JPH0140905B2 - - Google Patents

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JPH0140905B2
JPH0140905B2 JP15306781A JP15306781A JPH0140905B2 JP H0140905 B2 JPH0140905 B2 JP H0140905B2 JP 15306781 A JP15306781 A JP 15306781A JP 15306781 A JP15306781 A JP 15306781A JP H0140905 B2 JPH0140905 B2 JP H0140905B2
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JP
Japan
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steel
hardenability
hardness
present
center
Prior art date
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Expired
Application number
JP15306781A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5855554A (en
Inventor
Kyoshi Toraiwa
Tsuyoshi Abe
Masakazu Shiotani
Yoshiro Sakumoto
Masao Kobayashi
Noryuki Itakura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Mitsubishi Steel KK
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Mitsubishi Steel KK
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd, Mitsubishi Steel KK filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP15306781A priority Critical patent/JPS5855554A/en
Publication of JPS5855554A publication Critical patent/JPS5855554A/en
Publication of JPH0140905B2 publication Critical patent/JPH0140905B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、構造用強靭鋼に関するもので、特
に、厚さ25mm以上の大型部材に熱処理を施すこと
により鋼の強度を高めて使用する場合、その中心
部まで十分に熱処理効果が得られる優れた焼入れ
性を有している大型構造物用高強度強靭鋼に関す
るのである。 構造用強靭鋼は、その用途に応じて、必要とす
る強度と靭性とを得るために、焼入れ・焼もどし
を施して使用されるが、十分な焼入れをすること
が、良好な機械的性質を得る条件である。しかし
ながら、大型の部材になればなる程、焼入れ時の
冷却速度が遅くなり、十分な焼入れ効果が得難く
なるので、その部材の大きさに相応した焼入れ性
を持つた鋼種を選定することが必要とされる。 従来、構造用強靭鋼として一般に使用されてい
る鋼種としては、JISによつて規定されているも
のとして、機械構造用炭素鋼、機械構造用マンガ
ン鋼、クロム・モリブデン鋼、ニツケル・クロ
ム・モリブデン鋼などがあり、同一炭素量レベル
で比較すると、この順で焼入れ性は良くなつてい
る。このように、焼入れ性が良い鋼種は、合金元
素も多く含まれているが、特に、大型部材になれ
ば、ニツケル・クロム・モリブデンを選定する
が、ニツケル・モリブデンは高価な元素であるの
で、他の鋼に比べて価格が高く、これがその使用
上の障害となつており、そのため、止むを得ず一
般的には、クロム・モリブデン鋼を使用している
のが実情である。 一方、近年、産業機械の大型化に伴い、これに
使われる部材も大型化してきており、このような
部材に対しては、クロム・モリブデン鋼では大型
部材の中心部の焼入れ性が不足し、強度及び強靭
性が低下するので、これに代わる経済的な構造用
強靭鋼の開発が要望されている。 本発明は、在来鋼の欠点を解消し、上記のよう
な要望を満たし、優れた焼入れ性を発揮し、強度
に相応した靭性を具備しており、従つて、車両
や、産業機械などにおける厚さ25mm以上の大型部
材に、表面から中心部まで焼きが入り、高強度と
高靭性とを有し、経済的に適用することを可能と
した大型構造物用高強度強靭鋼を得ることをその
目的とするものである。 本発明においては、この目的を達成するため
に、Si,Mn,Cr,Bの添加量を変えて実験を行
つた結果、Si,Mn,Cr量が、それぞれ、1.0%〜
1.5%で且つほぼ同一比率であり、これらの成分
間のばらつきを0.10%以内とすることにより、大
型部材の表面部と、中心部との硬さがほぼ同一と
なり、安定した高強度及び強靭性の得られること
が見出だされた。更に用途に応じて強度に対して
より高い靭性が要求される場合、あるいは、更に
高い焼入れ性を要求される場合に対しては、これ
らの基本添加元素に加えて、更に、Ni,Mo,
Nbの1種又は2種以上を少量添加して焼入れ性
及び靭性の向上を図つたことを特徴とするもので
ある。 すなわち、本発明は (1) 重量比で C 0.25 〜0.45% Si 1.00 〜1.50% Mn 1.00 〜1.50% Cr 1.00 〜1.50% B 0.0005〜0.0030% を含み、残部がFe及び通常の不純物から成り、
Si,Mn,Crの比が、Si:Mn:Cr≒1:1:1
であり且つその最高値と最低値との差が0.10%以
内であり、直径25mm相当以上の圧延及び鍛造部材
の表面部と中心部の硬さがほぼ同一である大型構
造物用高強度強靭鋼 及び (2) 重量比で C 0.25 〜0.45% Si 1.00 〜1.50% Mn 1.00 〜1.50% Cr 1.00 〜1.50% B 0.0005〜0.0030% の基本添加成分に追加して Ni 0.25〜1.00% Mo 0.10〜0.20% Nb 0.03〜0.20% の内の1種又は2種以上を含有し、残部がFe及
び通常の不純物から成り、Si,Mn,Crの比が、
Si:Mn:Cr≒1:1:1であり且つその最高値
と最低値との差が0.10%以内であり、直径25mm相
当以上の圧延及び鍛造部材の表面部と中心部の硬
さがほぼ同一である大型構造物用高強度強靭鋼を
特徴とするものである。 以下、本発明をその実施例及びその実験結果を
示す添附図面の第1〜4図等に基づいて詳細に説
明する。 まず、本発明鋼は、上記のような化学成分を有
することを特徴とするものであるが、このような
化学成分に限定した理由は、以下に説明するとお
りである。 C:Cは、鋼の強度及び焼入れ性を向上させるの
に有効な元素であるが、0.25%未満では強靭鋼
に必要な強度が得られず、また、高過ぎると靭
性が低下すると共に溶接が困難となるので、溶
接が可能な範囲の上限を0.45%に選び、0.25〜
0.45%とした。 Si:Siは、フエライトに固溶して強度を高めると
共に焼入れ性を向上させるので、大型構造部材
に対しては必須元素である。また、Siの増加
は、焼もどしの際にマルテンサイトの分解を高
温側に移動動させる働きがあるので、焼もどし
脆性域をけた高温焼もどしで高強度を得ること
ができる。Siの下限は、他の焼入れ性向上元素
との兼ね合いにおいて必要な焼入れ性を得るた
め及び高温焼もどしを可能とさせるにために必
要な量として1.00%とした。また、Siを増加さ
せると、焼入れ性及び焼もどし抵抗を増大させ
ることができるが、Ac3変態点を高める働きが
あり、その上昇は1.5%以上になると急となり、
焼入れに際して高温加熱が必要となり、伸び・
絞り・衝撃値などの靭性値をはなはだしく低下
させるので、上限を1.5%とした。 Mn:Mnは、焼入れ性を向上させるのに非常に
有効であり、靭性値も向上させるので、高価な
Ni,Moに代わるきわめて有用な元素であり、
大型構造部材に対しては必須元素である。従つ
て、他の焼入れ性向上元素との兼ね合いにおい
て、1.0%以下では本発明の目的に対して焼入
れ性が不十分であるので、下限を1.0%とし、
また、1.5%を超えると、靭性が低下する場合
があるので、上限を1.5%とした。 Cr:Crは、焼入れ性を向上し、焼入れ後の心部
硬さを高め、結晶粒を微細化する。また、炭化
物を生成し、焼もどし抵抗の増加に貢献するの
で、大型構造部材に対しては必須元素である。
従つて、他の焼入れ性を向上元素の兼ね合いお
いて、これらの効果を期待することができる必
要量として、下限を1.0%とし、また、1.5%を
超えては効果の向上が小さく、靭性が低下する
ので、上限を1.5%とした。 B:Bは、きわめて微量で焼入れ性を著しく向上
させる元素であり、0.0005%以上で焼入れ性の
向上に有効である。しかし、0.0030%以上含有
しても焼入れ性の向上は期待することができな
いので、0.0005〜0.0030%の範囲とした。な
お、この範囲でBが焼入れ性向上に有効に作用
するためには、鋼中のNと結合しないようにす
ることが必要であ、このために、Tiを0.03%以
下添加してNを固定する方法が一般的に用いら
れる。 Ni,No,Nb:これらの元素は、いずれも、結
晶粒を微細化し、靭性を向上させる効果があ
る。しかし、これらの元素は、少量では効果が
なく、いずれも高価な元素であり、基本鋼に余
り多く添加しても添加量の割合に対して効果が
少ないので、 Ni 0.25〜1.00%,Mo 0.10〜0.20%,Nb
0.03〜0.20% とした。 次ぎに、本発明鋼の特徴を、実施例によつて説
明する。 第1表に電気炉で溶製した本発明鋼の化学成分
及び比較鋼としてのクロム・モリブデン鋼(JIS
規格SCM440H)の規格化学成分並びにその代表
例として比較鋼1,2の化学成分(重量%)が記
載されている。なお、第1表中、本発明鋼Aは、
化学成分限定範囲の中央値に近いもの、本発明鋼
Bは、同じく下限に近いもの、本発明鋼Cは、同
じく上限に近いもの、本発明鋼Dは、基本添加元
素に追加してNi及びMoを添加したもの、本発明
鋼Fは同じくNbを添加したものを、それぞれ、
示すものである。 第1表に示す供試材の内、本発明鋼A〜D,F
について、JIS G0561「鋼の焼入性試験方法(一
端焼入方法)」に基づいて焼入れ性試験を行なつ
たが、その結果が第1図に示されている。図から
分かるように、本発明鋼A〜D,Fのいずれにお
いても、空冷端(試験片の焼入れ端からの距離50
mmの点)での硬度低下が非常に小さく、成分限定
範囲の下限に近い本発明鋼Bにおいても、比較鋼
SCM440Hの焼入れ性規格の上限を上回り、高い
焼入れ性を特徴としていることを示している。こ
のように、本発明鋼は焼入れ性が高いので、小型
の部材に対しては、焼入れひずみを防止するため
に空気焼入れが可能である。すなわち、本発明鋼
A及び比較鋼1について、直径20mm、長さ500mm
の丸棒に、ほぼ同等の機械的性質を与えるため
に、本発明鋼Aは、850℃から空冷(空気焼入れ)
後、625℃×1Hr焼もどしを実施し、また、比較
鋼1は、850℃から油焼入れ後600℃×1Hr焼もど
しを実施した場合について機械的性質と、熱処理
による棒鋼の曲がり発生量とを比較した結果が第
2表に示してある。 第2図は、本発明鋼A及び比較鋼1の焼もどし
性能曲線であり、この曲線は、直径25mmの丸棒の
供試材に油焼れ後、焼もどしを施した場合の機械
的性質を示すものであが、同図から、同一焼もど
し温度において比較鋼とほぼ同様の機械的性質を
有していることが分かる。 次ぎに、第3図は、本発明鋼Aと、比較鋼1と
の焼入れ硬さを、直径150mmの丸鋼について比較
したものであるが、いずれも、850℃でオーステ
ナイト化後、油焼入れを行ない、横断面について
表面から中心に至る硬さをロツクウエル硬度計に
よつて測定した結果を示す線図である。この図か
ら、本発明鋼は、直径150mmの丸鋼においても、
油焼入れによつて外周から中心部まで均一な完全
焼入れ硬さを示すが、比較鋼2では、内部に向か
つて硬さの低下が著しく内部では、焼入れ効果を
期待することのできないことが分かる。 このように、本発明鋼Aは、大型部材に対して
優れた熱処理効果を発揮することができ、焼入
れ・焼もどし後の機械的性質について、この効果
を比較した結果が第3表に示されている。 第3表は、本発明鋼A及びDと、比較鋼2とに
ついて直径25mm及び150mmの丸鋼の焼入れ・焼も
どし後の機械的性質の試験結果を示すものであ
る。なお、焼入れは、850℃でオーステナイト化
後、油焼入れを行ない、本発明鋼A及びDは、
620℃で、また、比較鋼2は、580℃で、それぞ
れ、焼もどし後、水冷を行なつた。試験片の採取
位置は、直径25mmの供試材からは中心、また、直
径150mmの供試材からは、丸鋼の表面と中心との
中間部で、それぞぜ長手方向とした。 この表から、比較鋼にいて、直径25mmの機械的
性質に比べ、直径150mmの機械的性質の低下が著
しく大きいのに対し、本発明鋼では、比較的低下
が小さく、大型部材用としての高強度・強靭鋼と
して適していものであることを示していることが
分かる。 更に、Ni,Mo又はNbを含む本発明鋼の代表
例Dは、降伏点と衝撃値とを一層高めようとする
場合に適当なものであり、これらを含まない基本
鋼に属するものである本発明鋼の代表例Aに比較
し、その効果を明らかにしている。 第4図は、本発明鋼A及び比較鋼2の直径150
mmの供試材に、高周波焼入れ・焼もどしを施した
ものの硬化深さ曲線であり、深い硬化層を目標と
した高周波条件を選定し、200℃で焼もどしを行
なつたものである。耐摩耗性及び疲労強度向上を
目的として強靭鋼に高周波焼入れを施す場合があ
るが、大型部材に対しては深い硬化層が要求され
ることが多い。図から、本発明鋼は、比較鋼に比
べ、より深い硬化層を得ることができ、この点で
も、本発明鋼は、大型部材に適用する場合に利点
の与えることのできることが分かる。 更に、第1表に示す比較鋼1及び本発明鋼A〜
D,Fについて、第1図に示す焼入れ性試験結果
及び第3図に示す直径150mmの丸鋼の中心部から
表面部への硬度分布線図から、Si,Mn,Crの成
分のばらつき、一端焼入れ試験の焼入れ端と50mm
位置との硬度差HRC及び150mm丸鋼の表面部と中
心部との焼き入れ硬度差HRCを示すと、第4表
のとおりとなる。この表から、比較鋼1のSi,
Mn,Cr成分間のばらつきは0.81、一端焼入れ試
験の焼入れ端と50mm位置との間の硬度差は、焼入
れ曲線の上限と下限とで、それぞれ、HRC15,26
あり、また、150mm丸鋼の表面部と中心部との間
の硬度差は、HRC21である。これに対し、本発明
鋼A〜D,Fの成分間のばらつきは、0.02〜0.04
であり、一端焼入れ試験の焼入れ端と50mm位置と
の間の硬度差は、HRC2〜7,150mm丸鋼の表面部
と中心部との間の硬度差は、HRC5であることが
分かる。すなわち、本発明鋼の硬度のばらつきは
比較鋼のばらつきに対し、1/2〜1/13であ
る。このように、本発明により、Si,Mn,Crの
添加比率を1:1:1とし且つそれらのばらつき
を0.10%以内に押さえることにより、大型構造部
材を熱処理した場合に、その表面部から中心部ま
で安定して、ほぼ同一の硬度とし、高強度と、強
靭性との得られることが分かるところである。 以上のように、本発明鋼は、実施例からも明ら
かであるように、ニツケル・クロム・モリブデン
鋼などの在来鋼におけるように、高価元素の添加
増量によることなく、その特異な組成によつて焼
入れ性を向上し、大型部材において、高い強度と
靭性とを発揮することができるので、各種用途向
けの大型構造物用高強度強靭鋼として低廉な鋼を
提供し、従つて、これを各種用途に対して広く利
用させることができるものであり、工業的価値の
非常に大きな発明である。
The present invention relates to strong structural steel, and in particular, when using a large member with a thickness of 25 mm or more to increase the strength of the steel, it is possible to obtain a sufficient heat treatment effect up to the center of the large member. It relates to high-strength, tough steel for large structures that has hardenability. Structural tough steel is used after being quenched and tempered to obtain the required strength and toughness depending on the application. Sufficient quenching ensures good mechanical properties. This is the condition for obtaining it. However, the larger the part, the slower the cooling rate during hardening and the more difficult it is to obtain a sufficient hardening effect, so it is necessary to select a steel type with hardenability commensurate with the size of the part. It is said that Conventionally, the steel types commonly used as strong structural steels are those specified by JIS: carbon steel for machine structures, manganese steel for machine structures, chromium-molybdenum steel, and nickel-chromium-molybdenum steel. When compared at the same carbon content level, the hardenability improves in this order. In this way, steel types with good hardenability contain many alloying elements, but especially for large parts, nickel, chromium, and molybdenum are selected, but since nickel and molybdenum are expensive elements, It is expensive compared to other steels, and this is an impediment to its use.Therefore, it is unavoidable that chromium-molybdenum steel is generally used. On the other hand, in recent years, as industrial machinery has become larger, the parts used in it have also become larger, and for such parts, chromium-molybdenum steel lacks hardenability in the center of large parts. Since the strength and toughness are reduced, there is a demand for the development of an economical alternative structural steel. The present invention eliminates the drawbacks of conventional steel, satisfies the above demands, exhibits excellent hardenability, and has toughness commensurate with strength, and is therefore suitable for use in vehicles, industrial machinery, etc. Our goal is to obtain a high-strength steel for large structures that is hardened from the surface to the center, has high strength and toughness, and can be economically applied to large members with a thickness of 25 mm or more. That is the purpose. In the present invention, in order to achieve this objective, we conducted experiments with varying amounts of Si, Mn, Cr, and B, and found that the amounts of Si, Mn, and Cr ranged from 1.0% to 1.0%, respectively.
By keeping the variation between these components within 0.10%, the hardness of the surface and center of large parts is almost the same, resulting in stable high strength and toughness. It was found that the following results could be obtained. In addition to these basic additive elements, Ni, Mo,
It is characterized by adding a small amount of one or more types of Nb to improve hardenability and toughness. That is, the present invention includes (1) a weight ratio of C 0.25 to 0.45% Si 1.00 to 1.50% Mn 1.00 to 1.50% Cr 1.00 to 1.50% B 0.0005 to 0.0030%, with the remainder consisting of Fe and normal impurities;
The ratio of Si, Mn, and Cr is Si:Mn:Cr≒1:1:1
High-strength steel for large structures in which the difference between the highest and lowest values is within 0.10%, and the surface and center hardness of rolled and forged parts with a diameter of 25 mm or more is almost the same. and (2) Ni 0.25-1.00% Mo 0.10-0.20% in addition to the basic additive components of C 0.25-0.45% Si 1.00-1.50% Mn 1.00-1.50% Cr 1.00-1.50% B 0.0005-0.0030% Contains one or more of Nb 0.03 to 0.20%, the balance consists of Fe and normal impurities, and the ratio of Si, Mn, Cr is
Si:Mn:Cr≒1:1:1, and the difference between the highest and lowest values is within 0.10%, and the hardness of the surface and center of rolled and forged parts with a diameter of 25 mm or more is approximately It is characterized by the same high strength and tough steel for large structures. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples and FIGS. 1 to 4 of the accompanying drawings showing experimental results thereof. First, the steel of the present invention is characterized by having the above-mentioned chemical components, and the reason why the steel is limited to such chemical components will be explained below. C: C is an effective element for improving the strength and hardenability of steel, but if it is less than 0.25%, the strength required for strong steel cannot be obtained, and if it is too high, the toughness decreases and welding becomes difficult. Therefore, the upper limit of the weldable range was set at 0.45%, and 0.25~
It was set at 0.45%. Si: Si dissolves in ferrite to increase strength and improve hardenability, so it is an essential element for large structural members. In addition, the increase in Si has the effect of moving the decomposition of martensite to the high temperature side during tempering, so high strength can be obtained by high temperature tempering beyond the brittle tempering range. The lower limit of Si was set at 1.00% as the amount necessary to obtain the necessary hardenability in balance with other hardenability-improving elements and to enable high-temperature tempering. In addition, increasing Si can increase hardenability and tempering resistance, but it also has the effect of increasing the Ac 3 transformation point, and the increase becomes steep when it exceeds 1.5%.
High temperature heating is required during quenching, causing elongation and
The upper limit was set at 1.5% because it significantly lowers toughness values such as reduction of area and impact value. Mn: Mn is very effective in improving hardenability and also improves toughness value, so
It is an extremely useful element that replaces Ni and Mo.
It is an essential element for large structural members. Therefore, in balance with other hardenability-improving elements, if it is less than 1.0%, the hardenability is insufficient for the purpose of the present invention, so the lower limit is set to 1.0%.
Moreover, if it exceeds 1.5%, the toughness may deteriorate, so the upper limit was set at 1.5%. Cr: Cr improves hardenability, increases core hardness after hardening, and refines crystal grains. Further, since it forms carbides and contributes to an increase in tempering resistance, it is an essential element for large structural members.
Therefore, taking into account other elements that improve hardenability, the lower limit is set at 1.0% as the necessary amount that can expect these effects, and if it exceeds 1.5%, the improvement in the effect will be small and the toughness will decrease. Therefore, the upper limit was set at 1.5%. B: B is an element that significantly improves hardenability in an extremely small amount, and is effective in improving hardenability at 0.0005% or more. However, even if the content is 0.0030% or more, no improvement in hardenability can be expected, so the content was set in the range of 0.0005 to 0.0030%. In addition, in order for B to work effectively to improve hardenability within this range, it is necessary to prevent it from combining with N in the steel, and for this purpose, Ti is added at 0.03% or less to fix N. This method is commonly used. Ni, No, Nb: All of these elements have the effect of making crystal grains finer and improving toughness. However, these elements are ineffective in small amounts and are all expensive elements, so even if too much is added to the basic steel, the effect will be small relative to the proportion of the amount added. ~0.20%, Nb
It was set at 0.03-0.20%. Next, the characteristics of the steel of the present invention will be explained using examples. Table 1 shows the chemical composition of the steel of the present invention melted in an electric furnace and the chromium-molybdenum steel (JIS
The standard chemical composition of the standard SCM440H) and the chemical composition (weight %) of comparative steels 1 and 2 as representative examples are listed. In addition, in Table 1, the invention steel A is:
Inventive steel B is close to the median of the chemical composition limited range, Inventive steel B is also close to the lower limit, Inventive steel C is also close to the upper limit, Inventive steel D has Ni and Ni in addition to the basic additive elements. The steel of the present invention was added with Mo, and the steel of the present invention was also added with Nb.
It shows. Among the test materials shown in Table 1, the invention steels A to D, F
A hardenability test was conducted based on JIS G0561 "Hardenability test method for steel (single quenching method)" and the results are shown in Figure 1. As can be seen from the figure, in each of the steels A to D and F of the present invention, the air-cooled end (distance 50 from the quenched end of the test piece)
Even in the invention steel B, which has a very small decrease in hardness at the point of
It exceeds the upper limit of the hardenability standard for SCM440H, indicating that it is characterized by high hardenability. As described above, since the steel of the present invention has high hardenability, small members can be air hardened to prevent hardening distortion. That is, for the invention steel A and comparative steel 1, the diameter is 20 mm and the length is 500 mm.
In order to give almost the same mechanical properties to round bars, steel A of the present invention was air-cooled (air quenched) from 850°C.
After that, the steel bar was tempered at 625°C for 1 hour.For comparative steel 1, the mechanical properties and the amount of bending of the steel bar due to heat treatment were evaluated when tempering was performed at 600°C for 1 hour after oil quenching from 850°C. The comparison results are shown in Table 2. Figure 2 shows the tempering performance curves of Inventive Steel A and Comparative Steel 1. This curve shows the mechanical properties of a round bar specimen with a diameter of 25 mm that was tempered after oil burning. The figure shows that the steel has almost the same mechanical properties as the comparative steel at the same tempering temperature. Next, Figure 3 compares the quenching hardness of inventive steel A and comparative steel 1 for round steel with a diameter of 150 mm. FIG. 3 is a diagram showing the results of measuring the hardness of a cross section from the surface to the center using a Rockwell hardness tester. From this figure, the steel of the present invention can be used as a round steel with a diameter of 150 mm.
Although oil quenching shows uniform hardening hardness from the outer periphery to the center, it can be seen that in Comparative Steel 2, the hardness decreases significantly toward the inside, and no quenching effect can be expected in the inside. In this way, the steel A of the present invention can exhibit an excellent heat treatment effect on large members, and Table 3 shows the results of comparing this effect in terms of mechanical properties after quenching and tempering. ing. Table 3 shows the test results of the mechanical properties of steels A and D of the present invention and comparative steel 2 after quenching and tempering of round steel with diameters of 25 mm and 150 mm. In addition, the quenching is performed at 850°C to austenitize and then oil quenching, and the steels A and D of the present invention are
After tempering, Comparative Steel 2 was tempered at 620°C and 580°C, and then water-cooled. The test pieces were taken at the center for specimens with a diameter of 25 mm, and at the midpoint between the surface and the center of the round steel for specimens with a diameter of 150 mm, in the longitudinal direction. From this table, it can be seen that in the comparison steel, the mechanical properties at a diameter of 150 mm decrease significantly compared to the mechanical properties at a diameter of 25 mm, whereas the inventive steel shows a relatively small decrease in mechanical properties, making it suitable for high-quality materials for large parts. It can be seen that this shows that it is suitable as a strong and tough steel. Furthermore, representative example D of the steel of the present invention containing Ni, Mo or Nb is suitable when it is desired to further increase the yield point and impact value, and this steel, which belongs to the basic steel that does not contain these, is suitable for further increasing the yield point and impact value. A comparison with representative example A of the invention steel is made to clarify its effects. Figure 4 shows the diameter of the invention steel A and comparative steel 2, 150 mm.
This is the hardening depth curve of a specimen of mm in diameter that was subjected to induction hardening and tempering.High frequency conditions were selected to create a deep hardened layer, and tempering was performed at 200℃. Induction hardening is sometimes applied to strong steel for the purpose of improving wear resistance and fatigue strength, but a deep hardened layer is often required for large members. From the figure, it can be seen that the steel of the present invention can obtain a deeper hardened layer than the comparative steel, and in this respect as well, the steel of the present invention can provide advantages when applied to large-sized members. Furthermore, Comparative Steel 1 and Invention Steel A~ shown in Table 1
Regarding D and F, from the hardenability test results shown in Fig. 1 and the hardness distribution diagram from the center to the surface of a round steel with a diameter of 150 mm shown in Fig. Hardened end and 50mm of hardened test
Table 4 shows the hardness difference H R C between the position and the quenched hardness difference H R C between the surface part and the center part of the 150 mm round steel. From this table, Si of comparative steel 1,
The variation between Mn and Cr components is 0.81, and the hardness difference between the quenched end and the 50mm position in the one-end quenching test is H R C15, 26 at the upper and lower limits of the quenching curve, respectively.
Also, the difference in hardness between the surface and center of a 150mm round steel is H R C21. On the other hand, the variation between the components of the steels A to D and F of the present invention is 0.02 to 0.04
The hardness difference between the quenched end and the 50mm position in the one-end quenching test is H R C2 ~ 7, The hardness difference between the surface and center of the 150 mm round steel is H R C5. I understand. That is, the variation in hardness of the steel of the present invention is 1/2 to 1/13 of the variation of the comparative steel. In this way, according to the present invention, by setting the addition ratio of Si, Mn, and Cr to 1:1:1 and suppressing their variation within 0.10%, when a large structural member is heat-treated, it is possible to It can be seen that it is possible to obtain stable hardness down to the middle, almost the same hardness, and high strength and toughness. As mentioned above, as is clear from the examples, the steel of the present invention does not require the addition of expensive elements, unlike conventional steels such as nickel-chromium-molybdenum steel, but is made possible by its unique composition. It improves hardenability and can exhibit high strength and toughness in large parts, so we provide an inexpensive steel that can be used as a high-strength steel for large structures for various uses. This invention can be used for a wide range of purposes and is of great industrial value.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明鋼と比較鋼との焼入性試験の
結果を示す線図、第2図は同じく焼もどし性能曲
線、第3図は同じく焼入れ後の断面硬度分布曲
線、第4図はは同じく高周波焼入れによる硬化深
さ線図である。
Figure 1 is a diagram showing the hardenability test results of the steel of the present invention and comparative steel, Figure 2 is the tempering performance curve, Figure 3 is the cross-sectional hardness distribution curve after quenching, and Figure 4 is the same. 1 is also a hardening depth diagram by induction hardening.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 重量比で C 0.25 〜0.45% Si 1.00 〜1.50% Mn 1.00 〜1.50% Cr 1.00 〜1.50% B 0.0005〜0.0030% を含み、残部がFe及び通常の不純物から成り、
Si,Mn,Crの比が、Si:Mn:Cr≒1:1:1
であり且つその最高値と最低値との差が0.10%以
内であり、直径25mm相当以上の圧延及び鍛造部材
の表面部と中心部との硬さがほぼ同一であること
を特徴とする大型構造物用高強度強靭鋼。 2 重量比で C 0.25 〜0.45% Si 1.00 〜1.50% Mn 1.00 〜1.50% Cr 1.00 〜1.50% B 0.0005〜0.0030% を含み、これに追加して Ni 0.25〜1.00% Mo 0.10〜0.20% Nb 0.03〜0.20% の内の1種又は2種以上を含有し、残部がFe及
び通常の不純物から成り、Si,Mn,Crの比が、
Si:Mn:Cr≒1:1:1であ且つその最高値と
最低値との差が0.10%以内であり、直径25mm相当
以上の圧延及び鍛造部材の表面部と中心部の硬さ
がほぼ同一であることを特徴とする大型構造物用
高強度強靭鋼。
[Claims] 1 Contains in weight ratio: C 0.25-0.45% Si 1.00-1.50% Mn 1.00-1.50% Cr 1.00-1.50% B 0.0005-0.0030%, the remainder consisting of Fe and normal impurities,
The ratio of Si, Mn, and Cr is Si:Mn:Cr≒1:1:1
and the difference between the highest value and the lowest value is within 0.10%, and the hardness of the surface and center of the rolled and forged member with a diameter of 25 mm or more is almost the same. High-strength steel for materials. 2 Contains C 0.25-0.45% Si 1.00-1.50% Mn 1.00-1.50% Cr 1.00-1.50% B 0.0005-0.0030%, in addition to this, Ni 0.25-1.00% Mo 0.10-0.20% Nb 0.03- Contains one or more of 0.20% of Si, Mn, and Cr, with the remainder consisting of Fe and normal impurities, and the ratio of Si, Mn, and Cr is
Si:Mn:Cr≒1:1:1 and the difference between the highest and lowest values is within 0.10%, and the hardness of the surface and center of rolled and forged parts with a diameter of 25 mm or more is approximately High-strength steel for large structures characterized by the same characteristics.
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