JP3262687B2 - 靱性に優れる冷間加工用微細黒鉛均一分散鋼 - Google Patents
靱性に優れる冷間加工用微細黒鉛均一分散鋼Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷間加工（鍛造、切削）
後に焼入れ・焼戻しして使用される鋼材に係わり、特に
黒鉛を微細かつ均一に分散させることにより焼入れ・焼
戻し後の靱性に優れた微細黒鉛均一分散鋼に関するもの
である。
後に焼入れ・焼戻しして使用される鋼材に係わり、特に
黒鉛を微細かつ均一に分散させることにより焼入れ・焼
戻し後の靱性に優れた微細黒鉛均一分散鋼に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】中炭素鋼中のフェライト＋パーライト組
織をフェライト＋黒鉛の２相組織にするとその硬さはＨ
ｖ１６０からＨｖ１１０程度までに減少する。そのため
に黒鉛率を上げると冷間鍛造性は硫黄快削鋼のそれを上
回ることが、例えば日本金属学会誌、Vol.５３（１９８
９）、ｐ．２０６の研究論文に報告されている。工業的
にも特公昭６３−９５８０号公報に見られるようにミク
ロ組織をフェライト＋黒鉛の２相組織にすると冷間鍛造
性は著しく向上することが紹介されている。
織をフェライト＋黒鉛の２相組織にするとその硬さはＨ
ｖ１６０からＨｖ１１０程度までに減少する。そのため
に黒鉛率を上げると冷間鍛造性は硫黄快削鋼のそれを上
回ることが、例えば日本金属学会誌、Vol.５３（１９８
９）、ｐ．２０６の研究論文に報告されている。工業的
にも特公昭６３−９５８０号公報に見られるようにミク
ロ組織をフェライト＋黒鉛の２相組織にすると冷間鍛造
性は著しく向上することが紹介されている。
【０００３】一方、黒鉛分散鋼は冷間鍛造性は優れてい
るものの、特開平２−１１１８４２号公報によると、焼
入れ加熱時に黒鉛の分散速度が遅く十分にオーステナイ
ト中に溶解しないために焼入れ硬さが不足する欠点があ
るとされている。この欠点を解決するためには、黒鉛を
微細化すればよいこと、その具体的な方法としてＢＮを
黒鉛の析出核として利用することが有効であることが同
じく特開平２−１１１８４２号公報に開示されている。
るものの、特開平２−１１１８４２号公報によると、焼
入れ加熱時に黒鉛の分散速度が遅く十分にオーステナイ
ト中に溶解しないために焼入れ硬さが不足する欠点があ
るとされている。この欠点を解決するためには、黒鉛を
微細化すればよいこと、その具体的な方法としてＢＮを
黒鉛の析出核として利用することが有効であることが同
じく特開平２−１１１８４２号公報に開示されている。
【０００４】また、黒鉛分散鋼を得るための製造方法と
して、炭素過飽和状態（マルテンサイト組織）とマルテ
ンサイト変態歪を利用する方法が有効であることが特開
昭４９−６７８１７号公報に開示されている。これによ
ると、特定の化学成分を有する鋼を、７５０〜９５０℃
に加熱して焼入れしてマルテンサイト変態させ、これを
再度加熱して６００〜７５０℃で焼鈍することにより黒
鉛分散鋼が得られている。
して、炭素過飽和状態（マルテンサイト組織）とマルテ
ンサイト変態歪を利用する方法が有効であることが特開
昭４９−６７８１７号公報に開示されている。これによ
ると、特定の化学成分を有する鋼を、７５０〜９５０℃
に加熱して焼入れしてマルテンサイト変態させ、これを
再度加熱して６００〜７５０℃で焼鈍することにより黒
鉛分散鋼が得られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、よく知
られているように、ＢＮは結晶粒界に偏析するために、
ＢＮを核生成サイトとする黒鉛も同様にフェライト粒界
あるいは旧オーステナイト粒界に偏析して不均一に分散
する。またマルテンサイト変態させた場合も黒鉛の生成
サイトは変態歪の集中する旧オーステナイト粒界あるい
はマルテンサイトブロック境界に限られており、黒鉛は
不均一に分散する。
られているように、ＢＮは結晶粒界に偏析するために、
ＢＮを核生成サイトとする黒鉛も同様にフェライト粒界
あるいは旧オーステナイト粒界に偏析して不均一に分散
する。またマルテンサイト変態させた場合も黒鉛の生成
サイトは変態歪の集中する旧オーステナイト粒界あるい
はマルテンサイトブロック境界に限られており、黒鉛は
不均一に分散する。
【０００６】粒界に黒鉛が不均一分散していると黒鉛間
距離の変動が大きくなりその最大値も大きくなる。一
方、黒鉛は周囲の炭素原子を吸収しながら成長する。従
って、黒鉛間距離が大きな場所では、その分黒鉛粒子一
個あたりが周囲の炭素を吸収しうる範囲も大きくなり、
最終的に得られる黒鉛粒径が大きくなるものと考えられ
る。このために、現状技術で得られている黒鉛寸法は、
微細化はされてはいるものの５〜１０μｍ程度で、焼入
れ加熱の際に黒鉛すなわち炭素が拡散して黒鉛の存在し
ていた箇所が、５〜１０μｍ程度の空孔となって残存す
る。この空孔が原因で破壊靱性値（衝撃値）が低いとい
う欠点を有しており、未だ十分な靱性を保証するには至
っていないのが現状である。
距離の変動が大きくなりその最大値も大きくなる。一
方、黒鉛は周囲の炭素原子を吸収しながら成長する。従
って、黒鉛間距離が大きな場所では、その分黒鉛粒子一
個あたりが周囲の炭素を吸収しうる範囲も大きくなり、
最終的に得られる黒鉛粒径が大きくなるものと考えられ
る。このために、現状技術で得られている黒鉛寸法は、
微細化はされてはいるものの５〜１０μｍ程度で、焼入
れ加熱の際に黒鉛すなわち炭素が拡散して黒鉛の存在し
ていた箇所が、５〜１０μｍ程度の空孔となって残存す
る。この空孔が原因で破壊靱性値（衝撃値）が低いとい
う欠点を有しており、未だ十分な靱性を保証するには至
っていないのが現状である。
【０００７】本発明は結晶粒界に留まらずフェライト粒
内にも黒鉛を均一に分散させ、かつ、黒鉛の平均粒径
（焼入れ後の空孔の平均寸法）を小さくして靱性を高め
た冷間加工用微細黒鉛均一分散鋼を提供しようとするも
のである。
内にも黒鉛を均一に分散させ、かつ、黒鉛の平均粒径
（焼入れ後の空孔の平均寸法）を小さくして靱性を高め
た冷間加工用微細黒鉛均一分散鋼を提供しようとするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは種々検討を
重ねた結果、Ｔｉ，Ｚｒ等の酸化物生成元素を特定の範
囲添加し、かつ、特定の範囲の大きさの酸化物または酸
化物とＭｎＳの複合体の粒子を特定の範囲の個数含有さ
せることにより、これらを核生成サイトとしてフェライ
ト結晶粒内に黒鉛が生成し微細黒鉛の均一分散が実現可
能であり、さらにＢ，Ｎを多量添加することにより黒鉛
生成サイトであるＢＮがフェライト粒内に均一に析出し
た結果、微細黒鉛の均一分散化が実現可能であることを
見出した。結晶粒界あるいはＢＮとは異なり、酸化物ま
たは酸化物とＭｎＳの複合体は鋼中に均一に分散してお
り、また地鉄との間には熱収縮差に伴う歪を有している
ため、黒鉛あるいは黒鉛生成サイトとなるＢＮの粒内に
おけるの優先析出サイトとして機能したものと考えられ
る。
重ねた結果、Ｔｉ，Ｚｒ等の酸化物生成元素を特定の範
囲添加し、かつ、特定の範囲の大きさの酸化物または酸
化物とＭｎＳの複合体の粒子を特定の範囲の個数含有さ
せることにより、これらを核生成サイトとしてフェライ
ト結晶粒内に黒鉛が生成し微細黒鉛の均一分散が実現可
能であり、さらにＢ，Ｎを多量添加することにより黒鉛
生成サイトであるＢＮがフェライト粒内に均一に析出し
た結果、微細黒鉛の均一分散化が実現可能であることを
見出した。結晶粒界あるいはＢＮとは異なり、酸化物ま
たは酸化物とＭｎＳの複合体は鋼中に均一に分散してお
り、また地鉄との間には熱収縮差に伴う歪を有している
ため、黒鉛あるいは黒鉛生成サイトとなるＢＮの粒内に
おけるの優先析出サイトとして機能したものと考えられ
る。
【０００９】本発明者らはこのような知見に基づいて、
従来困難であった黒鉛の平均粒径（焼入れ後の空孔の平
均寸法）の微細化を実現し、靱性を高めた冷間加工用微
細黒鉛均一分散鋼を開発するに至った。 （１）すなわち第一の本発明は、質量％で、Ｃ：０．３
０〜１．０％、Ｓｉ：０．６０〜２．０％、Ｍｎ：０．
２０〜１．０％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２１
〜０．１０％以下、Ａｌ：０．００５％以下を含有し、
さらに、Ｔｉ：０．００１〜０．１０％、Ｚｒ：０．０
０１〜０．１０％、Ｈｆ：０．００１〜０．１０％、
Ｙ：０．００１〜０．１０％、Ｌａ：０．００１〜０．
１０％、Ｃｅ：０．００１〜０．１０％、Ｃａ：０．０
０１〜０．０５％、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％のう
ち一種または二種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可
避的不純物からなり、かつ粒子径が０．１〜４．０μｍ
である酸化物または酸化物とＭｎＳの複合体の粒子を１
０3 〜１０6 個／mm3 含有し、平均粒径４．０μｍ以下
の黒鉛０．３０〜１．０％を有することを特徴とする靱
性に優れる冷間加工用微細黒鉛均一分散鋼である。 （２）鋼材の成分が、さらに、Ｂ：０．００１〜０．０
０４％、Ｎ：０．００２〜０．００８％を含有すること
を特徴とする（１）項記載の靱性に優れる冷間加工用微
細黒鉛均一分散鋼である。 （３）鋼材の成分が、さらに、Ｍｏ：０．０５〜０．２
０％、Ｎｉ：０．０５〜２．００％のうち一種または二
種を含有することを特徴とする（１）項または（２）項
記載の靱性に優れる冷間加工用微細黒鉛均一分散鋼であ
る。
従来困難であった黒鉛の平均粒径（焼入れ後の空孔の平
均寸法）の微細化を実現し、靱性を高めた冷間加工用微
細黒鉛均一分散鋼を開発するに至った。 （１）すなわち第一の本発明は、質量％で、Ｃ：０．３
０〜１．０％、Ｓｉ：０．６０〜２．０％、Ｍｎ：０．
２０〜１．０％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２１
〜０．１０％以下、Ａｌ：０．００５％以下を含有し、
さらに、Ｔｉ：０．００１〜０．１０％、Ｚｒ：０．０
０１〜０．１０％、Ｈｆ：０．００１〜０．１０％、
Ｙ：０．００１〜０．１０％、Ｌａ：０．００１〜０．
１０％、Ｃｅ：０．００１〜０．１０％、Ｃａ：０．０
０１〜０．０５％、Ｍｇ：０．００１〜０．０５％のう
ち一種または二種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可
避的不純物からなり、かつ粒子径が０．１〜４．０μｍ
である酸化物または酸化物とＭｎＳの複合体の粒子を１
０3 〜１０6 個／mm3 含有し、平均粒径４．０μｍ以下
の黒鉛０．３０〜１．０％を有することを特徴とする靱
性に優れる冷間加工用微細黒鉛均一分散鋼である。 （２）鋼材の成分が、さらに、Ｂ：０．００１〜０．０
０４％、Ｎ：０．００２〜０．００８％を含有すること
を特徴とする（１）項記載の靱性に優れる冷間加工用微
細黒鉛均一分散鋼である。 （３）鋼材の成分が、さらに、Ｍｏ：０．０５〜０．２
０％、Ｎｉ：０．０５〜２．００％のうち一種または二
種を含有することを特徴とする（１）項または（２）項
記載の靱性に優れる冷間加工用微細黒鉛均一分散鋼であ
る。
【００１０】
【作用】次に本発明における鋼材化学成分、酸化物の粒
径と個数、黒鉛の粒径と含有率の限定理由を詳細に説明
する。Ｃは焼入後の強度を確保するために、その下限値
を０．３０％とした。上限は冷間加工後の熱処理におけ
る焼割れを防止するために１．０％とした。
径と個数、黒鉛の粒径と含有率の限定理由を詳細に説明
する。Ｃは焼入後の強度を確保するために、その下限値
を０．３０％とした。上限は冷間加工後の熱処理におけ
る焼割れを防止するために１．０％とした。
【００１１】Ｓｉは黒鉛化を促進する有力な元素である
ことから、その下限値を０．６０％とした。ただしＳｉ
量が多くなるとフェライト相が固溶硬化し冷間加工性の
劣化を招くので、上限値を２．０％とした。ＭｎはＳと
結合してＭｎＳ介在物として存在し、酸化物との複合体
を形成し、黒鉛あるいはＢＮの生成サイトとなることか
ら必要な元素である。また焼入れ性を増加させ強度を確
保する上でも必要な元素でもあることから、その下限値
を０．２０％とした。ただしＭｎ量が大きくなると黒鉛
化を著しく阻害するので上限値は１．０％とした。
ことから、その下限値を０．６０％とした。ただしＳｉ
量が多くなるとフェライト相が固溶硬化し冷間加工性の
劣化を招くので、上限値を２．０％とした。ＭｎはＳと
結合してＭｎＳ介在物として存在し、酸化物との複合体
を形成し、黒鉛あるいはＢＮの生成サイトとなることか
ら必要な元素である。また焼入れ性を増加させ強度を確
保する上でも必要な元素でもあることから、その下限値
を０．２０％とした。ただしＭｎ量が大きくなると黒鉛
化を著しく阻害するので上限値は１．０％とした。
【００１２】Ｐは鋼中で粒界偏析や中心偏析を起こし靱
性劣化の原因となるので、その上限を０．０２％とし
た。ＳはＭｎと結合してＭｎＳ介在物として存在する。
酸化物の複合体を形成し、黒鉛あるいはＢＮの生成サイ
トとして有効であるので、Ｓの下限値を０．０２１％と
した。ただし、多すぎると冷間加工性を劣化させるため
Ｓの上限値を０．１０％とした。
性劣化の原因となるので、その上限を０．０２％とし
た。ＳはＭｎと結合してＭｎＳ介在物として存在する。
酸化物の複合体を形成し、黒鉛あるいはＢＮの生成サイ
トとして有効であるので、Ｓの下限値を０．０２１％と
した。ただし、多すぎると冷間加工性を劣化させるため
Ｓの上限値を０．１０％とした。
【００１３】ＡｌはＳｉと同様黒鉛化を促進する元素で
あるが、一方で鋼中で粗大な酸化物を形成し靱性劣化の
原因となるため、上限値を０．００５％とした。次に、
本発明鋼では、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｃ
ａ，Ｍｇのうち一種または二種以上を必須元素として特
定の成分範囲で含有させ、かつ特定の範囲の大きさの酸
化物または酸化物とＭｎＳの複合体の粒子を特定の範囲
の個数含有する。なお、ここでいう酸化物とは、Ｔｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｃａ，Ｍｇのうち一種ま
たは二種以上からなる酸化物を指す。これらの酸化物ま
たは酸化物とＭｎＳの複合体の粒子は鋼中に均一に分散
し、黒鉛あるいはＢＮの核生成サイトを与え、黒鉛を微
細化する。しかしながら、これら酸化物形成元素の含有
量が０．００１％未満であるか、または粒子径が０．１
〜４．０μｍの酸化物または酸化物とＭｎＳの複合体の
粒子の個数が１０3 個／mm3 未満であれば、粒径４．０
μｍを越える黒鉛が生成する。なお、ここで、酸化物ま
たは酸化物とＭｎＳの複合体の粒子径を０．１〜４．０
μｍと限定したのは、０．１μｍ未満では核生成サイト
として無効であり、４．０μｍ超では酸化物自体が破壊
の起点となり靱性の劣下を招くためである。一方、Ｔ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅをそれぞれ０．１％
超、Ｃａ，Ｍｇをそれぞれ０．０５％超を添加するか、
または粒子径が０．１〜４．０μｍの酸化物または酸化
物とＭｎＳの複合体の粒子の個数が１０6 個／mm3 超で
あれば、黒鉛粒子の微細化は飽和し、むしろ靱性を劣化
させる。以上の理由により、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｙ，Ｌ
ａ，Ｃｅの添加量はそれぞれ０．００１〜０．１０％と
し、また、Ｃａ，Ｍｇの添加量はそれぞれ０．００１〜
０．０５％とし、粒子径が０．１〜４．０μｍの酸化物
または酸化物とＭｎＳの複合体の個数を１０3 〜１０6
個／mm3 の範囲に限定した。
あるが、一方で鋼中で粗大な酸化物を形成し靱性劣化の
原因となるため、上限値を０．００５％とした。次に、
本発明鋼では、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｃ
ａ，Ｍｇのうち一種または二種以上を必須元素として特
定の成分範囲で含有させ、かつ特定の範囲の大きさの酸
化物または酸化物とＭｎＳの複合体の粒子を特定の範囲
の個数含有する。なお、ここでいう酸化物とは、Ｔｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｃａ，Ｍｇのうち一種ま
たは二種以上からなる酸化物を指す。これらの酸化物ま
たは酸化物とＭｎＳの複合体の粒子は鋼中に均一に分散
し、黒鉛あるいはＢＮの核生成サイトを与え、黒鉛を微
細化する。しかしながら、これら酸化物形成元素の含有
量が０．００１％未満であるか、または粒子径が０．１
〜４．０μｍの酸化物または酸化物とＭｎＳの複合体の
粒子の個数が１０3 個／mm3 未満であれば、粒径４．０
μｍを越える黒鉛が生成する。なお、ここで、酸化物ま
たは酸化物とＭｎＳの複合体の粒子径を０．１〜４．０
μｍと限定したのは、０．１μｍ未満では核生成サイト
として無効であり、４．０μｍ超では酸化物自体が破壊
の起点となり靱性の劣下を招くためである。一方、Ｔ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅをそれぞれ０．１％
超、Ｃａ，Ｍｇをそれぞれ０．０５％超を添加するか、
または粒子径が０．１〜４．０μｍの酸化物または酸化
物とＭｎＳの複合体の粒子の個数が１０6 個／mm3 超で
あれば、黒鉛粒子の微細化は飽和し、むしろ靱性を劣化
させる。以上の理由により、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｙ，Ｌ
ａ，Ｃｅの添加量はそれぞれ０．００１〜０．１０％と
し、また、Ｃａ，Ｍｇの添加量はそれぞれ０．００１〜
０．０５％とし、粒子径が０．１〜４．０μｍの酸化物
または酸化物とＭｎＳの複合体の個数を１０3 〜１０6
個／mm3 の範囲に限定した。
【００１４】Ｂ，Ｎは必要に応じて添加され、ＢＮを形
成して黒鉛の生成サイトを与えることにより黒鉛化を促
進する。十分な黒鉛化促進効果を得るには０．００１％
以上のＢを添加しなければならない。Ｂが０．００４％
を越えると黒鉛化促進効果は飽和するので、その上限値
を０．００４％とした。Ｎは０．００１〜０．００４％
ＢをＢＮとするために必要な量、すなわち０．００２〜
０．００８％である。
成して黒鉛の生成サイトを与えることにより黒鉛化を促
進する。十分な黒鉛化促進効果を得るには０．００１％
以上のＢを添加しなければならない。Ｂが０．００４％
を越えると黒鉛化促進効果は飽和するので、その上限値
を０．００４％とした。Ｎは０．００１〜０．００４％
ＢをＢＮとするために必要な量、すなわち０．００２〜
０．００８％である。
【００１５】Ｍｏ，Ｎｉは焼入れ性を確保するために必
要に応じて１種または２種添加される。焼入れ性増加の
効果を十分に得るために、Ｍｏ，Ｎｉ下限値をそれぞれ
０．０５％、０．０５％とした。また多量添加は経済性
の点で好ましくないためＭｏ，Ｎｉの上限をそれぞれ
０．２０％、２．０％とした。黒鉛の平均粒径は靱性
（衝撃特性）の点からその上限を４．０μｍとしなけれ
ばならない。４．０μｍを越えると、焼入れ加熱の際に
黒鉛のあった箇所が４．０μｍ超の粗大な空孔となって
残存し、衝撃値を低下させる。
要に応じて１種または２種添加される。焼入れ性増加の
効果を十分に得るために、Ｍｏ，Ｎｉ下限値をそれぞれ
０．０５％、０．０５％とした。また多量添加は経済性
の点で好ましくないためＭｏ，Ｎｉの上限をそれぞれ
０．２０％、２．０％とした。黒鉛の平均粒径は靱性
（衝撃特性）の点からその上限を４．０μｍとしなけれ
ばならない。４．０μｍを越えると、焼入れ加熱の際に
黒鉛のあった箇所が４．０μｍ超の粗大な空孔となって
残存し、衝撃値を低下させる。
【００１６】鋼中Ｃはそのほぼ全量が黒鉛化するので、
黒鉛の量はＣ含有量にほぼ等しい。従って、黒鉛の限定
理由はＣの限定理由で述べた場合と全く同じである。
黒鉛の量はＣ含有量にほぼ等しい。従って、黒鉛の限定
理由はＣの限定理由で述べた場合と全く同じである。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の効果を実施例によりさらに
具体的に記す。表１に供試鋼の化学成分を示した。
具体的に記す。表１に供試鋼の化学成分を示した。
【００１８】
【表１】
【００１９】表２には、前記供試鋼に存在する直径０．
１〜４．０μｍの複合体粒子数を示した。
１〜４．０μｍの複合体粒子数を示した。
【００２０】
【表２】
【００２１】これらの鋼よりなる直径２０mmφの棒鋼を
一旦８５０℃加熱後に水焼入れし、さらにこれらの棒鋼
に７００℃×１２時間の黒鉛化焼鈍を付与することによ
り黒鉛分散鋼を得た。黒鉛化率は、以下の式より算出し
た。 （鋼中黒鉛含有量／鋼の炭素含有量）×１００（％） ここで鋼の炭素含有量は化学分析により定量した。また
黒鉛含有率は平均黒鉛粒子径、密度、および黒鉛粒子数
より算出した。本発明の成分範囲を満足する鋼４〜８、
および鋼１１，１２は全て黒鉛化率１００％を示したの
に対し、Ｓｉ量が本発明の範囲を下回る比較例９では黒
鉛化率２０％、Ｍｎ量が本発明の範囲を上回る比較例１
０では黒鉛化率５５％を示す程度に留まっている。
一旦８５０℃加熱後に水焼入れし、さらにこれらの棒鋼
に７００℃×１２時間の黒鉛化焼鈍を付与することによ
り黒鉛分散鋼を得た。黒鉛化率は、以下の式より算出し
た。 （鋼中黒鉛含有量／鋼の炭素含有量）×１００（％） ここで鋼の炭素含有量は化学分析により定量した。また
黒鉛含有率は平均黒鉛粒子径、密度、および黒鉛粒子数
より算出した。本発明の成分範囲を満足する鋼４〜８、
および鋼１１，１２は全て黒鉛化率１００％を示したの
に対し、Ｓｉ量が本発明の範囲を下回る比較例９では黒
鉛化率２０％、Ｍｎ量が本発明の範囲を上回る比較例１
０では黒鉛化率５５％を示す程度に留まっている。
【００２２】表３には、黒鉛粒径、黒鉛間の最大距離お
よび衝撃吸収エネルギーを示す。
よび衝撃吸収エネルギーを示す。
【００２３】
【表３】
【００２４】黒鉛粒径は次の方法によった。黒鉛粒子に
電子線を照射し反射電子線の強度を二値化することによ
りＳＥＭ画面上に黒鉛を結像させて解析システムを利用
して粒径を測定・解析した。一視野の面積は１００μｍ
×１００μｍで、視野数は２５であり、測定総面積は
０．２５mm2 である。黒鉛間の最大距離は倍率２００倍
の光学顕微鏡写真上で測定した。写真上に黒鉛の存在し
ない箇所のみを含む円弧を描きその直径の最大値を黒鉛
間の最大距離とした。本発明鋼４〜８の黒鉛平均粒径お
よび黒鉛間の最大距離は比較鋼９〜１２のそれよりいず
れも小さい。特に本発明の成分範囲および複合体粒子数
を満足する鋼４〜８の黒鉛平均粒径はいずれも４．０μ
ｍ以下を示すのに対し、Ｓｉ量が本発明の範囲を下回る
比較例９、Ｍｎ量が本発明の範囲を上回る比較例１０、
複合体粒子数が本発明の範囲を下回る比較例１１，１２
の黒鉛平均粒径はいずれも４．０μｍより大きい。
電子線を照射し反射電子線の強度を二値化することによ
りＳＥＭ画面上に黒鉛を結像させて解析システムを利用
して粒径を測定・解析した。一視野の面積は１００μｍ
×１００μｍで、視野数は２５であり、測定総面積は
０．２５mm2 である。黒鉛間の最大距離は倍率２００倍
の光学顕微鏡写真上で測定した。写真上に黒鉛の存在し
ない箇所のみを含む円弧を描きその直径の最大値を黒鉛
間の最大距離とした。本発明鋼４〜８の黒鉛平均粒径お
よび黒鉛間の最大距離は比較鋼９〜１２のそれよりいず
れも小さい。特に本発明の成分範囲および複合体粒子数
を満足する鋼４〜８の黒鉛平均粒径はいずれも４．０μ
ｍ以下を示すのに対し、Ｓｉ量が本発明の範囲を下回る
比較例９、Ｍｎ量が本発明の範囲を上回る比較例１０、
複合体粒子数が本発明の範囲を下回る比較例１１，１２
の黒鉛平均粒径はいずれも４．０μｍより大きい。
【００２５】表３において、衝撃吸収エネルギーは以下
のようにして求めた。すなわち、黒鉛析出状態の直径２
０mmφの棒鋼を用い、焼入れ（８５０℃×３０分→水
冷）、および焼戻し（６００℃×６０min →水冷）を行
った後、２mmＵノッチシャルピー衝撃試験片（ＪＩＳ
Ｚ２２０２ No. ３）を採取した。シャルピー衝撃試験
の試験温度は２０℃である。本発明の成分範囲および複
合体粒子数を満足する鋼４〜８のシャルピー衝撃吸収エ
ネルギーは比較例９〜１２のそれに対して著しく高く、
このことは本発明に従う鋼の靱性が高いことを示してい
る。
のようにして求めた。すなわち、黒鉛析出状態の直径２
０mmφの棒鋼を用い、焼入れ（８５０℃×３０分→水
冷）、および焼戻し（６００℃×６０min →水冷）を行
った後、２mmＵノッチシャルピー衝撃試験片（ＪＩＳ
Ｚ２２０２ No. ３）を採取した。シャルピー衝撃試験
の試験温度は２０℃である。本発明の成分範囲および複
合体粒子数を満足する鋼４〜８のシャルピー衝撃吸収エ
ネルギーは比較例９〜１２のそれに対して著しく高く、
このことは本発明に従う鋼の靱性が高いことを示してい
る。
【００２６】
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように本発
明によれば、靱性の優れた微細黒鉛均一分散鋼を提供す
ることが可能であり、産業上の効果は極めて顕著なるも
のがある。
明によれば、靱性の優れた微細黒鉛均一分散鋼を提供す
ることが可能であり、産業上の効果は極めて顕著なるも
のがある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−57368（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−111842（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−132739（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60
Claims (3)
- 【請求項１】 質量％で、 Ｃ ：０．３０〜１．０％、Ｓｉ：０．６０〜２．０
％、 Ｍｎ：０．２０〜１．０％、Ｐ ：０．０２％以下、 Ｓ ：０．０２１〜０．１０％以下、 Ａｌ：０．０
０５％以下を含有し、さらに、 Ｔｉ：０．００１〜０．１０％、Ｚｒ：０．００１〜
０．１０％、 Ｈｆ：０．００１〜０．１０％、Ｙ ：０．００１〜
０．１０％、 Ｌａ：０．００１〜０．１０％、Ｃｅ：０．００１〜
０．１０％、 Ｃａ：０．００１〜０．０５％、Ｍｇ：０．００１〜
０．０５％、のうち一種または二種以上を含有し、残部
がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ粒子径が
０．１〜４．０μｍである酸化物または酸化物とＭｎＳ
の複合体の粒子を１０3 〜１０6 個／mm3 含有し、平均
粒径４．０μｍ以下の黒鉛０．３０〜１．０％を有する
ことを特徴とする靱性に優れる冷間加工用微細黒鉛均一
分散鋼。 - 【請求項２】 鋼材の成分として、さらに、 Ｂ：０．００１〜０．００４％、Ｎ：０．００２〜０．
００８％を含有することを特徴とする請求項１記載の靱
性に優れる冷間加工用微細黒鉛均一分散鋼。 - 【請求項３】 鋼材の成分として、さらに、 Ｍｏ：０．０５〜０．２０％、Ｎｉ：０．０５〜２．０
％のうち一種または二種を含有することを特徴とする請
求項１または請求項２記載の靱性に優れる冷間加工用微
細黒鉛均一分散鋼。
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| JP09387895A JP3262687B2 (ja) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | 靱性に優れる冷間加工用微細黒鉛均一分散鋼 |
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| JP09387895A JP3262687B2 (ja) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | 靱性に優れる冷間加工用微細黒鉛均一分散鋼 |
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| JPH08291366A JPH08291366A (ja) | 1996-11-05 |
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| JP09387895A Expired - Fee Related JP3262687B2 (ja) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | 靱性に優れる冷間加工用微細黒鉛均一分散鋼 |
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| JP4084462B2 (ja) * | 1998-06-04 | 2008-04-30 | Ｊｆｅ条鋼株式会社 | 快削熱間加工鋼材およびその製造方法 |
| JP3198299B2 (ja) | 1998-10-15 | 2001-08-13 | 工業技術院長 | 分散微細黒鉛組織を備えた中炭素鋼およびその製造方法 |
| JP3524479B2 (ja) * | 2000-08-31 | 2004-05-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 機械的特性に優れた機械構造用快削鋼 |
| JP3898959B2 (ja) * | 2002-02-19 | 2007-03-28 | 新日本製鐵株式会社 | 快削鋼 |
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-
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- 1995-04-19 JP JP09387895A patent/JP3262687B2/ja not_active Expired - Fee Related
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