JP5655366B2 - Bainite steel - Google Patents

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Description

本発明は、ベイナイト鋼に関するものである。   The present invention relates to bainite steel.

従来、各種の自動車用部品、機械構造用部品が熱間鍛造により製造されている。これら部品に対し、高強度、高靱性が求められる場合には、熱間鍛造をした後に調質処理が施されている。近年、自動車等は、低燃費化を達成するため車両の軽量化が強く求められており、そのために部品の小型化が指向されている。それに伴い、材料となる鋼材には、耐力比、耐久比のさらなる向上が求められている。   Conventionally, various automobile parts and machine structural parts are manufactured by hot forging. When high strength and high toughness are required for these parts, tempering is performed after hot forging. In recent years, automobiles and the like have been strongly demanded to reduce the weight of vehicles in order to achieve low fuel consumption, and for this reason, miniaturization of parts is directed. Along with this, further improvement in the yield strength ratio and durability ratio is required for steel materials.

鋼材の耐力比、耐久比を高めるためには、焼入れ焼戻しによる調質処理を施し、鋼材の組織をマルテンサイト組織にすることが有効である。しかし、マルテンサイト組織は非常に硬いため、鋼材の被削性が低下する。そこで、熱間鍛造後に機械加工を施し、その後に焼入れ焼戻しによる調質処理を施すことが考えられる。ところが、この場合には、調質処理による熱処理歪や膨張により、所望形状が維持できず、結局のところ、追加の機械加工が必要となる。それ故、やはり被削性の問題が発生する。   In order to increase the yield strength ratio and durability ratio of a steel material, it is effective to perform a tempering treatment by quenching and tempering so that the steel material has a martensitic structure. However, since the martensite structure is very hard, the machinability of the steel material is lowered. Therefore, it is conceivable to perform machining after hot forging and then perform tempering by quenching and tempering. However, in this case, the desired shape cannot be maintained due to heat treatment distortion or expansion due to the tempering treatment, and eventually additional machining is required. Therefore, the problem of machinability still occurs.

そこで、マルテンサイト鋼より軟らかく、被削性に有利なベイナイト鋼について高強度化を図る試みがなされている。   Therefore, attempts have been made to increase the strength of bainite steel, which is softer than martensite steel and is advantageous for machinability.

例えば、特許文献1には、C:0.11〜0.60質量%、Si:0.03〜3.0質量%、Mn:0.01〜2.5質量%、Mo:0.3〜4.0質量%、V:0.05〜0.5質量%、Cr:0.1〜3.0質量%、残部がFeと不可避的不純物からなり、各成分間では、4C+Mn+0.7Cr+0.6Mo−0.2V≧2.5、C≧Mo/16+V/5.7、V+0.15Mo≧0.4を満たす関係が成立しており、圧延、鍛造、または、溶体化処理後に、温度800℃から300℃の間は0.05〜10℃/秒の平均冷却速度で冷却され、時効処理前においては、ベイナイト組織の面積率が50%以上で、かつ、硬さは40HRC以下であり、時効処理によって、硬さが時効処理前の硬さよりも7HRC以上高くなる時効硬化鋼が開示されている。   For example, in Patent Document 1, C: 0.11 to 0.60 mass%, Si: 0.03 to 3.0 mass%, Mn: 0.01 to 2.5 mass%, Mo: 0.3 to 4.0% by mass, V: 0.05 to 0.5% by mass, Cr: 0.1 to 3.0% by mass, the balance is Fe and inevitable impurities, and between each component, 4C + Mn + 0.7Cr + 0.6Mo A relationship satisfying −0.2 V ≧ 2.5, C ≧ Mo / 16 + V / 5.7, V + 0.15Mo ≧ 0.4 is established, and after rolling, forging, or solution treatment, the temperature starts from 800 ° C. It is cooled at an average cooling rate of 0.05 to 10 ° C./sec during 300 ° C., and before the aging treatment, the area ratio of the bainite structure is 50% or more and the hardness is 40 HRC or less. Aged hardened steel whose hardness is higher by 7 HRC or more than the hardness before aging treatment It is shown.

特開2006−37177号公報JP 2006-37177 A

しかしながら、従来のベイナイト鋼は、未だ改良の余地があった。すなわち、従来のベイナイト鋼は、時効処理により硬さを増加せしめることができるが、熱間鍛造性、熱間鍛造後の被削性を両立させることが困難であった。   However, the conventional bainite steel still has room for improvement. That is, the conventional bainite steel can be increased in hardness by aging treatment, but it is difficult to achieve both hot forgeability and machinability after hot forging.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、熱間鍛造性、熱間鍛造後の被削性に優れ、被削後に時効硬化によって高強度化を図ることが可能なベイナイト鋼を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved by the present invention is excellent in hot forgeability and machinability after hot forging, and is improved in strength by age hardening after machining. It is to provide a bainite steel that can be achieved.

本発明に係るベイナイト鋼は、質量%で、C:0.14〜0.35%、Si:0.05〜0.70%、Mn:1.10〜2.30%、S:0.003〜0.120%、Cu:0.0〜0.40%、Ni:0.01〜0.40%、Cr:0.01〜0.50%、Mo:0.01〜0.30%、および、V:0.05〜0.45%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、13[C]+8[Si]+10[Mn]+3[Cu]+3[Ni]+22[Mo]+11[V]≦30、5[C]+[Si]+2[Mn]+3[Cr]+2[Mo]+4[V]≦7.3、2.4≦0.3[C]+1.1[Mn]+0.2[Cu]+0.2[Ni]+1.2[Cr]+1.1[Mo]+0.2[V]≦3.1、2.5≦[C]+[Si]+4[Mo]+9[V]、[C]≧[Mo]/16+[V]/3を満たすことを要旨とする。 The bainite steel according to the present invention is mass%, C: 0.14 to 0.35%, Si: 0.05 to 0.70%, Mn: 1.10 to 2.30%, S: 0.003. ~0.120%, Cu: 0.0 5 ~0.40 %, Ni: 0.01~0.40%, Cr: 0.01~0.50%, Mo: 0.01~0.30% And V: 0.05 to 0.45%, with the balance being Fe and inevitable impurities, 13 [C] +8 [Si] +10 [Mn] +3 [Cu] +3 [Ni] +22 [Mo ] +11 [V] ≦ 30, 5 [C] + [Si] +2 [Mn] +3 [Cr] +2 [Mo] +4 [V] ≦ 7.3, 2.4 ≦ 0.3 [C] +1.1 [Mn] +0.2 [Cu] +0.2 [Ni] +1.2 [Cr] +1.1 [Mo] +0.2 [V] ≦ 3.1, 2.5 ≦ [C] + [Si] +4 Mo] +9 [V], and subject matter to meet the [C] ≧ [Mo] / 16 + [V] / 3.

本発明に係るベイナイト鋼は、さらに、質量%で、Ti:0.001〜0.100%、および、Ca:0.0003〜0.0100%から選択される1種または2種以上を含有していても良い。   The bainite steel according to the present invention further contains one or more kinds selected from Ti: 0.001 to 0.100% and Ca: 0.0003 to 0.0100% in mass%. May be.

本発明に係るベイナイト鋼は、上述した特定元素を特定範囲で含有し、特定の式を満足している。そのため、熱間鍛造性に優れ、熱間鍛造後、時効処理前における被削性にも優れる。そして、被削後に時効処理を施せば、時効硬化により硬くなり、マルテンサイト鋼並の耐力比、耐久比が得られ、高強度化を図ることができる。また、本発明に係るベイナイト鋼は、時効処理により組織変態がほとんど生じないことから熱処理歪が生じず、寸法精度の低下も抑制することができる。   The bainite steel according to the present invention contains the above-described specific element in a specific range and satisfies a specific formula. Therefore, it is excellent in hot forgeability and excellent in machinability after hot forging and before aging treatment. And if an aging treatment is performed after cutting, it becomes hard by age hardening, yield strength ratio and durability ratio comparable to martensitic steel can be obtained, and high strength can be achieved. Moreover, since the bainite steel according to the present invention hardly undergoes the structural transformation by the aging treatment, the heat treatment strain does not occur, and the deterioration of the dimensional accuracy can be suppressed.

以下、本発明に係るベイナイト鋼(以下、「本ベイナイト鋼」ということがある。)について詳細に説明する。本ベイナイト鋼は、以下の元素を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる。また、特定の関係式を満たす。   Hereinafter, bainite steel according to the present invention (hereinafter sometimes referred to as “main bainite steel”) will be described in detail. This bainite steel contains the following elements, and the balance consists of Fe and inevitable impurities. Moreover, a specific relational expression is satisfied.

本ベイナイト鋼における各添加元素の種類、含有量、限定理由ならびに各関係式の技術的意義などは以下の通りである。なお、含有量の単位は、質量%である。   The types, contents, reasons for limitation, and technical significance of each relational expression of each additive element in the bainite steel are as follows. In addition, the unit of content is mass%.

C:0.14〜0.35%
Cは、強度を確保するために必要な元素であるとともに、時効処理によりMo、Vの炭化物を析出させ、鋼材芯部の強度を高める。その効果を得るため、C含有量の下限を0.14%以上とする。C含有量の下限は、好ましくは0.15%以上、より好ましくは0.16%以上である。
C: 0.14-0.35%
C is an element necessary for ensuring strength, and precipitates carbides of Mo and V by aging treatment to increase the strength of the steel core. In order to obtain the effect, the lower limit of the C content is 0.14% or more. The lower limit of the C content is preferably 0.15% or more, more preferably 0.16% or more.

しかしながら、Cの過剰添加は、熱間鍛造性を損ねるとともに、熱間鍛造後の硬さ(切削加工前の素材の硬さ)が過剰となり、切削加工性を劣化させる。よって、C含有量の上限を0.35%以下とする。C含有量の上限は、好ましくは0.30%以下、より好ましくは0.28%以下である。   However, excessive addition of C impairs hot forgeability and excessively increases the hardness after hot forging (the hardness of the material before cutting), thereby degrading the machinability. Therefore, the upper limit of the C content is set to 0.35% or less. The upper limit of the C content is preferably 0.30% or less, more preferably 0.28% or less.

Si:0.05〜0.70%
Siは、鋼溶製時の脱酸剤として機能するとともに、時効硬化特性を高める。その効果を得るため、Si含有量の下限を0.05%以上とする。Si含有量の下限は、好ましくは0.07%以上、より好ましくは0.10%以上である。
Si: 0.05 to 0.70%
Si functions as a deoxidizer during steel melting, and enhances age hardening characteristics. In order to obtain the effect, the lower limit of the Si content is set to 0.05% or more. The lower limit of the Si content is preferably 0.07% or more, more preferably 0.10% or more.

しかしながら、Siの過剰添加は、熱間鍛造性を損ねるとともに、製造性を低下させる。また、熱間鍛造後の硬さが過剰となり、切削加工性を劣化させる。よって、Si含有量の上限を0.70%以下とする。Si含有量の上限は、好ましくは0.65%以下、より好ましくは0.60%以下である。   However, excessive addition of Si impairs hot forgeability and decreases manufacturability. Moreover, the hardness after hot forging becomes excessive, and the machinability is deteriorated. Therefore, the upper limit of the Si content is set to 0.70% or less. The upper limit of the Si content is preferably 0.65% or less, more preferably 0.60% or less.

Mn:1.10〜2.30%
Mnは、本発明において重要な役割を果たす元素であり、熱間鍛造後の組織においてベイナイト組織を生成させるために不可欠な元素である。また、Mnは、被削性向上に寄与するMn系硫化物を形成させるために必須の元素でもある。その効果を得るため、Mn含有量の下限を1.10%以上とする。Mn含有量の下限は、好ましくは1.30%以上、より好ましくは1.40%以上である。
Mn: 1.10 to 2.30%
Mn is an element that plays an important role in the present invention, and is an indispensable element for generating a bainite structure in the structure after hot forging. Mn is also an essential element for forming Mn-based sulfides that contribute to improved machinability. In order to obtain the effect, the lower limit of the Mn content is set to 1.10% or more. The lower limit of the Mn content is preferably 1.30% or more, more preferably 1.40% or more.

しかしながら、Mnの過剰添加は、マルテンサイト組織を現出させやすくし、熱間鍛造後の硬さを高めて被削性の低下を招く。さらに、熱間鍛造性も損ねる。よって、Mn含有量の上限を2.30%以下とする。Mn含有量の上限は、好ましくは2.10%以下、より好ましくは2.00%以下である。   However, excessive addition of Mn facilitates the appearance of a martensite structure, increases the hardness after hot forging, and causes a decrease in machinability. Furthermore, hot forgeability is also impaired. Therefore, the upper limit of the Mn content is 2.30% or less. The upper limit of the Mn content is preferably 2.10% or less, more preferably 2.00% or less.

S:0.003〜0.120%
Sは、Mnとともに被削性向上に寄与するMn系硫化物の生成に必要な元素である。その効果を得るため、S含有量の下限を0.003%以上とする。S含有量の下限は、好ましくは0.005%以上、より好ましくは0.010%以上である。
S: 0.003-0.120%
S is an element necessary for producing Mn-based sulfides that contribute to improvement of machinability together with Mn. In order to obtain the effect, the lower limit of the S content is set to 0.003% or more. The lower limit of the S content is preferably 0.005% or more, more preferably 0.010% or more.

しかしながら、Sの過剰添加は、鋼の靭性と延性を損ねるほか、熱間鍛造時に割れ等を生じさせやすくする。また、高強度鋼においては介在物が疲労破壊の起点となり、疲労特性を低下させる。よって、S含有量の上限を0.120%以下とする。S含有量の上限は、好ましくは0.100%以下、より好ましくは0.07%以下である。   However, excessive addition of S not only impairs the toughness and ductility of the steel, but also tends to cause cracks during hot forging. In addition, in high-strength steel, inclusions become the starting point of fatigue failure, which deteriorates fatigue characteristics. Therefore, the upper limit of the S content is 0.120% or less. The upper limit of the S content is preferably 0.100% or less, more preferably 0.07% or less.

Cu:0.01〜0.40%
Cuは、Mnと同様に、ベイナイト組織を生成させるために不可欠な元素である。その効果を得るため、Cu含有量の下限を0.01%以上とする。Cu含有量の下限は、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.10%以上である。
Cu: 0.01 to 0.40%
Cu, like Mn, is an indispensable element for generating a bainite structure. In order to obtain the effect, the lower limit of the Cu content is set to 0.01% or more. The lower limit of the Cu content is preferably 0.05% or more, more preferably 0.10% or more.

しかしながら、Cuの過剰添加は、熱間鍛造後の硬さを高めて被削性を低下させるだけでなく、熱間鍛造性も損ねる。さらに、コスト増にも繋がる。よって、Cu含有量の上限を0.40%以下とする。Cu含有量の上限は、好ましくは0.35%以下、より好ましくは0.30%以下である。   However, excessive addition of Cu not only increases the hardness after hot forging and lowers machinability, but also impairs hot forgeability. Furthermore, it leads to an increase in cost. Therefore, the upper limit of the Cu content is set to 0.40% or less. The upper limit of the Cu content is preferably 0.35% or less, more preferably 0.30% or less.

Ni:0.01〜0.40%
Niは、Mnと同様に、ベイナイト組織を生成させるために不可欠な元素である。その効果を得るため、Ni含有量の下限を0.01%以上とする。Ni含有量の下限は、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.10%以上である。
Ni: 0.01-0.40%
Ni, like Mn, is an indispensable element for generating a bainite structure. In order to obtain the effect, the lower limit of the Ni content is set to 0.01% or more. The lower limit of the Ni content is preferably 0.05% or more, more preferably 0.10% or more.

しかしながら、Niの過剰添加は、熱間鍛造後の硬さを高めて被削性を低下させるだけでなく、熱間鍛造性も損ねる。さらに、コスト増にも繋がる。よって、Ni含有量の上限を0.40%以下とする。Ni含有量の上限は、好ましくは0.35%以下、より好ましくは0.30%以下である。   However, excessive addition of Ni not only increases the hardness after hot forging and decreases machinability, but also deteriorates hot forgeability. Furthermore, it leads to an increase in cost. Therefore, the upper limit of the Ni content is set to 0.40% or less. The upper limit of the Ni content is preferably 0.35% or less, more preferably 0.30% or less.

Cr:0.01〜0.50%
Crは、Mnと同様に、ベイナイト組織を生成させるために不可欠な元素である。ベイナイト組織を安定に生成させるため、Cr含有量の下限を0.01%以上とする。Cr含有量の下限は、好ましくは0.02%以上、より好ましくは0.05%以上である。
Cr: 0.01 to 0.50%
Cr, like Mn, is an essential element for generating a bainite structure. In order to stably generate a bainite structure, the lower limit of the Cr content is set to 0.01% or more. The lower limit of the Cr content is preferably 0.02% or more, more preferably 0.05% or more.

しかしながら、Crの過剰添加は、熱間鍛造後の硬さを高めて被削性を低下させる。また、熱間鍛造性も損ねる。よって、Cr含有量の上限を0.50%以下とする。Cr含有量の上限は、好ましくは0.50%未満である。   However, excessive addition of Cr increases the hardness after hot forging and reduces the machinability. Moreover, hot forgeability is also impaired. Therefore, the upper limit of the Cr content is 0.50% or less. The upper limit of the Cr content is preferably less than 0.50%.

Mo:0.01〜0.30%
Moは、本発明において重要な役割を果たす元素であり、時効硬化処理によって硬さを増加させ、かつ、ベイナイト組織を生成させるために不可欠な元素である。また、Mo、Vの炭窒化物を時効処理により析出させると、耐力比の向上、耐久比の向上に寄与するため、被削後の高強度化にとって重要な元素である。その効果を得るため、Mo含有量の下限を0.01%以上とする。Mo含有量の下限は、好ましくは0.02%以上、より好ましくは0.05%以上である。
Mo: 0.01-0.30%
Mo is an element that plays an important role in the present invention, and is an indispensable element for increasing the hardness by age hardening and for generating a bainite structure. In addition, precipitation of Mo and V carbonitrides by aging treatment contributes to improvement of the yield strength ratio and durability ratio, and is therefore an important element for increasing the strength after machining. In order to obtain the effect, the lower limit of the Mo content is set to 0.01% or more. The lower limit of the Mo content is preferably 0.02% or more, more preferably 0.05% or more.

しかしながら、Moの過剰添加は、熱間鍛造後の硬さを高めて被削性を低下させるだけでなく、熱間鍛造性も損ねる。さらに、コスト増にも繋がる。よって、Mo含有量の上限を0.30%以下とする。Mo含有量の上限は、好ましくは 0.30%未満である。   However, excessive addition of Mo not only increases the hardness after hot forging and decreases machinability, but also deteriorates hot forgeability. Furthermore, it leads to an increase in cost. Therefore, the upper limit of the Mo content is set to 0.30% or less. The upper limit of the Mo content is preferably less than 0.30%.

V:0.05〜0.45%
Vは、本発明において重要な役割を果たす元素であり、時効処理によって硬さを増加させ、かつ、ベイナイト組織を生成させるために不可欠な元素である。また、Mo、Vの炭窒化物を時効処理により析出させると、耐力比の向上、耐久比の向上に寄与するため、被削後の高強度化にとって重要な元素である。その効果を得るため、V含有量の下限を0.05%以上とする。V含有量の下限は、好ましくは0.07%以上、より好ましくは0.10%以上である。
V: 0.05 to 0.45%
V is an element that plays an important role in the present invention, and is an essential element for increasing the hardness by aging treatment and generating a bainite structure. In addition, precipitation of Mo and V carbonitrides by aging treatment contributes to improvement of the yield strength ratio and durability ratio, and is therefore an important element for increasing the strength after machining. In order to obtain the effect, the lower limit of the V content is set to 0.05% or more. The lower limit of the V content is preferably 0.07% or more, more preferably 0.10% or more.

しかしながら、Vの過剰添加は、熱間鍛造後の硬さを高めて被削性を低下させるだけでなく、熱間鍛造性も損ねる。さらに、コスト増にも繋がる。よって、V含有量の上限を0.45%以下とする。V含有量の上限は、好ましくは0.45%未満である。   However, excessive addition of V not only increases the hardness after hot forging and lowers machinability, but also impairs hot forgeability. Furthermore, it leads to an increase in cost. Therefore, the upper limit of V content is 0.45% or less. The upper limit of the V content is preferably less than 0.45%.

本ベイナイト鋼は、上述した必須元素に加えて、必要に応じて、以下の元素を1種または2種以上含有していても良い。   In addition to the essential elements described above, the bainite steel may contain one or more of the following elements as necessary.

Ti:0.001〜0.100%
Tiは、鋼中のOと結合して、微細な酸化物を形成する。これがMn系硫化物の析出に対し核として働く。そのため、Mn系硫化物を微細に分散させるのに役立つ。また、Tiは、鋼中のC、Nとも結合して、微細な窒化物あるいは炭窒化物を形成する。これが熱間鍛造時のオーステナイト結晶粒の粗大化を防止し、強度を向上させるのに寄与する。その効果を得るため、Ti含有量の下限を0.001%以上とする。Ti含有量の下限は、好ましくは0.002%以上、より好ましくは0.003%以上である。
Ti: 0.001 to 0.100%
Ti combines with O in the steel to form a fine oxide. This acts as a nucleus for the precipitation of Mn-based sulfides. Therefore, it helps to finely disperse the Mn-based sulfide. Ti also combines with C and N in the steel to form fine nitrides or carbonitrides. This contributes to preventing austenite crystal grains from coarsening during hot forging and improving strength. In order to obtain the effect, the lower limit of the Ti content is set to 0.001% or more. The lower limit of the Ti content is preferably 0.002% or more, more preferably 0.003% or more.

しかしながら、Tiは、鍛造冷却時にフェライト生成の核となり得るため、ベイナイト組織を得ることを前提にした場合には低減させることが望ましい。Tiの過剰添加は、粗大なTi窒化物を生成させ、これが応力集中源となって部品の疲労強度を却って低下させることに繋がる。また、フェライトを生成させやすくなるため、時効硬化特性を低下させ強度低下を招く。よって、Ti含有量の上限を0.100%以下とする。Ti含有量の上限は、好ましくは0.060%以下、より好ましくは0.020%以下である。   However, since Ti can become a core of ferrite formation during forging cooling, it is desirable to reduce it when it is assumed that a bainite structure is obtained. Excessive addition of Ti produces coarse Ti nitride, which becomes a stress concentration source and leads to a decrease in the fatigue strength of the part. Moreover, since it becomes easy to produce | generate a ferrite, an age hardening characteristic is reduced and a strength fall is caused. Therefore, the upper limit of Ti content is 0.100% or less. The upper limit of the Ti content is preferably 0.060% or less, more preferably 0.020% or less.

Ca:0.0003〜0.0100%
本ベイナイト鋼は、被削性向上元素として従来積極添加していたPbを低減し、具体的には不可避的不純物レベルの0.03質量%以下に留めるようにする。Caは、それによる被削性低下を補うために添加することができる元素である。また、Caは、その一部がMnS中に固溶し、熱間鍛造時の硫化物の変形を抑制するので、被削性向上に有利である。その効果を顕著なものとするため、Ca含有量の下限を0.0003%以上とする。Ca含有量の下限は、好ましくは0.0005%以上、より好ましくは0.0007%以上である。
Ca: 0.0003 to 0.0100%
This bainite steel reduces Pb which has been positively added as a machinability improving element in the past, and specifically keeps it to 0.03% by mass or less of the inevitable impurity level. Ca is an element that can be added in order to compensate for the machinability deterioration caused thereby. Further, Ca is advantageous because it partially dissolves in MnS and suppresses the deformation of sulfide during hot forging, so that it improves machinability. In order to make the effect remarkable, the lower limit of the Ca content is set to 0.0003% or more. The lower limit of the Ca content is preferably 0.0005% or more, more preferably 0.0007% or more.

しかしながら、Caの過剰添加は、Ca酸化物、CaSの巨大介在物を生成させて強度低下を招く。よって、Ca含有量の上限を0.0100%以下とする。Ca含有量の上限は、好ましくは0.0070%以下、より好ましくは0.0050%以下である。   However, excessive addition of Ca causes the formation of large inclusions of Ca oxide and CaS, leading to a decrease in strength. Therefore, the upper limit of the Ca content is 0.0100% or less. The upper limit of the Ca content is preferably 0.0070% or less, more preferably 0.0050% or less.

また、本ベイナイト鋼は、上述の効果が損なわれない範囲内で、例えば、Al、O、P、Nなどが含有されていても良い。   Further, the present bainite steel may contain, for example, Al, O, P, N, and the like within a range in which the above effects are not impaired.

Al:0.040%以下
Alは、脱酸剤として添加することもあるが、製鋼工程上不可避的不純物である。過剰なAlは粗大な酸化物の生成に繋がりやすく、これが応力集中源となって部品の疲労強度を低下させる。そのため、Al含有量の上限は、好ましくは0.040%以下、より好ましくは0.035%以下とする。
Al: 0.040% or less Al may be added as a deoxidizer, but is an unavoidable impurity in the steelmaking process. Excessive Al tends to lead to the formation of coarse oxides, which acts as a stress concentration source and reduces the fatigue strength of the part. Therefore, the upper limit of the Al content is preferably 0.040% or less, more preferably 0.035% or less.

O:0.008%以下
Oは、製鋼工程上不可避的不純物である。また、Oは、Alと結合して酸化物を形成し、これが応力集中源となって部品の疲労強度を低下させる。そのため、O含有量の上限は、好ましくは0.008%以下、より好ましくは0.006%以下とする。
O: 0.008% or less O is an unavoidable impurity in the steelmaking process. Further, O combines with Al to form an oxide, which becomes a stress concentration source and reduces the fatigue strength of the component. Therefore, the upper limit of the O content is preferably 0.008% or less, more preferably 0.006% or less.

一方、Tiを添加して被削性を向上させる場合、Tiの酸化物を形成することが有用である。その効果を得る観点から、O含有量の下限は、好ましくは0.0003%以上、より好ましくは0.0004%以上であると良い。   On the other hand, when Ti is added to improve machinability, it is useful to form an oxide of Ti. From the viewpoint of obtaining the effect, the lower limit of the O content is preferably 0.0003% or more, more preferably 0.0004% or more.

P:0.04%以下
Pは、製鋼工程上の不可避的不純物として混入しうる元素である。Pは、鋼の靭性を低下させるので、その含有率は、好ましくは0.04%以下、より好ましくは0.03%以下、さらに好ましくは0.02%以下である。
P: 0.04% or less P is an element that can be mixed as an inevitable impurity in the steelmaking process. Since P reduces the toughness of steel, its content is preferably 0.04% or less, more preferably 0.03% or less, and even more preferably 0.02% or less.

N:0.003〜0.025%
Nは、Alと結合して窒化物を形成し、この窒化物が微細に析出すると熱間鍛造時の結晶粒成長を抑制して強度向上に寄与する。このような効果を得るため、N含有量の下限を、好ましくは、0.003%以上とする。より好ましくは0.004%以上である。
N: 0.003 to 0.025%
N combines with Al to form a nitride, and when this nitride precipitates finely, it suppresses crystal grain growth during hot forging and contributes to strength improvement. In order to obtain such an effect, the lower limit of the N content is preferably 0.003% or more. More preferably, it is 0.004% or more.

しかしながら、Nを多量に添加してもその効果は飽和し、かえって粗大な炭窒化物が核となってフェライトを生成させやすくなり、時効硬化特性を低下させ強度低下を招く。そのため、N含有量の上限を、好ましくは0.025%以下とする。より好ましくは0.020%以下である。   However, even if N is added in a large amount, the effect is saturated. On the contrary, coarse carbonitride becomes a nucleus and it is easy to generate ferrite, and age hardening characteristics are lowered and strength is lowered. Therefore, the upper limit of the N content is preferably 0.025% or less. More preferably, it is 0.020% or less.

ここで、本ベイナイト鋼は、以下の関係式を満足する必要がある。なお、[X]は、元素Xの質量%を表す。   Here, the bainite steel needs to satisfy the following relational expression. [X] represents mass% of the element X.

13[C]+8[Si]+10[Mn]+3[Cu]+3[Ni]+22[Mo]+11[V]≦30
上記関係式は、熱間鍛造性と密接な関わりがある。すなわち、本ベイナイト鋼は、脱炭抑制を図りつつ変形抵抗を十分に低減し、所望の部品形状への加工を効率良く行なう観点から、好ましくは900〜1300℃(A1変態点以上)、より好ましくは950〜1200℃の温度範囲にて熱間鍛造を施すことが望ましい。時効硬化特性を得るためにMo、Vを多量添加すると、熱間鍛造時における熱間変形抵抗が高くなり加工効率を落としてしまう。したがって、これら元素を低減しつつ時効硬化量を得るための工夫が重要となる。また、500〜700℃の時効処理を行った際にマトリックス組織の硬さを低減させないようにするため、Siを添加し軟化抵抗性を向上させる方法もある。しかし、SiもMo程ではないが熱間変形抵抗を高めてしまう。また、本ベイナイト鋼においては、熱間鍛造後の組織をベイナイト単相(詳しくは、実施例にて後述)とするのが望ましい。そのためには、C、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo、Vを添加すると良いが、これら元素も熱間変形抵抗を高めてしまう。これら全てを勘案すると、上記関係式を満足することが必要となる。これにより、本ベイナイト鋼の熱間変形抵抗が、一般的な熱間鍛造非調質鋼の熱間変形抵抗である140MPaを下回ることが可能となり、加工効率の維持を図ることができるという意義がある。
13 [C] +8 [Si] +10 [Mn] +3 [Cu] +3 [Ni] +22 [Mo] +11 [V] ≦ 30
The above relational expression is closely related to hot forgeability. That is, the bainitic steel is preferably 900 to 1300 ° C. (A1 transformation point or higher), more preferably from the viewpoint of sufficiently reducing deformation resistance while suppressing decarburization and efficiently processing into a desired part shape. Is preferably hot forged in a temperature range of 950 to 1200 ° C. If a large amount of Mo or V is added to obtain age-hardening characteristics, the hot deformation resistance during hot forging increases and the processing efficiency is lowered. Therefore, the device for obtaining the age hardening amount while reducing these elements is important. There is also a method for improving softening resistance by adding Si so as not to reduce the hardness of the matrix structure when an aging treatment at 500 to 700 ° C. is performed. However, although Si is not as much as Mo, hot deformation resistance is increased. Moreover, in this bainite steel, it is desirable that the structure after hot forging is a bainite single phase (details will be described later in Examples). For that purpose, C, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V may be added, but these elements also increase the hot deformation resistance. Considering all of these, it is necessary to satisfy the above relational expression. As a result, the hot deformation resistance of the present bainite steel can be lower than 140 MPa, which is the hot deformation resistance of a general hot forged non-heat treated steel, and the significance of maintaining the working efficiency is significant. is there.

5[C]+[Si]+2[Mn]+3[Cr]+2[Mo]+4[V]≦7.3
上記関係式は、熱間鍛造後(時効処理前)の硬さと密接な関わりがある。すなわち、上述した化学組成を有する鋼の加熱、熱間鍛造加工、空冷工程を経た後の硬さは、その後の機械加工工程における被削性に大きな影響を与える。一般的に切削加工可能な硬さは300HV程度と言われており、本発明者らは鋭意検討した結果、上記関係式を満足させることにより、熱間鍛造後(時効処理前)の硬さを300HV以下にすることが可能なことを見出したのである。
5 [C] + [Si] +2 [Mn] +3 [Cr] +2 [Mo] +4 [V] ≦ 7.3
The above relational expression is closely related to the hardness after hot forging (before aging treatment). That is, the hardness of the steel having the above-described chemical composition after heating, hot forging, and air cooling greatly affects the machinability in the subsequent machining process. In general, it is said that the hardness that can be machined is about 300 HV. As a result of intensive studies, the present inventors have satisfied the above relational expression, thereby reducing the hardness after hot forging (before aging treatment). It has been found that it can be made 300 HV or less.

2.4≦0.3[C]+1.1[Mn]+0.2[Cu]+0.2[Ni]+1.2[Cr]+1.1[Mo]+0.2[V]≦3.1
上記関係式は、安定してベイナイト組織を得ることと密接な関わりがある。すなわち、熱間鍛造部品はその形状が複雑であり、部位により冷却速度が異なる。そのため、広い冷却範囲でベイナイト組織が得られることが望ましい。上記関係式を満たすことにより、安定してベイナイト組織を得ることが可能となる。本ベイナイト鋼は、その組織がベイナイト単相(詳しくは、実施例にて後述)であることが好ましい。
2.4 ≦ 0.3 [C] +1.1 [Mn] +0.2 [Cu] +0.2 [Ni] +1.2 [Cr] +1.1 [Mo] +0.2 [V] ≦ 3.1
The above relational expression is closely related to obtaining a stable bainite structure. That is, the hot forged part has a complicated shape, and the cooling rate varies depending on the part. Therefore, it is desirable to obtain a bainite structure in a wide cooling range. By satisfying the above relational expression, it becomes possible to stably obtain a bainite structure. The bainite steel preferably has a bainite single phase (details will be described later in Examples).

2.5≦[C]+[Si]+4[Mo]+9[V]、[C]≧[Mo]/16+[V]/3
上記関係式は、時効硬化特性と密接な関わりがある。すなわち、疲労強度を高めるためには時効硬化量を大きくする必要がある。そのため、本ベイナイト鋼は、上記関係式を満足している必要がある。なお、十分な時効硬化特性を得るためには、好ましくは500〜700℃、より好ましくは575〜675℃の温度範囲、好ましくは0.5〜10時間、より好ましくは1〜5時間の条件で時効処理することが望ましい。最も好ましくは、効率的に効果を得る観点から、625℃にて1〜4h時効処理すると良い。
2.5 ≦ [C] + [Si] +4 [Mo] +9 [V], [C] ≧ [Mo] / 16 + [V] / 3
The above relational expression is closely related to age hardening characteristics. That is, in order to increase the fatigue strength, it is necessary to increase the age hardening amount. Therefore, this bainite steel needs to satisfy the above relational expression. In order to obtain sufficient age-hardening properties, the temperature is preferably 500 to 700 ° C, more preferably 575 to 675 ° C, preferably 0.5 to 10 hours, more preferably 1 to 5 hours. Aging treatment is desirable. Most preferably, an aging treatment is performed at 625 ° C. for 1 to 4 hours from the viewpoint of efficiently obtaining the effect.

上述した本ベイナイト鋼は、具体的には、熱間鍛造部品、特にコネクティングロッド、ナックルアーム、コモンレール等の自動車部品などの用途に好適に用いることができる。   Specifically, the bainite steel described above can be suitably used for applications such as hot forged parts, particularly automobile parts such as connecting rods, knuckle arms, and common rails.

以下、本発明を実施例を用いてより具体的に説明する。
真空誘導炉にて表1および表2に示す各種化学成分の鋼の鋳塊50kgを溶製し、熱間鍛造をしてφ70mmの棒鋼とした。これをさらに1100℃以上でφ10、20、50、60mmまで1ヒートで鍛造し冷却速度を一定にするため適当な間隔を空けて空冷し、供試材とした。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
50 kg of steel ingots of various chemical components shown in Tables 1 and 2 were melted in a vacuum induction furnace and hot forged into φ70 mm steel bars. This was further forged by 1 heat at 1100 ° C. or more to φ10, 20, 50, 60 mm, and air-cooled at an appropriate interval to make the cooling rate constant, and used as a test material.

(熱間鍛造性)
φ10mmの供試材を機械加工して、φ8mm×12mmの試験片を採取し、熱間加工再現試験装置(例えば、富士電波工機製「加工フォーマスター」)を用いて、温度1100℃にて熱間変形抵抗を測定した。熱間変形抵抗が140MPa以下であった場合を熱間鍛造性に優れるとした。「熱間変形抵抗140MPa以下」としたのは、一般的な熱間鍛造機の能力範囲だからである。
(Hot forgeability)
A specimen of φ10 mm is machined, a specimen of φ8 mm × 12 mm is taken, and heated at a temperature of 1100 ° C. using a hot working reproduction test device (for example, “Processing For Master” manufactured by Fuji Electric Koki). The inter-deformation resistance was measured. The case where the hot deformation resistance was 140 MPa or less was considered to be excellent in hot forgeability. The reason why the “hot deformation resistance is 140 MPa or less” is that the capacity range of a general hot forging machine.

(被削性)
φ20mmの供試材を用いて硬さ試験片と被削性試験片を採取し試験を実施した。硬さは試験片の半径の1/2の箇所で測定した。また、超硬工具を用いてドリル加工性の評価を実施した。具体的には、切削速度200m/min、送り0.1mm/rev、穴深さ60mmの加工を実施し、横逃げ面平均工具摩耗幅が0.2mmに至るまでの加工時間を測定し、従来鋼の加工時間を100としたときの工具寿命比を被削性指数とし、100を下回った物を被削性に劣ると判断した。300HV以下のものは被削性指数が100を上回り被削性に優れている。但し、鍛造後の硬さが300HVを下回っていてもSが低いと快削性に寄与するMnSが少なくなり被削性に劣る。
(Machinability)
Hardness specimens and machinability specimens were sampled using a specimen having a diameter of 20 mm, and the test was performed. The hardness was measured at a half of the radius of the test piece. Moreover, drilling workability was evaluated using a carbide tool. Specifically, the cutting speed is 200 m / min, the feed is 0.1 mm / rev, the hole depth is 60 mm, and the machining time until the side flank average tool wear width reaches 0.2 mm is measured. The tool life ratio when the processing time of steel was 100 was defined as the machinability index, and an object having a value less than 100 was judged to be inferior in machinability. Those having 300 HV or less have a machinability index exceeding 100 and are excellent in machinability. However, even if the hardness after forging is less than 300 HV, if S is low, MnS contributing to free machinability is reduced and machinability is inferior.

(ベイナイト単相化)
φ10mm、20mm、50mm、60mmの供試材の軸横断面全面の金属組織を観察した。ベイナイト組織の面積率が90%以上であった場合を「○」、ベイナイト組織とフェライト組織の混合(フェライト組織の面積率10%以上)であった場合を「F」、ベイナイト組織とマルテンサイト組織の混合(マルテンサイト組織の面積率10%以上)であった場合を「M」とした。そして、φ50mmの丸棒、φ10mmの丸棒がともに「○」となる場合を、ベイナイトに単相化されていると判断した。
(Bainite single phase)
The metal structure of the entire axial cross section of the specimens with φ10 mm, 20 mm, 50 mm, and 60 mm was observed. “O” when the area ratio of the bainite structure is 90% or more, “F” when the area ratio of the bainite structure and the ferrite structure (the area ratio of the ferrite structure is 10% or more), and the bainite structure and the martensite structure (M is a case where the area ratio of martensite structure is 10% or more). Then, when both the φ50 mm round bar and the φ10 mm round bar were “◯”, it was determined that the bainite was made into a single phase.

φ20mmの供試材を温度625℃±10℃で2時間の条件で時効処理を施した。その後、φ20mm×10mm板の硬さ試験片を採取し、時効処理後のビッカース硬さを測定した。硬さは試験片の半径の1/2の箇所で測定した。300HV以上であった場合に、時効処理により十分に硬さが増加したと判断した。   A specimen having a diameter of 20 mm was subjected to aging treatment at a temperature of 625 ° C. ± 10 ° C. for 2 hours. Thereafter, a hardness test piece of φ20 mm × 10 mm plate was collected, and the Vickers hardness after aging treatment was measured. The hardness was measured at a half of the radius of the test piece. When it was 300 HV or more, it was judged that the hardness was sufficiently increased by the aging treatment.

(引張強度、0.2%耐力、耐力比)
上記時効処理後の供試材よりJIS Z 2201 4号引張試験片を採取し、これを用いて引張強度、0.2%耐力、耐力比(0.2%耐力/引張強度)を測定した。上記引張強度が950MPa以上、耐力比が0.80以上であった場合に高耐力を有すると判断した。
(Tensile strength, 0.2% yield strength, yield strength ratio)
A JIS Z 2201 No. 4 tensile test piece was collected from the specimen after the aging treatment, and the tensile strength, 0.2% proof stress, and proof stress ratio (0.2% proof stress / tensile strength) were measured using the specimen. When the tensile strength was 950 MPa or more and the proof stress ratio was 0.80 or more, it was judged that the material had high proof stress.

(疲労強度、耐久比)
上記時効処理後の供試材よりJIS Z 2274 1号回転曲げ疲労試験片を採取し、これを用いて回転曲げ疲労強度、耐久比(疲労強度/引張強度)を測定した。上記疲労強度が510MPa以上、耐久比が0.50以上であった場合に高耐久を有すると判断した。
(Fatigue strength, durability ratio)
A JIS Z 2274 No. 1 rotating bending fatigue test specimen was collected from the specimen after the above aging treatment, and the rotating bending fatigue strength and durability ratio (fatigue strength / tensile strength) were measured using this specimen. When the fatigue strength was 510 MPa or more and the durability ratio was 0.50 or more, it was judged to have high durability.

表1、2に作製した実施例および比較例に係る鋼材の化学成分を、表3、4に各試験結果を示す。   Tables 1 and 2 show chemical components of steel materials according to Examples and Comparative Examples, and Tables 3 and 4 show test results.

Figure 0005655366
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Figure 0005655366
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Figure 0005655366
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Figure 0005655366
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表3、4の結果を相対評価すると、次のことが分かる。   When the results in Tables 3 and 4 are evaluated relative to each other, the following can be understood.

比較例1は、C含有量が本願で規定される量を下回っている。そのため、時効処理によりMo、Vの炭化物を十分に析出させることができず、十分な硬さが得られなくなって高強度化を図ることができない。   In Comparative Example 1, the C content is below the amount specified in the present application. Therefore, Mo and V carbides cannot be sufficiently precipitated by the aging treatment, and sufficient hardness cannot be obtained, so that the strength cannot be increased.

比較例2は、C含有量が本願で規定される量を上回っている。そのため、熱間鍛造性に劣り、製造性が悪い。また、熱間鍛造後の硬さ(切削加工前の素材の硬さ)も比較的高めである。   In Comparative Example 2, the C content exceeds the amount specified in the present application. Therefore, the hot forgeability is inferior and the productivity is poor. Also, the hardness after hot forging (the hardness of the material before cutting) is relatively high.

比較例3は、Si含有量が本願で規定される量を上回っている。そのため、熱間鍛造性に劣り、製造性が悪い。   In Comparative Example 3, the Si content exceeds the amount specified in the present application. Therefore, the hot forgeability is inferior and the productivity is poor.

比較例4は、Mn含有量が本願で規定される量を下回っている。そのため、ベイナイト単相化を図るために他の合金元素を多量に添加している。その結果、熱間鍛造性や被削性が損なわれている。これは以下の理由によるものと考えられる。すなわち、Mn、Cr、Mo、C、Vはいずれも添加することで、ベイナイトができやすくなるが、硬さを高くし、熱間鍛造性や被削性を悪化させる。しかし、ベイナイト単相化に必要な同等量の他元素を添加した場合、硬さも同等に高くなるわけではない。Cr、Mo、C、Vはベイナイト単相化に対する貢献よりも硬さを高くすることによる熱間鍛造性や被削性に対する悪影響の方が大きいため、上記のような結果になったものと考えられる。   In Comparative Example 4, the Mn content is below the amount specified in the present application. Therefore, a large amount of other alloy elements are added to achieve a single phase of bainite. As a result, hot forgeability and machinability are impaired. This is thought to be due to the following reasons. That is, by adding all of Mn, Cr, Mo, C, and V, bainite can be easily formed, but the hardness is increased and hot forgeability and machinability are deteriorated. However, when an equivalent amount of other elements required for the bainite single phase is added, the hardness does not increase equally. Since Cr, Mo, C, and V have a greater adverse effect on hot forgeability and machinability by increasing the hardness than the contribution to the bainite single phase, it is considered that the above results were obtained. It is done.

比較例5は、Mn含有量が本願で規定される量を上回っている。そのため、マルテンサイト組織が現れやすく、熱間鍛造後の硬さが高くなり、被削性に劣る。また、熱間鍛造性にも劣る。   In Comparative Example 5, the Mn content exceeds the amount specified in the present application. Therefore, a martensite structure is likely to appear, the hardness after hot forging becomes high, and the machinability is inferior. Moreover, it is inferior to hot forgeability.

比較例6は、S含有量が本願で規定される量を下回っている。そのため、硫化物の生成量が不足し、被削性に劣る。   In Comparative Example 6, the S content is below the amount specified in the present application. Therefore, the amount of sulfide produced is insufficient and the machinability is poor.

比較例7は、S含有量が本願で規定される量を上回っている。そのため、介在物が粗大化し、それが疲労破壊の起点となって疲労強度に劣る。   In Comparative Example 7, the S content exceeds the amount specified in the present application. For this reason, the inclusions become coarse, which becomes the starting point of fatigue fracture and is inferior in fatigue strength.

比較例8は、Cu、Ni含有量が本願で規定される量を上回っている。そのため、熱間鍛造性に劣り、製造性が悪い。また、コスト増にもつながる。   In Comparative Example 8, the Cu and Ni contents exceed the amounts specified in the present application. Therefore, the hot forgeability is inferior and the productivity is poor. It also leads to increased costs.

比較例9は、Cr含有量が本願で規定される量を上回っている。そのため、熱間鍛造後の硬さが高くなり、被削性に劣る。また、熱間鍛造性に劣り、製造性も悪い。   In Comparative Example 9, the Cr content exceeds the amount specified in the present application. Therefore, the hardness after hot forging becomes high and the machinability is inferior. Moreover, it is inferior to hot forgeability, and its productivity is also poor.

比較例10は、Mo含有量が本願で規定される量を下回っている。そのため、時効硬化による硬さの増加が不十分となり、高強度化を図ることができない。   In Comparative Example 10, the Mo content is below the amount specified in the present application. For this reason, the increase in hardness due to age hardening becomes insufficient, and high strength cannot be achieved.

比較例11は、Mo含有量が本願で規定される量を上回っている。そのため、熱間鍛造性に劣り、製造性が悪い。また、コスト増にもつながる。   In Comparative Example 11, the Mo content exceeds the amount specified in the present application. Therefore, the hot forgeability is inferior and the productivity is poor. It also leads to increased costs.

比較例12は、V含有量が本願で規定される量を下回っている。そのため、時効硬化による硬さの増加が不十分となり、高強度化を図ることができない。   In Comparative Example 12, the V content is below the amount specified in the present application. For this reason, the increase in hardness due to age hardening becomes insufficient, and high strength cannot be achieved.

比較例13は、V含有量が本願で規定される量を上回っている。そのため、熱間鍛造性に劣り、製造性が悪い。また、熱間鍛造後の硬さも比較的高めである。   In Comparative Example 13, the V content exceeds the amount specified in the present application. Therefore, the hot forgeability is inferior and the productivity is poor. Also, the hardness after hot forging is relatively high.

比較例14は、式1の値が30を上回っている。そのため、熱間鍛造性に劣り、製造性が悪い。   In Comparative Example 14, the value of Formula 1 exceeds 30. Therefore, the hot forgeability is inferior and the productivity is poor.

比較例15は、式2の値が7.3を上回っている。そのため、熱間鍛造後の硬さが高くなり、被削性に劣る。   In Comparative Example 15, the value of Expression 2 exceeds 7.3. Therefore, the hardness after hot forging becomes high and the machinability is inferior.

比較例16は、式3の値が2.4を下回っている。そのため、ベイナイト単相化を図り難く、高強度化が困難である。   In Comparative Example 16, the value of Equation 3 is less than 2.4. Therefore, it is difficult to achieve a bainite single phase, and it is difficult to increase the strength.

比較例17は、式4(1)の値が2.5を下回っている。そのため、時効硬化による高強度化が困難である。   In Comparative Example 17, the value of Expression 4 (1) is less than 2.5. Therefore, it is difficult to increase the strength by age hardening.

比較例18は、式4(2)値がC含有量を上回っている。そのため、時効処理によりMo、Vの炭化物を十分に析出させることができず、十分な硬さが得られなくなって高強度化を図ることができない。   In Comparative Example 18, the value of Formula 4 (2) exceeds the C content. Therefore, Mo and V carbides cannot be sufficiently precipitated by the aging treatment, and sufficient hardness cannot be obtained, so that the strength cannot be increased.

比較例19は、Ti含有量が本願で規定される量を上回っている。そのため、粗大介在物が生成し、これが応力集中源となって疲労強度の低下を招く。   In Comparative Example 19, the Ti content exceeds the amount specified in the present application. For this reason, coarse inclusions are generated, which becomes a stress concentration source and causes a decrease in fatigue strength.

比較例20は、Ca含有量が本願で規定される量を上回っている。そのため、粗大介在物が生成し、これが応力集中源となって疲労強度の低下を招く。   In Comparative Example 20, the Ca content exceeds the amount specified in the present application. For this reason, coarse inclusions are generated, which becomes a stress concentration source and causes a decrease in fatigue strength.

これらに対し、本願に規定される条件を満足する、実施例1〜21は、熱間鍛造性、熱間鍛造後の被削性に優れ、被削後に時効硬化によって高強度化を図ることが可能なことが分かる。それ故、小型化が要求される自動車用部品、機械構造用部品等の材料として好適に用いることができる。   On the other hand, Examples 1-21 which satisfy the conditions prescribed in the present application are excellent in hot forgeability and machinability after hot forging, and can achieve high strength by age hardening after machining. I understand that it is possible. Therefore, it can be suitably used as a material for automobile parts, machine structural parts and the like that are required to be miniaturized.

以上、本発明に係るベイナイト鋼について説明したが、本発明は、上記実施形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。   The bainite steel according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

Claims (3)

質量%で、
C :0.14〜0.35%、
Si:0.05〜0.70%、
Mn:1.10〜2.30%、
S :0.003〜0.120%、
Cu:0.0〜0.40%、
Ni:0.01〜0.40%、
Cr:0.01〜0.50%、
Mo:0.01〜0.30%、および、
V :0.05〜0.45%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、
13[C]+8[Si]+10[Mn]+3[Cu]+3[Ni]+22[Mo]+11[V]≦30、
5[C]+[Si]+2[Mn]+3[Cr]+2[Mo]+4[V]≦7.3、
2.4≦0.3[C]+1.1[Mn]+0.2[Cu]+0.2[Ni]+1.2[Cr]+1.1[Mo]+0.2[V]≦3.1、
2.5≦[C]+[Si]+4[Mo]+9[V]、[C]≧[Mo]/16+[V]/3
を満たすことを特徴とするベイナイト鋼。
% By mass
C: 0.14-0.35%,
Si: 0.05-0.70%
Mn: 1.10 to 2.30%,
S: 0.003 to 0.120%,
Cu: 0.0 5 ~0.40%,
Ni: 0.01-0.40%,
Cr: 0.01 to 0.50%,
Mo: 0.01 to 0.30%, and
V: 0.05 to 0.45%, the balance is made of Fe and inevitable impurities,
13 [C] +8 [Si] +10 [Mn] +3 [Cu] +3 [Ni] +22 [Mo] +11 [V] ≦ 30,
5 [C] + [Si] +2 [Mn] +3 [Cr] +2 [Mo] +4 [V] ≦ 7.3,
2.4 ≦ 0.3 [C] +1.1 [Mn] +0.2 [Cu] +0.2 [Ni] +1.2 [Cr] +1.1 [Mo] +0.2 [V] ≦ 3.1 ,
2.5 ≦ [C] + [Si] +4 [Mo] +9 [V], [C] ≧ [Mo] / 16 + [V] / 3
Bainitic steel characterized by satisfying
質量%で、
Ti:0.001〜0.100%、および、
Ca:0.0003〜0.0100%から選択される1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載のベイナイト鋼。
% By mass
Ti: 0.001 to 0.100%, and
The bainite steel according to claim 1, comprising one or more selected from Ca: 0.0003 to 0.0100%.
Niの含有量は、0.05質量%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のベイナイト鋼。  The bainite steel according to claim 1 or 2, wherein the Ni content is 0.05 mass% or more.
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