JPH01159318A - 中炭素低合金強靭鋼の製造方法 - Google Patents
中炭素低合金強靭鋼の製造方法Info
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- JPH01159318A JPH01159318A JP31840487A JP31840487A JPH01159318A JP H01159318 A JPH01159318 A JP H01159318A JP 31840487 A JP31840487 A JP 31840487A JP 31840487 A JP31840487 A JP 31840487A JP H01159318 A JPH01159318 A JP H01159318A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〈発明の目的〉
産業上の利用分野
本発明は中炭素低合金強靭鋼の製造方法に係り、詳しく
は、引張強さがＩＧＯｋｌＪｆ・′薗２以上で、かつ靭
性に優れた超高張力構造用の中炭素低合金強靭鋼の製造
方法に係る。
は、引張強さがＩＧＯｋｌＪｆ・′薗２以上で、かつ靭
性に優れた超高張力構造用の中炭素低合金強靭鋼の製造
方法に係る。
従 来 の 技 術
航空機や自動車等の輸送機器においては、その運行性能
や燃費等の経済性を高めるため、使用部品の軽量化が要
求され、そのために引張強さがＩＧＯｋｇｆｌ’ｍｍ’
以上の高強度鋼の採用の試みが進められている。この場
合、上記部品の素材としては、高強度と同時に十分な延
性および靭性が要求されている。
や燃費等の経済性を高めるため、使用部品の軽量化が要
求され、そのために引張強さがＩＧＯｋｇｆｌ’ｍｍ’
以上の高強度鋼の採用の試みが進められている。この場
合、上記部品の素材としては、高強度と同時に十分な延
性および靭性が要求されている。
しかしながら、従来のものではこのような要求を満足す
るようなものはなかった。
るようなものはなかった。
そごで、これらの要求を満足するような強靭鋼の研究が
行なわれているが、未だこのようなものの製法について
は全く提案されていない。
行なわれているが、未だこのようなものの製法について
は全く提案されていない。
発明が解決しようとする問題点
本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、高強
度で、高靭性を具えた中炭素低合金強靭鋼の製造がきわ
めてむづかしい口と、更に、このような中炭素低合金強
靭鋼の研究開発がなされていないこと等の問題を解決す
ることを目的とする。
度で、高靭性を具えた中炭素低合金強靭鋼の製造がきわ
めてむづかしい口と、更に、このような中炭素低合金強
靭鋼の研究開発がなされていないこと等の問題を解決す
ることを目的とする。
〈発明の構成〉
問題点を解決するための
手段ならびにその作用
すなわち、本発明は、＠串％でＣ： ０．３０〜０．６
０％、Ｓｉ ： ０．０１〜１．００％、Ｍｎ ： ０
．１０〜１．５０％、Ｎｉ ： ０．２０〜４．００％
、Ｃｒ ： ０．５０〜１．５０％、ＭＯ＝０．５０〜
１．５０％、Ｖ：０．０３〜０，３０％を含有する鋼を
溶製、熱間加工し、次いで、これを１ｏｏｏ’ｃ以上の
温度に加熱してオーステナイト化したのち、冷却してマ
ルテンサイ］・組織となし、更に、口れをＡｃ３〜Ａｃ
３ ＋１３０℃の温度域から焼入れ後、焼もどし処理を
施すことを特徴とする。
０％、Ｓｉ ： ０．０１〜１．００％、Ｍｎ ： ０
．１０〜１．５０％、Ｎｉ ： ０．２０〜４．００％
、Ｃｒ ： ０．５０〜１．５０％、ＭＯ＝０．５０〜
１．５０％、Ｖ：０．０３〜０，３０％を含有する鋼を
溶製、熱間加工し、次いで、これを１ｏｏｏ’ｃ以上の
温度に加熱してオーステナイト化したのち、冷却してマ
ルテンサイ］・組織となし、更に、口れをＡｃ３〜Ａｃ
３ ＋１３０℃の温度域から焼入れ後、焼もどし処理を
施すことを特徴とする。
以下１本発明の手段たる構成ならびに作用について更に
具体的に説明すると、次の通りである。
具体的に説明すると、次の通りである。
まず、本発明者等は従来から垣高張力構造用鋼として開
発されている中炭素低合金鋼、とくに、中炭素Ｎｉ−Ｏ
ｒ−Ｍｏ−ＶＮｉ−０ｒ−ＳＮ０Ｍ系）の熱処理特性に
着目し、高強度かつ高靭性を確保するＩ；め、種々実験
研究を重ねた結果、微細炭化１′３の均一分散とオース
テナイト粒径の微細化するように特別に考慮した熱処理
を施すことにより初めて高強度かつ高靭性の鋼材が製造
できることを見出した。
発されている中炭素低合金鋼、とくに、中炭素Ｎｉ−Ｏ
ｒ−Ｍｏ−ＶＮｉ−０ｒ−ＳＮ０Ｍ系）の熱処理特性に
着目し、高強度かつ高靭性を確保するＩ；め、種々実験
研究を重ねた結果、微細炭化１′３の均一分散とオース
テナイト粒径の微細化するように特別に考慮した熱処理
を施すことにより初めて高強度かつ高靭性の鋼材が製造
できることを見出した。
すなわち、本発明者等の知見によれば、中炭素旧−Ｏｒ
−Ｍｏ−ＶＳ１４１４材を従来法−Ｃ′１！！ｌ造シｔ
： ’５３合には、焼入れ加熱時に炭化物の固溶、拡散
が不十分となり、焼もどし後の強度および靭性が低いこ
と、および炭化物を完全固溶させるため焼入れ温度を高
くすると、オーステナイト粒の粗大化により焼もどし後
の強度は向上するが、靭性が低下する問題があったが、
本発明の上記のような鋼材を特定の熱処理条件で熱処理
を施すことにより、オーステナイト粒の粗大化を生じる
ことなく、炭化物の完全固溶および拡散が十分となり、
焼もどし後に微細炭化物が均一分散して高強度かつ高靭
性のものが得られる。
−Ｍｏ−ＶＳ１４１４材を従来法−Ｃ′１！！ｌ造シｔ
： ’５３合には、焼入れ加熱時に炭化物の固溶、拡散
が不十分となり、焼もどし後の強度および靭性が低いこ
と、および炭化物を完全固溶させるため焼入れ温度を高
くすると、オーステナイト粒の粗大化により焼もどし後
の強度は向上するが、靭性が低下する問題があったが、
本発明の上記のような鋼材を特定の熱処理条件で熱処理
を施すことにより、オーステナイト粒の粗大化を生じる
ことなく、炭化物の完全固溶および拡散が十分となり、
焼もどし後に微細炭化物が均一分散して高強度かつ高靭
性のものが得られる。
なお、本発明において合金組成範囲及び熱処理条件の限
定理由を述べると、次の通りである。
定理由を述べると、次の通りである。
まず、合金組成範囲について説明する。
Ｃ： Ｃは強度確保のために添加するもので、０．３０
％以上を必要とするが、０．６０％を越えると靭性が著
しく低下するので上限を０．６０％とした。
％以上を必要とするが、０．６０％を越えると靭性が著
しく低下するので上限を０．６０％とした。
Ｓｉ：Ｓｉは通常脱酸剤として０，０１％以上の添加を
必要とするが、靭性および加工性を低下させるので上限
を１．００％とした。
必要とするが、靭性および加工性を低下させるので上限
を１．００％とした。
Ｍｎ：Ｍｎは脱酸剤として、また、強度および熱間加工
性確保の目的で添加するが、０．１０％未満では効果が
なく、一方、１．５０％を越えると靭性が低下するので
上限を１．５０％とした。
性確保の目的で添加するが、０．１０％未満では効果が
なく、一方、１．５０％を越えると靭性が低下するので
上限を１．５０％とした。
Ｎｉ：Ｎｉは固溶体強化元素であるとともに靭性を向上
させるため０．２０％以上添加するが、４．０％を越え
るとその効果が飽和し、かつ高価な元素であるため−Ｆ
限を４．０％とした。
させるため０．２０％以上添加するが、４．０％を越え
るとその効果が飽和し、かつ高価な元素であるため−Ｆ
限を４．０％とした。
Ｃｒ１ｅｒは硬化能と耐焼もどじ性を増す強化元素とし
て添加するが、０．５０％未満ではその効果がなく、一
方、１．５０％を越えると靭性が低下するので上限を１
，５０％とした。
て添加するが、０．５０％未満ではその効果がなく、一
方、１．５０％を越えると靭性が低下するので上限を１
，５０％とした。
Ｍｏ：Ｍｏは強度を向上させるとともに、９吊の添加で
は靭性も向上させるため０．５０％以上添加するが、過
剰の添加は逆に靭性を低下し、高価な元素であるため上
限を１．５０％とした。
は靭性も向上させるため０．５０％以上添加するが、過
剰の添加は逆に靭性を低下し、高価な元素であるため上
限を１．５０％とした。
ｖ： ｖは炭窒化物を形成し、強度を高めるとともに結
晶粒を微細化して靭性を向上させるため０，０３％以上
添加するが、０．３０％を越えると炭窒化物も粗大とな
り、上記の効果がなくなるため十限を０．３０％とじｌ
；。
晶粒を微細化して靭性を向上させるため０，０３％以上
添加するが、０．３０％を越えると炭窒化物も粗大とな
り、上記の効果がなくなるため十限を０．３０％とじｌ
；。
次に、熱処理条件について説明する。
前記した鋼を溶製・熱間加工後、熱処理をするが、その
熱処理は予備熱処理と調質熱処理とに分けられる。まず
、予備熱処理として１０００’Ｃ以、トの温度でオース
テナイト化したのち、特定の冷却速度で冷却し、マルテ
ンサイト組織のものとする。このようにマルテンサイｌ
−１ｆｌとなる冷却速度で冷却するのは、炭化物の固溶
化、材質の均質化のために必要で、１０００℃未満では
炭化物の完全固溶、拡散均一化ガ困難であるため、オー
ステナイト化温度を１０００’Ｃ以上とした。
熱処理は予備熱処理と調質熱処理とに分けられる。まず
、予備熱処理として１０００’Ｃ以、トの温度でオース
テナイト化したのち、特定の冷却速度で冷却し、マルテ
ンサイト組織のものとする。このようにマルテンサイｌ
−１ｆｌとなる冷却速度で冷却するのは、炭化物の固溶
化、材質の均質化のために必要で、１０００℃未満では
炭化物の完全固溶、拡散均一化ガ困難であるため、オー
ステナイト化温度を１０００’Ｃ以上とした。
また、冷却後の組織をマルテンサイト組織とするのは冷
却過程における炭化物の析出、粗大化を防止するととも
に、その後の熱処理で微細炭化物を均一分散させるため
である。なお、マルテンサイト組織にするための好適な
冷却速度は成分系によって変るが２本発明の成分範囲で
は１５０℃＋’１ｌｌｆ１１以上である。ざらに調質熱
処理として焼入温度をＡｃ３〜Ａｃ３＋１３０℃の範囲
とするが、焼入後の組織を均一マルテンサイトとすると
ともにオーステナイト粒径の粗大化による靭性の低下を
防１トするためである。また、焼もどしは強度と靭性の
バランスを考慮して実施するが、望ましくは焼もどし温
度は５３０℃以上とする。
却過程における炭化物の析出、粗大化を防止するととも
に、その後の熱処理で微細炭化物を均一分散させるため
である。なお、マルテンサイト組織にするための好適な
冷却速度は成分系によって変るが２本発明の成分範囲で
は１５０℃＋’１ｌｌｆ１１以上である。ざらに調質熱
処理として焼入温度をＡｃ３〜Ａｃ３＋１３０℃の範囲
とするが、焼入後の組織を均一マルテンサイトとすると
ともにオーステナイト粒径の粗大化による靭性の低下を
防１トするためである。また、焼もどしは強度と靭性の
バランスを考慮して実施するが、望ましくは焼もどし温
度は５３０℃以上とする。
なお、使用する中炭素低合金鋼の溶製は転炉まｌ：は電
気炉出ｖＡ後、真空再溶解などにより、ガス成分、不純
物を低減して介在物等による靭性低下を防止することが
望ましい。また、１１１質熟処叩前に機械加工または冷
間加工を実施する場合には、本発明法の予備熱処理後に
軟化焼鈍、焼もどし等の熱処理を実施してもかまわない
。
気炉出ｖＡ後、真空再溶解などにより、ガス成分、不純
物を低減して介在物等による靭性低下を防止することが
望ましい。また、１１１質熟処叩前に機械加工または冷
間加工を実施する場合には、本発明法の予備熱処理後に
軟化焼鈍、焼もどし等の熱処理を実施してもかまわない
。
実 施 例
以下、実施例によって更に説明する。
第１表に示す化学成分の異なる２種の中炭素旧−Ｏｒ−
Ｍｏ−Ｖ！ｌを溶製し、熱間圧延により３５圓厚の鋼板
を製造した。
Ｍｏ−Ｖ！ｌを溶製し、熱間圧延により３５圓厚の鋼板
を製造した。
次いで、第２表に示す条件で予備熱処理（冷部速度は２
００℃＋’ｆｆ１ｆ口）を施し、引張強さおよび破壊靭
性値の測定用の各試験片を機械加工により作成した。こ
れらの試験片に第３表に示す条件で焼入れ焼もどしのＦ
Ａ質熟熱処理施した後、引張および破壊靭性試験を行な
った。その結果を第４表に示した。
００℃＋’ｆｆ１ｆ口）を施し、引張強さおよび破壊靭
性値の測定用の各試験片を機械加工により作成した。こ
れらの試験片に第３表に示す条件で焼入れ焼もどしのＦ
Ａ質熟熱処理施した後、引張および破壊靭性試験を行な
った。その結果を第４表に示した。
また、第１図と第２図にそれぞれ強度、靭性におよぼす
予備処理におけるオーステナイト化温度の影響と焼入温
度の影響を示した。
予備処理におけるオーステナイト化温度の影響と焼入温
度の影響を示した。
なお、第１図は試験翫２、＆３および−５の試験結果を
、第２図は試験Ｈ＠、 ４、＆、５および＆、６の試験
結果を示すグラフである。
、第２図は試験Ｈ＠、 ４、＆、５および＆、６の試験
結果を示すグラフである。
第４表から明らかなように、本発明法により製造した場
合、強度、靭性ともに優れた特性のものが得られる。ま
た、第２図に示すように焼入温度を高くした比較例の場
合は、強度（引張強さ）は向上するが靭性（破壊靭性値
）が低下する傾向を示すが、第１図に示すように、予備
悲処理でオーステナイト化温度を１０００℃以上にする
と、強度、靭性ともに向上することがわかる。
合、強度、靭性ともに優れた特性のものが得られる。ま
た、第２図に示すように焼入温度を高くした比較例の場
合は、強度（引張強さ）は向上するが靭性（破壊靭性値
）が低下する傾向を示すが、第１図に示すように、予備
悲処理でオーステナイト化温度を１０００℃以上にする
と、強度、靭性ともに向上することがわかる。
〈発明の効果〉
本発明は、重石％でＣ：０．３０〜０．６０％、５１−
０．０１〜１．００％、Ｍｎ ： ０．１０〜１．５０
％、Ｎｉ：０．２０〜４．００％、Ｃｒ ： ０，５（
１−１，５０％、Ｍｏ ： ０．５（１−１，５０９６
、Ｖ ： ０．０３〜０．３０％を含有する鋼を溶製、
熱間加工し１次いで、これを１０００℃以上の温度でオ
ーステナイト化したのち、冷部してマルテンサイト組織
となし、更に、これを八Ｃ３〜Ａｃ３＋１３０℃の温度
域から焼入れ後、焼もどし処理をすることを特徴とする
中炭素低合金強靭鋼の製造方法である。
０．０１〜１．００％、Ｍｎ ： ０．１０〜１．５０
％、Ｎｉ：０．２０〜４．００％、Ｃｒ ： ０，５（
１−１，５０％、Ｍｏ ： ０．５（１−１，５０９６
、Ｖ ： ０．０３〜０．３０％を含有する鋼を溶製、
熱間加工し１次いで、これを１０００℃以上の温度でオ
ーステナイト化したのち、冷部してマルテンサイト組織
となし、更に、これを八Ｃ３〜Ａｃ３＋１３０℃の温度
域から焼入れ後、焼もどし処理をすることを特徴とする
中炭素低合金強靭鋼の製造方法である。
これによって高強度、高靭性の中炭素低合金鋼が得られ
、航空機等の輸送機黒用部品の製造に好適であり、非常
に有用なものである。
、航空機等の輸送機黒用部品の製造に好適であり、非常
に有用なものである。
第１図は本発明の実施例のオーステナイＩ・化温度と０
，２％耐力、引張強さ、破壊靭性値との関係を示すグラ
フ、第２図は比較例の焼入温度と０．２％耐力、引張強
さ、破壊靭性値との関係を示すグラフである。 符号１・・・・・・０，２％耐力 ２・・・・・・
破壊靭性値３・・・・・・引張強さ 特許出願人 川１ｉｔ１銖株式会社 代 理 人 弁理士 松 下 義 勝弁
護士 副 島 文 雄 第【図 オーステプイトＩ’ｔ、４度 （′Ｃ）第２図 焼入５ＩＬ屋 ｃ′Ｃ）
，２％耐力、引張強さ、破壊靭性値との関係を示すグラ
フ、第２図は比較例の焼入温度と０．２％耐力、引張強
さ、破壊靭性値との関係を示すグラフである。 符号１・・・・・・０，２％耐力 ２・・・・・・
破壊靭性値３・・・・・・引張強さ 特許出願人 川１ｉｔ１銖株式会社 代 理 人 弁理士 松 下 義 勝弁
護士 副 島 文 雄 第【図 オーステプイトＩ’ｔ、４度 （′Ｃ）第２図 焼入５ＩＬ屋 ｃ′Ｃ）
Claims (1)
- 重量％でＣ：０．３０〜０．６０％、Ｓｉ：０．０１〜
１．００％、Ｍｎ：０．１０〜１．５０％、Ｎｉ：０．
２０〜４．００％、Ｃｒ：０．５０〜１．５０％、Ｍｏ
：０．５０〜１．５０％、Ｖ：０．０３〜０．３０％を
含有する鋼を溶製、熱間加工し、次いで、これを１００
０℃以上の温度に加熱してオーステナイト化したのち、
冷却してマルテンサイト組織となし、更に、これをＡｃ
＿３〜Ａｃ＿３＋１３０℃の温度域から焼入れ後、焼も
どし処理を施すことを特徴とする中炭素低合金強靭鋼の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31840487A JPH01159318A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | 中炭素低合金強靭鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31840487A JPH01159318A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | 中炭素低合金強靭鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01159318A true JPH01159318A (ja) | 1989-06-22 |
| JPH0559963B2 JPH0559963B2 (ja) | 1993-09-01 |
Family
ID=18098773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31840487A Granted JPH01159318A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | 中炭素低合金強靭鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01159318A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110076477A1 (en) * | 2007-12-20 | 2011-03-31 | Voestalpine Stahl Gmbh | Method for producing coated and hardened components of steel and coated and hardened steel strip therefor |
| US10036078B2 (en) * | 2013-07-26 | 2018-07-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Low alloy oil well steel pipe and method for manufacturing same |
-
1987
- 1987-12-16 JP JP31840487A patent/JPH01159318A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10036078B2 (en) * | 2013-07-26 | 2018-07-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Low alloy oil well steel pipe and method for manufacturing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0559963B2 (ja) | 1993-09-01 |
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