JPH0124204B2

JPH0124204B2 -

Info

Publication number: JPH0124204B2
Application number: JP26520084A
Authority: JP
Inventors: Juzo Kawamura; Toshio Ootsubo
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 1984-12-18
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1989-05-10
Also published as: JPS61143515A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）この発明は、特に湿地土工車輌シユーに適した
高強度非調質鋳鋼の製造法に関する。（従来技術）従来湿地土工車輌シユーに使用する材料として
は、合金鋳鋼組成中のＣ，Ｖの量を増加し、非調
質処理により材料の硬さ（HB）3.6〜3.9程度の
ものを意図したものが知られている。（発明が解決しようとする問題点）しかし、この材料の引張り強さ（T.S）は精々
80Kｇｆ／mm²代であるが、最近湿地土工車輌シユ
ー用材料としてはT.S値90Kｇｆ／mm²以上のもの
を要求されることがある。このような高強度の材料を前述のように合金鋳
鋼組成中のＣ，Ｖ量を増加する手法により得よう
とすると、材料の炭素当量（CE値）が0.75〜0.85
程度となり、溶接性が問題となるばかりか、靭性
の面でも犠性が大きい。一方本願発明者等は先にＣ：0.30〜0.55％、
Si：0.30〜0.80％、Mn：1.00〜1.60％、Ｖ：0.07
〜0.25％であつて、CE値0.6以上の化学成分の合
金鋳鋼組成を非調質処理して機械構造用高強度鋳
鋼を製造する方法を提案した（特願昭58−96947
号）。しかし、この方法で得られる材料のT.S値は
75Kｇｆ／mm²程度である。この発明は、上記実情に鑑み溶接性、靭性を損
うことなく例えばＴ・Ｓ値90Kｇｆ／mm²以上の高
強度非調質鋳鋼を製造することを目的とする。（問題点を解決するための手段）以上の問題点を解決するためには低炭素、低
CE値で、なおかつ高強度を有する非調質鋳鋼を
製造する必要があるが、本願発明者等の研究によ
ればこれ等の材質は顕微鏡組織のベイナイト化に
より達成されることを見出したものである。具体的には、Ｃ：0.25〜0.35％、Mn：1.60〜
2.00％、Si：0.30〜0.80％、Cr：0.80％以下、
Ｖ：0.15〜0.25％ CE＝Ｃ＋Mn／６＋Cr＋Mo＋Ｖ／５＋Ni＋Cu／15 としてCE値が0.59〜0.75の化学成分をもつた合金
鋳鋼をAc₃点〜1100℃の温度範囲で加熱処理した
後、冷却速度25〜100℃／分で冷却して焼ならす
ことを特徴とする。ここで、Ｃは鋳鋼の引張強さを高め、更にＶ，
Cr等との炭化物を形成することによりマトリツ
クスの強化を図る上で、必要な元素であるが、
0.25％未満では強度が不足し、0.35％を越えると
炭化物の過剰な析出により必要以上に硬度が増
し、靭性が低下するとともにCE値が高くなるた
め溶接上好ましくない。Siは強力な脱酸剤として
の効果とともに、空冷後のマトリツクスのフエラ
イトを強化する上でも有効であるが、0.30％未満
では脱酸、強度確保の上で問題があり、また0.80
％を越えると、靭性が低下するとともに被切削性
の上でも好ましくない。Ｖは鋳鋼の焼ならし処理
において炭・窒化物を形成し、これにより強度の
増加を図る上で有効な元素であるが、0.15％未満
では強度が不足し、0.25％を越えると強度上昇に
伴う靭性並びに溶接性の低下が生ずるとともに、
材料コストも高くなる。 Mnは脱硫剤、脱酸剤としての効果を有すると
ともに、フエライト強化による強度アツプの面で
も有効な元素であるが、この発明ではマトリツク
スのベイナイト化を促進するために1.60％以上と
してある。なお、Mnの量が2.00％を越えると被
切削性が著しく損われるとともに、冷却時に質量
効果による内外の硬さの不均一を生ずる原因とな
る。更にCrは一般に機械的性質の広汎な改善に有
効な元素として知られているが、この発明ではマ
トリツクスのベイナイト化促進のために好ましい
元素として添加されるが、0.80％を越えると脆化
（Cr炭化物析出）、コスト高等の弊害を生ずる。また以上の化学成分以外にAl，Ｐ，Ｓ，Ni，
Mo，Cu等を加えることもできるが、これ等の元
素は必ずしも必須な元素ではない。なお、CE＝Ｃ＋Mn／６＋Cr＋Mo＋Ｖ／５＋ Ni＋Cu／15とした場合、CE値を0.59以上としたのは、CE値が0.59未満であると、所定の機械的性
質を有する鋳鋼が得られないためであり、また
0.75以下としたのは、これを越えると溶接性が著
しく阻害されるためである。なお、以上のような化学成分の合金鋳鋼組成を
Vc₃点〜1100℃の温度範囲で加熱処理を行ない25
〜100℃／分の冷却速度で冷却して焼ならすのは
十分にＶの炭窒化物を析出させるとともに、マト
リツクスのベイナイト化を促進させるためであ
り、通常の部品では以上の冷却速度は若干の強制
空冷により十分に達成することができる。（発明の効果）次に、この発明の効果を示すために湿地土工車
輌シユーの要求特性並びに本願発明、特願昭58−
96947号、従来品の特性比較を掲げる。１湿地土工車輌シユーの要求特性 (1) 強度靭性……HB：3.4〜3.7、Ｔ・Ｓ：93Kｇ
ｆ／mm²以上、Ｙ・Ｓ：55Kｇｆ／mm²以上、El：
９％以上 (2) 溶接性……フイールドにて補修溶接を行な
う。２特性比較

【表】

【表】また、下記表−２は種々の鋳鋼の化学成分と機
械的性質を示すものであり、添付図面は表−２の
サンプルのCE値（炭素当量）と引張り強度
（Ｔ・Ｓ）の関係曲線を図示したものである。表−２において、サンプル１〜７は従来材及び
従来材に単にＶを添加したもので、このうちサン
プル１〜３は加熱処理の後、床上放冷したもので
ある。サンプル８〜13は特願昭58−96947号の材
料、サンプル14〜18はCE値を本願発明より低く
し、更にサンプル14，16についてはMn量を本願
発明より低くした比較材、またサンプル15，17，
18についてはＣ量を本願発明より低くした比較
材、サンプル19〜21は本願発明材、またサンプル
14〜18，20，21の（）内のものは、焼ならし後
床上放冷したものである。そして下記表及び添付図面によれば、サンプル
１〜７はCE値が上昇しても強度が上昇しない
（図中、点線の回帰直線参照）。サンプル８〜13に
ついてはCE値が6.5でＴ・Ｓ値は75Kｇｆ／mm²程
度である（図中、一点鎖線の回帰直線参照）。サ
ンプル14，16についてはCE値が0.59未満と低過
ぎること、及びMn量が本願発明より少ないため
本願の目的とする強度には依然達しておらず、ま
た組織のベイナイト化も若干認められる程度であ
る。サンプル15，17，18についてはサンプル14，
16と同様にCE値が低く、且つＣ量が少ないため、
ベイナイト組織が認められるが、本願の目的とす
る強度には若干足りない。サンプル14〜18、サン
プル20，21の（）内のものは加熱処理後の冷却
速度の不足及び一部のものについてはMn量が不
足しているため、特願昭58−96947号の延長上或
いは同一レベルにあり、本願発明の特色が顕われ
ていない。ベイナイト組織も殆んど見られず、ま
た見られても極くわずかである。これに対してサンプル19〜21のものは、いずれ
も可成りの量のベイナイト組織が認められ、また
CE値に対する引張強度（図中、実線の回帰直線
参照）も明らかに特願昭58−96947号よりも高い
レベルにある。以上の結果より明らかなように、この発明によ
れば特願昭58−96947号、或いは従来品に比べて
極めて大きな引張り強度を有しているにも拘わら
ず、CE値は0.6〜0.75の範囲にあり、靭性、溶接
性も許容できる範囲にある。

【表】

【表】（実施例）Ｃ：0.28％、Mn：1.70％、Si：0.53％、Cr：
0.40％、Ｖ：0.182％であつて、CE値：0.68の合
金鋳鋼組成を、900℃で加熱処理した後、空冷に
より冷却して焼ならし、非調質鋳鋼を製造した。この結果、機械的性質：TS 105.3Kｇｆ／mm²、
El 6.0％、RA 5.4％、HB 3.50、ミクロ組織：ベ
イナイト＋フエライト＋パーライトの高強度非調
質鋳鋼を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

図面は、サンプル１〜21のCE値に対する引張
り強度（T.S）関係図である。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ：0.25〜0.35％、Mn：1.60〜2.00％、Si：
0.30〜0.80％、Cr：0.80％以下、Ｖ：0.15〜0.25％ CE＝Ｃ＋Mn／６＋Cr＋Mo＋Ｖ／５＋Ni＋Cu／15 としてCE値が0.59〜0.75の化学成分をもつた合金
鋳鋼をAc₃点〜1100℃の温度範囲で加熱処理した
後、冷却速度25〜100℃／分で冷却して焼ならす
ことを特徴とする高強度非調質鋳鋼の製造法。