JPH04323344A - 面圧強度及びねじり又は曲げ強度に優れた鋼 - Google Patents
面圧強度及びねじり又は曲げ強度に優れた鋼Info
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- JPH04323344A JPH04323344A JP11547291A JP11547291A JPH04323344A JP H04323344 A JPH04323344 A JP H04323344A JP 11547291 A JP11547291 A JP 11547291A JP 11547291 A JP11547291 A JP 11547291A JP H04323344 A JPH04323344 A JP H04323344A
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Landscapes
- Heat Treatment Of 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車の軸受けの内
輪や外輪或いはこれら内輪又は外輪を兼ねたハブ等に用
いて好適な面圧強度及びねじり又は曲げ強度に優れた鋼
に関する。
輪や外輪或いはこれら内輪又は外輪を兼ねたハブ等に用
いて好適な面圧強度及びねじり又は曲げ強度に優れた鋼
に関する。
【０００２】［従来の技術及び発明が解決しようとする
課題］これら自動車の部品は、近年における自動車の高
出力化，軽量化に伴って面圧疲労強度，ねじり疲労強度
又は曲げ疲労強度等の機械的特性の高強度化，高信頼性
化に対する要求が年々強まっている。
課題］これら自動車の部品は、近年における自動車の高
出力化，軽量化に伴って面圧疲労強度，ねじり疲労強度
又は曲げ疲労強度等の機械的特性の高強度化，高信頼性
化に対する要求が年々強まっている。
【０００３】これら面圧疲労強度，ねじり疲労強度又は
曲げ疲労強度が要求される部品においてこれを高強度化
する手法として、従来、炭素鋼を高周波焼入れする手法
が採用されているが、このような方法では十分な硬化層
深さを確保できず、面圧疲労強度，ねじり疲労強度等を
満足し得る程度まで高めることは困難であった。
曲げ疲労強度が要求される部品においてこれを高強度化
する手法として、従来、炭素鋼を高周波焼入れする手法
が採用されているが、このような方法では十分な硬化層
深さを確保できず、面圧疲労強度，ねじり疲労強度等を
満足し得る程度まで高めることは困難であった。
【０００４】一方焼入性を向上させるために従来鋼中の
Ｍｎ，Ｃｒの添加量を増すことが行われているが、この
場合ねじり疲労強度，曲げ疲労強度は向上するものの面
圧疲労強度を充分に高めることはできない。
Ｍｎ，Ｃｒの添加量を増すことが行われているが、この
場合ねじり疲労強度，曲げ疲労強度は向上するものの面
圧疲労強度を充分に高めることはできない。
【０００５】他方上記部品を高強度化する手法として、
浸炭鋼にショットピーニングを施すことも多く採用され
ている。浸炭鋼にこのようなショットピーニングを施す
と、残留オーステナイトが加工誘起マルテンサイトに変
態して残留応力が付与され、この残留応力が負荷応力を
緩和して疲れ限度を向上させる。
浸炭鋼にショットピーニングを施すことも多く採用され
ている。浸炭鋼にこのようなショットピーニングを施す
と、残留オーステナイトが加工誘起マルテンサイトに変
態して残留応力が付与され、この残留応力が負荷応力を
緩和して疲れ限度を向上させる。
【０００６】但しこのショットピーニングによる高強度
化においても、ねじり疲労，曲げ疲労強度は向上するも
のの、面圧疲労の向上効果は小さく、このためショット
ピーニングによる強化を施した部品を軸受部品として用
いたとき、ボールの転動面でピッチング，フレーキング
が発生してこれらが部品の寿命を決定してしまうといっ
た問題が生じていた。
化においても、ねじり疲労，曲げ疲労強度は向上するも
のの、面圧疲労の向上効果は小さく、このためショット
ピーニングによる強化を施した部品を軸受部品として用
いたとき、ボールの転動面でピッチング，フレーキング
が発生してこれらが部品の寿命を決定してしまうといっ
た問題が生じていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決するために成されたもので、その要旨は、鋼
の組成を重量基準でＣ：０．４５〜０．６５％，Ｓｉ：
０．３５〜２．０％，Ｍｎ：≦０．８％，Ｐ：≦０．０
１５％，Ｃｒ：０．５〜２．０％，Ｎｉ：０．５〜２．
５％，Ｍｏ：０．２〜１．０％，Ａｌ：０．０１０〜０
．０４％，Ｏ：≦０．００１５％、残部実質的にＦｅか
らなるようにしたことにある。
課題を解決するために成されたもので、その要旨は、鋼
の組成を重量基準でＣ：０．４５〜０．６５％，Ｓｉ：
０．３５〜２．０％，Ｍｎ：≦０．８％，Ｐ：≦０．０
１５％，Ｃｒ：０．５〜２．０％，Ｎｉ：０．５〜２．
５％，Ｍｏ：０．２〜１．０％，Ａｌ：０．０１０〜０
．０４％，Ｏ：≦０．００１５％、残部実質的にＦｅか
らなるようにしたことにある。
【０００８】本発明によれば、Ｎｉ，Ｍｏの所定量の含
有によって焼入性が向上し、これにより所要の心部硬さ
を得ることができるとともに靭性が向上し、亀裂伝播抵
抗性が増大する。これによりねじり疲労強度又は曲げ疲
労強度が向上する。また所定量のＮｉ，Ｍｏの含有は高
周波焼入れしたときの焼入性も高め、硬化層深さを深く
する。
有によって焼入性が向上し、これにより所要の心部硬さ
を得ることができるとともに靭性が向上し、亀裂伝播抵
抗性が増大する。これによりねじり疲労強度又は曲げ疲
労強度が向上する。また所定量のＮｉ，Ｍｏの含有は高
周波焼入れしたときの焼入性も高め、硬化層深さを深く
する。
【０００９】本発明では所定量のＮｉ，Ｍｏの含有と併
せてＳｉの含有量を多くしており、Ｎｉ，Ｍｏによる上
記硬化層深さの増加とこのＳｉの効果とによって面圧疲
労強度の向上効果が得られる。
せてＳｉの含有量を多くしており、Ｎｉ，Ｍｏによる上
記硬化層深さの増加とこのＳｉの効果とによって面圧疲
労強度の向上効果が得られる。
【００１０】軸受けにおける内輪又は外輪は、支持面を
ボールが転動したときに発熱し温度上昇する。そしてそ
のような温度条件下に長時間置かれたとき内輪又は外輪
の転動面は軟化傾向を示し、硬さ低下，ヘタリ現象等を
生じる。これが軸受部品としての寿命を低下させる原因
となる。
ボールが転動したときに発熱し温度上昇する。そしてそ
のような温度条件下に長時間置かれたとき内輪又は外輪
の転動面は軟化傾向を示し、硬さ低下，ヘタリ現象等を
生じる。これが軸受部品としての寿命を低下させる原因
となる。
【００１１】これに対し、鋼中に含有されたＳｉは材料
の軟化傾向を抑制する働きがあり、従って鋼中のＳｉの
量を増加させることにより部品の軟化抵抗が増大して上
記ヘタリを生じ難くなり、面圧疲労強度が向上して寿命
延長する。
の軟化傾向を抑制する働きがあり、従って鋼中のＳｉの
量を増加させることにより部品の軟化抵抗が増大して上
記ヘタリを生じ難くなり、面圧疲労強度が向上して寿命
延長する。
【００１２】本発明においては、上記成分に加えてＶを
０．０３〜０．３％の量で含有させることができる。こ
のＶは上記Ｎｉ，Ｍｏと同様の働きがあり、従って上記
量範囲でＶを添加・含有させることにより焼入性が増加
して心部硬さが硬くなり、また靭性が向上して亀裂に対
する抵抗が増大する。また高周波焼入れしたときの焼入
性が増大し、これによってねじり，曲げ疲労強度が向上
すると共に面圧疲労強度も向上する。
０．０３〜０．３％の量で含有させることができる。こ
のＶは上記Ｎｉ，Ｍｏと同様の働きがあり、従って上記
量範囲でＶを添加・含有させることにより焼入性が増加
して心部硬さが硬くなり、また靭性が向上して亀裂に対
する抵抗が増大する。また高周波焼入れしたときの焼入
性が増大し、これによってねじり，曲げ疲労強度が向上
すると共に面圧疲労強度も向上する。
【００１３】本発明では、更にＢ＋Ｎ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｔ
ｅ，ＣａをそれぞれＢ＋Ｎ：（Ｂ：０．００４０〜０．
０２０％，Ｎ：０．００５〜０．０５０％），Ｐｂ：０
．０１〜０．１％，Ｂｉ：０．０１〜０．１％，Ｔｅ：
０．００５〜０．１％，Ｃａ：０．０００３〜０．００
５％の量で含有させることができる。これら成分を含有
させることにより、材料の被削性，加工性を高めること
ができる。
ｅ，ＣａをそれぞれＢ＋Ｎ：（Ｂ：０．００４０〜０．
０２０％，Ｎ：０．００５〜０．０５０％），Ｐｂ：０
．０１〜０．１％，Ｂｉ：０．０１〜０．１％，Ｔｅ：
０．００５〜０．１％，Ｃａ：０．０００３〜０．００
５％の量で含有させることができる。これら成分を含有
させることにより、材料の被削性，加工性を高めること
ができる。
【００１４】次に本発明における各成分の限定理由を詳
述する。 Ｃ：０．４５〜０．６５％ Ｃは強度確保のために０．４５％以上必要である。但し
０．６５％を超えると靭性の劣化を招く。
述する。 Ｃ：０．４５〜０．６５％ Ｃは強度確保のために０．４５％以上必要である。但し
０．６５％を超えると靭性の劣化を招く。
【００１５】Ｓｉ：０．３５〜２．０％Ｓｉは軟化抵抗
増大のために必要な成分で、その量は０．３５％以上が
必要である。これより少ないと必要な軟化抵抗、従って
面圧疲労強度が得られない。他方Ｓｉの量を２．０％よ
りも多く含有させると靭性が劣化してしまう。
増大のために必要な成分で、その量は０．３５％以上が
必要である。これより少ないと必要な軟化抵抗、従って
面圧疲労強度が得られない。他方Ｓｉの量を２．０％よ
りも多く含有させると靭性が劣化してしまう。
【００１６】Ｍｎ：≦０．８％
Ｍｎは脱酸，脱硫剤として働くが、０．８％より多く含
有させると靭性の劣化を招く。
有させると靭性の劣化を招く。
【００１７】Ｐ ：≦０．０１５％
Ｐは粒界偏析して靭性を劣化させるため０．０１５％以
下とする必要がある。
下とする必要がある。
【００１８】Ｃｒ：０．５〜２．０％
Ｃｒ添加によって焼入性が向上する。但し０．５％より
少ないと望ましい効果が得られず、逆に２．５％を超え
ると靭性が劣化してしまう。
少ないと望ましい効果が得られず、逆に２．５％を超え
ると靭性が劣化してしまう。
【００１９】Ｎｉ：０．５〜２．５％
Ｎｉは焼入性を向上させる成分で、本発明では０．５％
以上含有させることが必要である。但し２．５％を超え
ると焼入性向上効果が飽和する。
以上含有させることが必要である。但し２．５％を超え
ると焼入性向上効果が飽和する。
【００２０】Ｍｏ：０．２〜１．０％
ＭｏはＮｉと同様焼入性向上成分で、所望の効果を得る
ためには０．２％以上含有させることが必要である。但
し１．０％を超えて含有させてもその効果は飽和してし
まう。
ためには０．２％以上含有させることが必要である。但
し１．０％を超えて含有させてもその効果は飽和してし
まう。
【００２１】Ａｌ：０．０１０〜０．０４％Ａｌは脱酸
，結晶粒微細化のために０．０１０％以上必要であるが
、０．０４％より多くすると地キズ発生の原因となる。
，結晶粒微細化のために０．０１０％以上必要であるが
、０．０４％より多くすると地キズ発生の原因となる。
【００２２】Ｏ ：≦０．００１５％ＯはＡｌ２Ｏ３
となって疲労起点を生成するため０．００１５％以下と
する必要がある。
となって疲労起点を生成するため０．００１５％以下と
する必要がある。
【００２３】Ｂ＋Ｎ：（Ｂ：０．００４０〜０．０２０
％，Ｎ：０．００５〜０．０５０％） Ｂ＋Ｎは化合物ＢＮを形成して切削性を高める。このた
めにはＢ，Ｎをそれぞれ上記範囲内で含有させることが
必要である。各上限値を超えて含有させると機械的性質
が劣化してしまう。
％，Ｎ：０．００５〜０．０５０％） Ｂ＋Ｎは化合物ＢＮを形成して切削性を高める。このた
めにはＢ，Ｎをそれぞれ上記範囲内で含有させることが
必要である。各上限値を超えて含有させると機械的性質
が劣化してしまう。
【００２４】Ｐｂ ：０．０１〜０．１％Ｂｉ ：
０．０１〜０．１％ Ｔｅ ：０．００５〜０．１％ Ｃａ ：０．０００３〜０．００５％これら成分は上
記Ｂ＋Ｎと同様、材料の切削性を向上させる働きをなす
ものであり、その目的のためには上記下限値以上の量で
含有させることが必要である。但し多過ぎるとねじり疲
労強度，面圧疲労強度等機械的特性が劣化するので、各
上限値以下に抑えることが必要である。
０．０１〜０．１％ Ｔｅ ：０．００５〜０．１％ Ｃａ ：０．０００３〜０．００５％これら成分は上
記Ｂ＋Ｎと同様、材料の切削性を向上させる働きをなす
ものであり、その目的のためには上記下限値以上の量で
含有させることが必要である。但し多過ぎるとねじり疲
労強度，面圧疲労強度等機械的特性が劣化するので、各
上限値以下に抑えることが必要である。
【００２５】
【実施例】次に本発明の特徴を更に明確にすべく以下に
実施例を詳述する。表１に示す各種組成の鋼材インゴッ
トを作成し、これに鍛造加工，焼なまし処理（９７３°
Ｋ×７２００秒→空冷），焼入れ焼戻し処理（焼入れ：
１１１８°Ｋ×３６００秒→油冷却，焼戻し：７７３°
Ｋ×３６００秒→空冷）を施した上、所定の条件で高周
波焼入れ及び焼戻し処理を施し（焼戻し：４３３°Ｋ×
７２００秒→空冷）、面圧疲労試験，ねじり疲労試験の
ための試験片を得た。そしてそれらを供試材として面圧
疲労試験，ねじり疲労試験を以下の各条件の下で行った
。結果が表２に示してある。
実施例を詳述する。表１に示す各種組成の鋼材インゴッ
トを作成し、これに鍛造加工，焼なまし処理（９７３°
Ｋ×７２００秒→空冷），焼入れ焼戻し処理（焼入れ：
１１１８°Ｋ×３６００秒→油冷却，焼戻し：７７３°
Ｋ×３６００秒→空冷）を施した上、所定の条件で高周
波焼入れ及び焼戻し処理を施し（焼戻し：４３３°Ｋ×
７２００秒→空冷）、面圧疲労試験，ねじり疲労試験の
ための試験片を得た。そしてそれらを供試材として面圧
疲労試験，ねじり疲労試験を以下の各条件の下で行った
。結果が表２に示してある。
【００２６】［面圧疲労試験］
（１）試験条件
試験 ：スラスト型転動寿命試験回転数 ：２
０Ｈｚ 試料 ：外径６３ｍｍ×内径２８．７ｍｍ×高さ
１０ｍｍのドーナツ型試験片 接触圧力：４．９ＧＰａ 油 ：＃１８０タービン油 （２）高周波焼入条件 周波数 ：１００ＫＨｚ 出力 ：５２ＫＷ 方式 ：定置式焼入れ 冷却液 ：水道水（２９８°Ｋ）
０Ｈｚ 試料 ：外径６３ｍｍ×内径２８．７ｍｍ×高さ
１０ｍｍのドーナツ型試験片 接触圧力：４．９ＧＰａ 油 ：＃１８０タービン油 （２）高周波焼入条件 周波数 ：１００ＫＨｚ 出力 ：５２ＫＷ 方式 ：定置式焼入れ 冷却液 ：水道水（２９８°Ｋ）
【００２７】［ねじり疲労試験］
（１）試験条件
試験 ：サーボ式試験
ねじり速度：３Ｈｚ
試料 ：径３０ｍｍ×長さ６００ｍｍの棒状試験
片（２）高周波焼入条件 周波数 ：１００ＫＨｚ 出力 ：５２ＫＷ 方式 ：移動式焼入れ 移動速度：５ｍｍ／ｓ 冷却液 ：水道水（２９８°Ｋ）
片（２）高周波焼入条件 周波数 ：１００ＫＨｚ 出力 ：５２ＫＷ 方式 ：移動式焼入れ 移動速度：５ｍｍ／ｓ 冷却液 ：水道水（２９８°Ｋ）
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】尚、表中の比較材Ｎ１，Ｎ２における浸炭
焼入れ，焼戻しは図１に示す条件で行った。また表中Ｌ
１０寿命とあるのは、破損確率が１０％となる繰返し回
数であり、耐久トルクとあるのは疲労寿命が１０７回と
なるトルクを示している。
焼入れ，焼戻しは図１に示す条件で行った。また表中Ｌ
１０寿命とあるのは、破損確率が１０％となる繰返し回
数であり、耐久トルクとあるのは疲労寿命が１０７回と
なるトルクを示している。
【００３１】この結果から分かるように、比較鋼におい
ては一部ねじり疲労特性が良好であるものがあるが何れ
も面圧疲労強度が低いのに対して、本発明鋼の場合には
ねじり疲労強度，面圧疲労強度の何れの特性も良好とな
っている。
ては一部ねじり疲労特性が良好であるものがあるが何れ
も面圧疲労強度が低いのに対して、本発明鋼の場合には
ねじり疲労強度，面圧疲労強度の何れの特性も良好とな
っている。
【００３２】以上本発明の実施例を詳述したが、これは
あくまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない
範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
あくまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない
範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図１】本発明鋼に対する比較鋼の浸炭焼入れ，焼戻し
条件を示す図である。
条件を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量基準で Ｃ ：０．４５〜０．６５％ Ｓｉ：０．３５〜２．０％ Ｍｎ：≦０．８％ Ｐ ：≦０．０１５％ Ｃｒ：０．５〜２．０％ Ｎｉ：０．５〜２．５％ Ｍｏ：０．２〜１．０％ Ａｌ：０．０１０〜０．０４％ Ｏ ：≦０．００１５％ 残部実質的にＦｅから成る面圧強度及びねじり又は曲げ
強度に優れた鋼。 - 【請求項２】 請求項１の鋼において、更にＶを０．
０３〜０．３％の範囲で含有させたことを特徴とする面
圧強度及びねじり又は曲げ強度に優れた鋼。 - 【請求項３】 請求項１又は２の鋼において、更にＢ
＋Ｎ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｔｅ，Ｃａの１種又は２種以上をそ
れぞれＢ＋Ｎ：（Ｂ：０．００４０〜０．０２０％，Ｎ
：０．００５〜０．０５０％） Ｐｂ ：０．０１〜０．１％ Ｂｉ ：０．０１〜０．１％ Ｔｅ ：０．００５〜０．１％ Ｃａ ：０．０００３〜０．００５％の範囲で含有さ
せたことを特徴とする面圧強度及びねじり又は曲げ強度
に優れた鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11547291A JPH04323344A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 面圧強度及びねじり又は曲げ強度に優れた鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11547291A JPH04323344A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 面圧強度及びねじり又は曲げ強度に優れた鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04323344A true JPH04323344A (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=14663390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11547291A Pending JPH04323344A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 面圧強度及びねじり又は曲げ強度に優れた鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04323344A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014517151A (ja) * | 2011-05-17 | 2014-07-17 | アクティエボラゲット・エスコーエッフ | 改善された軸受鋼 |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP11547291A patent/JPH04323344A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014517151A (ja) * | 2011-05-17 | 2014-07-17 | アクティエボラゲット・エスコーエッフ | 改善された軸受鋼 |
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