JP5319374B2 - Integrated crankshaft and manufacturing method thereof - Google Patents

Integrated crankshaft and manufacturing method thereof

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Description

本発明は、船舶用や発電機に使用されるディーゼルエンジン等に用いられる一体型クランク軸に関するものであり、殊に、多気筒エンジン用の一体型クランク軸に関するものである。   The present invention relates to an integral crankshaft used for a marine engine or a diesel engine used for a generator, and more particularly to an integral crankshaft for a multi-cylinder engine.

一体型クランク軸は、小型・中型用船舶のエンジンや、船舶用あるいは陸上での発電用ディーゼルエンジン等において、エンジンからの往復動力を回転動力に変換するに用いられるエンジン部品である。昨今ディーゼルエンジンのエネルギー効率向上等の要望により、一体型クランク軸に加わる負荷が大きくなり、高強度かつ高靭性化が望まれている。   The integrated crankshaft is an engine component used to convert reciprocating power from an engine into rotational power in a small / medium-sized marine engine, a marine or on-shore power generation diesel engine, and the like. Due to recent demands for improving the energy efficiency of diesel engines, the load applied to the integrated crankshaft has increased, and high strength and high toughness are desired.

厚板等の鋼材においては、強度と靭性を向上させる添加元素としてNiがよく知られており、大型鍛鋼品においても強度や靭性を確保する観点から、Niの活用が検討されてきた(特許文献1)。しかしNi濃度が1.5%を超えると鍛鋼品の結晶粒が粗大化しはじめ、2.5%を超えるとかなり粗大化の程度が大きくなるために、鋼材の靭性が却って低下するという問題があった(特許文献1の図1)。そのため、高強度・高靭性を目指す場合には、Niの添加量を高くとも2.5%とせざるを得なかった。   In steel materials such as thick plates, Ni is well known as an additive element for improving strength and toughness, and utilization of Ni has been studied from the viewpoint of securing strength and toughness even in large forged steel products (Patent Documents). 1). However, when the Ni concentration exceeds 1.5%, the crystal grains of the forged steel products begin to coarsen, and when the Ni concentration exceeds 2.5%, the degree of coarsening increases considerably, which causes the problem that the toughness of the steel material decreases on the contrary. (FIG. 1 of Patent Document 1). Therefore, when aiming for high strength and high toughness, the addition amount of Ni has to be 2.5% at most.

また、シャルピー衝撃試験における吸収エネルギー値のような靭性を示す特性値が高いことは勿論必要であるが、靭性の信頼性をより確実なものにするためには、靭性(吸収エネルギー値)と関連の深い旧オーステナイト(以下、「γ」と記載する場合がある。)粒の結晶粒径自体を小さくしておくことも望まれる。ところが、結晶粒径を微細化しようとしても、上記のようにNi濃度を増やすことに伴い、旧γ粒が粗大になってしまう。   In addition, it is necessary that the characteristic value indicating toughness such as the absorbed energy value in the Charpy impact test is high, but in order to make the toughness more reliable, it is related to toughness (absorbed energy value). It is also desired that the crystal grain size of the deep austenite (hereinafter sometimes referred to as “γ”) grains be small. However, even if the crystal grain size is reduced, the old γ grains become coarse as the Ni concentration is increased as described above.

一方、2.5%以上のNiを含有する鋼材(例えば、特許文献2、特許文献3)も知られている。しかし、これらの特許文献では、旧γ粒径については何ら記載されていない。また、特許文献2に記載されているのはプレス鍛造機用のクランクシャフトの用途であり、特許文献3に記載されているのは減速装置の減速歯車の用途であり、いずれにも本発明の多気筒エンジン用の一体型クランク軸に関するものではなく、鋼部品としての用途および必要とされる特性レベルが異なるものである。   On the other hand, steel materials containing 2.5% or more of Ni (for example, Patent Document 2 and Patent Document 3) are also known. However, these patent documents do not describe any old γ particle size. Patent Document 2 describes the use of a crankshaft for a press forging machine, and Patent Document 3 describes the use of a reduction gear of a reduction gear. It does not relate to an integral crankshaft for a multi-cylinder engine, but differs in the use as a steel part and the required characteristic level.

特開2005−344149号公報JP 2005-344149 A 特開平5−9662号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-9662 特開昭55−8486号公報Japanese Patent Laid-Open No. 55-8486

上記したように、特許文献1の大型クランク軸では、Niの添加量を2.5%以上にすると旧γ粒が粗大化してしまうという問題がある。他方、例えば自動車のエンジンに用いられる小さなクランク軸(例えば直径15mm程度)であれば、Niの添加量を2.5%以上とした鋼材(以下「高Ni材」と記載し、その他のNi材を「低Ni材」と記載する場合がある)であっても、クランク軸が細いことから、大型の鍛鋼品とは異なり、熱履歴および塑性変形量の観点から、もともと組織の微細化を図りやすい。より詳細には、大型鍛鋼品の場合、自動車用のエンジン等の小型のクランク軸に比較して、大型であるが故に、熱間塑性加工時には高温かつ長時間の加熱が必要となり、その結果オーステナイト組織は粒成長して粗大になりやすい。また加工時に導入される歪もプレスの能力の関係により大型鍛鋼品では大きくすることができず、大歪を付与することによる再結晶によっての組織微細化も望めない。   As described above, the large crankshaft of Patent Document 1 has a problem that old γ grains become coarse when the amount of Ni added is 2.5% or more. On the other hand, if it is a small crankshaft (for example, about 15 mm in diameter) used for, for example, an automobile engine, a steel material (hereinafter referred to as “high Ni material”) in which the addition amount of Ni is 2.5% or more is described. May be described as “low Ni material”), because the crankshaft is thin, unlike a large forged steel product, the structure has been refined from the viewpoint of thermal history and plastic deformation. Cheap. More specifically, large forged steel products are large compared to small crankshafts such as automobile engines, and thus require high temperature and long time heating during hot plastic working, resulting in austenite. The structure tends to grow and become coarse. In addition, the strain introduced at the time of processing cannot be increased in large forged steel products due to the ability of the press, and the refinement of the structure by recrystallization by applying a large strain cannot be expected.

また、自動車用の小型のクランク軸と、大型クランク軸とでは、熱間塑性加工のプロセスも異なる。すなわち、自動車用等の小型のクランク軸ではクランク全体を丸棒などの鋼材から各スロー部を同時に成型していくのに対し、本発明が対象としている大型クランク軸では、各スロー部を1個ずつ成型するものであり、その過程で、隣のスロー部等に余分な熱が加わることになるため、工程的にも組織の微細化が難しい。   Moreover, the process of hot plastic processing differs between a small crankshaft for automobile and a large crankshaft. That is, in a small crankshaft for automobiles or the like, the entire crank is formed simultaneously from a steel material such as a round bar, whereas in the large crankshaft to which the present invention is applied, one throw portion is provided. In this process, excessive heat is applied to the adjacent throw part, and it is difficult to refine the structure in terms of process.

さらに、大型クランク軸の場合、質量効果により熱処理の際の冷却に長時間を要し、冷却過程においても粒成長が続いてしまうという問題がある。この点が、自動車用等の小型のクランク軸では存在しない課題である。   Furthermore, in the case of a large crankshaft, there is a problem that cooling takes place for a long time due to the mass effect, and grain growth continues during the cooling process. This is a problem that does not exist in small crankshafts for automobiles and the like.

すなわち、本発明における一体型クランク軸は、自動車用等の小型のクランク軸ではなく、船舶の推進用のディーゼルエンジンや、船舶用あるいは陸上での発電用ディーゼルエンジン等に用いられる一体型クランク軸である。特に、一体型クランク軸の回転軸の部分(ジャーナル)の軸径が100mm以上の大型のものでは、組織の微細化が困難であるという特有の課題が存在しており、本発明は、これを解決しようとするものである。   That is, the integrated crankshaft according to the present invention is not a small crankshaft for automobiles or the like, but an integrated crankshaft used for marine propulsion diesel engines, marine or onshore power generation diesel engines, and the like. is there. In particular, when the shaft diameter of the rotating shaft portion (journal) of the integrated crankshaft is 100 mm or larger, there is a specific problem that it is difficult to refine the structure. It is something to be solved.

また、多気筒エンジン用の一体型クランク軸は、1つの鍛鋼品からスロー部を2箇所以上形成するという複雑な鍛造工程(熱間塑性加工)を必要とする。スロー部が多くなると、鍛鋼品から一体型クランク軸の形状に鍛造加工する時間がかかるため、鍛鋼品を十分に前加熱しておく必要がある。例えば、1150℃以上で5時間以上の前加熱が必要である。このような場合、γ粒粗大化の現象は一層深刻であり、現在のところこれを解決する手段はみあたらない。   An integral crankshaft for a multi-cylinder engine requires a complicated forging process (hot plastic working) in which two or more throw parts are formed from one forged steel product. When the number of throw parts increases, it takes time to forge from the forged steel product to the shape of the integrated crankshaft. Therefore, it is necessary to preheat the forged steel product sufficiently. For example, preheating at 1150 ° C. or higher for 5 hours or longer is required. In such a case, the phenomenon of γ grain coarsening is more serious, and there is no means for solving this at present.

上記課題を解決し得た本発明の一体型クランク軸は、C:0.30〜0.50%(質量%の意味、以下同じ)、Si:0.05〜0.4%、Mn:0.20〜1.2%、Ni:2.5〜4.0%、Cr:1.0〜3.0%、Mo:0.20〜0.70%、V:0.05〜0.25%、Al:0.2%以下(0%を含まない)、を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、旧オーステナイト粒の結晶粒度がASTMによる粒度番号で6以上であり、引張強度が1000MPa以上であることを特徴とする多気筒エンジン用一体型クランク軸である。   The integrated crankshaft of the present invention that has solved the above-mentioned problems is as follows: C: 0.30 to 0.50% (meaning mass%, the same applies hereinafter), Si: 0.05 to 0.4%, Mn: 0 20 to 1.2%, Ni: 2.5 to 4.0%, Cr: 1.0 to 3.0%, Mo: 0.20 to 0.70%, V: 0.05 to 0.25 %, Al: 0.2% or less (excluding 0%), the balance is made of iron and inevitable impurities, the crystal grain size of the prior austenite grains is 6 or more in terms of ASTM grain size number, tensile strength Is an integrated crankshaft for a multi-cylinder engine.

本発明において、「多気筒エンジン」とは2気筒以上の機関を指すものであり、このような用途に対応できる一体型クランク軸は、2箇所以上のスロー部(クランク軸の回転軸から偏心している部分)を有するものである。   In the present invention, a “multi-cylinder engine” refers to an engine having two or more cylinders, and an integrated crankshaft that can be used for such an application has two or more throw parts (eccentric from the rotating shaft of the crankshaft). Part).

上記一体型クランク軸は、ジャーナル径が100mm以上である態様をとることができる。また上記一体型クランク軸は、ディーゼルエンジン部品に好ましく用いられる。   The integrated crankshaft can take a mode in which the journal diameter is 100 mm or more. The integrated crankshaft is preferably used for diesel engine parts.

また、本発明の上記一体型クランク軸の好ましい製造方法は、上記化学成分を有する鋼材を1150℃以上で5時間以上加熱し、2箇所以上にスロー部を成形する熱間塑性加工した後、サブゼロ処理を施すことにより残留オーステナイトを1体積%以下とし、次に焼入れ・焼戻し処理を行うものである。また、上記サブゼロ処理は、A変態点以下の温度で加熱保持する時効処理に置き換えてもよい。 In addition, a preferable manufacturing method of the integrated crankshaft according to the present invention is a method in which the steel material having the chemical component is heated at 1150 ° C. or more for 5 hours or more and subjected to hot plastic working to form a slow portion at two or more locations, and then subzero. By carrying out the treatment, the retained austenite is reduced to 1% by volume or less, and then quenching / tempering treatment is performed. Further, the sub-zero treatment may be replaced by aging treatment of heating and holding at a temperature below the A 1 transformation point.

本発明によれば、従来の多気筒エンジン用一体型クランク軸において、Ni添加量を高めることにより鋼材の強度を高めつつ旧オーステナイト粒の粗大化の問題を克服するものであり、多気筒エンジン用一体型クランク軸の高強度化及び高靭性化を同時に実現できるものである。   According to the present invention, in the conventional integrated crankshaft for a multi-cylinder engine, the problem of coarsening of prior austenite grains is overcome while increasing the strength of steel by increasing the amount of Ni added. The strength and toughness of the integrated crankshaft can be realized at the same time.

図1の(a)〜(c)は、熱間塑性加工後の一体型クランク軸のXRD解析結果を示すものである。FIGS. 1A to 1C show XRD analysis results of the integrated crankshaft after hot plastic working. 図2の(a)及び(b)は、熱間塑性加工後の一体型クランク軸のEBSP解析結果を示すものである。FIGS. 2A and 2B show EBSP analysis results of the integrated crankshaft after hot plastic working.

上述したように、高Ni材では熱間塑性加工(クランク軸の形状への鍛造)後に旧γ粒が粗大化してしまい、旧γ粒が粗大化するとシャルピー衝撃試験の吸収エネルギー値が低下する。例えば、日本鉄鋼協会、金属学会発行、「鋼の強靭性」,Kyoto International Conference Hall,October 25,26,1971のp,60には旧オーステナイト粒径と靭性値の一つであるvTrsの関係が記載されており、また同文献のP107にはvTrsとシャルピー衝撃試験の吸収エネルギーの関係が記載されている。これらのことからも、旧γ粒が粗大化するとシャルピー衝撃試験の吸収エネルギー値が低下する。ところが、旧γ粒がどのようなメカニズムで粗大化するかについては従来明らかではなかった。本発明者らは、旧γ粒の粗大化の問題を解決するためには、まずは旧γ粒の粗大化のメカニズムを明らかにする必要があると考え、その解明に取り組んだ。   As described above, with high Ni material, the old γ grains become coarse after hot plastic working (forging into the shape of the crankshaft), and when the old γ grains become coarse, the absorbed energy value of the Charpy impact test decreases. For example, the Japan Iron and Steel Institute, published by the Japan Institute of Metals, “Toughness of Steel”, Kyoto International Conference Hall, October 25, 26, 1971, p, 60 has a relationship between the old austenite grain size and vTrs, which is one of toughness values. The relationship between vTrs and the absorbed energy of the Charpy impact test is described in P107 of the document. Also from these facts, when the old γ grains become coarse, the absorbed energy value of the Charpy impact test decreases. However, it has not been clear so far how the old γ grains coarsen. In order to solve the problem of coarsening of old γ grains, the present inventors thought that it was first necessary to clarify the mechanism of coarsening of old γ grains, and worked on its elucidation.

上述したように、大型の鍛鋼品では質量効果により、熱処理の際の冷却に長時間を要し、冷却過程(オーステナイト→フェライト)において粒成長が続いてしまうという問題がある。一方加熱過程に関し、本発明者らは、高Ni材と、通常の低Ni材の加熱過程における逆変態(フェライト→オーステナイト)のγ粒生成サイトを丹念に解析した。その結果、高Ni材では、低Ni材に比べて逆変態時にγ粒が大きくなることを見出した。そしてこれが高Ni材で組織が粗大化する原因であることを突き止めた。すなわち、焼入れ・焼戻し処理での加熱過程においても、通常の低Ni材では残留γは炭化物(セメンタイト)に熱分解するのであるが、2.5%を超える高Ni材においては当該加熱過程においても残留γが分解せず、これがオーステナイトの逆変態過程まで残存することが判明した。一つの原因として、Niがオーステナイト形成元素であるため、高Ni材では熱間鍛造後の組織に残留オーステナイトとして残りやすいことによるものと考えられる。逆に、低Ni材ではこのような課題は存在していない。   As described above, there is a problem that large forged steel products require a long time for cooling during heat treatment due to the mass effect, and grain growth continues in the cooling process (austenite → ferrite). On the other hand, regarding the heating process, the present inventors have carefully analyzed the γ grain formation site of the reverse transformation (ferrite → austenite) in the heating process of the high Ni material and the normal low Ni material. As a result, the high Ni material was found to have larger γ grains during reverse transformation than the low Ni material. And it was found that this is a cause of coarsening of the structure with a high Ni material. That is, even in the heating process in the quenching / tempering process, the residual γ is thermally decomposed into carbide (cementite) in the normal low Ni material, but in the high Ni material exceeding 2.5% in the heating process as well. It was found that the residual γ did not decompose and remained until the reverse transformation process of austenite. One reason is considered to be that Ni is an austenite forming element, so that high Ni material tends to remain as retained austenite in the structure after hot forging. Conversely, such a problem does not exist in the low Ni material.

本発明者らは実験的なアプローチからも本発明の課題を確認している。すなわち、低Ni材と高Ni材、高Ni材の中でも、小型のものと比較的大型のものとの間で熱間塑性加工後の組織に違いがあるかどうか検証した。図1は、(a)低Ni材(Ni:0.4%、軸径:約150mm)、(b)高Ni材(Ni:3%、軸径:約80mm)、(c)高Ni材(Ni:3%、軸径:約150mm)のX線結晶構造解析(XRD:X−Ray Diffraction)の結果を示すものである。図1に示される「α」は、フェライト組織、γはオーステナイト組織、「θ」はセメンタイトを示す。図1から明らかなように、低Ni材に比べると、高Ni材では熱間塑性加工後のクランク軸の組織に残留オーステナイトが多く確認され、特に大型の高Ni材では多数の残留オーステナイトが観察されている。このような残留オーステナイトが次工程の焼入れ・焼戻し処理まで残存すると、この残留オーステナイトが逆変態時のオーステナイトの成長核として作用する。   The present inventors have confirmed the problem of the present invention from an experimental approach. That is, it was verified whether there is a difference in structure after hot plastic working between a small Ni material, a high Ni material, and a high Ni material between a small material and a relatively large material. FIG. 1 shows (a) a low Ni material (Ni: 0.4%, shaft diameter: about 150 mm), (b) a high Ni material (Ni: 3%, shaft diameter: about 80 mm), and (c) a high Ni material. The results of X-ray crystal structure analysis (XRD: X-Ray Diffraction) of (Ni: 3%, shaft diameter: about 150 mm) are shown. “Α” shown in FIG. 1 indicates a ferrite structure, γ indicates an austenite structure, and “θ” indicates cementite. As is clear from FIG. 1, compared with the low Ni material, the high Ni material shows a lot of retained austenite in the structure of the crankshaft after hot plastic working, and in particular, the large high Ni material shows a large number of retained austenite. Has been. When such retained austenite remains until the quenching and tempering treatment in the next step, the retained austenite acts as a growth nucleus of austenite during reverse transformation.

成長核として作用するこの残留オーステナイトは、質量効果により組織が粗大化しやすい大型鍛鋼品において生成するオーステナイト(鍛造工程での加熱によるもの)に由来している。この観点から本発明者らは、図2に示すように鍛造後の残留オーステナイトの結晶方位を電子後方散乱パターン(EBSP:Electron BackScattering Pattern)による解析を行った。図2(a)は鍛鋼品の残留オーステナイト組織、(b)はフェライト組織をそれぞれ示すものであり、同一視野の解析組織である。図2(a)において黒く映っており、(b)において黒以外で映っている箇所が残留オーステナイト組織に相当する。特に、図2(a)から観察エリア内に3つの旧オーステナイト粒界が存在し、(b)より、それぞれのエリア内で残留オーステナイト粒の結晶方位が一方向に揃っていることがわかる。これら図2(a)、(b)により、粗大な旧オーステナイト粒内に残っている残留オーステナイトが概ね同一方位に揃っていることが明らかとなった。   This retained austenite acting as a growth nucleus is derived from austenite (due to heating in the forging process) generated in a large forged steel product whose structure tends to coarsen due to the mass effect. From this point of view, the inventors analyzed the crystal orientation of the retained austenite after forging using an electron backscattering pattern (EBSP) as shown in FIG. FIG. 2A shows the retained austenite structure of the forged steel product, and FIG. 2B shows the ferrite structure. In FIG. 2 (a), it appears black, and in FIG. 2 (b), the portion other than black corresponds to the retained austenite structure. In particular, FIG. 2A shows that there are three prior austenite grain boundaries in the observation area, and FIG. 2B shows that the crystal orientations of the remaining austenite grains are aligned in one direction in each area. 2 (a) and 2 (b), it became clear that the residual austenite remaining in coarse old austenite grains is aligned in almost the same direction.

同一方位の残留オーステナイトが逆変態時のオーステナイトの成長核として作用する場合、元々同一方位であるため、残留オーステナイトから成長したオーステナイト粒は、焼入れ・焼戻し処理等、次の加熱工程で大きく成長するとともに、その成長過程で、結晶方向が同一である隣接するオーステナイト粒と互いに合体し、粗大なオーステナイト粒となってしまう。これが高Ni材で、粗大なオーステナイトが形成する原因である。本発明者らは、この同一方位の残留オーステナイトが互いに合体する結果、前記した旧オーステナイト粒と同程度の大きさの粗大なオーステナイト粒にまで成長してしまうことを見出した。その結果、逆変態(焼入れ・焼戻し処理)の前の段階で残留オーステナイトを分解しておけば、焼入れ・焼戻し処理によって粗大なオーステナイト粒が形成されることを防止できると考え、本発明を完成させたものである。   When retained austenite with the same orientation acts as a growth nucleus of austenite at the time of reverse transformation, since it is originally in the same orientation, austenite grains grown from the retained austenite grow greatly in the next heating process such as quenching and tempering treatment. In the growth process, adjacent austenite grains having the same crystal direction are combined with each other to form coarse austenite grains. This is a high Ni material and is the cause of coarse austenite formation. The present inventors have found that, as a result of coalescence of the retained austenite in the same orientation, the austenite grains grow to coarse austenite grains having the same size as the above-mentioned prior austenite grains. As a result, it is considered that if the retained austenite is decomposed before the reverse transformation (quenching / tempering treatment), coarse austenite grains can be prevented from being formed by the quenching / tempering treatment, and the present invention has been completed. It is a thing.

残留オーステナイトの分解方法には大きく分けて二つあり、一つはサブゼロ処理により不安定な残留オーステナイトをマルテンサイト変態させ、残留オーステナイトを分解するものである。またもう一つは、A変態点以下の加熱を一定時間持続させることによって残留オーステナイトを炭化物に分解する時効処理である。上記の通り、焼入れ・焼戻し過程の前に、残留オーステナイトを分解することにより、残留オーステナイトの逆変態過程での成長・合体を阻止し、粗大なオーステナイト粒の生成を防止できる。 There are roughly two methods for decomposing residual austenite, and one is to decompose the residual austenite by martensitic transformation of unstable residual austenite by subzero treatment. One also other is decomposed aging treatment residual austenite carbide by sustained fixed time heating below the A 1 transformation point. As described above, by decomposing the retained austenite before the quenching / tempering process, it is possible to prevent the growth and coalescence of the retained austenite in the reverse transformation process, thereby preventing the formation of coarse austenite grains.

本発明は、以上のような検討のもとになされたものであり、Ni濃度が2.5%以上であり、他の化学成分も所定の範囲に制限され、引張強度が1000MPa以上である一体型クランク軸において、旧オーステナイト粒をASTMによる粒度番号で6以上となるようにしたものである。   The present invention has been made based on the above-described studies. The Ni concentration is 2.5% or more, the other chemical components are limited to a predetermined range, and the tensile strength is 1000 MPa or more. In the body crankshaft, the prior austenite grains are made to have a grain size number of 6 or more according to ASTM.

(クランク軸の化学成分)
本発明は、以上説明したように、Ni濃度を2.5%以上とし、旧オーステナイト粒をASTMによる粒度番号で6以上としたところに特徴を有しており、鋼の基本組成は特に制限されないが、一体型クランク軸として求められる強度や靭性を満足するには、鋼材の一般的技術水準に照らして下記基本組成を満たすことが望ましい。
(Chemical component of crankshaft)
As described above, the present invention is characterized in that the Ni concentration is 2.5% or more, and the prior austenite grains are 6 or more in terms of the grain size number according to ASTM, and the basic composition of steel is not particularly limited. However, in order to satisfy the strength and toughness required for an integral crankshaft, it is desirable to satisfy the following basic composition in light of the general technical level of steel.

C:0.30〜0.50%
Cは焼き入れ性を高めると共に強度向上に寄与する元素であり、十分な強度と焼き入れ性を確保するには0.30%以上(好ましくは0.32%以上、さらに好ましくは0.34%以上)含有させる必要がある。しかしながらC含有量が過剰になると靭性を極端に低下させると共に、大型鋳塊では逆V偏析を助長するので、0.50%以下(好ましくは0.48%以下、さらに好ましくは0.46%以下)に抑えるのがよい。
C: 0.30 to 0.50%
C is an element that enhances hardenability and contributes to improvement in strength, and in order to ensure sufficient strength and hardenability, it is 0.30% or more (preferably 0.32% or more, more preferably 0.34%). Above) It is necessary to contain. However, if the C content is excessive, the toughness is drastically reduced and reverse V segregation is promoted in large ingots, so it is 0.50% or less (preferably 0.48% or less, more preferably 0.46% or less. ) Is good to keep.

Si:0.05〜0.40%
Siは強度向上元素として作用し、十分な強度を確保するために0.05%以上(好ましくは0.07%以上、さらに好ましくは0.09%以上)含有させる必要がある。しかしながら、多すぎると逆V偏析が著しくなって清浄な鋼塊が得られなくなるので、0.40%以下(好ましくは0.37%以下、さらに好ましくは0.34%以下)にする必要がある。
Si: 0.05-0.40%
Si acts as a strength improving element and needs to be contained in an amount of 0.05% or more (preferably 0.07% or more, more preferably 0.09% or more) in order to ensure sufficient strength. However, if the amount is too large, the reverse V segregation becomes remarkable and a clean steel ingot cannot be obtained. Therefore, it is necessary to make it 0.40% or less (preferably 0.37% or less, more preferably 0.34% or less). .

Mn:0.20〜1.2%
Mnも焼き入れ性を高めると共に強度向上に寄与する元素であり、十分な強度と焼き入れ性を確保するには0.20%以上(好ましくは0.25%以上、さらに好ましくは0.30%以上)含有させる必要がある。しかしながら、Mn含有量が過剰になると逆V偏析を助長するので、1.2%以下(好ましくは1.1%以下、さらに好ましくは1.0%以下)にする必要がある。
Mn: 0.20 to 1.2%
Mn is also an element that improves the hardenability and contributes to the improvement of strength, and 0.20% or more (preferably 0.25% or more, more preferably 0.30%) to ensure sufficient strength and hardenability. Above) It is necessary to contain. However, if the Mn content is excessive, reverse V segregation is promoted, so it is necessary to make it 1.2% or less (preferably 1.1% or less, more preferably 1.0% or less).

Ni:2.5〜4.0%
Niは鍛鋼品用鋼として汎用されているCr−Mo系鋼の強度や靭性を高めると共に、焼き入れ性の向上にも有効な元素であり、引張強度1000MPa以上の高級Cr−Mo系鍛造用鋼に必須な元素であり、2.5%以上(好ましくは2.6%以上、さらに好ましくは2.7%以上)含有させる必要がある。しかし、Niは高価な元素であることから、工業的な観点から4.0%以下(好ましくは3.8%以下、さらに好ましくは3.6%以下)にする。
Ni: 2.5-4.0%
Ni is an element effective for improving the hardenability as well as enhancing the strength and toughness of Cr-Mo steels that are widely used as steels for forgings. High-grade Cr-Mo forging steels having a tensile strength of 1000 MPa or more. It is an essential element for the element and needs to be contained in an amount of 2.5% or more (preferably 2.6% or more, more preferably 2.7% or more). However, since Ni is an expensive element, it is made 4.0% or less (preferably 3.8% or less, more preferably 3.6% or less) from an industrial viewpoint.

Cr:1.0〜3.0%
Crは焼き入れ性を高めると共に靭性を向上させる有効な元素であり、それらの効果を発揮させるには1.0%以上(好ましくは1.2%以上、さらに好ましくは1.4%以上)含有させる。しかしながら、過剰に含有させると逆V偏析を助長して高清浄鋼の製造を困難にするので、3.0%以下(好ましくは2.8%以下、さらに好ましくは2.6%以下)とする。
Cr: 1.0-3.0%
Cr is an effective element that enhances hardenability and improves toughness. In order to exert these effects, 1.0% or more (preferably 1.2% or more, more preferably 1.4% or more) is contained. Let However, if excessively contained, it promotes reverse V segregation and makes it difficult to produce highly clean steel, so it is 3.0% or less (preferably 2.8% or less, more preferably 2.6% or less). .

Mo:0.20〜0.70%
Moは焼き入れ性、強度、靭性の向上に有効に作用する元素であり、それらの作用を有効に発揮するには0.20%以上(好ましくは0.25%以上、さらに好ましくは0.30%以上)含有させることが望ましく、これよりも少なくなると逆V偏析を助長することになるので好ましくない。しかしながら、Mo含有量が過剰になると、鋼塊中のミクロ偏析を助長することになり、またMoは重い元素であり、重量偏析が発生しやすくなるので、0.70%以下(好ましくは0.65%以下、さらに好ましくは0.60%以下)とする。
Mo: 0.20 to 0.70%
Mo is an element that effectively works to improve hardenability, strength, and toughness, and 0.20% or more (preferably 0.25% or more, more preferably 0.30) in order to effectively exhibit these actions. % Or more), and if it is less than this, reverse V segregation is promoted, which is not preferable. However, when the Mo content is excessive, micro segregation in the steel ingot is promoted, and Mo is a heavy element and weight segregation is likely to occur. 65% or less, more preferably 0.60% or less).

V:0.05〜0.25%
Vは少量で焼き入れ性、強度を向上させるのに有効に作用する元素であり、こうした効果を発揮させるためには0.05%以上(好ましくは0.06%以上、さらに好ましくは0.07%以上)含有させる。しかしながら、Vは平衡分配係数が低いので、過剰に含有させるとミクロ偏析(正常偏析)が発生しやすくなるので、0.25%以下(好ましくは0.22%以下、さらに好ましくは0.19%以下)とする。
V: 0.05-0.25%
V is an element that effectively acts to improve the hardenability and strength in a small amount, and 0.05% or more (preferably 0.06% or more, more preferably 0.07%) in order to exert such effects. % Or more). However, since V has a low equilibrium partition coefficient, microsegregation (normal segregation) is liable to occur if it is excessively contained, so 0.25% or less (preferably 0.22% or less, more preferably 0.19%). The following.

Al:0.2%以下(0%を含まない)
Alは、製鋼工程における脱酸元素として用いる元素である。しかし、Alは、AlN等の形態でNを固定し、NおよびV等の配合による鋼の強化作用を阻害する他、種々の元素とも結合し、非金属介在物や金属間化合物を生成し、鋼の靭性を低下させる場合もあるので、好ましくは、例えば0.1%以下、より好ましくは0.05%以下とする。0.01〜0.03%であることが多い。
Al: 0.2% or less (excluding 0%)
Al is an element used as a deoxidizing element in the steel making process. However, Al fixes N in the form of AlN and the like, and inhibits the strengthening action of steel by blending N and V, etc., and also binds with various elements to generate non-metallic inclusions and intermetallic compounds, Since the toughness of the steel may be lowered, it is preferably 0.1% or less, more preferably 0.05% or less, for example. Often 0.01-0.03%.

本発明で使用される一体型クランク軸の好ましい基本成分は上記の通りであり、残部成分は実質的に鉄であるが、該一体型クランク軸には微量の不可避的不純物(例えば、P,S,O,N等)の含有が許容される。   The preferred basic components of the integral crankshaft used in the present invention are as described above, and the remaining component is substantially iron. However, the integral crankshaft has a small amount of inevitable impurities (for example, P, S). , O, N, etc.) are allowed.

(引張強度1000MPa以上)
一体型クランク軸に要求される強度を満足するため、引張強度を1000MPa以上とする。好ましくは1020MPa以上、さらに好ましくは1040MPa以上である。このような高強度化は、基本的には、Ni濃度を2.5%以上とすることにより達成し得るが、上述したように多気筒エンジン用一体型クランク軸においては、高濃度Niの存在と相俟って旧γ粒の粗大化(靭性の低下)を招きやすくなる強度領域である。
(Tensile strength 1000MPa or more)
In order to satisfy the strength required for the integrated crankshaft, the tensile strength is set to 1000 MPa or more. Preferably it is 1020 MPa or more, more preferably 1040 MPa or more. Such high strength can be basically achieved by setting the Ni concentration to 2.5% or more. However, as described above, in the integrated crankshaft for a multi-cylinder engine, the presence of high concentration Ni is present. This is a strength region that tends to cause coarsening of old γ grains (decrease in toughness).

(旧γ粒の粒度番号で6以上)
一体型クランク軸において、シャルピー衝撃試験における吸収エネルギー値が高いことは勿論必要であるが、靭性の信頼性をより高めるためには、靭性と関連の深い旧オーステナイト粒の結晶粒径を小さくしておくことが望ましい。従来の多気筒エンジン用一体型クランク軸では、上述したように、高濃度Niの存在の下ではオーステナイト粒が粗大化していた。本発明では、例えば上記したような焼入れ・焼戻し処理前の残留オーステナイト粒の分解により、一体型クランク軸における旧オーステナイト粒の結晶粒度をASTMによる粒度番号で6以上、好ましくは6.5以上、より好ましくは7以上とすることができるものである。
(The old γ grain size number is 6 or more)
In the integrated crankshaft, it is of course necessary that the absorbed energy value in the Charpy impact test is high, but in order to increase the reliability of toughness, the crystal grain size of the prior austenite grains, which are closely related to toughness, is reduced. It is desirable to keep it. In the conventional integrated crankshaft for a multi-cylinder engine, as described above, austenite grains are coarsened in the presence of high concentration Ni. In the present invention, for example, due to the decomposition of residual austenite grains before quenching and tempering treatment as described above, the grain size number of prior austenite grains in the integrated crankshaft is 6 or more, preferably 6.5 or more in terms of ASTM grain size number. Preferably it can be 7 or more.

(製造例)
本発明に係る一体型クランク軸の製法として、例えば次の方法が説明される。まず電気炉などで上記の所定成分組成の鋼を溶製する工程→真空精錬などによりS(硫黄)等の不純元素やO(酸素)等のガス成分を除去する工程→造塊する工程→鋼塊を加熱してから素材鍛造を行なう工程→加熱して多気筒エンジン用一体型クランク軸の形状に鍛造(2箇所以上にスロー部を成形)する工程→残留オーステナイト粒を分解する工程→焼入れ・焼戻し処理して硬質化する工程→仕上げ機械加工工程を順次実施すればよい。
(Production example)
As a manufacturing method of the integrated crankshaft according to the present invention, for example, the following method will be described. First, the process of melting steel with the above-mentioned predetermined composition in an electric furnace, etc. → The process of removing impure elements such as S (sulfur) and gas components such as O (oxygen) by vacuum refining → The process of ingoting → Steel The process of forging the material after heating the lump → The process of forging into the shape of an integral crankshaft for a multi-cylinder engine (forming the throw part at two or more locations) → The process of decomposing residual austenite grains → Quenching / The step of hardening by tempering and then the finishing machining step may be performed sequentially.

鋳造は、大型の鍛造用鋼の場合は主としてインゴット鋳造が採用されるが、大きさによっては連続鋳造法を採用することも可能である。   In the case of large-sized forging steel, ingot casting is mainly employed for casting, but depending on the size, a continuous casting method can also be employed.

多気筒エンジン用一体型クランク軸への鍛造加工法としては、自由鍛造法(クランクアームとクランクピンを一体としたブロックとして鍛造し、ガス切断および機械加工によって一体型クランク軸形状に仕上る方法)と、R.R.およびT.R.鍛造法(鋼塊の軸心が一体型クランク軸の軸心部となる様に鍛造加工し、中心偏析により特性の劣化を起こし易い部分を一体型クランク軸の全ての軸心部となる様に一体に鍛造加工する方法)が例示されるが、特に後者の鍛造法を採用すれば、シャフト表層側を清浄度の高い部分で占めさせることができ、強度や疲労特性に優れた一体型クランク軸が得られ易いので好ましい。こうして得られた一体型クランク軸は、船舶用または発電機に使用される多気筒エンジン用一体型クランク軸として有用である。   As a forging method to an integrated crankshaft for a multi-cylinder engine, a free forging method (a method of forging as a block in which a crank arm and a crankpin are integrated and finishing into an integrated crankshaft shape by gas cutting and machining) and , R. R. And T. R. Forging method (Forging process so that the axis of the steel ingot becomes the center of the integrated crankshaft, and the parts that are susceptible to deterioration of characteristics due to center segregation become all the cores of the integrated crankshaft. For example, when the latter forging method is adopted, the shaft surface layer side can be occupied by a portion with high cleanliness, and the integrated crankshaft has excellent strength and fatigue characteristics. Is easy to obtain. The integrated crankshaft thus obtained is useful as an integrated crankshaft for a multi-cylinder engine used for ships or generators.

上記のように、一体型クランク軸への鍛造加工後、焼入れ・焼戻し処理前に、一体型クランク軸に含まれる残留γを分解する工程を実施することが重要なポイントであるが、残留γの分解方法には例えば次の2つが挙げられる。   As described above, it is important to carry out the process of decomposing the residual γ contained in the integrated crankshaft after forging to the integrated crankshaft and before quenching / tempering treatment. Examples of the decomposition method include the following two methods.

1.サブゼロ処理
一体型クランク軸の形状への鍛造加工後、焼入れ・焼戻し処理前に、サブゼロ処理を施すことにより、一体型クランク軸に残存する不安定な残留オーステナイトをマルテンサイト変態させることができる。残留オーステナイトを分解することが目的であり、サブゼロ処理の温度や時間は特に制限されないが、温度は例えばマイナス50℃以下、好ましくはマイナス100℃以下、より好ましくはマイナス150℃以下である。処理時間は、例えば20分以上、好ましくは40分以上、より好ましくは1時間以上である。
1. Sub-zero treatment By performing sub-zero treatment after forging into the shape of the integrated crankshaft and before quenching and tempering treatment, unstable residual austenite remaining in the integrated crankshaft can be transformed into martensite. The purpose is to decompose residual austenite, and the temperature and time of the subzero treatment are not particularly limited, but the temperature is, for example, minus 50 ° C. or less, preferably minus 100 ° C. or less, more preferably minus 150 ° C. or less. The treatment time is, for example, 20 minutes or longer, preferably 40 minutes or longer, more preferably 1 hour or longer.

2.時効処理
一体型クランク軸の形状への鍛造加工後、焼入れ・焼戻し工程前に、A変態点以下の加熱処理(時効処理)を行うことにより、残留オーステナイトをセメンタイトに分解することができる。サブゼロ処理と同様に、残留オーステナイトを分解することが目的であり、時効処理の温度や時間は特に制限されないが、例えば600℃以上、好ましくは625℃以上、より好ましくは650℃以上で、例えば20分以上、好ましくは40分以上、より好ましくは1時間以上保持する。
2. After forging to shape the aging solid type crankshaft, before quenching and tempering step, by performing the A 1 transformation point or less of the heat treatment (aging treatment), it is possible to decompose the residual austenite to cementite. Similar to the sub-zero treatment, the purpose is to decompose residual austenite, and the temperature and time of the aging treatment are not particularly limited, but for example, 600 ° C. or higher, preferably 625 ° C. or higher, more preferably 650 ° C. or higher, for example 20 Hold for at least minutes, preferably at least 40 minutes, more preferably at least 1 hour.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

実施例
下記表1に示した成分の鋼種A(高Ni材)を溶製し、クランク軸の鍛造工程を模擬して1280℃で9時間の加熱処理を行い、これを炉冷することにより多数の試料片を作製した。その後、焼入れ・焼戻し処理の前に、下記表2に示す通り一部試料については時効処理(実験番号1〜9)、他の一部試料についてはサブゼロ処理(実験番号10〜15)、残りの試料については時効処理もサブゼロ処理も行わず、そのまま焼入れ・焼戻し処理を行った(実験番号16〜18)。なお、実験番号10〜12は、液体窒素を用いてサブゼロ処理を行っており、表2の残留γの分解工程の温度を「−196℃」と表示している。
Example Steel type A (high Ni material) having the components shown in Table 1 below was melted, heat treatment was performed at 1280 ° C. for 9 hours, simulating the forging process of the crankshaft, and many of these were cooled in the furnace. A sample piece was prepared. Then, before quenching and tempering treatment, as shown in Table 2 below, some samples are subjected to aging treatment (experiment numbers 1 to 9), other partial samples are subjected to subzero treatment (experiment numbers 10 to 15), and the rest The sample was subjected to quenching and tempering treatment without any aging treatment or subzero treatment (Experiment Nos. 16 to 18). In Experiment Nos. 10 to 12, sub-zero treatment is performed using liquid nitrogen, and the temperature of the decomposition process of residual γ in Table 2 is indicated as “−196 ° C.”.

時効処理又はサブゼロ処理の後であって焼入れ・焼戻し処理の前(時効処理もサブゼロ処理も行わなかった試料片については、焼入れ・焼戻し処理の前)、X線結晶構造解析により試料内に存在する相の解析を行った。解析結果の中で、特に残留オーステナイトの有無について表2に記した。なお、X線結晶構造解析は、「X線回折ハンドブック」(株式会社リガク発行,1998年2月21日,初版)に記載された方法に従い、残留オーステナイトの検出量が1体積%超であれば残留オーステナイト「有り」と判断し、検出量が1体積%以下であれば、残留オーステナイト「無し」と判定した。   After aging treatment or sub-zero treatment and before quenching / tempering treatment (before quenching / tempering treatment for specimens that have not been subjected to aging treatment or sub-zero treatment), exist in the sample by X-ray crystal structure analysis Phase analysis was performed. Among the analysis results, the presence or absence of retained austenite is shown in Table 2. The X-ray crystal structure analysis is carried out according to the method described in “X-ray Diffraction Handbook” (published by Rigaku Corporation, February 21, 1998, first edition) if the detected amount of retained austenite exceeds 1% by volume. It was determined that there was residual austenite, and if the detected amount was 1% by volume or less, it was determined that there was no residual austenite.

その後にクランク軸の強度を確保するための調質処理(焼入れ・焼戻し処理)を行った。焼入れ条件については、表2に併せて記している。   After that, tempering treatment (quenching / tempering treatment) was performed to ensure the strength of the crankshaft. The quenching conditions are also shown in Table 2.

焼入れ・焼戻し処理の後に実験番号1〜18の試料の各々から更に一部試料については組織観察を行い、旧オーステナイト粒径をASTM(E 112)による粒度番号で評価した。   After quenching and tempering treatment, a part of each sample of Experiment Nos. 1 to 18 was further subjected to structure observation, and the prior austenite particle size was evaluated by the particle size number according to ASTM (E 112).

また試料の他の一部は、600℃で10時間の焼戻しの後、引張試験を行い、引張強度を測定して、強度が1000MPa以上確保されているかを評価した。試験方法は、2000年発行のJISハンドブックに記載の「JIS Z2241」に基づく。試験片形状は「JIS Z2201」の14号試験片である。   Another part of the sample was subjected to a tensile test after tempering at 600 ° C. for 10 hours, and the tensile strength was measured to evaluate whether the strength was secured to 1000 MPa or more. The test method is based on “JIS Z2241” described in the JIS handbook issued in 2000. The test piece shape is a No. 14 test piece of “JIS Z2201”.

また一部の実験においてシャルピー衝撃試験を行い吸収エネルギー(vE)の測定を行った(単位はJ)。試験方法は2000年発行のJISハンドブックに記載の「JIS Z2242」に基づく。試験片形状は「JIS Z2202」の2mmVノッチである。吸収エネルギー値は、30J以上を合格の基準とした。   In some experiments, Charpy impact test was performed to measure the absorbed energy (vE) (unit: J). The test method is based on “JIS Z2242” described in the JIS handbook issued in 2000. The specimen shape is a 2 mmV notch of “JIS Z2202”. The absorption energy value was determined to be 30 J or more as a pass criterion.

比較例
上記表1に示した成分の鋼種B(低Ni材)を溶製し、その後は上記実施例と同様の試験片の作製、及び特性評価を行った。但し、熱処理等の諸条件は表2の試験番号19〜21として示した通りである。
Comparative Example Steel type B (low Ni material) having the components shown in Table 1 was melted, and thereafter, the same test pieces as those in the above examples were prepared and the characteristics were evaluated. However, various conditions such as heat treatment are as shown as test numbers 19 to 21 in Table 2.

[考察]
表2から、本発明の高Ni材(実験番号1〜6,10〜12)においては、1050MPa以上の強度が確保され、しかも旧オーステナイト粒の結晶粒度がASTM粒度番号で6以上であり、多気筒エンジン用一体型クランク軸においては従来可能ではなかった組織の微細化が実現した。
[Discussion]
From Table 2, in the high Ni material of the present invention (experiment numbers 1 to 6, 10 to 12), a strength of 1050 MPa or more is ensured, and the crystal grain size of the prior austenite grains is 6 or more in terms of ASTM grain size number. In the integrated crankshaft for cylinder engines, the miniaturization of the structure that was not possible in the past has been realized.

一方、高Ni材でも、旧オーステナイト粒の結晶粒度がASTM粒度番号で6未満のもの(実験番号7〜9,13〜18)では、吸収エネルギー値がいずれも30J未満であり、要求される靭性特性が得られなかった。   On the other hand, even in high Ni materials, when the crystal grain size of the prior austenite grains is less than 6 in ASTM grain size number (experiment numbers 7 to 9, 13 to 18), the absorbed energy values are all less than 30 J, and the required toughness Characteristics were not obtained.

他方、低Ni材(実験番号19〜21)では、クランク軸の強度1000MPa以上の要件がそもそも達成されなかった。そのため、シャルピー衝撃試験については実施しなかった。   On the other hand, with the low Ni material (experiment numbers 19 to 21), the requirement for the crankshaft strength of 1000 MPa or more was not achieved in the first place. Therefore, the Charpy impact test was not performed.

表2に示したように残留オーステナイトの分解には、時効処理およびサブゼロ処理を挙げたが、残留オーステナイトを分解できればよいのであって、応力導入による応力誘起変態による残留オーステナイトの分解も、旧オーステナイト粒の微細化には効果があると考えられる。   As shown in Table 2, aging treatment and sub-zero treatment were cited for the decomposition of residual austenite. However, it is only necessary that the residual austenite can be decomposed, and the decomposition of residual austenite by stress-induced transformation by stress introduction is also possible. It is thought that there is an effect in miniaturization.

また、時効処理において、上記実施例よりも低温であっても、その分長時間化すれば残留オーステナイトを分解させることはできる。また、仮にある条件で時効処理した際、残留オーステナイトが分解しなかったとしても、時効処理後にXRD等で、残留オーステナイトの分解の有無を評価し、分解が十分でなければ、さらに時効処理を追加して、残留オーステナイトが分解するまで熱処理を繰り返せば、その後の焼入れ・焼戻し処理によって粗大な旧オーステナイト粒の生成を防止できる。このように、時効条件については、1回に限らず多様な条件でこれを達成することができる。残留オーステナイトが分解したかどうかは、上記したように、XRDによる残留オーステナイトの検出量が1%超であれば残留オーステナイト「有り」と判断し、検出量が1%以下であれば、残留オーステナイト「無し」と判定する。サブゼロ処理についても時効処理と同様に、残留オーステナイトが「無し」と判断できる範囲で、温度或いは時間を適宜調整することができる。   Further, in the aging treatment, even if the temperature is lower than that in the above embodiment, the retained austenite can be decomposed if the time is increased accordingly. Also, even if residual austenite does not decompose when aging treatment is performed under certain conditions, the presence or absence of decomposition of residual austenite is evaluated by XRD after aging treatment. If the heat treatment is repeated until the residual austenite is decomposed, the formation of coarse prior austenite grains can be prevented by the subsequent quenching and tempering treatment. Thus, the aging condition can be achieved not only once but various conditions. As described above, whether or not the residual austenite has decomposed is determined as “existing” if the detected amount of residual austenite by XRD exceeds 1%, and if the detected amount is 1% or less, the residual austenite “ “None”. Similarly to the aging treatment, the temperature or time of the sub-zero treatment can be adjusted as appropriate within a range in which the retained austenite can be judged as “none”.

Claims (5)

C :0.30〜0.50%(質量%の意味、以下同じ)、
Si:0.05〜0.4%、
Mn:0.20〜1.2%、
Ni:2.5〜4.0%、
Cr:1.0〜3.0%、
Mo:0.20〜0.70%、
V :0.05〜0.25%、
Al:0.2%以下(0%を含まない)、
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、旧オーステナイト粒の結晶粒度がASTMによる粒度番号で6以上であり、引張強度が1000MPa以上であることを特徴とする多気筒エンジン用一体型クランク軸。
C: 0.30 to 0.50% (meaning mass%, hereinafter the same),
Si: 0.05-0.4%
Mn: 0.20 to 1.2%,
Ni: 2.5-4.0%,
Cr: 1.0-3.0%,
Mo: 0.20 to 0.70%,
V: 0.05-0.25%,
Al: 0.2% or less (excluding 0%),
, The balance is made of iron and inevitable impurities, the crystal grain size of the prior austenite grains is 6 or more in terms of ASTM grain size, and the tensile strength is 1000 MPa or more. axis.
ジャーナル径が100mm以上である請求項1に記載の一体型クランク軸。   The integral crankshaft according to claim 1, wherein the journal diameter is 100 mm or more. ディーゼルエンジンに用いられる請求項1または2に記載の一体型クランク軸。   The integral crankshaft according to claim 1 or 2 used for a diesel engine. 請求項1に記載の化学成分を有する鋼材を1150℃以上で5時間以上加熱し、2箇所以上にスロー部を成形する熱間塑性加工をした後、サブゼロ処理を施すことにより残留オーステナイトを1体積%以下とし、次に焼入れ・焼戻し処理を行う多気筒エンジン用一体型クランク軸の製造方法。   The steel material having the chemical component according to claim 1 is heated at 1150 ° C. or more for 5 hours or more, subjected to hot plastic forming to form a slow portion at two or more locations, and then subjected to sub-zero treatment to obtain 1 volume of retained austenite. % Or less, followed by quenching and tempering. 請求項1に記載の化学成分を有する鋼材を1150℃以上で5時間以上加熱し、2箇所以上にスロー部を成形する熱間塑性加工をした後、A変態点以下の温度で時効処理を施すことにより残留オーステナイトを1体積%以下とし、次に焼入れ・焼戻し処理を行う多気筒エンジン用一体型クランク軸の製造方法。 The steel material having the chemical component according to claim 1 is heated at 1150 ° C. or more for 5 hours or more, subjected to hot plastic working to form a slow portion at two or more locations, and then subjected to aging treatment at a temperature not higher than A 1 transformation point. A method for producing an integrated crankshaft for a multi-cylinder engine, wherein the residual austenite is reduced to 1% by volume or less by applying, followed by quenching and tempering.
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