JP3088626B2 - 窒化用非調質鋼 - Google Patents
窒化用非調質鋼Info
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- JP3088626B2 JP3088626B2 JP06315747A JP31574794A JP3088626B2 JP 3088626 B2 JP3088626 B2 JP 3088626B2 JP 06315747 A JP06315747 A JP 06315747A JP 31574794 A JP31574794 A JP 31574794A JP 3088626 B2 JP3088626 B2 JP 3088626B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、熱間鍛造または熱間
圧延後に焼入れ焼もどしなどの熱処理を行わずに窒化処
理を可能とし、窒化後の特性として、芯部は充分な強度
を有し、また、表面層は優れた窒化特性を有する非調質
鋼に関する。
圧延後に焼入れ焼もどしなどの熱処理を行わずに窒化処
理を可能とし、窒化後の特性として、芯部は充分な強度
を有し、また、表面層は優れた窒化特性を有する非調質
鋼に関する。
【0002】
【従来の技術】機械構造用部品の中に、熱間鍛造および
熱間圧延後、焼入れ焼もどしなどの熱処理を施し、必要
な強度になるように調質した後、窒化処理されているも
のがある。この場合、焼入れ焼もどし処理に多大のエネ
ルギーを要し、コスト高となる。そこで、このようなコ
スト高を低減するために、従来の熱間鍛造用非調質鋼お
よび直接切削用非調質鋼に窒化を実施した場合、窒化処
理後の母材の強度が低下するので、窒化後の芯部の特性
が高強度(σB ≧834N/mm2 )を満たす例は見あた
らず、従来の高強度非調質鋼では窒化処理後は所望の特
性が得られないのが現状である。
熱間圧延後、焼入れ焼もどしなどの熱処理を施し、必要
な強度になるように調質した後、窒化処理されているも
のがある。この場合、焼入れ焼もどし処理に多大のエネ
ルギーを要し、コスト高となる。そこで、このようなコ
スト高を低減するために、従来の熱間鍛造用非調質鋼お
よび直接切削用非調質鋼に窒化を実施した場合、窒化処
理後の母材の強度が低下するので、窒化後の芯部の特性
が高強度(σB ≧834N/mm2 )を満たす例は見あた
らず、従来の高強度非調質鋼では窒化処理後は所望の特
性が得られないのが現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来の非
調質鋼の上記の欠点を解消し、窒化処理した後の母材強
度の低下を無くして芯部が高強度を有し、かつ窒化用に
適した熱間鍛造用非調質鋼または芯部が高強度を有し、
かつ窒化用に適した快削性にも優れた直接切削用非調質
鋼を提供することを課題とする。
調質鋼の上記の欠点を解消し、窒化処理した後の母材強
度の低下を無くして芯部が高強度を有し、かつ窒化用に
適した熱間鍛造用非調質鋼または芯部が高強度を有し、
かつ窒化用に適した快削性にも優れた直接切削用非調質
鋼を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の手段は、請求項1の発明では、質量%で、
C:0.05〜0.30%、Si:0.05〜0.60
%、Mn:1.0〜2.5%、Cr:0.2〜3.0
%、V:0.05〜0.50%、Al:0.5〜1.5
%を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなること
を特徴とする窒化特性に優れた非調質鋼である。
めの本発明の手段は、請求項1の発明では、質量%で、
C:0.05〜0.30%、Si:0.05〜0.60
%、Mn:1.0〜2.5%、Cr:0.2〜3.0
%、V:0.05〜0.50%、Al:0.5〜1.5
%を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなること
を特徴とする窒化特性に優れた非調質鋼である。
【0005】請求項2の発明では、質量%で、C:0.
05〜0.30%、Si:0.05〜0.60%、M
n:1.0〜2.5%、Cr:0.2〜3.0%、V:
0.05〜0.50%、Al:0.5〜1.5%、M
o:0.02〜1.0%、Ni:0.1〜1.0%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
とする窒化特性に優れた非調質鋼である。
05〜0.30%、Si:0.05〜0.60%、M
n:1.0〜2.5%、Cr:0.2〜3.0%、V:
0.05〜0.50%、Al:0.5〜1.5%、M
o:0.02〜1.0%、Ni:0.1〜1.0%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
とする窒化特性に優れた非調質鋼である。
【0006】請求項3の発明では、質量%で、C:0.
05〜0.30%、Si:0.05〜0.60%、M
n:1.0〜2.5%、Cr:0.2〜3.0%、V:
0.05〜0.50%、Al:0.5〜1.5%を含有
し、更にPb:0.02〜0.30%、S:0.02〜
0.30%、Bi:0.02〜0.30%、Se:0.
02〜0.30%、Te:0.02〜0.30%及びC
a:0.001〜0.010%から選んだ1種又は2種
以上を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなるこ
とを特徴とする窒化特性に優れた非調質鋼である。
05〜0.30%、Si:0.05〜0.60%、M
n:1.0〜2.5%、Cr:0.2〜3.0%、V:
0.05〜0.50%、Al:0.5〜1.5%を含有
し、更にPb:0.02〜0.30%、S:0.02〜
0.30%、Bi:0.02〜0.30%、Se:0.
02〜0.30%、Te:0.02〜0.30%及びC
a:0.001〜0.010%から選んだ1種又は2種
以上を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなるこ
とを特徴とする窒化特性に優れた非調質鋼である。
【0007】請求項4の発明では、質量%で、C:0.
05〜0.30%、Si:0.05〜0.60%、M
n:1.0〜2.5%、Cr:0.2〜3.0%、V:
0.05〜0.50%、Al:0.5〜1.5%、M
o:0.02〜1.0%、Ni:0.1〜1.0%を含
有し、更にPb:0.02〜0.30%、S:0.02
〜0.30%、Bi:0.02〜0.30%、Se:
0.02〜0.30%、Te:0.02〜0.30%及
びCa:0.001〜0.010%から選んだ1種又は
2種以上を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
ることを特徴とする窒化特性に優れた非調質鋼である。
05〜0.30%、Si:0.05〜0.60%、M
n:1.0〜2.5%、Cr:0.2〜3.0%、V:
0.05〜0.50%、Al:0.5〜1.5%、M
o:0.02〜1.0%、Ni:0.1〜1.0%を含
有し、更にPb:0.02〜0.30%、S:0.02
〜0.30%、Bi:0.02〜0.30%、Se:
0.02〜0.30%、Te:0.02〜0.30%及
びCa:0.001〜0.010%から選んだ1種又は
2種以上を含有し、残部Feおよび不可避不純物からな
ることを特徴とする窒化特性に優れた非調質鋼である。
【0008】
【作用】本発明の鋼は、芯部の特性が高強度(σB≧8
34N/mm2 )で窒化後の特性がSACM645と同等
以上となることが大きな特徴である。
34N/mm2 )で窒化後の特性がSACM645と同等
以上となることが大きな特徴である。
【0009】本発明鋼の成分限定理由は、以下の通りで
ある。Cは、芯部強度を確保する上で最も重要な元素で
あり、芯部強度の確保のためには0.05%以上含有さ
せる必要がある。しかし、多すぎる場合には、靱性を低
下させる。従って、下限を0.05%、上限を0.30
%とする。更に、望ましい範囲は、0.07〜0.20
%である。
ある。Cは、芯部強度を確保する上で最も重要な元素で
あり、芯部強度の確保のためには0.05%以上含有さ
せる必要がある。しかし、多すぎる場合には、靱性を低
下させる。従って、下限を0.05%、上限を0.30
%とする。更に、望ましい範囲は、0.07〜0.20
%である。
【0010】Siは、溶製時の脱酸剤として用いられ、
また、芯部強度を高めるが、多すぎる場合には、靱性を
低下させる。従って、芯部強度確保のために下限を0.
05%とし、上限を0.60%とする。更に、望ましい
範囲は、0.15〜0.50%である。
また、芯部強度を高めるが、多すぎる場合には、靱性を
低下させる。従って、芯部強度確保のために下限を0.
05%とし、上限を0.60%とする。更に、望ましい
範囲は、0.15〜0.50%である。
【0011】Mnは、Siと同様に、溶製時の脱酸剤と
して用いられ、芯部強度および靱性を確保する上で有効
な元素であり、そのためには、1.0%以上必要であ
る。しかし、2.5%を超えると、被削性を低下させる
ので、上限を2.5%とする。更に、望ましい範囲は、
1.5〜2.2%である。
して用いられ、芯部強度および靱性を確保する上で有効
な元素であり、そのためには、1.0%以上必要であ
る。しかし、2.5%を超えると、被削性を低下させる
ので、上限を2.5%とする。更に、望ましい範囲は、
1.5〜2.2%である。
【0012】Crは、やはり溶製時の脱酸剤として用い
られ、芯部強度を向上させるほか、窒化特性を向上さ
せ、更に靱性を確保する上で必要な元素であり、これら
の効果を得るためには、0.2%以上必要である。しか
し、多すぎると靱性を低下させるので、上限を3.0%
とする。更に、望ましい範囲は、0.5〜1.5%であ
る。
られ、芯部強度を向上させるほか、窒化特性を向上さ
せ、更に靱性を確保する上で必要な元素であり、これら
の効果を得るためには、0.2%以上必要である。しか
し、多すぎると靱性を低下させるので、上限を3.0%
とする。更に、望ましい範囲は、0.5〜1.5%であ
る。
【0013】Vは、芯部強度を向上させるほか、窒化特
性を向上させ、更に靱性を確保する上で必要な元素であ
り、これらの効果を得るためには、0.05%以上必要
である。しかし、0.50%より多く添加しても強度お
よび靱性の効果は飽和するので、上限を0.50%とす
る。更に、望ましい範囲は、0.05〜0.20%であ
る。
性を向上させ、更に靱性を確保する上で必要な元素であ
り、これらの効果を得るためには、0.05%以上必要
である。しかし、0.50%より多く添加しても強度お
よび靱性の効果は飽和するので、上限を0.50%とす
る。更に、望ましい範囲は、0.05〜0.20%であ
る。
【0014】Alは、溶製時に強力な脱酸剤として用い
られ、また、窒化層の硬さを上昇させる元素であり、こ
れらの効果を得るためには、0.5%以上必要である。
しかし、1.5%を超えて添加しても窒化層の硬さを上
昇させる効果は飽和する。従って、上限を1.5%とす
る。更に、望ましい範囲は、0.5〜1.2%である。
られ、また、窒化層の硬さを上昇させる元素であり、こ
れらの効果を得るためには、0.5%以上必要である。
しかし、1.5%を超えて添加しても窒化層の硬さを上
昇させる効果は飽和する。従って、上限を1.5%とす
る。更に、望ましい範囲は、0.5〜1.2%である。
【0015】Moは、強度確保、窒化特性の向上に効果
があるが、これらの効果を得るためには、0.02%以
上必要である。しかし、1.0%を超えるとコスト的に
不利である上、靱性を低下させるため、上限を1.0%
とする。更に、望ましい範囲は、0.02〜0.3%で
ある。
があるが、これらの効果を得るためには、0.02%以
上必要である。しかし、1.0%を超えるとコスト的に
不利である上、靱性を低下させるため、上限を1.0%
とする。更に、望ましい範囲は、0.02〜0.3%で
ある。
【0016】Niは、Moと同様の効果があり、強度確
保、窒化特性の向上に効果があるが、これらの効果を得
るためには、0.1%以上必要である。しかし、1.0
0%を超えるとコスト的に不利である上、靱性を低下さ
せるため、上限を1.00%とする。更に、望ましい範
囲は、0.1〜0.3%である。
保、窒化特性の向上に効果があるが、これらの効果を得
るためには、0.1%以上必要である。しかし、1.0
0%を超えるとコスト的に不利である上、靱性を低下さ
せるため、上限を1.00%とする。更に、望ましい範
囲は、0.1〜0.3%である。
【0017】Pb、S、Bi、Se、Teは、鋼の被削
性を向上させる元素で、これらは少なくとも0.02%
必要である。しかし、多すぎると熱間加工性を低下させ
るので、上限を0.30%とする。更に、望ましい範囲
は、0.02〜0.15%である。
性を向上させる元素で、これらは少なくとも0.02%
必要である。しかし、多すぎると熱間加工性を低下させ
るので、上限を0.30%とする。更に、望ましい範囲
は、0.02〜0.15%である。
【0018】また、Caも、鋼の被削性を向上させる元
素で、これらは少なくとも0.001%必要である。し
かし、多すぎると熱間加工性を低下させるので、上限を
0.010%とする。更に、望ましい範囲は、0.00
1〜0.01%である。
素で、これらは少なくとも0.001%必要である。し
かし、多すぎると熱間加工性を低下させるので、上限を
0.010%とする。更に、望ましい範囲は、0.00
1〜0.01%である。
【0019】そして、上記の限定範囲でPb、S、B
i、Se、TeおよびCaは置換しうる元素である。
i、Se、TeおよびCaは置換しうる元素である。
【0020】
【実施例】表1に示す成分を有する鋼を100kg真空
溶解炉において溶製し、1200℃で熱間鍛造した後、
自然空冷したものを母材とした。更に、疑似窒化として
520℃×6時間の処理を施し、引張試験(JIS4
号)を実施した。
溶解炉において溶製し、1200℃で熱間鍛造した後、
自然空冷したものを母材とした。更に、疑似窒化として
520℃×6時間の処理を施し、引張試験(JIS4
号)を実施した。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】結果を表2に示す。また、窒化特性の調査
として、流動層熱処理炉にて520℃×6時間、ガス流
量比はNH3 :N2 =1:4にて窒化処理を行った後、
表面硬さ、有効窒化層深さ(550HV以上である層の
深さ)、芯部硬さを測定した結果を表2に示す。
として、流動層熱処理炉にて520℃×6時間、ガス流
量比はNH3 :N2 =1:4にて窒化処理を行った後、
表面硬さ、有効窒化層深さ(550HV以上である層の
深さ)、芯部硬さを測定した結果を表2に示す。
【0024】表1、2に見られるとおり、本発明鋼1の
供試鋼AからMまでの熱間鍛造用非調質鋼、および、直
接切削用非調質鋼は、窒化処理後の芯部の特性において
引張強さは最も低い供試鋼Iで853N/mm2 であり、
表面硬さは最も低い供試鋼Fで1086HVであり、有
効窒化層深さは最も浅いもので0.114mmである。す
なわち、本発明鋼は、芯部引張強さにおいて834N/
mm2 以上であり、且つ、表面硬さおよび有効窒化層深さ
においても比較鋼のSACM645に比して同等或いは
それ以上の特性値を示している。
供試鋼AからMまでの熱間鍛造用非調質鋼、および、直
接切削用非調質鋼は、窒化処理後の芯部の特性において
引張強さは最も低い供試鋼Iで853N/mm2 であり、
表面硬さは最も低い供試鋼Fで1086HVであり、有
効窒化層深さは最も浅いもので0.114mmである。す
なわち、本発明鋼は、芯部引張強さにおいて834N/
mm2 以上であり、且つ、表面硬さおよび有効窒化層深さ
においても比較鋼のSACM645に比して同等或いは
それ以上の特性値を示している。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明鋼は、熱間
鍛造或いは熱間圧延後に焼入れ焼もどしなどの熱処理の
調質処理を必要としない熱間鍛造用非調質鋼あるいは直
接切削用非調質鋼でありながら、高い窒化処理特性が得
られ、且つ、窒化処理後の母材強度の低下が無く、芯部
の特性も高強度を満たすもので、部品性能および低コス
ト性において従来の非調質鋼に得られなかった優れた効
果を奏するものである。
鍛造或いは熱間圧延後に焼入れ焼もどしなどの熱処理の
調質処理を必要としない熱間鍛造用非調質鋼あるいは直
接切削用非調質鋼でありながら、高い窒化処理特性が得
られ、且つ、窒化処理後の母材強度の低下が無く、芯部
の特性も高強度を満たすもので、部品性能および低コス
ト性において従来の非調質鋼に得られなかった優れた効
果を奏するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−37629(JP,A) 特開 平6−264178(JP,A) 特開 昭53−70940(JP,A) 特許2824058(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 - 38/60
Claims (4)
- 【請求項1】 質量%で、C:0.05〜0.30%、
Si:0.05〜0.60%、Mn:1.0〜2.5
%、Cr:0.2〜3.0%、V:0.05〜0.50
%、Al:0.5〜1.5%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窒化特性に優れ
た非調質鋼。 - 【請求項2】 質量%で、C:0.05〜0.30%、
Si:0.05〜0.60%、Mn:1.0〜2.5
%、Cr:0.2〜3.0%、V:0.05〜0.50
%、Al:0.5〜1.5%、Mo:0.02〜1.0
%、Ni:0.1〜1.0%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窒化特性に優れ
た非調質鋼。 - 【請求項3】 質量%で、C:0.05〜0.30%、
Si:0.05〜0.60%、Mn:1.0〜2.5
%、Cr:0.2〜3.0%、V:0.05〜0.50
%、Al:0.5〜1.5%を含有し、更にPb:0.
02〜0.30%、S:0.02〜0.30%、Bi:
0.02〜0.30%、Se:0.02〜0.30%、
Te:0.02〜0.30%及びCa:0.001〜
0.010%から選んだ1種又は2種以上を含有し、残
部Feおよび不可避不純物からなることを特徴とする窒
化特性に優れた非調質鋼。 - 【請求項4】 質量%で、C:0.05〜0.30%、
Si:0.05〜0.60%、Mn:1.0〜2.5
%、Cr:0.2〜3.0%、V:0.05〜0.50
%、Al:0.5〜1.5%、Mo:0.02〜1.0
%、Ni:0.1〜1.0%を含有し、更にPb:0.
02〜0.30%、S:0.02〜0.30%、Bi:
0.02〜0.30%、Se:0.02〜0.30%、
Te:0.02〜0.30%及びCa:0.001〜
0.010%から選んだ1種又は2種以上を含有し、残
部Feおよび不可避不純物からなることを特徴とする窒
化特性に優れた非調質鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06315747A JP3088626B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 窒化用非調質鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06315747A JP3088626B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 窒化用非調質鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08144018A JPH08144018A (ja) | 1996-06-04 |
JP3088626B2 true JP3088626B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=18069061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06315747A Expired - Fee Related JP3088626B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 窒化用非調質鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3088626B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6083455A (en) * | 1998-01-05 | 2000-07-04 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Steels, steel products for nitriding, nitrided steel parts |
-
1994
- 1994-11-24 JP JP06315747A patent/JP3088626B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08144018A (ja) | 1996-06-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |