JP4975261B2 - 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼の製造方法 - Google Patents
耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4975261B2 JP4975261B2 JP2005064317A JP2005064317A JP4975261B2 JP 4975261 B2 JP4975261 B2 JP 4975261B2 JP 2005064317 A JP2005064317 A JP 2005064317A JP 2005064317 A JP2005064317 A JP 2005064317A JP 4975261 B2 JP4975261 B2 JP 4975261B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- delayed fracture
- less
- steel
- strength
- hydrogen
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
すなわち、鋼組成としては
a)侵入水素量を低減するための耐食性元素の添加(水素侵入抑制)
b)粒界脆化元素のP、Sの低減、およびこれらの元素の粒界への濃化を助長するMn、Siの低下
c)靭性の向上元素の添加(亀裂伝播抑制)
製造方法としては
a)低温焼戻しによる、粒界への炭化物析出を低減、かつ粒界脆化元素であるP、Sの濃化低減(亀裂発生抑制)、
d)焼入れ温度の低下、および/あるいは高周波急速加熱による、組織の微細化とP、Sの結晶粒界への濃化低減(亀裂発生。亀裂伝播抑制)
とすることで、優れた遅れ破壊特性の得られることを見出した。
本発明は得られた知見を基に更に検討を加えてなされたもので、すなわち、本発明は、
1.質量%で、C:0.4超え〜0.6%、Si:0.2%未満、Mn:0.1〜1.0%、Ni:5超え〜12%、sol.Al:0.01〜0.1%、Ti:0.001〜0.1%、N:0.02%以下、P:0.01%以下、S:0.01%以下、更にCu:0.1〜1%、Cr:0.1〜1%、Mo:0.02〜1%、Ca:0.0005〜0.005%、Mg:0.0005〜0.005%の一種または二種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼を熱間鍛造後、焼入れ温度≦Ac3+60℃、焼戻し温度400℃以下で焼入れ焼戻しすることを特徴とする引張り強さ1500MPa以上の耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼の製造方法。
2.焼入れ焼戻し処理を高周波加熱で行うことを特徴とする1記載の引張り強さ1500MPa以上の耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼の製造方法。
1 成分組成(%は質量%)
C:0.4超え〜0.6%
Cは鋼の強度を確保するのに重要な元素であり、0.4%未満では所望の強度を得ることができない。
一方、0.6%を超えると加工性が悪くなるばかりでなく靭性の低下を招く。従って、0.4超え〜0.6%の範囲内に限定する。
Siは鋼の脱酸材として重要な元素であるが、P、Sなどの不純物元素の粒界偏析を助長するため、0.2%未満にする。
Mnは脱酸のために必要であるばかりでなく、焼入性を高めるために有効な元素であるが、0.1%未満ではその効果が得られず、一方多量に添加すると不純物元素の粒界偏析を助長する。従って0.1〜1.0%範囲内に限定する。
Pはオーステナイト粒界に偏析して、粒界強度を弱め、遅れ破壊を助長する。従って、0.01%以下とする。
SはP同様にオーステナイト粒界に偏析して、粒界強度を弱め、遅れ破壊を助長する。従って、0.01%以下とする。
Niは鋼に焼入性を付与し静的強度を上昇させ、更に靭性と耐食性を向上させるのに有効な元素で、その効果を得るためには5%より多く必要である。しかし、多量に添加しても効果が飽和し、合金コストが増加する。従って、5超え〜12%とする。
Alは脱酸材として必要な元素であり、また熱処理時においてAlNを形成することによりオーステナイト粒の粗大化を防止する効果とともにNを固定する効果も有しているが、0.01%未満ではこれらの効果が発揮されず、0.1%を越えても効果が飽和するため0.01〜0.1%の範囲に限定する。
Tiは結晶粒の微細化効果を有し、更に鋼中Nを窒化物として固定し粒界脆化を緩和する。その効果を得るためには0.001%以上必要である。しかしながら、多量に添加すると逆に炭窒化物が増加しすぎて靭性や加工性が低下する他、合金コストも増加する。従って、0.001〜0.1%とする。
Nもオーステナイト粒界に偏析して粒界強度を弱め、粒界脆化の一因となる。従って0.02%以下にする。
Cu :0.1〜1%
Cuは鋼の焼入れ性を向上させ、鋼の強度を高め、更に耐食性を高めるのに有効な元素である。0.1%以下ではこの効果は十分発揮できず、一方、多量に添加すると熱間圧延時に表面疵が発生しやすくなり冷間加工性を低下させる。従って、添加する場合は、0.1〜1%とする。
Crは、焼入性を向上させ鋼の強度を高め、更に硫化物形成元素の1つで粒界に偏析するSを抑制させるのに有効な元素であるが、0.1%未満ではその効果が十分に発揮できず、一方、1%を超えて添加してもその効果は飽和する。従って、添加する場合は、0.1〜1%とする。
MoはPの粒界への偏析を防止し、粒界強度を高めるのに有効な元素であるが、0.02%未満ではその効果は十分に発揮できず、一方、1%を超えて添加してもその効果は飽和し、合金コスト増加を招く。従って、添加する場合は、0.02〜1%とする。
Bは微量の添加で焼入性を向上させ、鋼の強度を高めるとともに粒界脆化を緩和するが、0.0001%以下ではその効果が十分に発揮できず、一方、多量に添加してもその効果が飽和するだけである。従って、添加する場合は、0.0001〜0.005%とする。
Ca、Mgは硫化物形成元素でオーステナイト粒界に偏析するSを抑制し粒界強度を高める。その効果を十分発揮するには0.0005%以上必要であるが、一方で多量に添加してもその効果は飽和するばかりでなく鋳造性を阻害する。従って両元素とも添加する場合は、0.0005〜0.005%とする。
オーステナイト粒径を細粒にすることは、粒界強度を向上させ亀裂伝播速度を低下させる効果があるので遅れ破壊特性向上には有効な手段である。この効果を十分発揮させるため、焼入れ焼戻し後の旧オーステナイト粒径を15μm以下、より好ましくは10μm以下とする。
焼入れ温度≦Ac3+60℃、焼戻し温度:400℃以下
焼入れ温度が高すぎるとオーステナイト粒径が粗大化し、粒界強度が低下して、遅れ破壊特性が劣化するので、その上限をAc3温度+60℃に限定する。
表1に示した成分組成を有する鋼を真空溶解を行い(50kg)、熱間鍛造でΦ25材を作成した。表1において鋼No.1〜13は成分組成が本発明範囲内の本発明鋼、鋼No.14〜20は成分組成が本発明範囲外の比較鋼である。
鋼No.19はAlが本発明範囲の下限をより低いため脱酸不足によって清浄性が悪く、その結果靭性が劣化し、遅れ破壊特性が悪い。
表1に示した鋼No.3により、遅れ破壊特性に及ぼす旧オーステナイト粒径の影響を調査した。遅れ破壊特性の評価は前記同様にHcとHeを測定してHe/Hcの値により評価した。
表1に示した鋼No.3を用いて、遅れ破壊特性に及ぼす焼入れ温度、焼戻し温度、高周波熱処理の影響を調査した。表4に結果を示す。遅れ破壊特性の評価はHc、Heを測定し、He/Hcの大小関係で評価した。
Claims (2)
- 質量%で、C:0.4超え〜0.6%、Si:0.2%未満、Mn:0.1〜1.0%、Ni:5超え〜12%、sol.Al:0.01〜0.1%、Ti:0.001〜0.1%、N:0.02%以下、P:0.01%以下、S:0.01%以下、更にCu:0.1〜1%、Cr:0.1〜1%、Mo:0.02〜1%、Ca:0.0005〜0.005%、Mg:0.0005〜0.005%の一種または二種以上を含有し、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼を熱間鍛造後、焼入れ温度≦Ac3+60℃、焼戻し温度400℃以下で焼入れ焼戻しすることを特徴とする引張り強さ1500MPa以上の耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼の製造方法。
- 焼入れ焼戻し処理を高周波加熱で行うことを特徴とする請求項1記載の引張り強さ1500MPa以上の耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005064317A JP4975261B2 (ja) | 2005-03-08 | 2005-03-08 | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005064317A JP4975261B2 (ja) | 2005-03-08 | 2005-03-08 | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006249458A JP2006249458A (ja) | 2006-09-21 |
JP4975261B2 true JP4975261B2 (ja) | 2012-07-11 |
Family
ID=37090254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005064317A Active JP4975261B2 (ja) | 2005-03-08 | 2005-03-08 | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4975261B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104388823A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-03-04 | 常州市武进广宇花辊机械有限公司 | 一种高强度耐热合金钢 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5022791B2 (ja) * | 2007-06-29 | 2012-09-12 | 株式会社パイオラックス | バネ加工品及びその製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03243744A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-30 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 耐遅れ破壊性に優れた機械構造用鋼 |
JP3246316B2 (ja) * | 1996-02-27 | 2002-01-15 | 日本鋼管株式会社 | 冷間鍛造性および耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト用鋼 |
JPH1180903A (ja) * | 1997-09-08 | 1999-03-26 | Nkk Corp | 遅れ破壊特性に優れた高強度鋼部材およびその製造方法 |
JP2000144245A (ja) * | 1998-11-10 | 2000-05-26 | Nkk Corp | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼の製造方法 |
JP3793391B2 (ja) * | 2000-04-04 | 2006-07-05 | 新日本製鐵株式会社 | 引張強度1300MPa以上の耐遅れ破壊特性の優れた高強度ボルトおよびその製造方法 |
-
2005
- 2005-03-08 JP JP2005064317A patent/JP4975261B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104388823A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-03-04 | 常州市武进广宇花辊机械有限公司 | 一种高强度耐热合金钢 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006249458A (ja) | 2006-09-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5064060B2 (ja) | 高強度ばね用鋼線及び高強度ばね並びにそれらの製造方法 | |
JP6027302B2 (ja) | 高強度焼戻し省略ばね用鋼 | |
JP5608145B2 (ja) | 耐遅れ破壊性に優れたボロン添加高強度ボルト用鋼および高強度ボルト | |
JP5182642B2 (ja) | 耐遅れ破壊特性および溶接性に優れる高強度厚鋼板およびその製造方法 | |
JP2001348618A (ja) | 耐遅れ破壊性および耐リラクセーション特性に優れた高強度ボルトの製造方法 | |
WO2014097872A1 (ja) | 耐水素脆性に優れた高強度ばね用鋼線材およびその製造方法並びに高強度ばね | |
WO2010110041A1 (ja) | 高強度高延性ばね用鋼およびその製造方法並びにばね | |
KR101894426B1 (ko) | 고강도이며 내식성이 우수한 스태빌라이저용 강과, 그것을 이용한 차량용 스태빌라이저 및 그의 제조방법 | |
JP5630367B2 (ja) | 鋼製ボルトおよびその製造方法 | |
JP5543814B2 (ja) | 熱処理用鋼板及び鋼部材の製造方法 | |
JP5353161B2 (ja) | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度ばね用鋼およびその製造方法 | |
JP6798557B2 (ja) | 鋼 | |
JP2004263201A (ja) | 疲労強度に優れた高強度鋼材およびその製造方法 | |
JP4411253B2 (ja) | 耐遅れ破壊特性に優れた熱間鍛造部品およびその製造方法 | |
JP5600502B2 (ja) | ボルト用鋼、ボルトおよびボルトの製造方法 | |
JP3857835B2 (ja) | 高強度ボルト用鋼及び高強度ボルトの製造方法 | |
JP4975261B2 (ja) | 耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼の製造方法 | |
JP4430559B2 (ja) | 耐遅れ破壊性に優れた高強度ボルト用鋼及び高強度ボルト | |
JP4196766B2 (ja) | 耐遅れ破壊特性および疲労特性に優れた鋼材およびその製造方法 | |
JP2008266782A (ja) | 耐水素脆性、腐食疲労強度の優れたばね用鋼及びそれを用いた高強度ばね部品 | |
JP2004307932A (ja) | 耐遅れ破壊性に優れたボルト用鋼及びボルトの製造方法 | |
JPH1129836A (ja) | 高周波焼入れ用機械構造用鋼 | |
JP5136174B2 (ja) | 耐候性、耐遅れ破壊特性に優れた高強度ボルト用鋼 | |
JP2005350736A (ja) | 耐食性および疲労特性に優れた高強度ばね用鋼およびその製造方法 | |
JPH11270531A (ja) | 遅れ破壊特性の優れた高強度ボルトおよびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050328 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070905 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091118 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091201 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100127 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101012 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110111 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20110131 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20110218 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120411 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4975261 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150420 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |