JP3476097B2 - Carburizing steel and carburizing members - Google Patents

Carburizing steel and carburizing members

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JP3476097B2
JP3476097B2 JP21908594A JP21908594A JP3476097B2 JP 3476097 B2 JP3476097 B2 JP 3476097B2 JP 21908594 A JP21908594 A JP 21908594A JP 21908594 A JP21908594 A JP 21908594A JP 3476097 B2 JP3476097 B2 JP 3476097B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、冷間鍛造金型、摺動部
材等の過酷な条件下に適用するため、浸炭処理してから
用いられる浸炭用鋼(軸受鋼を除く)およびこれを用い
た浸炭部材(軸受部材を除く)を提供するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is applied to harsh conditions such as cold forging dies and sliding members, so that it is used after carburizing (excluding bearing steel) and carburizing steel. The carburized member (excluding the bearing member) used is provided.

【0002】[0002]

【従来の技術】工具あるいは摺動部材において、表面の
耐摩耗性を高めるために硬さを高めた材料を使用する場
合、表面に発生したクラックが進展し、欠け等の発生に
より寿命にいたる場合が多い。上述したクラックの進展
を抑制するためには、材料の靭性を高れば良いのであ
るが、靭性と硬さは相反する関係であり、靭性を高めれ
ば硬さが低下し、摩耗によって寿命が短くなるという問
題が生ずることになる。従来、冷間鍛造用金型等の鍛造
用工具あるいは摺動部材に対して、耐摩耗性や耐熱性を
付与し、かつ靭性を高めるという目的に対しては、熱処
理の変更や合金組成の変更により対応されてきた。
2. Description of the Related Art In a tool or a sliding member, when a material having a high hardness is used in order to enhance the wear resistance of the surface, when a crack generated on the surface progresses and the life is extended due to chipping or the like, There are many. In order to suppress the development of cracks described above, although the toughness of the material may Re ocular, toughness and hardness are mutually contradictory, if Takamere toughness decreases the hardness, the service life due to wear The problem of shortening will occur. Conventionally, for the purpose of imparting wear resistance and heat resistance and increasing toughness to forging tools such as cold forging dies and sliding members, change of heat treatment and change of alloy composition Has been dealt with by.

【0003】最近、従来の単純な熱処理や合金元素の添
加ではなく、表面を窒化処理や浸炭処理して上述のクラ
ックの進展を抑制する新たな技術が開発され注目されて
いる。たとえば、特開昭61−236923号に記載さ
れるように、表面を浸炭して熱処理をすることによって
表面に残留圧縮応力を付与するとともに、表面硬度およ
び高温硬さを高め、浸炭されない内部は低炭素であるが
ために硬度が低く靭性に優れた組成を残しておく技術が
開示されている。特に、この低炭素の浸炭用鋼に浸炭す
る技術は、表面の残留圧縮応力によって高硬度の表面に
発生したクラックの進展を抑制できるとともに、低硬度
の靭性が高い非浸炭部である芯部を存在させることによ
り、芯部でのクラックの進展をも抑制できるという優れ
た技術である。
Recently, a new technique for suppressing the above-mentioned crack development by nitriding or carburizing the surface, rather than the conventional simple heat treatment and addition of alloying elements, has been developed and attracted attention. For example, as described in JP-A No. 61-236923, the surface is carburized and heat-treated to give residual compressive stress to the surface, and the surface hardness and high temperature hardness are increased, so that the interior not carburized has a low Since carbon is carbon, a technique of leaving a composition having low hardness and excellent toughness is disclosed. In particular, the technology of carburizing this low-carbon carburizing steel can suppress the development of cracks generated on the surface of high hardness due to residual compressive stress on the surface, By making it exist, it is an excellent technique that can suppress the development of cracks in the core.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した浸炭して使用
するための材料、すなわち浸炭用鋼は、浸炭後にあって
は材料の内部にそのままの組成で存在するものである。
材料内部を構成する材料としては、浸炭した表面に加わ
る負荷に耐えられるだけの十分な強度が必要であり、そ
のためには内部の硬さをある程度確保する必要がある。
そして浸炭用鋼としては、最も重要な特性である靭性の
確保および浸炭する表面に十分な硬さが得られることも
必要である。
The above-mentioned material for carburizing and use, that is, carburizing steel, is present in the material with the same composition after carburization.
The material forming the interior of the material must have sufficient strength to withstand the load applied to the carburized surface, and for that purpose it is necessary to secure the internal hardness to some extent.
As the carburizing steel, it is necessary to secure toughness, which is the most important characteristic, and to obtain sufficient hardness on the carburized surface.

【0005】上述した特開昭61−236923号によ
れば、浸炭して用いられる軸受鋼としてCr−Mo−V
系であって、M50よりもC量の低い、C0.11−
0.15,Mo3.0−4.5,Cr4.0−4.2
5,V1.1−1.3,Ni3.2−3.6、残部Fe
用からなる浸炭用鋼が開示されている。本発明者がこの
材料を検討したところ、浸炭後の材料内部を構成する素
材としては、さらなる靭性の確保が必要であった。本発
明の目的は、内部硬さを浸炭用鋼に必要な程度に高めて
も、クラックの進展の抑制が可能である、極めて靭性の
高い浸炭用鋼およびこれを用いた浸炭部材を提供するこ
とである。
According to the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 61-236923, the bearing steel used after carburizing is Cr-Mo-V.
C0.11-, which has a lower C content than M50.
0.15, Mo3.0-4.5, Cr4.0-4.2
5, V1.1-1.3, Ni3.2-3.6, balance Fe
A steel for carburizing is disclosed. When the present inventor examined this material, it was necessary to secure further toughness as a material constituting the inside of the material after carburization. An object of the present invention is to provide a carburizing steel having extremely high toughness and a carburizing member using the same, which can suppress the development of cracks even if the internal hardness is increased to the extent necessary for carburizing steel. Is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、浸炭して用
いられる浸炭用鋼に着目し、その成分、組織、靭性、硬
さの関係を研究し、Vを従来よりも低めの特定範囲に規
制すると、硬さを低下させることなく、靭性を飛躍的に
向上させることができることを見いだし本発明に到達し
た。
Means for Solving the Problems The present inventor focused on carburizing steel to be used after carburization, and studied the relationship among its composition, structure, toughness, and hardness, and set V in a specific range lower than before. It has been found that the toughness can be dramatically improved without decreasing the hardness when the content is restricted to the present invention, and the present invention has been accomplished.

【0007】すなわち本発明は、軸受鋼を除いて、重量
%で、C0.4%以下,Cr2〜7%、WまたはMoの
1種または2種をW当量(W+2Mo)として3〜20
%、V0.5〜0.85%含有するFe基のマルテンサ
イト系鋼であり、浸炭して用いられ、浸炭部以外の内部
の硬さがHRC53.4以下であることを特徴とする浸
炭用鋼である。
That is, the present invention excludes bearing steel , and in terms of weight%, C 0.4% or less, Cr 2 to 7%, and one or two kinds of W or Mo as W equivalent (W + 2Mo) of 3 to 20.
%, V0.5 to 0.85%, Fe-based martensitic steel, used after carburizing, inside the carburized part
Hardness of a steel carburizing, characterized in der Rukoto HRC53.4 below.

【0008】また好ましくは軸受鋼を除いて、重量%
で、C0.1〜0.4%,Si2%以下、Mn2%以
下、Cr2〜7%、WまたはMoの1種または2種をW
当量(W+2Mo)として3〜18%、V0.5〜0.
85%含有し、残部実質的にFeおよび不可避的不純物
からなる組成とする。また望ましくはFeの一部を5%
以下のNiで置換する。またFeの一部を10%以下の
Coで置換しても良い。
Also preferably , except for the bearing steel, weight%
Then, C 0.1 to 0.4%, Si 2% or less, Mn 2% or less, Cr 2 to 7%, W or Mo 1 type or 2 types is W
Equivalent (W + 2Mo) is 3-18%, V0.5-0 .
The composition is 85% contained, and the balance is substantially Fe and unavoidable impurities. Further, it is desirable that a part of Fe be 5%.
The following Ni is substituted. Further, part of Fe may be replaced with 10% or less of Co.

【0009】本発明の浸炭部材は、軸受部材を除いて、
上述した浸炭用鋼の表面の一部または全部に浸炭層が形
成され、浸炭層が形成された表面の硬さはHRC60以
上、浸炭部以外の内部は、HRC53.4以下であるこ
とを特徴とする浸炭部材である。
The carburized member of the present invention, except for the bearing member,
A carburized layer is formed on part or all of the surface of the carburizing steel described above, and the hardness of the surface on which the carburized layer is formed is HRC 60 or more, and the inside of the carburized portion is HRC 53.4 or less. And the carburizing member.

【0010】[0010]

【作用】本発明の最大の特徴の一つは、高速度工具鋼の
組成からCを低め浸炭して使用される浸炭用鋼のV量を
0.5〜0.85%という低めに規制したことである。
このVの規制により本発明の浸炭用鋼は、硬さをほとん
ど落とすことなく、極めて高い靭性を得ることができる
ものである。
One of the greatest features of the present invention is that the V content of the carburizing steel used by carburizing with a lower C content from the composition of the high speed tool steel is regulated to a low V of 0.5 to 0.85% . That is.
Due to the regulation of V, the carburizing steel of the present invention can obtain extremely high toughness with almost no decrease in hardness.

【0011】本発明におけるVの規定によって硬さを低
下させず、著しく靭性が向上する理由は不詳であるが、
熱処理(焼入れ、焼戻し)後のマトリクスの微細な2次
硬化析出物の種類と形態によるものと推測される。本発
明において、Vが高いと、靭性が著しく低下するため
0.85%以下と規定した。また、0.5%未満である
と靭性は向上するものの、浸炭された層のV添加による
高温焼戻しにおける十分な2次硬化が得られなくなり、
しいては耐摩耗性、耐熱性の向上が劣化してしまい結果
として寿命特性を劣化させてしまうので好ましくない。
したがって、本発明におけるVの下限は0.5%と規定
した。
The reason why the hardness is not lowered and the toughness is remarkably improved by the definition of V in the present invention is unknown.
It is presumed that this is due to the type and morphology of fine secondary hardening precipitates in the matrix after heat treatment (quenching and tempering). In the present invention, when V is high , the toughness is remarkably reduced.
It was defined as 0.85% or less . Further, if it is less than 0.5%, the toughness is improved, but sufficient secondary hardening in high temperature tempering due to addition of V in the carburized layer cannot be obtained,
However, the improvement of wear resistance and heat resistance is deteriorated, resulting in deterioration of life characteristics, which is not preferable.
Therefore, the lower limit of V in the present invention is specified to be 0.5%.

【0012】以下V以外の各元素の規定理由について述
べる。CはVについで重要な元素であり、浸炭して用い
られる本発明鋼の基本的な靭性と硬さを決定する元素で
ある。Cはマルテンサイト変態による焼入れ硬化後の硬
さを高める。また、オーステナイト安定化元素であり、
オーステナイト化温度でのδフェライトが生成するのを
抑える効果がある。一方、C量を高めるすぎると、硬さ
が高くなりすぎ、靭性が劣化する。本発明においては、
浸炭されて使用されるため、浸炭されない芯部の靭性の
確保が最も重要であり、残留炭化物の生成過多による靭
性の低下を防ぐため、Cの上限を0.4%とした。ま
た、δフェライトの生成を抑制するためには、好ましく
は0.1%以上とする。
The reasons for defining each element other than V will be described below. C is an important element after V and is an element that determines the basic toughness and hardness of the steel of the present invention used after carburizing. C enhances the hardness after quench hardening due to martensitic transformation. It is also an austenite stabilizing element,
It has the effect of suppressing the formation of δ ferrite at the austenitizing temperature. On the other hand, if the C content is too high, the hardness becomes too high and the toughness deteriorates. In the present invention,
Since it is used after being carburized, it is most important to secure the toughness of the core that is not carburized, and the upper limit of C is set to 0.4% in order to prevent the deterioration of toughness due to excessive formation of residual carbide. Further, in order to suppress the formation of δ ferrite, the content is preferably 0.1% or more.

【0013】Crはマトリクスと炭化物の両方に固溶
し、マトリクスの焼入れ性の確保、炭化物の焼入れ時の
基地への固溶の促進、浸炭される表面の高硬度化に有効
な元素である。Crは2%未満では焼入れ焼戻し後の硬
さがHRC40以上が得られないため、下限値を2%と
した。また7%以上添加すると、δフェライトが安定
し、靭性を著しく劣化するため7%以下と規定した。
Cr is a solid solution in both the matrix and the carbide, and is an element effective for ensuring the hardenability of the matrix, promoting the solid solution in the matrix during the quenching of the carbide, and increasing the hardness of the carburized surface. If the content of Cr is less than 2%, the hardness after quenching and tempering cannot reach HRC of 40 or more, so the lower limit value was made 2%. Further, if added in an amount of 7% or more, δ ferrite will be stable and the toughness will be significantly deteriorated.

【0014】WとMoは、浸炭用鋼の浸炭部の硬さを高
め、また耐熱性を付与するという点で同一の作用を有す
る元素である。重量比でMo1%はW2%と等価であ
り、W当量(W+2Mo)として規定する。WまたはM
oは浸炭されることによって、微細なM6C型炭化物を
形成し、硬い浸炭層を形成する。また微細な炭化物によ
りオーステナイト結晶粒が粗大化が防止されるため靭性
の確保にも有効である。しかし、W当量を高めていくと
浸炭部の硬さが上がるが、浸炭されない芯部の硬さも硬
くなり、クラックの進展速度を速めてしまう。また、W
当量が高すぎるとδフェライトが安定化し、靭性を著し
く劣化する。本発明では、浸炭用鋼として充分な表面硬
さをえるために、W当量は3%以上と規定し、充分な靭
性を確保するためにW当量の上限を20%とした。好ま
しいW当量の上限は18%である。
W and Mo are elements having the same action in that they increase the hardness of the carburized portion of the carburizing steel and impart heat resistance. Mo1% by weight is equivalent to W2% and is defined as W equivalent (W + 2Mo). W or M
When o is carburized, it forms fine M6C type carbides and forms a hard carburized layer. Further, since the fine carbides prevent the austenite crystal grains from coarsening, they are also effective in ensuring the toughness. However, if the W equivalent is increased, the hardness of the carburized portion increases, but the hardness of the core portion that is not carburized also becomes harder, which accelerates the crack propagation speed. Also, W
If the equivalent weight is too high, δ ferrite will be stabilized and the toughness will be significantly deteriorated. In the present invention, the W equivalent is specified to be 3% or more in order to obtain a sufficient surface hardness as steel for carburizing, and the upper limit of the W equivalent is set to 20% in order to secure sufficient toughness. The preferable upper limit of W equivalent is 18%.

【0015】Siは、脱酸元素として、あるいは硬さや
耐熱性を向上させる元素として知られており、添加する
ことが好ましい。添加する場合には2%を超えると靭性
が劣化するので上限を2%とした。Mnは、脱酸元素と
して、あるいはMnSとして析出させ、不純物として含
有されるSの有害性を抑える効果がある。添加する場合
には2%を超えると靭性を劣化するため、2%を上限と
する。
Si is known as a deoxidizing element or an element for improving hardness and heat resistance, and it is preferable to add Si. When it is added, if it exceeds 2%, the toughness deteriorates, so the upper limit was made 2%. Mn has the effect of suppressing the harmfulness of S contained as an impurity by precipitating it as a deoxidizing element or as MnS. When added, if over 2%, the toughness deteriorates, so 2% is made the upper limit.

【0016】Niは、δフェライトの生成を著しく抑え
るとともに、浸炭表面の硬さの変化を緩やかにする効果
があり、疲労寿命特性を向上するのに極めて有効な添加
可能元素である。しかし、5%を超えるとA1変態点が
下がり、焼きなまし硬さを上げ、被削性等を劣化するた
め添加する場合には、5%以下とする。
Ni has the effect of remarkably suppressing the formation of δ-ferrite and grading the change in the hardness of the carburized surface, and is an extremely effective additionable element for improving the fatigue life characteristics. However, if it exceeds 5%, the A1 transformation point is lowered, the annealing hardness is increased, and the machinability is deteriorated.

【0017】Coは、主にマトリックスに固溶し、硬さ
と耐熱性を向上させる効果がある。ただし、添加量を増
やしていくと、強度と靭性は漸減する。特に高硬度が要
求される本発明の部材に添加するのが望ましい元素であ
る。Coの10%以上の添加は、靭性が劣化し過ぎて、
本発明の部材として不適となるので上限は10%とし
た。
Co is mainly solid-dissolved in the matrix and has the effect of improving hardness and heat resistance. However, as the amount added is increased, the strength and toughness gradually decrease. In particular, it is a desirable element to be added to the member of the present invention that requires high hardness. If 10% or more of Co is added, the toughness deteriorates too much,
The upper limit was set to 10% because it becomes unsuitable as a member of the present invention .

【0018】また本発明においては、具体的な添加元素
としてNbがある。Nbは合金組織の微細化に効果のあ
る元素であり、浸炭用鋼の靭性を高めるためには有効で
ある。Nbは添加し過ぎると、硬さが高くなりすぎ、ク
ラックの進展速度を速めてしまうため、添加する場合
は、0.5%以下とする。
Further, in the present invention, Nb is a specific additive element. Nb is an element effective in refining the alloy structure, and is effective in increasing the toughness of carburizing steel. If Nb is added too much, the hardness will be too high and the crack growth rate will be accelerated. Therefore, when Nb is added, it is 0.5% or less.

【0019】Niを含有する場合の本発明の浸炭用鋼の
好ましい具体的な組成範囲の一例を示すと、重量%で、
C0.1〜0.4%,Si2%以下、Mn2%以下、N
i5%以下、Cr2〜7%、WまたはMoの1種または
2種をW当量(W+2Mo)として3〜18%、V0.
〜0.85%含有し、残部実質的にFeからなる鋼で
ある。さらに、Nbを含有する場合の本発明の浸炭用鋼
の好ましい具体的な組成範囲の一例を示すと、重量%
で、C0.1〜0.4%,Si2%以下、Mn2%以
下、Ni5%以下、Cr2〜7%、WまたはMoの1種
または2種をW当量(W+2Mo)として3〜18%、
V0.5〜0.85%含有し、Nb0.5%以下、残部
実質的にFeからなる鋼である。
An example of a preferable specific composition range of the carburizing steel of the present invention containing Ni is as follows:
C 0.1 to 0.4%, Si 2% or less, Mn 2% or less, N
i 5% or less, Cr 2 to 7%, 1 or 2 kinds of W or Mo as W equivalent (W + 2Mo) 3 to 18%, V0.
Steel containing 5 to 0.85% and the balance being essentially Fe. Furthermore, an example of a preferable specific composition range of the carburizing steel of the present invention containing Nb is as follows: wt%
Then, C 0.1 to 0.4%, Si 2% or less, Mn 2% or less, Ni 5% or less, Cr 2 to 7%, and one or two kinds of W or Mo as W equivalent (W + 2Mo) 3 to 18%,
Steel containing V0.5 to 0.85% , Nb 0.5% or less, and the balance being essentially Fe.

【0020】本発明は、上述した規定を満足した浸炭用
鋼を浸炭することにより、浸炭層の表面硬さはHRC6
0以上、浸炭部以外の内部硬さはHRC53.4以下
することができる。また、本発明の浸炭用鋼は浸炭処理
と、その後の熱処理により表面に圧縮応力を残留させる
ことができる。この圧縮応力場によって、表面のクラッ
クの進展が抑制できるととともに、高い靭性を有する内
部によって、内部でのクラックの進展も防止できるた
め、寿命特性を著しく向上することができる。
According to the present invention, the surface hardness of the carburized layer is HRC6 by carburizing the carburizing steel satisfying the above-mentioned regulations.
The internal hardness of 0 or more and other than the carburized portion can be HRC 53.4 or less . Further, the carburizing steel of the present invention can be left with compressive stress on the surface by carburizing treatment and subsequent heat treatment. This compressive stress field can suppress the development of cracks on the surface, and the inside having high toughness can also prevent the development of cracks inside, so that the life characteristics can be remarkably improved.

【0021】[0021]

【実施例】【Example】

(実施例1)表1に示す本発明の浸炭用鋼および比較鋼
を、真空溶解法にて溶製し、その後、ソーキング処理を
施することによって得た。得られた浸炭用鋼に対して、
浸炭後の部材の内部を構成する材料としての特性を評価
するため、浸炭処理を行わずシャルピー衝撃試験片用に
15mm×15mmに圧延し、焼入れ焼戻し処理を行ない評
価試料とした。なお焼入れ、焼戻しは、1100℃で焼
入れ、高温焼戻しで2次硬化が得られるピーク硬さが得
られる焼戻し温度より10℃高めの温度で処理したもの
である。得られた評価試料に対して、硬さの測定および
シャルピー衝撃試験を行なった。
(Example 1) The carburizing steels and comparative steels of the present invention shown in Table 1 were obtained by melting by a vacuum melting method and then subjected to a soaking treatment. For the obtained carburizing steel,
In order to evaluate the properties of the material constituting the inside of the member after carburization, the product was rolled without being carburized to 15 mm × 15 mm for Charpy impact test pieces, and quenched and tempered to obtain an evaluation sample. The quenching and tempering are performed at 1100 ° C. and at a temperature 10 ° C. higher than the tempering temperature at which peak hardness at which secondary hardening is obtained by high temperature tempering is obtained. The obtained evaluation sample was subjected to hardness measurement and Charpy impact test.

【0022】結果を表1に示す。また、浸炭部材として
の評価を行うため、φ24mmに加工した浸炭用鋼に対
して、950℃で48時間の浸炭処理を行い、表面から
1mm除去した後、上述した焼入れ焼戻し処理を行い、
約2.5mmの浸炭層を有する浸炭部材を得た。得られ
た浸炭部材は、X線による分析から表面に圧縮応力が残
留していることが確認された。また浸炭部材の表面硬さ
を測定した結果を表1に示す。さらに高温での軟化抵抗
を評価するため、焼戻し温度を650℃に変え、表面硬
さを評価した。
The results are shown in Table 1. Further, in order to evaluate as a carburized member, carburizing steel processed to φ24 mm is subjected to carburizing treatment at 950 ° C. for 48 hours, and after removing 1 mm from the surface, the above quenching and tempering treatment is performed,
A carburized member having a carburized layer of about 2.5 mm was obtained. The obtained carburized member was confirmed by X-ray analysis to have residual compressive stress on the surface. Table 1 shows the results of measuring the surface hardness of the carburized member. In order to evaluate the softening resistance at higher temperatures, the tempering temperature was changed to 650 ° C and the surface hardness was evaluated.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】測定結果を表1に示す。本発明の浸炭用鋼
は、V量の高い比較鋼(試料No18)に比べて、同等
もしくはそれ以上の硬さを有するにもかかわらず、約2
倍〜4倍という極めて高い衝撃値を有しており、浸炭用
鋼として優れていることがわかる。また、本発明の浸炭
用鋼では、Cを高めて硬度を高めた(試料No2および
3)においても、極めて高い衝撃値を有するものであ
る。本発明の浸炭用鋼よりも、さらにCが高い比較鋼試
料No19はV量が本発明の規定範囲であっても、硬さ
が高くなり衝撃値が低下して好ましくないものであるこ
とがわかる。
The measurement results are shown in Table 1. Although the carburizing steel of the present invention has hardness equal to or higher than that of the comparative steel having a high V content (Sample No. 18), it is about 2
It has an extremely high impact value of 2 to 4 times, which shows that it is excellent as a carburizing steel. Further, the carburizing steel of the present invention has an extremely high impact value even when the hardness is increased by increasing C (Sample Nos. 2 and 3). It can be seen that the comparative steel sample No. 19 having a higher C than that of the carburizing steel of the present invention is not preferable because the hardness becomes high and the impact value decreases even if the V amount is within the specified range of the present invention. .

【0025】Vの添加量を変えた本発明の浸炭用鋼であ
る試料No1、4、参考の浸炭用鋼である試料No5か
らV量が1%を超えると衝撃値が低下する傾向があるこ
とがわかる。また、本発明の浸炭用鋼のVの規定範囲よ
りもV量の少ない比較鋼の試料No.20は、衝撃値は
高いものの、表面を浸炭したときに、十分な2次硬化が
得られておらず、また高温における軟化抵抗も劣化する
ため好ましくないものである。W,Cr、Coの添加量
を変えた本発明の試料No6、7、8、9、10、1
1、12、16および17においても、Vが本発明の範
囲よりも高い比較鋼No18より大幅に優れた衝撃値を
有することがわかる。
When the V content exceeds 1% from the carburizing steel samples No. 1 and 4 of the present invention and the reference carburizing steel sample No. 5 in which the addition amount of V is changed, the impact value tends to decrease. I understand. Further, the sample No. of the comparative steel having a V content smaller than the specified range of V of the carburizing steel of the present invention. Although 20 has a high impact value, when the surface is carburized, sufficient secondary curing is not obtained, and the softening resistance at high temperatures is also unfavorable. Sample Nos. 6, 7, 8, 9, 10, 1 of the present invention in which the amounts of W, Cr and Co added were changed.
It can be seen that also in 1, 12, 16 and 17, V has a significantly superior impact value than Comparative Steel No. 18 in which V is higher than the range of the present invention.

【0026】また、Niの添加量を変えた、試料No1
3,14および15から、Niの増加とともに衝撃値が
高くなっており、靭性を確保するためにNiの添加が有
効であることがわかる。また表1の本発明の浸炭部材の
表面硬さはHRC60以上が確保できており、耐摩耗性
を確保できる高い硬さを有する表面と、靭性の極めて高
い内部で構成された浸炭部材が構成できたことがわか
る。650℃で焼戻した時の硬さ(軟化抵抗)を測定し
たところ、本発明鋼に対し、Vが0.34%である比較
材No20は著しく軟化している。本発明鋼は、耐熱性
のためには軟化抵抗が高いほど良いので、Vが0.5%
未満では最高硬さが60HRCに到達せず、しかも軟化
抵抗が低いので、好ましくないことがわかる。
Sample No. 1 in which the amount of Ni added was changed
From 3, 14 and 15, it can be seen that the impact value increases with the increase of Ni, and the addition of Ni is effective for securing the toughness. Further, the surface hardness of the carburized member of the present invention in Table 1 is HRC 60 or more, and a carburized member composed of a highly hard surface capable of ensuring abrasion resistance and an extremely high toughness inside can be constructed. I understand that When the hardness (softening resistance) when tempered at 650 ° C. was measured, the comparative material No. 20 having V of 0.34% was remarkably softened with respect to the steel of the present invention. For the steel of the present invention, the higher the softening resistance is, the better for heat resistance, so V is 0.5%.
If less than 60%, the maximum hardness does not reach 60 HRC, and the softening resistance is low, which is not preferable.

【0027】(実施例2) 表1の発明鋼No1、2、および比較鋼No18に示す
成分にて、同様に試料を作製した。浸炭せずに焼入れ温
度を1100℃とし、300℃から600℃間の所定温
度で焼戻し、焼戻し温度と靭性の関係を調べた。靭性
は、実施例1と同様にシャルピー衝撃試験によって得ら
れる衝撃値で評価した。その結果を図1に示す。Vの高
い比較鋼No18に対し、Vの低い本発明の浸炭用鋼N
o1は靭性に優れている。また、本発明の浸炭鋼No2
は本発明の内、Cを高く調整したものであり、内部硬さ
を高めたものである。Cを高めたため、衝撃値はやや低
くなる。しかし、530℃で焼き戻すとHRC52の高
い硬さとともに、Vの高い比較鋼No18よりも高い衝
撃値が得られており、Vを低めた本発明の浸炭用鋼はC
により硬さを高めても、高い靭性を確保できることがわ
かる。
Example 2 Samples were similarly prepared with the components shown in invention steel Nos. 1 and 2 and comparative steel No. 18 in Table 1. The quenching temperature was set to 1100 ° C. without carburizing, and tempering was performed at a predetermined temperature between 300 ° C. and 600 ° C., and the relationship between the tempering temperature and the toughness was investigated. The toughness was evaluated by the impact value obtained by the Charpy impact test as in Example 1. The result is shown in FIG. The carburizing steel N of the present invention having a low V compared to the comparative steel No18 having a high V
o1 has excellent toughness. Further, the carburized steel No. 2 of the present invention
In the present invention, C is adjusted to be high, and internal hardness is increased. Since C is increased, the impact value is slightly lower. However, when tempered at 530 ° C., a high hardness of HRC52 and a higher impact value than Comparative Steel No. 18 having a high V were obtained, and the carburizing steel of the present invention having a reduced V has a C
Thus, it can be seen that even if the hardness is increased, high toughness can be secured.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明の浸炭用鋼によれば、浸炭されて
浸炭部材となったとき、極めて優れた靭性特性と、十分
な強度を保つことができるため、従来の浸炭部材の寿命
特性を飛躍的に向上することが可能となる。したがっ
て、冷間鍛造金型、摺動部材、パンチやエンドミル等の
工具としてクラックの発生が予想される過酷な条件下に
適用する浸炭用鋼として極めて有用である。
According to the carburizing steel of the present invention, when carburized into a carburized member, it is possible to maintain extremely excellent toughness characteristics and sufficient strength. It is possible to dramatically improve. Therefore, it is extremely useful as a carburizing steel for cold forging dies, sliding members, tools such as punches and end mills, which are used under severe conditions where cracks are expected to occur.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明鋼と比較鋼の焼戻し温度と靭性の関係を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a tempering temperature and a toughness of a steel of the present invention and a comparative steel.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 軸受鋼を除いて、重量%で、C0.4%
以下,Cr2〜7%、WまたはMoの1種または2種を
W当量(W+2Mo)として3〜20%、V0.5
0.85%含有するFe基のマルテンサイト系鋼であ
り、浸炭して用いられ、浸炭部以外の内部の硬さがHR
C53.4以下であることを特徴とする浸炭用鋼。
1. Excluding bearing steel , C0.4% in weight%
Hereinafter, Cr 2 to 7%, one or two kinds of W or Mo as W equivalent (W + 2Mo), 3 to 20%, V0.5 to
Fe-based martensitic steel containing 0.85%, which is used by carburizing and has an internal hardness other than the carburized portion of HR.
C53.4 carburizing steel which is characterized in der Rukoto below.
【請求項2】 軸受鋼を除いて、重量%で、C0.1〜
0.4%,Si2%以下、Mn2%以下、Cr2〜7
%、WまたはMoの1種または2種をW当量(W+2M
o)として3〜18%、V0.5〜0.85%含有し、
残部実質的にFeおよび不可避的不純物からなり、浸炭
して用いられ、浸炭部以外の内部の硬さがHRC53.
4以下であることを特徴とする浸炭用鋼。
2. Excluding bearing steel , C0.1% by weight%.
0.4%, Si 2% or less, Mn 2% or less, Cr 2 to 7
%, One or two of W or Mo is equivalent to W (W + 2M
3) to 18% and V0.5 to 0.85% as o),
The balance consists essentially of Fe and unavoidable impurities, and is used after carburizing. The hardness of the inside other than the carburizing portion is HRC53.
4 below der Rukoto carburized steel, wherein.
【請求項3】 請求項1ないし2のいずれかに記載のF
eの一部を5%以下のNiで置換したことを特徴とする
浸炭用鋼。
3. F according to claim 1 or 2.
Steel for carburizing, characterized in that a part of e is replaced by 5% or less of Ni.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載のF
eの一部を10%以下のCoで置換したことを特徴とす
る浸炭用鋼。
4. F according to any one of claims 1 to 3.
Steel for carburizing, characterized in that a part of e is replaced by 10% or less of Co.
【請求項5】 軸受部材を除いて、請求項1ないし4の
いずれかに記載の浸炭用鋼の表面の一部または全部に浸
炭層が形成され、浸炭層が形成された表面の硬さはHR
C60以上、浸炭部以外の内部の硬さはHRC53.4
以下であることを特徴とする浸炭部材。
5. A carburized layer is formed on a part or all of the surface of the carburizing steel according to claim 1 , except for the bearing member, and the hardness of the surface on which the carburized layer is formed is HR
C60 or more, the hardness of the interior other than the carburized part is HRC 53.4
The following is a carburizing member.
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