、しかも、組織が黒鉛とフェライ
ト、もしくは黒鉛, フェライトおよび微量のセメンタイ
トからなることを特徴とする冷間鍛造性に優れた機械構
造用鋼。 - 【請求項２】 Ｃ：0.4 〜1.1 wt％、 Si：0.6 〜1.5 wt％、 Mn：0.10〜0.9 wt％、 Ｐ≦0.030 wt％、 Ｓ：0.001 〜0.03wt％、 Ｂ：0.0050超〜0.0150wt％、 Al：0.01〜0.5 wt％、 Ｎ：0.0015〜0.0070wt％、 Ｏ≦0.0030wt％ および Cr≦0.10wt％ を含有し、かつ Nb：0.001 〜0.05wt％ および Ti：0.001 〜0.05wt％ のいずれか１種または２種を含有し、残部はFeおよび不
可避不純物の組成よりなり、しかも、組織が黒鉛とフェ
ライト、もしくは黒鉛, フェライトおよび微量のセメン
タイトからなることを特徴とする冷間鍛造性に優れた機
械構造用鋼。 - 【請求項３】 Ｃ：0.4 〜1.1 wt％、 Si：0.6 〜1.5 wt％、 Mn：0.10〜0.9 wt％、 Ｐ≦0.030 wt％、 Ｓ：0.001 〜0.25wt％、 Ｂ：0.0050超〜0.0150wt％、 Al：0.01〜0.5 wt％、 Ｎ：0.0015〜0.0070wt％、 Ｏ≦0.0030wt％ および Cr≦0.10wt％ を含有し、かつ Cu：0.10〜1.0 wt％ および Ni：0.10〜2.0 wt％ のいずれか１種または２種と、 Nb：0.001 〜0.05wt％ および Ti：0.001 〜0.05wt％ のいずれか１種または２種とを含有し、残部はFeおよび
不可避不純物の組成よりなり、しかも、組織が黒鉛とフ
ェライト、もしくは黒鉛, フェライトおよび微量のセメ
ンタイトからなることを特徴とする冷間鍛造性に優れた
機械構造用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21695192A JP2965424B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 冷間鍛造性に優れた機械構造用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21695192A JP2965424B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 冷間鍛造性に優れた機械構造用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0657368A JPH0657368A (ja) | 1994-03-01 |
| JP2965424B2 true JP2965424B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=16696480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21695192A Expired - Fee Related JP2965424B2 (ja) | 1992-08-14 | 1992-08-14 | 冷間鍛造性に優れた機械構造用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2965424B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100605724B1 (ko) * | 2004-11-24 | 2006-08-01 | 주식회사 포스코 | 흑연화 처리성이 우수한 흑연강용 강재 |
| JP5924492B2 (ja) | 2012-07-11 | 2016-05-25 | 日立工機株式会社 | 卓上切断機 |
-
1992
- 1992-08-14 JP JP21695192A patent/JP2965424B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0657368A (ja) | 1994-03-01 |
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