JPH0250911A - 疲労特性の良い金型用鋼板の製造方法 - Google Patents
疲労特性の良い金型用鋼板の製造方法Info
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- JPH0250911A JPH0250911A JP20198788A JP20198788A JPH0250911A JP H0250911 A JPH0250911 A JP H0250911A JP 20198788 A JP20198788 A JP 20198788A JP 20198788 A JP20198788 A JP 20198788A JP H0250911 A JPH0250911 A JP H0250911A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
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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。
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、プラスチック型、タイル型等に用いられるＣ
ｒ−Ｍｏ系極厚金型用鋼の製造方法に関するものである
。
ｒ−Ｍｏ系極厚金型用鋼の製造方法に関するものである
。
［従来の技術］
金型用鋼としては、従来からＪＩＳのＳＣＭ４４０ 、
Ｓ ＣＭ４４５等か用いられているが、コスト低減のた
め従来よりも一層の長寿命化か要求されている。この長
寿命化のためには疲労特性の向上が必要である。
Ｓ ＣＭ４４５等か用いられているが、コスト低減のた
め従来よりも一層の長寿命化か要求されている。この長
寿命化のためには疲労特性の向上が必要である。
疲労特性（破断強度）の向上のためには、鋼材の硬さ増
加が有効であるか、ＪＩＳ規格祠では、板厚中心部まで
十分な硬度が得られず硬さに限界かある。
加が有効であるか、ＪＩＳ規格祠では、板厚中心部まで
十分な硬度が得られず硬さに限界かある。
又、水焼入れにより冷却能力を高め、板厚中心部の硬さ
を向」ニさせる方法かあるか、特公昭６１３４１８２号
公報に述べられているように、比較的薄い板厚２００ｍ
ｍ程度の高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ系鋼は、通常の水焼入れを行
なうと鋼材表面部の硬化か著しく焼割れが発生する。そ
のため需要家の要求を満足する疲労特性の良いＣｒ−Ｍ
ｏ系の金型用鋼板の開発か望まれている。
を向」ニさせる方法かあるか、特公昭６１３４１８２号
公報に述べられているように、比較的薄い板厚２００ｍ
ｍ程度の高Ｃ−Ｃｒ−Ｍｏ系鋼は、通常の水焼入れを行
なうと鋼材表面部の硬化か著しく焼割れが発生する。そ
のため需要家の要求を満足する疲労特性の良いＣｒ−Ｍ
ｏ系の金型用鋼板の開発か望まれている。
［発明が解決すべき課題］
このため本発明は、ＪＩＳのＳＣＭ鋼に代わって疲労特
性の良い板厚２５０ｍ／ｍ以上の金型用鋼板を安価に製
造する方法の提供を目的とする。
性の良い板厚２５０ｍ／ｍ以上の金型用鋼板を安価に製
造する方法の提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明はこのような問題点を有利に解決するためになさ
れたものであり、その要旨とするところは、重量比でＣ
： ０．３０〜０．６０％、Ｓｉ：０．０５〜０．７５
％、Ｍｎ ： ０．２５〜２．００％、Ｃｒ：１．２
０超〜４．００％、Ｍｃ：Ｏ，１５〜３．００％、ｓｏ
Ω、ＡΩ： ０．０１〜０．１００％、Ｎ ： ０．０
０２０〜０．０２００％を基本成分とし、更に必要によ
りＴｉ ：０．００２〜０．２００％、Ｂ：０．００
０３−０．０１００％、Ｚｒ ： ０．００５〜０．２
００％、■０．００３〜０．５００％のうち１種又は２
種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる
鋼を熱間加工し、Ａｃ ＋３０℃−ＡＣ３＋２００℃
に再加熱したのち、該温度から水又は油に近い水溶性焼
入液を用いて３００℃以下に焼入冷却し、次いでＡｃ、
以下の温度で焼戻すことを特徴とする特許［作 用］ 一般に疲労特性を向上するには疲労亀裂の発生又は進展
を遅らせることか必要である。本発明者らは、種々のＣ
ｒ−Ｍｏ系の詳細な検討を行なった結果、板厚中心部で
のフェライトの析出を抑制することが、硬さの低下を防
ぎかつ疲労亀裂の進展方向の優先方向をなくし、疲労亀
裂の進展を遅くすることを知見した。
れたものであり、その要旨とするところは、重量比でＣ
： ０．３０〜０．６０％、Ｓｉ：０．０５〜０．７５
％、Ｍｎ ： ０．２５〜２．００％、Ｃｒ：１．２
０超〜４．００％、Ｍｃ：Ｏ，１５〜３．００％、ｓｏ
Ω、ＡΩ： ０．０１〜０．１００％、Ｎ ： ０．０
０２０〜０．０２００％を基本成分とし、更に必要によ
りＴｉ ：０．００２〜０．２００％、Ｂ：０．００
０３−０．０１００％、Ｚｒ ： ０．００５〜０．２
００％、■０．００３〜０．５００％のうち１種又は２
種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる
鋼を熱間加工し、Ａｃ ＋３０℃−ＡＣ３＋２００℃
に再加熱したのち、該温度から水又は油に近い水溶性焼
入液を用いて３００℃以下に焼入冷却し、次いでＡｃ、
以下の温度で焼戻すことを特徴とする特許［作 用］ 一般に疲労特性を向上するには疲労亀裂の発生又は進展
を遅らせることか必要である。本発明者らは、種々のＣ
ｒ−Ｍｏ系の詳細な検討を行なった結果、板厚中心部で
のフェライトの析出を抑制することが、硬さの低下を防
ぎかつ疲労亀裂の進展方向の優先方向をなくし、疲労亀
裂の進展を遅くすることを知見した。
そして高炭素Ｃｒ−Ｍｏ鋼において、フェライトの析出
を抑制する焼入れ焼戻し処理の組合せによって、硬さが
硬くて靭性にすぐれた疲労特性の良い金型用鋼の開発に
成功したものである。
を抑制する焼入れ焼戻し処理の組合せによって、硬さが
硬くて靭性にすぐれた疲労特性の良い金型用鋼の開発に
成功したものである。
次に本発明における成分限定理由は以下の通りである。
Ｃはマルテンサイト中に固溶し又は炭化物として析出し
、鋼の硬さを上昇させる効果かある。本効果を発揮させ
るには、０．３０％以上の含有が必要であるが、０．６
０％を超えると金型の補修溶接性をそこなうため、含有
量を０．３０〜０．６０％に限定した。
、鋼の硬さを上昇させる効果かある。本効果を発揮させ
るには、０．３０％以上の含有が必要であるが、０．６
０％を超えると金型の補修溶接性をそこなうため、含有
量を０．３０〜０．６０％に限定した。
Ｓｔは、安価に鋼の硬さを向上させる効果かあるが、０
．０５％以上でないと本効果は発揮されず又、０、７５
％を超えると靭性低下させるため含有量を００５〜０．
７５％に限定した。
．０５％以上でないと本効果は発揮されず又、０、７５
％を超えると靭性低下させるため含有量を００５〜０．
７５％に限定した。
Ｍｎは、安価に鋼の硬さと靭性を向上させる効果かあり
、母鋼板の硬さ及び靭性を確保する上で不可欠であり、
この為には０．２５％以上の含有か必要である。一方２
．００％を超えて含有すると、ＭｎＳの形成により鏡面
性及び疲労特性か低下する。このため、含有量を０．２
５〜２．００％に限定した。
、母鋼板の硬さ及び靭性を確保する上で不可欠であり、
この為には０．２５％以上の含有か必要である。一方２
．００％を超えて含有すると、ＭｎＳの形成により鏡面
性及び疲労特性か低下する。このため、含有量を０．２
５〜２．００％に限定した。
Ｃｒは、焼入性を向上させ又は析出物として、鋼の硬さ
を向上させる効果があるが、１．２０％超てないと本効
果は発揮されず、又含有量が多すぎると経済的でないた
め上限を４．００％にする。
を向上させる効果があるが、１．２０％超てないと本効
果は発揮されず、又含有量が多すぎると経済的でないた
め上限を４．００％にする。
Ｍｏは焼入性を向上させ、又析出物として鋼の硬さを向
上させる効果があるか、０．１５％以上でないと本効果
は発揮されず、多すぎると経済性を失するため上限を３
．００％とする。
上させる効果があるか、０．１５％以上でないと本効果
は発揮されず、多すぎると経済性を失するため上限を３
．００％とする。
ｓｏρ，Ａρは母鋼板の製造時に脱酸元素として必要で
あり、この効果を得るためには０．００５％以上が必要
である。一方０．１％を超える含有では鋼板の清浄度か
著しく低下する。このためＳＯρ．Ａρは、含有量を０
．００５〜０，１％に限定する。
あり、この効果を得るためには０．００５％以上が必要
である。一方０．１％を超える含有では鋼板の清浄度か
著しく低下する。このためＳＯρ．Ａρは、含有量を０
．００５〜０，１％に限定する。
Ｎは母鋼板の製造時にＡ，ＱＮとして析出し、γ粒の粗
大化を防１１−する。細粒化に必要なＮの量として、０
．００２％以上が必要である。一方、０．０２００％を
超える含有では巨大ＡβＮか析出し靭性が低下する。
大化を防１１−する。細粒化に必要なＮの量として、０
．００２％以上が必要である。一方、０．０２００％を
超える含有では巨大ＡβＮか析出し靭性が低下する。
次に第２発明において添加するＴｉ 、 Ｂ、 ｚ
ｒＶについて述べる。
ｒＶについて述べる。
これらの成分は鋼の靭性を向上させるという均等的作用
をもつので添加されるか、前記作用に所望の効果を確保
するためには、それぞれの含有下限量を、Ｔｉ ：０
．００２％、Ｂ ： ０．０００３％、Ｚｒ；０．００
５％、Ｖ ： ０．００３％必要である。
をもつので添加されるか、前記作用に所望の効果を確保
するためには、それぞれの含有下限量を、Ｔｉ ：０
．００２％、Ｂ ： ０．０００３％、Ｚｒ；０．００
５％、Ｖ ： ０．００３％必要である。
しかし、それぞれＴｉ ：０．２００％、Ｂ ： ０
．０２００％、Ｚｒ：０．２００％、Ｖ ： ０．５０
０％の含有上限量を超えて含有させても、その作用効果
か飽和したり、逆にその効果を低下したりするため、そ
れぞれの含有量を以上の通りに定めた。
．０２００％、Ｚｒ：０．２００％、Ｖ ： ０．５０
０％の含有上限量を超えて含有させても、その作用効果
か飽和したり、逆にその効果を低下したりするため、そ
れぞれの含有量を以上の通りに定めた。
次に熱間加工は圧延又は鍛造により所定の寸法に加工す
るもので、−回当りの加工度は大きい程好ましい。
るもので、−回当りの加工度は大きい程好ましい。
次に、熱処理方法について述べる。
本発明の熱処理方法は、Ａ Ｃ３＋ ３０℃以上の高温
から水又は油に近い水溶性焼入液を用いて３００下の温
度で焼戻す、焼入れ焼戻し処理を基本とし、焼入処理後
に残留オーステナイトが存在する場合は、焼戻し後にサ
ブゼロ処理を加えることを含むものである。
から水又は油に近い水溶性焼入液を用いて３００下の温
度で焼戻す、焼入れ焼戻し処理を基本とし、焼入処理後
に残留オーステナイトが存在する場合は、焼戻し後にサ
ブゼロ処理を加えることを含むものである。
焼入処理に際しては、Ａｃ ＋３０℃−ＡＣ３十２０
０℃にてオーステナイト化後、３００９Ｃ以下まで一気
に急冷して焼入れする。
０℃にてオーステナイト化後、３００９Ｃ以下まで一気
に急冷して焼入れする。
オーステナイト化温度をＡ ｃ ３＋ ３０℃以上とし
たのは、工業上熱処理炉内の温度分布を考慮して完全に
オーステナイト化するためであり、上限をＡ ｃ ａ
＋２００℃としたのは、γ粒の著しい粗大化を防ぐため
である。
たのは、工業上熱処理炉内の温度分布を考慮して完全に
オーステナイト化するためであり、上限をＡ ｃ ａ
＋２００℃としたのは、γ粒の著しい粗大化を防ぐため
である。
焼入れ終了温度を３００℃以下としたのは、ＭＳ点が３
００℃以上でありマルテンサイトを十分に変態させるた
めである。
００℃以上でありマルテンサイトを十分に変態させるた
めである。
ここに本発明で使用する油に近い水溶性焼入液とは、例
えば米国ユニオン・カーバイド社製商品名ニーコン・ク
エンチヤントＥ等の利用か好適である。
えば米国ユニオン・カーバイド社製商品名ニーコン・ク
エンチヤントＥ等の利用か好適である。
次に焼戻しは、炭化物の球状化と焼入れ組織の焼戻しに
よる靭性向上及び焼入れ歪の解放の効果がある。
よる靭性向上及び焼入れ歪の解放の効果がある。
このためには、Ａ Ｃ１以下の温度で２回以上焼戻しを
行なうのか好ましい。１回で焼戻しを行なう場合には、
Ａ Ｃ１以下の温度で焼戻し温度を２水準以上設定し、
加熱過程で順次任意の時間保定すればよい。
行なうのか好ましい。１回で焼戻しを行なう場合には、
Ａ Ｃ１以下の温度で焼戻し温度を２水準以上設定し、
加熱過程で順次任意の時間保定すればよい。
サブセロ処理は焼入処理後残留オーステナイトが存在す
る場合、残留オーステナイトを完全にマルテンサイト化
することによって、型加工時や型使用中での型変形の発
生を防ぐ働きかある。
る場合、残留オーステナイトを完全にマルテンサイト化
することによって、型加工時や型使用中での型変形の発
生を防ぐ働きかある。
この効果を十分に発揮させるには、焼入れ後、焼戻し前
にドライアイスや液体窒素を用いて、マルテンサイト変
態終了点（Ｍ、点）以下迄冷却すればよい。
にドライアイスや液体窒素を用いて、マルテンサイト変
態終了点（Ｍ、点）以下迄冷却すればよい。
［実 施 例］
実施例及び比較例の成分を第１表に示し、製品板厚、熱
処理条件を併せて第１表に示す。
処理条件を併せて第１表に示す。
尚、鋼の溶製は転炉で行なった。溶製後常法によりスラ
ブとなし、１２５０℃に加熱して厚板圧延をした。また
、焼戻しは各鋼板とも５５０〜６５０℃で実施した。
ブとなし、１２５０℃に加熱して厚板圧延をした。また
、焼戻しは各鋼板とも５５０〜６５０℃で実施した。
得られた極厚鋼板の機械試験値を第２表に示し、第１図
、第２図に夫々本発明実施例１および比較例１５につい
て板厚方向硬さ分布実績値および疲労特性を示す。第３
図に疲労試験片を示す。図中の数字は寸法（単位ｍ／ｍ
）を示す。
、第２図に夫々本発明実施例１および比較例１５につい
て板厚方向硬さ分布実績値および疲労特性を示す。第３
図に疲労試験片を示す。図中の数字は寸法（単位ｍ／ｍ
）を示す。
しかして第２表及び図面から本発明によるものは、明ら
かに硬さバラツキが小さくかつ靭性レベルか高い良好な
靭性を備えかつ疲労寿命が高い良好なレベルを示してい
る。これに対し比較例は硬さバラツキが大きくかつ靭性
レベルも低い上、疲労寿命も低い成績を示している。
かに硬さバラツキが小さくかつ靭性レベルか高い良好な
靭性を備えかつ疲労寿命が高い良好なレベルを示してい
る。これに対し比較例は硬さバラツキが大きくかつ靭性
レベルも低い上、疲労寿命も低い成績を示している。
１ 口
［発明の効果］
以上詳細に述べた通り、水又は油に近い水溶性焼入液に
て、Ａ ｃ ａ ＋ ３０℃〜Ａ ｃ ３＋２００℃か
ら３００℃以下に冷却して焼入れ、Ａ Ｃ１以下で焼戻
す熱処理操作を施すため、合金添加が少なくても規定の
硬さを満足し、かつ板厚方向硬さ分布が均一となり疲労
特性か良好で、靭性値も高い材質が得られる。
て、Ａ ｃ ａ ＋ ３０℃〜Ａ ｃ ３＋２００℃か
ら３００℃以下に冷却して焼入れ、Ａ Ｃ１以下で焼戻
す熱処理操作を施すため、合金添加が少なくても規定の
硬さを満足し、かつ板厚方向硬さ分布が均一となり疲労
特性か良好で、靭性値も高い材質が得られる。
第１図は、本発明法１と比較法１５の硬さ分布を示すグ
ラフ、第２図は本発明法１と比較法１５の疲労寿命を示
すグラフ、第３図ａ、ｂは疲労試験に用いたＩＴＣＴ試
験片の形状を示す説明図である。 代理人 弁理士 茶野木 立 夫第 ■ 図 表面からの距離 （ｍｍ） 本発明 比較 ／Ｓ 第 図 （ａ） （ｂ） □２７−シ
ラフ、第２図は本発明法１と比較法１５の疲労寿命を示
すグラフ、第３図ａ、ｂは疲労試験に用いたＩＴＣＴ試
験片の形状を示す説明図である。 代理人 弁理士 茶野木 立 夫第 ■ 図 表面からの距離 （ｍｍ） 本発明 比較 ／Ｓ 第 図 （ａ） （ｂ） □２７−シ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比で Ｃ：０．３０〜０．６０％、Ｓｉ：０．０５〜０．７５
％、Ｍｎ：０．２５〜２．００％、Ｃｒ：１．２０超〜
４．００％、Ｍｏ：０．１５〜３．００％、 ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．１％、 Ｎ：０．００２０〜０．０２００％ 残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる鋼を熱間加工し、
Ａｃ＿３＋３０℃〜Ａｃ＿３＋２００℃に再加熱したの
ち、該温度から水又は油に近い水溶性焼入液を用いて３
００℃以下に焼入冷却し、次いでＡｃ＿１以下の温度で
焼戻すことを特徴とする疲労特性の良い金型用鋼板の製
造方法。 ２、重量比で Ｃ：０．３０〜０．６０％、Ｓｉ：０．０５〜０．７５
％、Ｍｎ：０．２５〜２．００％、Ｃｒ：１．２０超〜
４．００％、Ｍｏ：０．１５〜３．００％、 ｓｏｌ．Ａｌ：０．００５〜０．１００％、Ｎ：０．０
０２０〜０．０２００％、 を基本成分とし、更に Ｔｉ：０．００２〜０．２００％、 Ｂ：０．０００３〜０．０１００％、 Ｚｒ：０．００５〜０．２００％、 Ｖ：０．００３〜０．５００％、 のうち１種又は２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可
避不純物からなる鋼を用いる請求項１記載の疲労特性の
良い金型用鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20198788A JPH0250911A (ja) | 1988-08-15 | 1988-08-15 | 疲労特性の良い金型用鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20198788A JPH0250911A (ja) | 1988-08-15 | 1988-08-15 | 疲労特性の良い金型用鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0250911A true JPH0250911A (ja) | 1990-02-20 |
Family
ID=16450063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20198788A Pending JPH0250911A (ja) | 1988-08-15 | 1988-08-15 | 疲労特性の良い金型用鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0250911A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0257633A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Nippon Steel Corp | 疲労特性に優れた型用鋼の製造方法 |
| DE19736720C1 (de) * | 1997-08-19 | 1999-05-06 | Mannesmann Ag | Metallurgisches Gefäß |
| WO1999031288A1 (en) * | 1997-12-15 | 1999-06-24 | Caterpillar Inc. | Improved hardness, strength, and fracture toughness steel |
| KR20170125976A (ko) * | 2015-04-21 | 2017-11-15 | 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 | 치즐용 강 및 치즐 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6134162A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-18 | Kobe Steel Ltd | 金型用プレハードン鋼の製造方法 |
-
1988
- 1988-08-15 JP JP20198788A patent/JPH0250911A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6134162A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-18 | Kobe Steel Ltd | 金型用プレハードン鋼の製造方法 |
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| US11186901B2 (en) | 2015-04-21 | 2021-11-30 | Komatsu Ltd. | Chisel and steel for chisel |
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