JPH02107742A

JPH02107742A - 加工性、焼入性に優れた鋼材

Info

Publication number: JPH02107742A
Application number: JP25893188A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Kawabata; 良和河端; Masahiko Morita; 正彦森田; Fusao Togashi; 冨樫　房夫
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1990-04-19
Also published as: JPH0579743B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は加工性、焼入性に優れた鋼材に係り、詳しくは
、低炭素鋼なみの冷間加工性と強度を有し、がっ、焼入
性に（夏れ、さらに靭性、メツキ性にも１れた鋼材に係
る。

従　　来　　の　　技　　術機械部品に用いられる鋼の多くは、切削、穿孔、曲げ等
の各種成形加工を受けた後に、焼入れ、焼戻しなどの熱
処理により強度、耐摩耗性を得ている。このような用１
字に用いられる鋼（以下、熱処理用途鋼という。）では
熱処理後の強度、耐摩耗性の必要性から０．１５％以上
のＣを含んでいるのが一般的である。しかしながら、こ
のように０．１５％以上のＣを含む鋼は焼入れ前におい
ても強度が高く、延性が低く十分な加工性を右していな
い。そのため、機械部品などの成形工程では材料の成形
性を補うため成形前に球状化ｍＮＡなとの軟質化処理を
施すのが一般的である。しかしながら、このような球状
化焼鈍によって得られるフェライト−球状化セメンタイ
ト組織での軟質化には限度があり低炭素鋼なみの加工性
を得ることは難しい。ざらに、７ＪＯ工性を向上させる
手段として、特公昭０３−９５７８号公報では、フェラ
イト−慮鉛組織を利用しているものの、その実施例に示
されるように本発明が目標とした低炭素鋼なみの加工性
は達成できていない。そこで、複雑な成形加工を必要と
する部品においては使用材料として加工性の良好な低炭
素鋼を用いて所定形状までの加工を施し、その後焼入性
を確保するために浸炭、浸窒処理を施す方法が採られて
はいるが、このような方法で加工が可能になるにしても
、当然なノｆら工数の増加をともない、経済的に不利で
ある。

以下、さらに上記の従来技術について詳しく説明する。

上記の如く、熱処理用途鋼は、通常、焼入性の観点から
材料の成分が決定され、Ｃ等を比較的多轡に添加するた
め難加工性のものであった。

このような鋼の軟質化の方法としては、例えば焼鈍によ
ってフェライト−球状化セメンタイト組織とする方法、
フェライト−黒鉛組織とする方法が考えられる。しかし
ながら、前古は、たとλセメンタイトを球状化したとし
てもセメンタイトが堅くて、脆いという性質がある限り
大幅なＩ］０工性の向上は望めない。一方、復古のフエ
ライＩ・−黒鉛組織では２つの問題点が考えられる。そ
のひとつは、焼鈍によりセメンタイトを分解、黒鉛を析
出さける反応が通常起こり難いため、黒鉛化促進のため
に８１を多伍に添加しており、そのため、熱間圧延時の
赤スケール生成によるスケール傷、シリカ内の生成によ
るメツキ性の低下、さらには、靭性や延性の低下を生ず
るという点、もうひとつは、一般に広く知られているよ
うに、焼入時のオーステナイト化処理時に、黒鉛はセメ
ンタイトと比べてマトリックスへの溶は込みが遅いため
熱処理性が低下するという点が問題となる。前述の特公
昭６３９５７８号公報でもフェライト−黒鉛組織にする
ために３１を多量に添加しており、また、フェライト−
黒鉛組織が熱！ａ理性を有することに触れているものの
、熱処理性の低下の改善策については同ら触れておらず
、上記の問題点を解決していない。また、フェライト−
黒鉛組織を利用した従来技術として、例えば、特開昭４
９−６７８１６号公報、特開昭４９−１０３８１７号公
報、賃間昭５１５７６２１号の諸公報があげられ、これ
らはいずれも黒鉛のチップブレーク作用を利用した黒鉛
快削鋼に係るのであるが、これらはいずれも切削性のみ
の改善を目的としたものであり、熱処理性については何
ら開示されていない。

発明が解決しようとする課題本発明は上記問題の解決を目的とし、具体的には、成形
加工時には低炭素鋼なみの冷間加工性と強度を有し、か
つ、浸炭、浸窒等の特別な処理を施すことなく、通常の
焼入れ、焼戻し処理により、一般の熱処理用途鋼なみの
特性が１１られ、さらに、靭性、延性、めっき性等にも
優れた鋼材を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段ならびにその作用すなわち、本発明の鋼材は、下記（１）、（２）、（３
）、（４）で示される成分元素を含有し、残部がＦｅ及
び不可避的不純物よりなり、しかも、フェライト相と１
００個／ｍｍ２以上の分布で存在する黒鉛粉を主体とす
る組織を有することを特徴とする。

（１）　Ｃ：　０，１５〜１．５０％、Ｍｎ　：　０，
０５〜１．００％、Ｓｉ：０．４９％以下を含み、かつ
、Ｎｉ：０．１０〜３．００％、Ｃｏ　：　０．１０〜
３．００％、Ｃｕ　：　０．１０〜１．００％のいずれ
か１種以上を含有する。

（２）　Ｃ：　０．１５〜１．５０％、Ｍｎ　：　０．
０５〜１．００％、Ｓに〇、４９％以下、Ｂ　：　５〜
５０ｐＨＩＩＩ、　Ｎ　：　５〜５０ｐｐｍを含み、か
つ、Ｎｉ：０．１０〜３．００％、ＧＯ：０．１０〜３
．００％、Ｃｕ　：　０，１０〜１．００％のいずれか
１種以上を含有する。

（３）　Ｃ：　０，１５〜１．５０％、Ｍｎ　：　０，
０５〜１．００％、Ｓに０．４９％以下を含み、かつ、
Ｎｉ：０．１０〜３．００％、Ｃｏ　：　０，１０〜３
．００％、Ｃｕ　：　０．１０〜１．００％のいずれか
１種以上を含み、かつ、Ｍｏ　：　０，０５〜２．００
％、Ｃｒ　：　０．０５〜０．７０％のいずれか１種以
上を含有する。

（４）　　Ｃ：　　０．１５〜１．５０　％　、　Ｍｎ
　　二　０．０５〜１．００　％、　Ｓｉ　：０．４９
％以下、Ｂ　：　５〜５０ｐｐｎ＋、　Ｎ　：　５〜５
０ｐｐｍを含み、かつ、Ｎ＋：０．１０〜３．００％、
Ｃｏ：０．１０〜３．００％、Ｃｕ　：　０．１０〜１
．００％のいずれが１種以上を含み、かつ、ＭＯ：　０
．０５〜２．００％、Ｃｒ二０．０５〜０．７０％のい
ずれか１種以上を含有する。

そこで、ごれらの手段たる構成ならびにその作用につい
て更に具体的に説明すると、次の通りである。

ます、本発明者等は低炭素鋼と同等程度の冷間加工性を
有し、しかも、通常の焼入れ、焼戻し処理により一般の
熱処理用途鋼と同等以上の特性を具えた熱処理用途鋼を
開発するため、いろいろ検討を重ねた結果、次に示す方
針で製造すれば所望のものが得られるということがわが
った。

（１）フェライト−球状化せメンタイト組織を利用して
加工性を向上させるのには限界があり、低炭素鋼なみの
加工性は得難い。そこで、セメンタイト相に変わる伸展
性に冨んだ黒鉛相を利用すればよいが、この時は、黒鉛
相を析出させるためのＳｉの添加は極力抑えること、（
２）黒鉛化に伴う熱処理性の低下に対しては析出する黒
鉛粉数を増加させることで黒鉛全体としてのマトリック
スへの溶は込み速度を向上させること、そこで、本発明者らは以上の方針のもと、Ｓｉの添加に
代わる黒鉛化促進のための手段を研究し、がっ、焼入性
に十分な黒鉛粉数を工業的規模で生産しうる手段を研究
した結果、以下の知見を得、本発明はこれに基づいて成
立したものである。

（ａ）従来のフェライト−球状セメンタイト鋼なみの焼
入性を得るには１００個／　ｍｍ　’の黒鉛粉数が必要
である。

（ｂ）　Ｎｉ％ＧＯ５Ｃｕを添加することによりＳｉ添
加と同様に黒鉛化が促進される。Ｓｉ添加と異なりＮ１
、Ｃｏ％ＣＵの添加により優れた靭性が得られ、また、
メツキネ良、スケール傷の発生も抑えられる。

（Ｃ）　ｃｒ、　ＭＯを添加することにより、特に高Ｃ
側で、焼入れ硬度が向上する。

（ｄ）黒鉛化促進、黒鉛粉微細化のためにはできるだけ
低温で高圧下率の圧延が有効であり、具体的には、８５
０℃以下での圧下率１８％以上の熱間圧延、または、圧
下率２０％以上の冷間圧延が黒鉛化促進、黒鉛粉微細化
のためには有効である。

（ｅ）　Ｂ％Ｎな複合添加することにより、特別な熱間
圧延、冷間圧延等を行うことなく黒鉛化促進の効果が得
られるとともに、黒鉛粉数の著しい増加が観られる。こ
れにより短時間のγ他処理でもＣがマトリックスへ固溶
して高い焼入性が得られる。

以上の知見に基づく効果を利用することで、フェライト
−黒鉛組織を有する加工性、焼入性、靭性、及びメツキ
性に優れた鋼を得ることが可能となった。

以上の効果が得られる理由は必ずしも明確ではないが、
以下、その理由について述べる。

（Ｃ）の効果については、Ｍｎと異なり、Ｃｒ、Ｎ。

はフェライト安定化元素であり、特にＣ，Ｎｉ、Ｇｏ、
　Ｃｕ等のオーステナイト安定化元素が多い場合の焼入
れ時に生成しがちな残留オーステナイトの生成を抑えて
焼入れ硬度を向上させた可能性も考えられる。

（ｄｌ、（ｅｌの効果については、セメンタイトの分解
、黒鉛化の反応が起こりにくいのは、その反応の過程で
大きな体積膨張を伴うためであると考えれば、この体積
膨張を緩和するような黒鉛の析出サイトの存在が黒鉛化
のために必要であり、（ｄ）の効果は圧延によって導入
される転移やボイド等の欠陥が析出サイトとなると考え
られ、そのため、例えば、熱延条件としては低温で高圧
下圧延はど黒鉛化促進、黒鉛粉微細化に有効であったと
考えられる。また、（ｅ）の効果についても、黒鉛の分
布がＢのそれに対応していること、Ｂ、Ｎ自身は甲独で
はセメンタイト安定化元素であるにも拘らず、８、Ｎｉ
−複合添加した場合、多少の過剰のＢ、Ｎが存在しても
、黒鉛化促進、微細化の効果が得られることを考えると
Ｂを含む析出物が黒鉛の析出サイトとなった効果と考え
るのが妥当と思われる。また、本発明鋼におけるＢを含
む析出物としてはＢＮが最も一般的であり、また、ＢＮ
の格子定数が黒鉛のそれに非常に近いことを考えれば、
８Ｎが黒鉛の析出サイトとして働いたと考えられる。そ
して、このＢＮの析出が鋼中でほぼ均一に生じ、ＢＮを
析出サイトとして微細な黒鉛が均一に分散した組織を得
ることが可能となったと考えられる。

次に、鋼成分元素の数値限定理由について述べる。

Ｃ：　Ｃは焼入れ、焼戻し後の強度、′Ｍ摩耗性の必要
性に応じて適量を添加するが、機械部品用の熱処理用途
鋼の一般的なＣ範囲である０、１５〜１．５％と定めた
。

Ｎ１、ＧＯｌＣｕ：　　これらの元素は黒鉛化を促進す
る元素である点はＳｔと同じであるが、Ｓｌと異なり焼
入性、靭性、延性の向上にも効果があす、また、メツキ
性を阻害しない。本発明では、それぞれの元素の黒鉛化
促進の効果が現れる最小の量を下限に、また、黒鉛化促
進の効果１ｆ飽和する開を上限にそれぞれ０．１０〜３
．００％、０．１０〜３．００％、０．１０〜１．００
％と定めた。

Ｍｎ：ＭｎはＳ、０と化合物を作り、これらを固定して
清浄な鋼とするために必要な元素であり、その下限は清
浄な鋼を作るために必要な０．０５％とした。また、Ｍ
ｎは鋼の焼入れ時の臨界冷却速度を低下させ焼入性を向
上させる元素であり、機械部品の大きさなどに応じて適
量添加するが、一方で、黒鉛化を阻害し、その黴／ｆｉ
、ｏｏ％を越えると黒鉛化１ｆ進まないため上限を１．
００％に定めた。

ＳＩＳ＋は黒鉛化を促進する元素ではあるが、０．４９
％を越えて添加すると熱間圧延時にスケル偏を著しく生
じ易くなり、また、靭性、延性を阻害するため、上限を
０．４９％に定めた。

Ｂ、Ｎ：　　これらの元素は複合添加することにより黒
鉛化を著しく促進し、かつ、黒鉛粉数を著しく増加させ
る。その効果は第４図に示すようにＢ、Ｎをそれぞれ５
ｐｐｍ以上複合増加することにより現れ、また、それぞ
れを５０ｐｐｍを越えて添加しても飽和するので、８．
Ｎそれぞれの下限を５ｐｐｍ、上限を５０ｐｐｍに定め
た。ただし、Ｂ、Ｎそれぞれは単独では黒鉛化を阻害す
る元素であり余剰のＢ、Ｎを出さないことが必要である
と考えられるので重量比でＢ／Ｎ＝０．５〜２であるこ
とが望ましい。

なお、第４図は０．５％Ｃ−Ｏ，Ｓ％Ｎ＋−０．１％Ｍ
口を含み、Ｂ／Ｎ！１の割合で添加した鋼を熱間圧延（
温度９００℃）した場合の黒鉛粉数に及ぼすＢ添加檄の
効果を調べたＢ添加看と黒鉛粉数との関係グラフである
。

このグラフによればＢ、Ｎをそれぞれ５ｐｐｍ以上複合
添加することにより黒鉛粉数を増加させる効果が現れる
ことが分る。

また、それぞれ５０ｐｐｒＩＩを越えて添加しても黒鉛
粉数を増加させる効果は飽和することが分る。

Ｃｒ、ＭＯ：　　これらの元素は鋼の焼入れ時の臨界冷
却速度を低下させ、焼入性を向上させる元素であり、機
械部品の大きさなどに応じて適量添加される点はＭｎと
同様であるが、特に、高いＣを含む本発明鋼において焼
入れ後の硬度をＭｎ以上に向上させる。しかしながら、
いずれもＭｎと同様に黒鉛化を阻害する元素であり、Ｃ
「についてはその添加量が０．７％を越えると、ＭＯに
ついては２．０％を越えると黒鉛化が進まないため、上
限をＣｒについては０．１％、Ｍｏについては２．０％
に定めた。また、それぞれの下限は焼入性を向上させる
効果の現れる０、０５％に定めた。

黒鉛粉数：　化学成分が０．５％Ｇ−０，５％Ｎｉ−０
，１９６Ｍ　ｎの割合で含む発明＃Ａ（請求項１）の熱
延、冷延条件を変化させて黒鉛粉数を５０〜２００ｍｍ
２に調整した試料、及び化学成分が０．５％Ｃ０，５％
Ｎｉ−０，１％Ｍｎ　−２０ｐｐｍ＋８の割合で含む発
明鋼（請求項２）で黒鉛粉数が１ｏｏｏｍｍ−２である
試料を用いて、オーステナイト化処理時間１２分以下で
、フェライト−球状セメンタイト組織を有する場合と同
程度の焼入れ硬度が得られる黒鉛粉数を調べた結果を第
１図のオーステナイト化処理時間と焼入れ硬度との関係
グラフにボす。この結果より良好な焼入性を得るために
は、黒鉛粉数が１００關−２以上必要であり、黒鉛粉数
の下限を１００ｍ１Ｉｌ−２に定めた。

次に、本発明鋼の製造方法について説明する。

以上のような化学成分を有する鋼を、通常の転炉、また
は、電炉法にて溶解後、請求項１．３に相当する鋼につ
いては、焼入性に必要な黒鉛粉数を得るため、第２図及
び第３図に示す黒鉛粉数と熱間圧延温度、圧下率の関係
、及び黒鉛粉数と冷間圧延圧下率の関係から、８５０℃
以下で圧下率１８％以上の熱間圧延、または、１ｏｏｏ
’ｃ以下で１０％以上の熱間圧延後に圧下率２０％以上
の冷間圧延、または、８５０℃以下で圧下率１８％以上
の熱間圧延後に圧下率２０％以上の冷間圧延、または、
８５０℃以下で１８％以上の熱間圧延１ｕに５００〜８
００℃で１〜２００時間保持し、これを圧下率５％以上
の冷間圧延を施した後に、５００〜８００℃で１〜２０
０ＦＲ間保持することによりフェライト相と１００個／
ｌ１１１で分布する黒鉛粉を主体とする組織を有する加
工性、焼入性に優れた鋼となる。

なお、第２図は０．５％Ｃ−Ｏ，Ｓ％Ｎｉ−０，１％Ｍ
ｎを含む発明鋼（請求項１）を用いて、熱間圧延温度を
９００℃〜７００℃の範囲で変えて圧延し、その圧下率
を１０〜７０％の範囲で変化させ得られた鋼について黒
鉛粉数を調べた結果の熱間圧延圧下率と黒鉛粉数との関
係グラフである。また、第３図は第２図の試験に用いた
と同じ化学成分の鋼を熱間圧延温度９００℃、圧下率５
０％で圧延した後、冷間圧延し、その圧下率を１０〜８
０％の範囲で変化させた場合の冷間圧延圧下率と黒鉛粉
数との関係グラフである。

これらのグラフによれば黒鉛粉数を増すには熱間圧延温
度を低く、熱間圧延圧下率を高くすること、及び冷間圧
延圧下率を高（することが有効であることがわかる。

また、請求項２．４に相当する鋼については、特別な圧
延を行う必要がな（、１０００℃以下で１０％以上の熱
間圧延、または、１０００℃以下で１０％以上の熱間圧
延後に圧下率５％以上の冷間圧延、または、１０００℃
以下で１０％以上の熱間圧延後に５００〜８００℃で１
〜２００時間保持し、これを圧下率５％以上の冷間圧延
を施した復に、５００〜８００℃で１〜２００時間保持
することによりフェライト相と１００個／　ｍｍ　２以
上で分布する黒鉛粉を主体とする組織を有する加工性、
焼入性に優れた鋼となる。

実施例以下、実施例により本発明を説明するが、まず、初めに
、供試材の試験方法ならびに表中の記号について述べる
。

（１）微細組織は、各実施例に示すような化学成分の鋼
を溶製後、圧延、焼鈍を行った供試材をパフ研磨により
鏡面に仕上げた後、ナイタール液を用いて腐食、光学顕
微鏡にて４００倍以上の倍率で観察した。第２〜５表中
、微細組糊の相の欄のＦはフェライト、Ｇは黒鉛、Ｃは
セメンタイトを示し、ＧとＣの順番は黒鉛とセメンタイ
トのどちらが第２相として主体的であるかを示す。すな
わち、Ｆ＋Ｇ＋Ｃはフェライト中に黒鉛が主に析出して
おり、わずかにセメンタイトが残っていることを示し、
Ｆ＋Ｃ十Ｇはフェライト中にせメンタイトが主に析出し
ており、わずかに黒鉛が析出していることを示す。また
、黒鉛粉数は１ｍｍ２　当りの黒鉛の数を示した。

（２）　ＴＳ、　Ｅｌはそれぞれ、各実施例に示すよう
な化学成分の鋼を溶製後、圧延、焼鈍を行った供試材を
ＪＩＳＳ号試験片（板厚２１１１ｍ１で引っ張り試験を
行った時の引っ張り強度、破断伸びを小し、加工性の評
価とした。本発明では丁Ｓ＜　５０ｋｇ　ｒ／ｍｍ２．
　Ｅ　ｌ≧２５．０％を加工性良としＩこ　。

（３）　ＤＢＴＴは各実施例に示すような化学成分の鋼
を溶製１粱、圧延、焼鈍を行った供試材をＶノツチシャ
ルピー試験片で衝撃試験を行った時の延性−脆性遷移温
度を示し、靭性の評価となる。ＤＢＴＴが０℃以下で靭
性良とした。

（４）メツキ性は各実施例に示すような化学成分の備を
溶製後、圧延、焼鈍を行った供試材を焼鈍後、酸洗して
通常の溶融亜鉛メツキが行えるか、否かでＯ１×の判定
を行った。

（５）焼入れ硬度は各実施例に示すような化学成分、圧
延、焼鈍を行った供試材を８７０℃で１２分保持した後
、油焼入れを行った時の硬度で、焼入性の評価となる。

本発明では第１表に示す添加Ｃａｌによって決まる焼入
れ硬度以上で焼入性良とした。

第　　１　　表（６）スケール信は各実施例に示すような化学成分、圧
延、焼鈍を行なった後、目視にて検査、（ｎのあるなし
で○、×の判定を行った。

次に、実施例にもとずいて本発明を説明する。

各実施例の条件及び結果を示す第２〜５表中の備考側の
Ｘ印は比較鋼を示す。また、各成分元素の数字のアンダ
ーラインは比較鋼である理由をボす。

実施例１゜Ｃ：　　０，１５〜１．５０　％　、　Ｍｎ　　二　０
，０５〜１．００　％　、　Ｓｉ　：０．４９％以下を
含み、がっ、Ｎｉ：０，１０〜３．００％、Ｇｏ　：　
０．１０〜３．００％、Ｃｕ　：　０．１０〜１．００
％のいずれが１種以上を含み、残部Ｆｅ、及び不可避的
不純物よりなる本発明の範囲の試料（請求項１の発明鋼
である消滅Ｉｔ　Ｎｏ、　１〜１１．１３．１５．１７
．１９）とＮ１、Ｃ０１Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｌが本発明の範
囲外の試料（比較鋼である鋼試料Ｎ１１２．１４．１６
．１８．２０）を転炉にて溶製１床、第２表に示すよう
な熱延、冷延、焼鈍を行った時の微細組織、及び引っ張
り特性、延性−脆性１移温度、焼入れ硬度及びメツキ性
を不す。本発明の範囲の化学成分を有する試料はフェラ
イト中に１００ｍ−２以上の黒鉛粉が析出した組織とな
り、加工性、焼入性に優れた鋼になるとともに良好な靭
性、メツキ性を有し、また、スケール傷を生じにくいの
に対し、　Ｍｎが本発明の範囲より多い試料（鋼試料Ｎ
ｏ、　１４　）は十分に黒鉛化が進まず加工性が低い、
また、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕｆｉが本発明の範囲以下（ｌ試
料＆１６．１８．２０）では黒鉛化が進まず加工性が低
い。

また、Ｓｉが本発明の範囲外で０．５％以上（比較ｗＡ
１２）では、黒鉛化は進むものの靭性が低下し、メツキ
性も不良となる。

実施例２゜Ｃ：０，１５〜１．５０％、Ｓｉ：０，４９％以下、Ｂ
：５〜５０ｐｐｍ、　Ｎ　：　５〜５０ｐｐＨｌを含み
、がっ、Ｎｉ：０．１０〜３．００％、Ｃｏ　：　０．
１０〜３．００％、Ｃｕ　：　０．１０〜１．００％の
いずれか１種以上を含み、残部Ｆｅ、及び不可避的不純
物よりなる本発明の範囲の試料（請求項２の発明鋼であ
る鋼試料ＮｒＬ２４〜２８．３０〜３４）とＢ、　Ｎｆ
ｉが本発明の範囲外である他は本発明の範回内である試
料（比較鋼であるｔｊＡ試料Ｎ０２１〜２３．２９）を
転炉にて溶製後、９００℃で圧下率５０％の熱間圧延を
施した後、第３表に示すような冷延、黒鉛化焼鈍を行っ
た時の微細組織、引っ張り特性、延性−脆性遷移温度、
焼入れ硬度及びメツキ性を示す。第４図に示すように本
発明の範囲内のＢ％Ｎを含む試料はフェライト中に１０
０ｍｍ−”以上の黒鉛粉が、Ｂ、Ｎ量を適正にすれば１
０００ｍｍ−２以上析出した組織となり、加工性、焼入
性に優れた鋼となるのに対し、Ｂ、　Ｎｆｆ１の低い試
料（鋼試料＆、　２１〜２３）は黒鉛化が進まず加工性
が低い。また、Ｂ、Ｎを５ｏｐｐｍを越えて添加（Ｉ試
料施２９）シても黒鉛粉数の増加、黒鉛化の促進にあま
り効果がない。また、実施例１と比較すると、Ｂ、Ｎの
添加には黒鉛粉数の増加、黒鉛化の促進の著しい効果が
有り、特に焼入性に儂れた鋼が得られることが分る。ま
た、Ｂ、Ｎｉ合添加による靭性、メツキ性への恋影響は
観察されない。

実施例３゜Ｃ：　０．１５〜１．５０％、Ｍｎ　：　０．０５〜１
．００％、Ｓｌ：０．４９％以下を含み、がっ、Ｎｉ：
０１１０〜３．００％、Ｃｏ　：　０．１０〜３．００
％、ｃｕ　：　ｏ、　１ｏ　〜ｉ、ｏｏ％のいずれが１
種以上を含み、かつ、Ｍｏ　：　０，０５〜２，００％
、Ｃｒ　：　０．０５〜０．７０％のいずれか１種以上
を含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物よりなる試料（請
求項３の発明鋼である鋼試料＆３５〜３８．４０．４２
）とＣｒ、　Ｍｏが本発明の範囲外である試料（比較鋼
である鋼試料Ｎ１３９．４１）を転炉にて溶製後、第４
表に示すような熱延、冷延、焼鈍を行った時の微細組織
、引っ張り特性、焼入れ硬度を示す。Ｃｒ。

ＭＯヲ本発明の範囲以上添加（ｖ／４試料１．３９．４
１）スると黒鉛化が進まず加工性が低下する。また、実
施例１の本発明鋼である供試材４と実施例３の本発明鋼
である供試材３５．３６を比較、実施例１の本発明鋼で
ある供試材９と実施例３の本発明鋼である供試材３７を
比較すると、Ｃｒ、　Ｍｏを添加することにより特に高
Ｃ側で焼入れ硬度が向上することが分る。

実施例４゜Ｃ：　０．１５〜１．５０％、Ｍｎ　：　０．０５〜１
．００％、Ｓｉ：０．４９％以下、Ｂ二５〜５０ｐｐｌ
、　Ｎ　：　５〜５０ｐｐｍを含み、がっ、Ｎｉ：０．
１０〜３．００％、Ｃｏ　：　０．１０〜３．００％、
Ｃｕ：０．１０〜１．００％のいずれか１種以上を含み
、かつＭｏ　：　０．０５〜２．００％、Ｃｒ　：　０
．０５〜０．７０％のいずれか１種以上を含み、残部Ｆ
ｅ及び不可避的不純物よりなる試料（請求項４の発明鋼
である消滅料掲４３〜４７）を転炉にて溶製後、第５表
に示すような熱延、冷延、焼鈍を行った時の微細組織、
引っ張り特性、焼入れ硬度を示す。本発明の範囲の試料
は十分な粒数の黒鉛が析出して加工性、焼入性に優れた
鋼になるとともに良好な靭性、メツキ性を有し、また、
スケール傷を生じにくく発明の効果〉以上説明したように、本発明の鋼は特定量のＣ，Ｍｎ、
　ＳｉあるいはＧ、　Ｍｎ、　Ｓｉ、Ｂ、Ｎを含み、か
つ、特定ｍのＮ１、にｏ、、Ｃｕのいずれか１種以上を
含むかあるいはこれらに特定量のＣｒ、　Ｍｏを含有し
、残部がＦｅ及び不可避的不純物よりなり、しかも、フ
ェライト相と１００個／　ｍｍ　２以上で分布する黒鉛
粉を主体とする組織を有することを特徴とする。

従って、従来の熱処理用途鋼では得ることのできなかっ
た曲げ、張り出し、穿孔、打ち抜き等の冷間加工性と強
度を有し、がっ、焼入性に１れ、さらに靭性、メツキ性
にも優れた鋼である。更に、適量の８、Ｎを添加したも
のは鋼中の黒鉛粉数が増加し、フェライト−黒鉛組織の
熱処理性を一層向上させることが可能である。本発明鋼
を例えば低炭素鋼を用いて成形しなければならない複雑
形状を有する礪械部品用材料として用いると、浸炭、浸
富等の９８１里工程を省略することができ、大幅な生産
性向上ならびにコスト低減効果が得られる画期的なもの
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例の鋼に係るもので、第１図は黒鉛
粉数の異なる鋼のオルステナイト生処理時間と焼入れ硬
度との関係を示すグラフ、第２図は熱間圧延圧下率と黒
鉛粉数との関係を示すグラフ、第３図は冷間圧延圧下率
と黒鉛粉数との関係を示ずグラフ、第４図はＢ添加量と
黒鉛粉数との関係を小すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１）重量％で、Ｃ：０．１５〜１．５０％、Ｍｎ：０．
０５〜１．００％、Ｓｉ：０．４９％以下を含み、かつ
、Ｎｉ：０．１０〜３．００％、Ｃｏ：０．１０〜３．
００％、Ｃｕ：０．１０〜１．００％のいずれか１種以
上を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物よりなり、
しかも、フェライト相と１００個／ｍｍ＾２以上で分布
する黒鉛粉を主体とする組織を有する加工性、焼入性に
優れた鋼材。２）重量％で、Ｃ：０．１５〜１．５０％、Ｍｎ：０．
０５〜１．００％、Ｓｉ：０．４９％以下、Ｂ：５〜５
０ｐｐｍ、Ｎ：５〜５０ｐｐｍを含み、かつ、Ｎｉ：０
．１０〜３．００％、Ｃｏ：０．１０〜３．００％、Ｃ
ｕ：０．１０〜１．００％のいずれか１種以上を含有し
、残部がＦｅ及び不可避的不純物よりなり、しかも、フ
ェライト相と１００個／ｍｍ＾２以上で分布する黒鉛粉
を主体とする組織を有する加工性、焼入性に優れた鋼材
。３）重量％で、Ｃ：０．１５〜１．５０％、Ｍｎ：０．
０５〜１．００％、Ｓｉ：０．４９％以下を含み、かつ
、Ｎｉ：０．１０〜３．００％、Ｃｏ：０．１０〜３．
００％、Ｃｕ：０．１０〜１．００％のいずれが１種以
上を含み、かつ、Ｍｏ：０．０５〜２．００％、Ｃｒ：
０．０５〜０．７０％のいずれか１種以上を含有し、残
部がＦｅ及び不可避的不純物よりなり、しかも、フェラ
イト相と１００個／ｍｍ＾２以上で分布する黒鉛粉を主
体とする組織を有する加工性、焼入性に優れた鋼材。４）重量％で、Ｃ：０．１５〜１．５０％、Ｍｎ：０．
０５〜１．００％、Ｓｉ：０．４９％以下、Ｂ：５〜５
０ｐｐｍ、Ｎ：５〜５０ｐｐｍを含み、かつ、Ｎｉ：０
．１０〜３．００％、Ｃｏ：０．１０〜３．００％、Ｃ
ｕ：０．１０〜１．００％のいずれか１種以上を含み、
かつ、Ｍｏ：０．０５〜２．００％、Ｃｒ：０．０５〜
０．７０％のいずれか１種以上を含有し、残部がＦｅ及
び不可避的不純物よりなり、しかも、フェライト相と１
００個／ｍｍ＾２以上で分布する黒鉛粉を主体とする組
織を有する加工性、焼入性に優れた鋼材。