JPH0543979A - マルテンサイト型高強度熱鍛非調質鋼機械部品 - Google Patents

マルテンサイト型高強度熱鍛非調質鋼機械部品

Info

Publication number
JPH0543979A
JPH0543979A JP19923091A JP19923091A JPH0543979A JP H0543979 A JPH0543979 A JP H0543979A JP 19923091 A JP19923091 A JP 19923091A JP 19923091 A JP19923091 A JP 19923091A JP H0543979 A JPH0543979 A JP H0543979A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
heat treated
treated steel
toughness
strength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP19923091A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0830242B2 (ja
Inventor
Hirotada Takada
啓督 高田
Yoshiro Koyasu
善郎 子安
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP3199230A priority Critical patent/JPH0830242B2/ja
Publication of JPH0543979A publication Critical patent/JPH0543979A/ja
Publication of JPH0830242B2 publication Critical patent/JPH0830242B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、熱間鍛造で成型されたまま使用さ
れる、高強度高靭性を有する鋼部品を提供する。 【構成】 特定量のC,Si,Mn,Cr,Alを含む
鋼、およびこれに加えて特定量のTi,Bを含む鋼、さ
らにこれらに加えて特定量のMo,Ni,Nb,Vを含
む鋼をAc3 点以上に、加熱、鍛造した後、急冷するこ
とにより製造された、組織の主体がマルテンサイト組織
である高強度熱鍛非調質鋼部品。 【効果】 本発明の鋼部品は高強度かつ高靭性であり、
自動車部品あるいは産業用機械部品として用いるのに適
している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、産業機械など
の機械部品に加工される鋼のうち、特に熱間鍛造にて成
形されたまま、焼入焼戻しの処理を行なわずに機械部品
となる、高強度の鋼機械部品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車、産業用機械部品の多くは素材棒
鋼を熱間で成形し、焼入焼戻し処理(調質処理)により
組織を微細化して強度と靭性を高めて使用しているが、
近年はコスト削減のため調質処理を省略して使用され
る、いわゆる熱鍛非調質鋼が急速に普及してきている。
また、最近は地球環境保護のため、自動車の低燃費化が
求められるようになってきているが、自動車の低燃費化
を達成するための有効な方法の一つは車両軽量化であ
り、部品強度の向上による小形化が指向されている。
【0003】初期の熱鍛非調質鋼機械部品(以下、非調
質鋼部品と称する)は、Vの析出強化を利用して強度を
高めたものがほとんどであり、引張り強さは80Kgf/mm
2 程度が得られるが組織が粗大なフェライトパーライト
であるため靭性が低いのが欠点であり、適用部品も限ら
れていた。そこで、フェライトパーライト型非調質鋼部
品の靭性を高めるべく努力がなされ、特開昭63−16
2813号公報に開示されたように、組織を微細化して
高靭性化が達成されてきた。
【0004】しかし、フェライトパーライト型で達成で
きる強度の限界は、100Kgf/mm2 程度であり、最近の
高強度、高靭性の要求には対応できなくなってきてい
る。100Kgf/mm2 以上の強さと高い靭性を両立させる
ためには、炭化物が微細分散するマルテンサイト組織あ
るいはベンナイト組織とすることが必要である。
【0005】熱間鍛造のままで、マルテンサイトあるい
はベイナイト組織とするためには、(1)合金元素を添
加して焼入性を上げる。(2)熱間鍛造後の冷却速度を
比較的大きくなるように制御する。という方法が一般的
である。たとえば、特開平1−129953号公報には
Ti,Bを添加して焼入性を大きくし、かつ鍛造後急冷
する方法が示され、マルテンサイトまたはベイナイト、
あるいはマルテンサイトとベイナイトの混合組織とする
ことにより、高強度でかつ高い衝撃値が得られている。
また特開昭63−130749号公報にはTi,Bの添
加はしないでNを高め、Ar3 点以上から急冷する方法
が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】これらの発明により、
高強度の非調質鋼部品が実用化されるようになってきて
いるが、近年は車両軽量化による燃費向上の要請から、
自動車用非調質鋼部品の高強度化がますます求められる
ようになってきている。非調質鋼部品を高強度化したと
きに問題となるのは、靭性の低下である。マルテンサイ
ト鋼は他の組織の鋼と比較して、高い靭性を有している
が、非常に高強度とした場合にはやはり靭性が低下し、
特に低温靭性の低下が著しい。そこで、本発明において
は、これらの問題を解決し、一層高強度でしかも優れた
低温靭性を有するマルテンサイト型熱鍛非調質鋼機械部
品を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】マルテンサイト鋼の強靭
化、特に低温靭性の向上を達成するため、本発明者らは
鋼組成について種々検討を重ねた結果、比較的多量のS
iが高強度のマルテンサイト鋼の低温衝撃値を向上させ
るとの知見を得た。高強度を有し、かつ良好な低温衝撃
値を得ることのできる比較的多量のSiを添加したマル
テンサイト型高強度熱鍛非調質鋼機械部品は、請求範囲
に示したように、 (1) 重量%で C :0.05−0.20% Si:1.0超−3.0% Mn:1.00−3.00% Cr:0.50−3.00% Al:0.005%−0.05% を含み、残部がFeおよび不可避不純物よりなり、組織
の主体がマルテンサイト組織である高強度熱鍛非調質鋼
機械部品。 (2) 重量% C :0.05−0.20% Si:1.0超−3.0% Mn:1.00−3.00% Cr:0.50−3.00% Al:0.005%−0.05% Ti:0.005−0.030% B:0.0005−0.0050% を含み、残部がFeおよび不可避不純物より、組織の主
体がマルテンサイト組織である高強度熱鍛非調質鋼機械
部品。 (3) (1)、(2)の成分に加え、Mo:0.05
−1.0%、Ni:0.5−3.0%の1種以上、およ
び/またはNb:0.05−0.3%、V:0.05−
0.3%の1種以上を含み、残部がFeおよび不可避不
純物よりなり、組織の主体がマルテンサイト組織である
高強度熱鍛非調質鋼機械部品。の以上の3つである。
【0008】ここで、「組織の主体がマルテンサイト組
織である高強度熱鍛非調質鋼機械部品」とは、鍛造、冷
却ままの機械部品の表層部の組織がマルテンサイトある
いはセルフテンパーしたマルテンサイトである鋼部品を
さしており、表層部の組織をマルテンサイト組織とする
には表層部の冷却速度が連続冷却曲線においてマルテン
サイト単相となるような速度に調節することにより実現
することができる。よって、水冷、油冷、あるいは泡中
での比較的大きな冷却速度で冷却することが必要であ
る。
【0009】通常の調質鋼に見られるように、鋼部品を
急冷した場合には、鋼部品の表層部はマルテンサイトに
変態するが、部品の質量が大きい場合には部品の中心部
は完全に焼きが入らず、ベイナイトあるいはフェライト
やパーライトの混入した組織となるが、本発明の高強度
熱鍛非調質鋼機械部品は、質量効果により中心部にマル
テンサイト以外の組織が変態した鋼部品をも含む。
【0010】以下に発明の限定理由について述べる。 C:Cはマルテンサイト鋼の強度を決定する元素であ
る。0.05%以下では鋼の強度を向上させるのに不足
であり、0.20%以上では靭性が低下する。 Si:Siは主に靭性を向上させるため、本発明に必須
の元素である。Siは1.0%超を添加することにより
靭性が向上するが、3.0%を越えて添加した場合には
かえって靭性が低下する。
【0011】Mn:Mnは焼入性を高めてマルテンサイ
ト組織に変態させる働きをする。高強度を実現するため
には1.00%以上のMnを添加する必要がある。しか
し3.00%以上の添加はコストがかかるため、これを
限定する。 Cr:Crも焼入性の向上のために添加される元素であ
り、0.50%未満では焼入性の向上のために十分では
なく、また3.00%を越えて添加した場合、靭性を低
下させる。 Al:Alは脱酸元素であると共に、AlNとして析出
し熱間鍛造ままの組織を微細化してあり非調質鋼部品を
高靭性化する。0.005%未満のAlでは組織の微細
化に不足であり、0.05%を越えると被削性が低下す
る。
【0012】Ti:TiNを形成することでBNの析出
を防止し、Bによる焼入性向上の効果を高める。またT
iはNと結合してTiNとして析出し、オーステナイト
組織を微細化して非調質鋼部品を高靭性化する。これら
の効果を発揮するためにはTiは0.005%以上が必
要であるが、0.030%を超えた場合、粗大なTiN
が析出し、かえって靭性を低下させる。 B:Bは焼入性を高め、組織をマルテンサイト主体の組
織とするのに非常に有効である。焼入性を高めるために
は0.0005%以上のB添加が必要であるが、0.0
050%を超えた場合、靭性が低下する。
【0013】Mo,Ni:Mo,Niは特に強靭性が必
要とされる場合に添加される、強化と焼入性向上のため
の元素である。強靭化のためには0.05%未満のM
o、あるいは0.5%未満のNiでは不足である。しか
し、多量の添加は不必要に鋼を硬化させるので、Moは
1.0%以下、Niは3.0%以下に限定する。
【0014】Nb,V:Nb,Vは共に鍛造加熱時の組
織の粗大化を防止し、熱間鍛造ままの鋼を強靭化する。
また、高温での鍛造の場合は鋼中に固溶し、焼入性を増
大させる。強化のためにはNb,Vともに0.05%以
上が必要であり、いずれも0.3%を超えた場合は、靭
性が低下する。
【0015】なお、本発明の鋼部品は、被削性向上のた
めCa,Bi,Pbを添加した鋼、その他防錆、耐塩性
向上等の目的で請求の範囲に記載されていない元素が添
加された鋼であっても、請求の範囲に記載された元素が
含まれたマルテンサイト型の非調質鋼部品には有効な方
法である。
【0016】本発明において、請求項1は比較的小型で
焼きが十分入る部品、あるいは内部硬さが表面部ほど必
要でない部品に適当である。また請求項2は十分な焼入
性を必要とする部品、もしくは比較的大型の部品で、内
部まで焼きの入りにくい部品に適当である。請求項3は
請求項1,2よりもさらに特に内部まで強靭性を必要と
する場合に適当である。
【0017】
【実施例】表1に示した種々の組成の鋼を真空溶解炉に
て溶製し、200mm角に鋳造した。これらの鋳片を熱間
にて直径35mmの棒鋼に成型したものを素材とし、熱鍛
非調質状態を再現するために、1200℃に10分加熱
した後、20℃の水中に焼き入れた。
【0018】焼入ままの状態の機械的性質を表2に示し
た。表2において、引張り試験は直径35mm棒鋼の中心
部から採ったJIS4号試験片(平行部の直径10mm)
で行ない、衝撃試験はJIS3号フルサイズ試験片を用
いて−40℃の温度で行なった。衝撃試験片のノッチ底
は35mm棒鋼の半径の1/2に位置するようにした。ま
た表2には35mm棒鋼の中心部10mmの平均硬さと、シ
ャルピー試験片ノッチ部(半径の1/2部)の平均硬さ
も示した。図1には表2に示されたシャルピー試験片ノ
ッチ部の硬さと衝撃値の関係を現わした。図1より、本
発明の鋼の低温衝撃値は比較鋼よりも優れていることが
明らかである。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】
【0022】
【表4】
【0023】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の熱鍛非調質
鋼機械部品は、マルテンサイトを主体とした組織を有
し、調質処理を施すことなく使用される高強度高靭性の
機械部品である。本発明の鋼機械部品は、比較的多量の
Siを含有させたことにより特に高靭性を備えており、
高強度、高靭性を必要とする自動車、産業機械等の機械
部品として用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の非調質鋼部品と比較(従来)の非調質
鋼部品における、硬さと低温衝撃値の関係を比較した図
である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で C :0.05−0.20% Si:1.0超−3.0% Mn:1.00−3.00% Cr:0.50−3.00% Al:0.005%−0.05% を含み、残部がFeおよび不可避不純物よりなり、組織
    の主体がマルテンサイト組織である高強度熱鍛非調質鋼
    機械部品。
  2. 【請求項2】 重量%で C :0.05−0.20% Si:1.0超−3.0% Mn:1.00−3.00% Cr:0.50−3.00% Al:0.005%−0.05% Ti:0.005−0.030% B:0.0005−0.0050% を含み、残部がFeおよび不可避不純物より、組織の主
    体がマルテンサイト組織である高強度熱鍛非調質鋼機械
    部品。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2の成分に加え、Mo:
    0.05−1.0%、Ni:0.5−3.0%の1種以
    上、および/またはNb:0.05−0.3%、V:
    0.05−0.3%の1種以上を含み、残部がFeおよ
    び不可避不純物よりなり、組織の主体がマルテンサイト
    組織である高強度熱鍛非調質鋼機械部品。
JP3199230A 1991-08-08 1991-08-08 マルテンサイト型高強度熱鍛非調質鋼機械部品 Expired - Fee Related JPH0830242B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3199230A JPH0830242B2 (ja) 1991-08-08 1991-08-08 マルテンサイト型高強度熱鍛非調質鋼機械部品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3199230A JPH0830242B2 (ja) 1991-08-08 1991-08-08 マルテンサイト型高強度熱鍛非調質鋼機械部品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0543979A true JPH0543979A (ja) 1993-02-23
JPH0830242B2 JPH0830242B2 (ja) 1996-03-27

Family

ID=16404321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3199230A Expired - Fee Related JPH0830242B2 (ja) 1991-08-08 1991-08-08 マルテンサイト型高強度熱鍛非調質鋼機械部品

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0830242B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10220476A1 (de) * 2002-05-07 2003-11-27 Thyssenkrupp Stahl Ag Stahl und daraus hergestelltes Bauelement für den ballistischen Schutz von Lebewesen, Vorrichtungen oder Bauwerken und Bauelement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61276952A (ja) * 1985-06-01 1986-12-06 Nissan Motor Co Ltd 強靭鋼
JPS6442556A (en) * 1987-08-08 1989-02-14 Kobe Steel Ltd Non-refined steel for hot forging
JPS6455328A (en) * 1987-08-25 1989-03-02 Kobe Steel Ltd Production of high-toughness, warm for-forged, and non-heattreated steel
JPH0336223A (ja) * 1989-06-30 1991-02-15 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 銀酸化カドミウム系電気接点材料及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61276952A (ja) * 1985-06-01 1986-12-06 Nissan Motor Co Ltd 強靭鋼
JPS6442556A (en) * 1987-08-08 1989-02-14 Kobe Steel Ltd Non-refined steel for hot forging
JPS6455328A (en) * 1987-08-25 1989-03-02 Kobe Steel Ltd Production of high-toughness, warm for-forged, and non-heattreated steel
JPH0336223A (ja) * 1989-06-30 1991-02-15 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 銀酸化カドミウム系電気接点材料及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10220476A1 (de) * 2002-05-07 2003-11-27 Thyssenkrupp Stahl Ag Stahl und daraus hergestelltes Bauelement für den ballistischen Schutz von Lebewesen, Vorrichtungen oder Bauwerken und Bauelement
DE10220476B4 (de) * 2002-05-07 2004-05-27 Thyssenkrupp Stahl Ag Stahl und daraus hergestelltes Bauelement für den ballistischen Schutz von Lebewesen, Vorrichtungen oder Bauwerken und Bauelement
DE10220476B9 (de) * 2002-05-07 2004-12-30 Thyssenkrupp Stahl Ag Stahl und daraus hergestelltes Bauelement für den ballistischen Schutz von Lebewesen, Vorrichtungen oder Bauwerken und Bauelement

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0830242B2 (ja) 1996-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1075118C (zh) 具有优良韧性和焊接性的双相高强度钢板
EP0648853B1 (en) Non-heat-treated steel for hot forging, process for producing non-heat-treated hot forging, and non-heat-treated hot forging
CN112703267A (zh) 用于冷镦的线材、使用其的加工产品、及其制造方法
CN112877591B (zh) 一种高强韧五金工具及链条用钢及其制造方法
JP3327635B2 (ja) 疲労強度に優れた熱間鍛造用非調質鋼材及びその鋼材を用いた非調質熱間鍛造品の製造方法
JP3764627B2 (ja) 浸炭時に異常組織を生成しない冷間鍛造用肌焼ボロン鋼とその製造方法
JP2004204263A (ja) 冷間加工性と浸炭時の粗大粒防止特性に優れた肌焼用鋼材とその製造方法
JP3100492B2 (ja) 高疲労強度熱間鍛造品の製造方法
JP3774697B2 (ja) 高強度高周波焼き入れ用鋼材及びその製造方法
JP4344126B2 (ja) ねじり特性に優れる高周波焼もどし鋼
KR102174416B1 (ko) 강도 및 충격인성이 우수한 냉간압조용 저탄소 베이나이트 비조질강 및 그 제조 방법
KR101306241B1 (ko) 강도 및 충격 인성이 우수한 직접 담금질 저탄소 비조질강 및 이의 제조방법
JPH0696742B2 (ja) 高強度・高靭性非調質鋼の製造方法
JP3467929B2 (ja) 高周波焼入れ用高靱性熱間鍛造非調質鋼
JPH0543979A (ja) マルテンサイト型高強度熱鍛非調質鋼機械部品
JP3042574B2 (ja) 高疲労強度を有する熱間鍛造品及びその製造方法
JP3059318B2 (ja) 高疲労強度熱間鍛造品の製造方法
KR100311791B1 (ko) 용접부 인성이 우수한 인장강도 600㎫급 소입소려강 및 그 제조방법
JPH06287677A (ja) 高強度熱間鍛造用非調質鋼
JPH0470385B2 (ja)
KR102021199B1 (ko) 강재 및 그 제조방법
JPH09310152A (ja) 熱間鍛造用非調質鋼
JP3169464B2 (ja) 高疲労強度を有する機械構造部品の熱処理方法
JP2546888B2 (ja) 溶接性、靭性の優れた高張力鋼板の製造方法
JP3617187B2 (ja) 高強度コネクティングロッドの製法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19961001

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees