JPH06220532A - Production of high yield ratio and high toughness non-heat treated high strength steel - Google Patents
Production of high yield ratio and high toughness non-heat treated high strength steelInfo
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- JPH06220532A JPH06220532A JP945793A JP945793A JPH06220532A JP H06220532 A JPH06220532 A JP H06220532A JP 945793 A JP945793 A JP 945793A JP 945793 A JP945793 A JP 945793A JP H06220532 A JPH06220532 A JP H06220532A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、非調質高強度鋼、特に
熱間鍛造後焼戻処理を施すことにより、優れた強度、靱
性そして高い降伏比を有することを特徴とする高降伏比
高靱性非調質高強度鋼の製造方法である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-heat treated high strength steel, especially a high yield ratio characterized by having excellent strength, toughness and high yield ratio by subjecting to a tempering treatment after hot forging. It is a method of manufacturing high toughness non-heat treated high strength steel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車部品など多くの機械部品は熱鍛プ
レスなどの熱間鍛造により所定形状に成形された後、焼
入れ、焼戻しされて、さらに切削、研摩などの機械加工
を施して製造されている。このような熱処理は部品の機
械的性質を所要の値にするために極めて有用な手段であ
るため、従来より広く実施されてきた。そのような熱処
理に供するあるいはそれにより得られる鋼は調質鋼と呼
ばれている。2. Description of the Related Art Many mechanical parts such as automobile parts are manufactured by forming into a predetermined shape by hot forging such as hot forging press, followed by quenching and tempering, and further machining such as cutting and polishing. There is. Since such heat treatment is a very useful means to bring the mechanical properties of the component to the required values, it has been widely practiced in the past. Steel subjected to or obtained by such heat treatment is called heat-treated steel.
【０００３】一方、近年製造ラインの合理化、生産性の
向上と熱処理の熱エネルギーの省略による合理化が強く
望まれ、焼入れ、焼戻し処理を省略する非調質高強度鋼
に関する提案 (特開昭61−238941号、同62−202054号、
同62−207821号) が多くなされてきた。On the other hand, in recent years, there has been a strong demand for rationalization of manufacturing lines, improvement of productivity and rationalization of heat energy for heat treatment, and a proposal for a non-heat treated high strength steel omitting quenching and tempering treatment (Japanese Patent Laid-Open No. 61- No. 238941, No. 62-202054,
62-207821).
【０００４】しかし、これらの提案は、十分な引張強度
(TS)は確保できるものもあるが、構造用部品としての降
伏強度を考えると、降伏比(YP/TS) は多くの場合0.75未
満であり、そのためTSを高くとっても、それを設計強度
に織り込めないという矛盾があった。特にTSが90kgf/mm
2 を越え、高靱性を示すベイナイト組織を主体とした非
調質高強度鋼 (特開昭61−279656号公報参照) では、低
降伏比が顕在化する。However, these proposals show sufficient tensile strength.
(TS) can be secured, but considering the yield strength as a structural part, the yield ratio (YP / TS) is often less than 0.75, so even if TS is high, it is woven into the design strength. There was a contradiction that I could not put it in. Especially TS is 90kgf / mm
In the case of a non-heat treated high strength steel (see Japanese Patent Laid-Open No. 61-279656) mainly having a bainite structure having a toughness exceeding 2, a low yield ratio becomes apparent.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の非調
質鋼部品は、同じく熱間鍛造による従来の調質鋼部品に
比べて靱性が劣るため、靱性を要求されない限られた一
部の部品で実用化されているだけで、高強度、高靱性を
要求される重要部品にまで一般的に実用化することは不
可能であった。By the way, since the conventional non-heat treated steel parts are inferior in toughness to the conventional heat-treated steel parts by hot forging as well, a limited number of parts which do not require toughness are provided. However, it was impossible to put it into practical use even for important parts that require high strength and high toughness.
【０００６】しかし、今日、上述のように製造ラインの
合理化等が強く求められるようになってくると、非調質
鋼の靱性を改善することで重要部品への適用も求められ
るようになってきている。However, today, as the above-mentioned rationalization of the production line is strongly demanded, improvement of the toughness of the non-heat treated steel is also required to be applied to important parts. ing.
【０００７】かくして、本発明の目的は、熱間鍛造後焼
戻処理を施すことにより、靱性を改善できるばかりでな
く高降伏比が確保でき、高強度、高靱性を要求される部
品にまで実用化することが可能である高降伏比高靱性非
調質高強度鋼の製造方法を提供することである。Thus, the object of the present invention is not only to improve the toughness by carrying out tempering treatment after hot forging, but also to secure a high yield ratio, and to put it into practical use even in parts requiring high strength and high toughness. It is to provide a method for producing a high yield ratio, high toughness, non-heat treated high strength steel that can be made into steel.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決すべく種々検討を重ねた結果、熱間鍛造後、焼
戻処理を施して高降伏比高靱性非調質高強度鋼を製造す
るには、以下に示す手段が有効であることを知った。As a result of various studies to solve the above problems, the present inventors have found that after hot forging, tempering is performed to obtain a high yield ratio high toughness non-heat treated high strength steel. We have found that the following means are effective for producing
【０００９】(1) 製品寸法にかかわらず安定した高強度
を得るには、初析フェライトの面積率を10％以下に抑え
る。 (2) そのためには、Ｂの焼入性向上効果を発揮させるこ
とが有効であり、かつ(1) In order to obtain stable high strength irrespective of product size, the area ratio of proeutectoid ferrite is suppressed to 10% or less. (2) To that end, it is effective to exert the hardenability improving effect of B, and
【００１０】[0010]
【数２】 [Equation 2]
【００１１】但し、(B) 、(N) 、(Ti)はそれぞれＢ、
Ｎ、Tiの含有量 (ppm)を示すを満足する成分系にする。
なお、以下にあって上記式を単にに式(1) ということも
ある。However, (B), (N) and (Ti) are B and
The component system should satisfy the content of N and Ti (ppm).
In the following, the above equation may be simply referred to as equation (1).
【００１２】(3) YRを向上させるためには、300 〜650
℃の温度域、特に500 〜600 ℃の範囲で焼戻すのが好ま
しいが、軟化も生じ易い。 (4) 一方、高TSを維持し、焼戻しによる高YRを達成する
には、Nb、Ｖ等のマイクロアロイの添加が効果を発揮す
るが、NbとＶを複合添加しないと顕著な軟化抵抗を発揮
しないので、複合添加する。(3) To improve YR, 300 to 650
It is preferable to temper in the temperature range of ℃, especially in the range of 500 to 600 ℃, but softening is also likely to occur. (4) On the other hand, in order to maintain high TS and achieve high YR by tempering, addition of microalloys such as Nb and V is effective, but if Nb and V are not added in combination, remarkable softening resistance is obtained. It does not work, so add multiple additives.
【００１３】ここに、本発明はかかる知見に基づいて完
成されたもので、その要旨とするところは、重量％で、
Ｃ:0.10 〜0.20％、 Si:0.05 〜1.00％、 Mn:0.50 〜
2.50％、Ｓ:0.005〜0.150 ％、Cr:0.50 〜2.50％、 M
o:0.05 〜0.50％、Nb:0.005〜0.080 ％、Ｖ:0.005〜0.2
00 ％、Ti:0.005〜0.050 ％、Ｂ:0.0001 〜0.0030％、
sol.Al:0.005〜0.050 ％、さらに、必要により、Pb:0.
005〜0.50％、Ca:0.001〜0.050 ％、Se:0.01 〜0.50
％、およびTe:0.005〜0.050 ％のうちの１種または２種
以上、および残部Feおよび不可避不純物から成り、か
つ、The present invention has been completed based on the above findings, and the gist of the present invention is% by weight.
C: 0.10-0.20%, Si: 0.05-1.00%, Mn: 0.50-
2.50%, S: 0.005 to 0.150%, Cr: 0.50 to 2.50%, M
o: 0.05-0.50%, Nb: 0.005-0.080%, V: 0.005-0.2
00%, Ti: 0.005 to 0.050%, B: 0.0001 to 0.0030%,
sol.Al: 0.005-0.050%, and if necessary, Pb: 0.
005 to 0.50%, Ca: 0.001 to 0.050%, Se: 0.01 to 0.50
%, And Te: 0.005 to 0.050%, one or more of them, and the balance Fe and unavoidable impurities, and
【００１４】[0014]
【数３】 [Equation 3]
【００１５】但し、(B) 、(N) 、(Ti)はそれぞれＢ、
Ｎ、Tiの含有量 (ppm)を示すを満足する鋼組成を有する
鋼を、950 ℃以上1250℃以下に加熱した後、熱間鍛造に
より750 ℃以上の温度で所定の形状に成形し、初析フェ
ライトの面積率が10％以下であるベイナイト組織とした
後、300 〜650 ℃の温度域で焼戻しを行うことを特徴と
する、高降伏比高靱性非調質高強度鋼の製造方法であ
る。However, (B), (N) and (Ti) are B and
A steel having a steel composition satisfying the content of N and Ti (ppm) is heated to 950 ° C or higher and 1250 ° C or lower, and then hot forged into a predetermined shape at a temperature of 750 ° C or higher. A method for producing a high yield ratio high toughness non-heat treated high strength steel characterized by performing a tempering in the temperature range of 300 to 650 ° C after forming a bainite structure in which the area ratio of precipitated ferrite is 10% or less. .
【００１６】[0016]
【作用】次に、本発明において上述のように鋼組成およ
び加工処理条件を規定した理由を本発明の作用とともに
説明する。Next, the reason why the steel composition and the processing conditions are defined in the present invention as described above will be explained together with the operation of the present invention.
【００１７】Ｃ: 0.10〜0.20％ Ｃは強度を高めるのに必要な元素であり、0.10％以上含
有しないと所定の強度を満足させることはできない。一
方、Ｃを0.20％超含有させると、強度上昇効果は得られ
るが、逆に著しい靱性の劣化を招くので、Ｃ:0.10 〜0.
20％とした。C: 0.10 to 0.20% C is an element necessary for increasing the strength, and if 0.10% or more is not contained, the predetermined strength cannot be satisfied. On the other hand, if C is contained in an amount of more than 0.20%, the effect of increasing the strength can be obtained, but on the contrary, it causes remarkable deterioration of the toughness.
20%.
【００１８】Si: 0.05〜1.00％ Siは脱酸剤として、製鋼時に添加される元素であるが、
そのためには0.05％以上含有させる必要がある。一方、
1.00％超含有させても脱酸効果は飽和するばかりか、著
しい靱性の低下を招くので、0.05〜1.00％とした。Si: 0.05 to 1.00% Si is an element added as a deoxidizer during steel making.
Therefore, it is necessary to contain 0.05% or more. on the other hand,
Even if the content exceeds 1.00%, not only the deoxidizing effect is saturated, but also the toughness is remarkably reduced, so the content was made 0.05 to 1.00%.
【００１９】Mn: 0.50〜2.50％ Mnは焼入性を向上させて、熱間鍛造後の鋼材の金属組織
をベイナイト組織とするのに効果を発揮させる元素であ
るが、そのためには0.50％以上の含有が必要である。一
方、2.50％を越えて含有させても、その効果は飽和する
ばかりか、製造コストを上昇させるため、0.50〜2.50
％、好ましくは1.50〜2.20％とした。Mn: 0.50 to 2.50% Mn is an element that improves the hardenability and exerts an effect of making the metal structure of the steel material after hot forging into a bainite structure. Must be included. On the other hand, if the content exceeds 2.50%, not only the effect will be saturated, but also the manufacturing cost will increase, so 0.50-2.50
%, Preferably 1.50 to 2.20%.
【００２０】Ｓ: 0.005 〜0.150 ％ ＳはMnＳとして切削性を向上させる働きがあると同時に
結晶粒を微細化、靱性を向上させる働きがあり、0.005
％以上含有させる必要がある。一方、0.150 ％を越えて
含有させると巨大なMnＳが生成し、疲労特性を低下させ
る。従って0.005 〜0.150 ％を成分範囲とした。S: 0.005 to 0.150% S has the function of improving the machinability as MnS and at the same time having the function of refining the crystal grains and improving the toughness.
% Or more must be contained. On the other hand, if the content exceeds 0.150%, huge MnS is generated, which deteriorates fatigue properties. Therefore, the range of 0.005 to 0.150% was set as the component range.
【００２１】Cr: 0.50〜2.50％ Crは鋼に所定の焼入性を付与し、静的強度を向上させる
のに有効な元素である。その効果を十分に発揮させるた
めには0.50％以上の含有が必要である。一方、2.50％を
越えて含有すると靱性を低下させる。従って0.50〜2.50
％をCrの成分範囲とした。好ましくは 1.0〜2.0 ％であ
る。Cr: 0.50 to 2.50% Cr is an element effective for imparting a predetermined hardenability to steel and improving static strength. In order to fully bring out the effect, the content of 0.50% or more is required. On the other hand, if the content exceeds 2.50%, the toughness decreases. Therefore 0.50 to 2.50
% Was defined as the Cr component range. It is preferably 1.0 to 2.0%.
【００２２】Mo: 0.05〜0.50％ Moは鋼に所定の焼入性を付与し、静的強度、靱性を向上
させるのに有効な元素である。焼戻し軟化抵抗を改善す
る作用も有する。その効果を十分に発揮させるためには
0.05％以上の含有が必要である。一方、0.50％を越えて
含有しても、その効果は飽和し、経済性を損なうので0.
05〜0.50％を成分範囲とした。Mo: 0.05 to 0.50% Mo is an element effective for imparting predetermined hardenability to steel and improving static strength and toughness. It also has the effect of improving the temper softening resistance. To bring out the full effect
It is necessary to contain 0.05% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.50%, the effect will be saturated and the economic efficiency will be impaired.
The composition range was from 05 to 0.50%.
【００２３】Nb: 0.005 〜0.080 ％、Ｖ: 0.005 〜0.20
0 ％ これらの元素は、熱間鍛造後の組織を均一微細なベイナ
イト組織にし、ベイナイトの強度、靱性を向上させる。
また、焼戻し軟化抵抗を高め、高YP化に大きく寄与す
る。その効果を十分に発揮させるために、共に0.005 ％
以上の含有が必要である。一方、Nb:0.080％、Ｖ:0.200
％を越えて含有してもその効果は飽和し、経済性を損な
うので各々、0.005 〜0.080 ％、0.005 〜0.200 ％を成
分範囲とした。このような作用を効果的に発揮させるた
めには、Nb、Ｖを単独添加するより、複合添加した方が
顕著な軟化抵抗を発揮する。Nb: 0.005 to 0.080%, V: 0.005 to 0.20
0% These elements make the structure after hot forging a uniform fine bainite structure, and improve the strength and toughness of bainite.
In addition, it increases temper softening resistance and contributes significantly to higher YP. 0.005% together to bring out the full effect
The above contents are required. On the other hand, Nb: 0.080%, V: 0.200
%, The effect is saturated and the economy is impaired, so 0.005 to 0.080% and 0.005 to 0.200% were made the component ranges, respectively. In order to effectively exert such an effect, the combined addition of Nb and V exerts a remarkable softening resistance rather than the addition of Nb and V alone.
【００２４】Ti: 0.005 〜0.050 ％ TiはTiＮとして窒化物を生成させ、結晶粒を微細化する
効果がある。また、本発明の目的であるＢ添加による強
度・靱性の向上を図るためにはTiを添加し、窒化物を生
成させＮを固定する必要がある。それに必要な最低限の
Ti含有量は0.005 ％である。一方、0.050 ％を越えて含
有させると巨大なTi窒化物が生成し、靱性を低下させ
る。従って、Ti:0.005〜0.050 ％とした。Ti: 0.005 to 0.050% Ti has the effect of forming nitrides as TiN and refining the crystal grains. Further, in order to improve the strength and toughness by adding B, which is the object of the present invention, it is necessary to add Ti to form a nitride and fix N. The minimum required for it
The Ti content is 0.005%. On the other hand, if the content exceeds 0.050%, a huge Ti nitride is formed and the toughness is reduced. Therefore, Ti: 0.005 to 0.050%.
【００２５】Ｂ: 0.0001〜0.0030％ Ｂは焼入性を向上させると同時に靱性を向上させる効果
がある。その効果を十分に発揮させるためには0.0001％
以上含有する必要がある。一方、0.0030％を越えて含有
すると、結晶粒が粗大化し、靱性が低下するので0.0001
〜0.0030％を成分範囲とした。B: 0.0001 to 0.0030% B has the effect of improving hardenability and at the same time improving toughness. 0.0001% to fully bring out the effect
It is necessary to contain the above. On the other hand, if the content exceeds 0.0030%, the crystal grains become coarse and the toughness decreases.
〜0.0030% was made the component range.
【００２６】sol.Al: 0.005 〜0.050 ％ sol.AlはSi、Mn同様、鋼の脱酸に必要な元素である。ま
た、Al窒化物を生成し、結晶粒を微細化する効果があ
る。また、本発明の目的であるＢ添加による強度および
靱性の向上を図るためには、Tiに加え、sol.Alを添加
し、Ｎを固定する必要がある。それに必要な最低限の含
有量は0.005 ％である。しかし、0.050 ％を越えて含有
すると巨大なAl酸化物が生成し、疲労強度を低下させ
る。さらに結晶粒が粗大化し、靱性が低下する。従っ
て、0.005 〜0.050 ％を成分範囲とした。Sol.Al: 0.005 to 0.050% sol.Al, like Si and Mn, is an element necessary for deoxidizing steel. It also has the effect of producing Al nitrides and refining the crystal grains. Further, in order to improve strength and toughness by adding B, which is the object of the present invention, it is necessary to add sol.Al in addition to Ti and fix N. The minimum content required for this is 0.005%. However, if the content exceeds 0.050%, a huge Al oxide is generated and the fatigue strength is reduced. Furthermore, the crystal grains become coarser and the toughness decreases. Therefore, the range of 0.005 to 0.050% is set as the component range.
【００２７】Ｎ:Ｎは結晶粒を微細化するためにTiN を
生成させるために必要な元素で前記式(1) を満足する範
囲内で添加する。N: N is an element necessary for forming TiN for refining crystal grains, and is added within a range satisfying the above formula (1).
【００２８】[0028]
【数４】 [Equation 4]
【００２９】但し、(B) 、(N) 、(Ti)はＢ、Ｎ、Tiの含
有量 (ppm)を示すとしたとき、式(2) の値を１以上30以
下と限定した理由Ｂの窒化物を生成させず、固溶Ｂとし
てＢの効果を十分に発揮させるためには、Ｂよりも窒化
物形成能の大きなTiを添加する必要がある。その際、式
(2) の値が１未満になると固溶Ｂが不足し、30超になる
と過剰Ｂの状態で焼入性向上効果、靱性向上効果が失わ
れる。However, assuming that (B), (N), and (Ti) represent the contents (ppm) of B, N, and Ti, the reason for limiting the value of the formula (2) to 1 or more and 30 or less B In order to fully exert the effect of B as the solid solution B without forming the nitride of No. 3, it is necessary to add Ti, which has a nitride forming ability larger than that of B. At that time, the formula
When the value of (2) is less than 1, the solid solution B is insufficient, and when it exceeds 30, the hardenability improving effect and the toughness improving effect are lost in the excess B state.
【００３０】従って、前述の式(1) を満足させるように
鋼組成を調整する必要がある。本発明の対象となる鋼組
成としてはさらに切削性を改善するために、Pb、Ca、S
e、Teの少なくとも１種を追加配合してもよい。Therefore, it is necessary to adjust the steel composition so as to satisfy the above formula (1). To further improve the machinability of the steel composition of the present invention, Pb, Ca, S
At least one of e and Te may be additionally compounded.
【００３１】Pb: 0.005 〜0.50％ Pbは切削性を向上させる元素である。その効果を十分に
発揮させるためには少なくとも0.005 ％以上の含有が必
要である。一方、0.50％を越えて含有させると疲労特性
が著しく低下する。従って、0.005 〜0.50％の成分範囲
とした。Pb: 0.005 to 0.50% Pb is an element that improves machinability. In order to fully bring out the effect, it is necessary to contain at least 0.005%. On the other hand, if the content of Ni exceeds 0.50%, the fatigue properties are significantly deteriorated. Therefore, the composition range is 0.005 to 0.50%.
【００３２】Ca: 0.001 〜0.050 ％ CaはPb同様、切削性を向上させる元素であるが、その効
果を十分に発揮させるためには少なくとも0.001 ％含有
させることが必要である。一方、0.050 ％を越えて含有
させると靱性が著しく低下する。従って、0.001 〜0.05
0 ％の成分範囲とした。Ca: 0.001 to 0.050% Ca, like Pb, is an element that improves the machinability, but it is necessary to contain at least 0.001% in order to fully exert its effect. On the other hand, if the content exceeds 0.050%, the toughness is remarkably reduced. Therefore, 0.001 to 0.05
The composition range was 0%.
【００３３】Se: 0.01〜0.50％ Seも切削性を向上させる元素である。その効果を十分に
発揮させるためには少なくとも0.01％含有させることが
必要である。一方、0.50％を越えて含有させると靱性が
低下する。従って、0.01〜0.50％の成分範囲とした。Se: 0.01 to 0.50% Se is also an element that improves the machinability. In order to fully bring out the effect, it is necessary to contain at least 0.01%. On the other hand, if the content exceeds 0.50%, the toughness decreases. Therefore, the composition range is 0.01 to 0.50%.
【００３４】Te: 0.005 〜0.050 ％ Teも切削性を向上させる元素である。その効果を十分に
発揮させるためには少なくとも0.005 ％含有させること
が必要である。一方、0.050 ％を越えて含有させると靱
性が低下する。従って、0.005 〜0.050 ％の成分範囲と
した。このように成分調整された鋼は熱間鍛造、焼戻し
を行って高降伏比であって靱性、強度にすぐれた鋼部品
とする。Te: 0.005 to 0.050% Te is also an element that improves machinability. In order to fully bring out the effect, it is necessary to contain at least 0.005%. On the other hand, if the content exceeds 0.050%, the toughness decreases. Therefore, the composition range is 0.005 to 0.050%. The steel whose composition has been adjusted as described above is subjected to hot forging and tempering to obtain a steel part having a high yield ratio and excellent toughness and strength.
【００３５】熱間鍛造は、一般に本発明にかかる鋼は棒
鋼の形態で用いられることが多いため、例えばプレスに
よる型鍛造などによって行う。しかし、特定のものに制
限されることはない。ここで、本発明における加工熱処
理条件について説明する。The hot forging is generally carried out, for example, by die forging by pressing, since the steel according to the present invention is often used in the form of a steel bar. However, it is not limited to a particular one. Here, the processing heat treatment conditions in the present invention will be described.
【００３６】加熱温度: 950 〜1250℃ 950 ℃未満の加熱だと、添加物が鋼中に十分に固溶せず
所定の強度、靱性が得られない。一方、1250℃超の加熱
になると、添加物が飽和状態となり、種々の添加物の効
果が得られない。従って、950 〜1250℃に限定する。Heating temperature: 950 to 1250 ° C. If heating is performed at less than 950 ° C., the additives do not sufficiently form a solid solution in the steel, and the prescribed strength and toughness cannot be obtained. On the other hand, if heated above 1250 ° C., the additive becomes saturated and the effects of various additives cannot be obtained. Therefore, it is limited to 950 to 1250 ° C.
【００３７】仕上温度: 750 ℃以上 加熱後、熱間鍛造によって所定の形状に成形するが、そ
の際、所定の強度、靱性を得るため初析フェライトの面
積率が10％以下であるベイナイト組織にする必要があ
る。そのためには750 ℃以上の仕上げ温度にする必要が
ある。750 ℃未満になると、初析フェライトの面積率が
10％超となり、強度が著しく低下する。従って、750 ℃
以上とする。好ましくは、850 ℃以上である。換言すれ
ばベイナイト組織中の初析フェライト量は仕上げ温度を
変えることで調節できる。前述のようにその他鍛造によ
る成形手段、条件は特定のものに制限されない。Finishing temperature: After heating at 750 ° C. or higher, hot forging is performed to form a predetermined shape. At that time, in order to obtain predetermined strength and toughness, a bainite structure having an area ratio of proeutectoid ferrite of 10% or less is obtained. There is a need to. For that purpose, it is necessary to set the finishing temperature to 750 ° C or higher. Below 750 ° C, the area ratio of proeutectoid ferrite is
If it exceeds 10%, the strength is significantly reduced. Therefore, 750 ° C
That is all. It is preferably 850 ° C. or higher. In other words, the amount of pro-eutectoid ferrite in the bainite structure can be adjusted by changing the finishing temperature. As described above, other forming means and conditions by forging are not limited to particular ones.
【００３８】焼戻温度: 300 〜650 ℃ 本発明にあっては焼戻しによりYRを向上させる。そのよ
うな効果を発揮させるためには最低限300 ℃の焼戻温度
が必要である。しかし、650 ℃を越えると強度が著しく
低下する。従って、300 〜650 ℃とする。好ましくは、
500 〜600 ℃である。次に、実施例によって本発明の作
用および効果をさらに具体的に説明する。Tempering temperature: 300 to 650 ° C. In the present invention, tempering improves YR. A tempering temperature of at least 300 ° C is required to exert such effects. However, when the temperature exceeds 650 ° C, the strength is significantly reduced. Therefore, the temperature is set to 300 to 650 ° C. Preferably,
500 to 600 ° C. Next, the operation and effect of the present invention will be described more specifically by way of examples.
【００３９】[0039]
【実施例】表１に示す化学成分の鋼を大気溶製し、950
℃以上1250℃以下に加熱した後、熱鍛プレスによる熱間
鍛造により750 ℃以上の仕上げ温度で所定の形状 (直径
20〜60mm) に成形し、放冷して初析フェライトの面積率
が10％以下のベイナイト組織とした後、250 〜700 ℃の
温度域で焼戻しを行った。[Example] Steel having the chemical composition shown in Table 1 was melted in the air to obtain 950
After heating above ℃ to 1250 ℃, hot forging by hot forging press at a finishing temperature of 750 ℃ or more
(20 to 60 mm), and allowed to cool to obtain a bainite structure having an area ratio of proeutectoid ferrite of 10% or less, and then tempered in a temperature range of 250 to 700 ° C.
【００４０】それらのシミュレーション熱間鍛造材の中
心部からJIS ４号の引張試験片とR/2 部からJIS ３号シ
ャルピー試験片を製作して機械的性質を調査した。表２
〜表４に試験結果を示す。Mechanical properties of these simulated hot forged materials were investigated by producing JIS No. 4 tensile test pieces from the center and JIS No. 3 Charpy test pieces from the R / 2 part. Table 2
~ Table 4 shows the test results.
【００４１】表２の結果から明らかなように、焼戻し温
度を550 ℃とした本発明により得られた鋼は引張強度、
シャルピー吸収エネルギーが共にすぐれており、高強
度、高靱性を有している。一方、比較例として挙げた鋼
組成の中でＣ、Si、Mn、Ｐ、Cr、Ｂ、Ti、sol.Alが規定
値よりも高目に外れたものは衝撃特性が劣る。また、
Ｃ、Ｂ、Ti、sol.Alが規定値よりも低目に外れたものは
強度が低下してしまう。As is clear from the results shown in Table 2, the steel obtained according to the present invention having a tempering temperature of 550 ° C.
It has excellent Charpy absorbed energy and high strength and high toughness. On the other hand, among the steel compositions given as comparative examples, those in which C, Si, Mn, P, Cr, B, Ti and sol.Al deviate higher than the specified values have poor impact properties. Also,
If C, B, Ti, and sol.Al deviate below the specified values, the strength will decrease.
【００４２】一般に、Mo、Ｖ、Nbなどの強炭化物形成元
素は微量の添加によって顕著に焼戻し軟化を抑制する。
この原因としては、空孔の拡散を遅らせるために、転位
の上昇運動を抑制することによる。Generally, strong carbide forming elements such as Mo, V and Nb remarkably suppress temper softening by adding a trace amount.
This is due to suppressing the upward movement of dislocations in order to delay the diffusion of vacancies.
【００４３】しかし、表３に示すように、300 ℃未満の
焼戻し温度ではその効果が顕著に現われずYR (降伏比)
はあまり向上しない。一方、表４に示すように、焼戻し
温度を550 ℃とした本発明例においては製品寸法にかか
わらず高いYRが得られた。However, as shown in Table 3, at a tempering temperature of less than 300 ° C., the effect is not significant and YR (yield ratio)
Does not improve much. On the other hand, as shown in Table 4, in the examples of the present invention in which the tempering temperature was 550 ° C, a high YR was obtained regardless of the product dimensions.
【００４４】[0044]
【表１】 [Table 1]
【００４５】[0045]
【表２】 [Table 2]
【００４６】[0046]
【表３】 [Table 3]
【００４７】[0047]
【表４】 [Table 4]
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、初析フェ
ライトの面積率が10％以下であるベイナイト組織にな
り、製品寸法にかかわらず安定した高強度、高靱性を得
る。また、本発明では、そのような高TSを維持し、また
靱性を劣化させることなく、焼戻しによる高YR化(YP/T
S) を達成することができる。As described above, according to the present invention, a bainite structure having an area ratio of proeutectoid ferrite of 10% or less is obtained, and stable high strength and high toughness are obtained regardless of the product size. Further, in the present invention, while maintaining such a high TS and without lowering the toughness, a high YR (YP / T
S) can be achieved.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌田 芳彦 北九州市小倉北区許斐町１番地 住友金属 工業株式会社小倉製鉄所内 (72)発明者 西田 和彦 北九州市小倉北区許斐町１番地 住友金属 工業株式会社小倉製鉄所内 (72)発明者 森 元秀 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 安田 茂 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiko Kamada 1 Kunomi-cho, Kokurakita-ku, Kitakyushu City Sumitomo Metal Industries, Ltd. Inside the Kokura Steel Works (72) Inventor Kazuhiko Nishida 1-Konomi-cho, Kitakyushu City Sumitomo Metal Industries Inside the Ogura Steel Works (72) Inventor Motohide Mori 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Automobile Co., Ltd. (72) Inventor Shigeru Yasuda 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd.
Claims (2)
2.50％、 Ｓ:0.005〜0.150 ％、Cr:0.50 〜2.50％、 Mo:0.05 〜
0.50％、 Nb:0.005〜0.080 ％、Ｖ:0.005〜0.200 ％、Ti:0.005〜
0.050 ％、 Ｂ:0.0001 〜0.0030％、 sol.Al:0.005〜0.050 ％、お
よび残部Feおよび不可避不純物から成り、かつ、 【数１】 但し、(B) 、(N) 、(Ti)はそれぞれＢ、Ｎ、Tiの含有量
(ppm)を示すを満足する鋼組成を有する鋼を、950 ℃以
上1250℃以下に加熱した後、熱間鍛造により750 ℃以上
の温度で所定の形状に成形し、初析フェライトの面積率
が10％以下であるベイナイト組織とした後、300 〜650
℃の温度域で焼戻しを行うことを特徴とする、高降伏比
高靱性非調質高強度鋼の製造方法。1. By weight%, C: 0.10 to 0.20%, Si: 0.05 to 1.00%, Mn: 0.50 to
2.50%, S: 0.005-0.150%, Cr: 0.50-2.50%, Mo: 0.05-
0.50%, Nb: 0.005-0.080%, V: 0.005-0.200%, Ti: 0.005-
0.050%, B: 0.0001 to 0.0030%, sol.Al: 0.005 to 0.050%, and the balance Fe and inevitable impurities, and However, (B), (N) and (Ti) are the contents of B, N and Ti, respectively.
After heating a steel having a steel composition satisfying (ppm) to 950 ° C or higher and 1250 ° C or lower, it is hot forged into a predetermined shape at a temperature of 750 ° C or higher, and the area ratio of proeutectoid ferrite is After the bainite structure is 10% or less, 300-650
A method for producing a high yield ratio high toughness non-heat treated high strength steel, characterized by performing tempering in a temperature range of ℃.
0.005〜0.50％、Ca:0.001〜0.050 ％、Se:0.01 〜0.50
％およびTe:0.005〜0.050 ％のうちの１種または２種以
上を含有する、請求項１記載の高降伏比高靱性非調質高
強度鋼の製造方法。2. The steel composition further comprises Pb:
0.005-0.50%, Ca: 0.001-0.050%, Se: 0.01-0.50
% And Te: 0.005 to 0.050%, and one or more of them are contained. The method for producing a high yield ratio high toughness non-heat treated high strength steel according to claim 1.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2017206441A1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 江苏亚星锚链股份有限公司 | Process for heat treatment of grade r6 mooring chain |
-
1993
- 1993-01-22 JP JP945793A patent/JP2861698B2/en not_active Expired - Fee Related
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