JP6191357B2 - 鋼の熱処理方法 - Google Patents
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Description
Cは、機械構造部品としての強度を確保する元素である。0.05%未満では、添加効果の発現が不十分であり、また、熱処理後においても強度を維持するため、0.05%以上が好ましい。より好ましくは0.10%以上である。一方、0.55%を超えると、機械加工性が低下するので、0.55%以下が好ましい。より好ましくは0.50%以下である。
Siは、鋼の強度向上に寄与する元素である。0.05%未満では、添加効果の発現が不十分であるので、0.05%以上が好ましい。より好ましくは0.10%以上である。一方、0.50%を超えると、加工性が低下するので、0.50%以下が好ましい。より好ましくは0.45%以下である。
Mnは、焼入れ性を改善し、強度の向上に寄与する元素である。0.20%未満では、添加効果の発現が不十分であるので、0.20%以上が好ましい。より好ましくは0.40%以上である。一方、2.50%を超えると、硬さが上昇し加工性が低下するので、2.50%以下が好ましい。より好ましくは2.00%以下である。
Alは、脱酸剤として機能する元素である。0.005%未満では、添加効果が不十分であるので、0.005%以上が好ましい。より好ましくは0.010%以上である。一方、0.10%を超えると、疲労強度を阻害する硬質の非金属介在物を生成するので、0.10%以下が好ましい。より好ましくは0.08%以下である。
Nは、鋼中で、窒化物を形成する元素である。鋼中の窒化物は、疲労破壊の起点となり、疲労強度を低下させるので、0.02%以下が好ましい。より好ましくは0.01%以下である。Nを0.001%未満に低減すると、鋼の製造コストが上昇するので、0.001%以上が好ましい。より好ましくは0.003%以上である。
Pは、オーステナイト粒界に偏析し、靭性や疲労強度の低下を招くので、0.01%以下が好ましい。より好ましくは0.005%以下である。Pは、少ないほど好ましいので、0%を含むが、0.0001%未満に低減すると、鋼の製造コストが上昇するので、実用鋼においては、0.0001%が下限である。
Sは、鋼の熱間加工性を阻害し、また、鋼中での非金属介在物を形成し、靭性や疲労強度を阻害するので、0.01%以下が好ましい。より好ましくは0.005%以下である。Sは、少ないほど好ましいので、0%を含むが、0.0001%未満に低減すると、鋼の製造コストが上昇するので、実用鋼においては、0.0001%が下限である。
表2に示す成分組成の鋼に、表3に示す軟窒化処理条件でガス軟窒化処理を施し、次いで、表3に示す熱処理条件で熱処理を施した。熱処理後、鋼を切断し、断面の表面硬さ(表面から25μmの位置)及び表面下1mm位置の硬さ(硬化層の硬さ)をビッカース硬さ試験によって測定した。
Claims (5)
- 鋼に、NH 3 、N 2 、及び、CO 2 の混合ガス中で軟窒化処理を施し、表面に厚さ10〜50μmの窒化物層を形成し、次いで、1000〜1200℃で30〜120分加熱することを特徴とする鋼の熱処理方法。
- 前記軟窒化処理を500〜670℃で、1〜12時間施すことを特徴とする請求項1に記載の鋼の熱処理方法。
- 前記加熱を高周波加熱又は炉加熱で行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の鋼の熱処理方法。
- 前記鋼が、質量%で、C:0.05〜0.55%、Si:0.05〜0.50%、Mn:0.20〜2.50%、Al:0.005〜0.10%、N:0.001〜0.02%を含有し、残部がFe及び不可避的不純物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の鋼の熱処理方法。
- 前記鋼が、さらに、質量%で、Cr:0.1〜2.0%、Mo:0.1〜2.0%、Ni:0.1〜2.0%、Cu:0.1〜2.0%、Ti:0.003〜0.05%、V:0.05〜0.50%、Nb:0.01〜0.10%の1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項4に記載の鋼の熱処理方法。
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