JPH06228633A - 高疲労強度を有する機械構造部品の熱処理方法 - Google Patents
高疲労強度を有する機械構造部品の熱処理方法Info
- Publication number
- JPH06228633A JPH06228633A JP1391593A JP1391593A JPH06228633A JP H06228633 A JPH06228633 A JP H06228633A JP 1391593 A JP1391593 A JP 1391593A JP 1391593 A JP1391593 A JP 1391593A JP H06228633 A JPH06228633 A JP H06228633A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat treatment
- strength
- fatigue strength
- steel
- less
- 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
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は高疲労強度機械部品の熱処理方法を
提供するものである。 【構成】 特定量の合金元素を含有する鋼を焼入れ焼戻
しするに際して、９００以上１３００℃未満に加熱し、
その温度から２０℃／秒以上の冷却速度で焼入れを行う
工程と、その後６５０℃以上Ａc1点以下の温度範囲で焼
戻しを行う工程を特徴とする、引張強度８０〜１３０kg
f ／mm2 で、十分な靱性と被削性を有し、降伏比０．８
５以上、疲労限度比０．５１以上を有してなることを特
徴とする高疲労強度機械部品の熱処理方法。
提供するものである。 【構成】 特定量の合金元素を含有する鋼を焼入れ焼戻
しするに際して、９００以上１３００℃未満に加熱し、
その温度から２０℃／秒以上の冷却速度で焼入れを行う
工程と、その後６５０℃以上Ａc1点以下の温度範囲で焼
戻しを行う工程を特徴とする、引張強度８０〜１３０kg
f ／mm2 で、十分な靱性と被削性を有し、降伏比０．８
５以上、疲労限度比０．５１以上を有してなることを特
徴とする高疲労強度機械部品の熱処理方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高疲労強度を有する機械
構造部品の熱処理方法に関するものである。
構造部品の熱処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高強度高靱性を必要とする自動車用部
品、機械構造用部品等には、所定の形状に熱間鍛造後、
調質処理としてオフラインでの焼入れ・焼戻しが施され
ている。近年、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、部品の降伏強度、疲労強度向上による小型化が指向
されている。
品、機械構造用部品等には、所定の形状に熱間鍛造後、
調質処理としてオフラインでの焼入れ・焼戻しが施され
ている。近年、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、部品の降伏強度、疲労強度向上による小型化が指向
されている。
【０００３】機械部品の高疲労限度比化、高降伏比化を
図るためには焼入れ・焼戻しによる調質処理が最も有効
である。例えば、特開昭５５−１０４４５６号公報のよ
うにＢを添加し焼入れ性を良好にして疲労特性等の機械
的性質の向上を図ろうとしたものや、特公昭５３−２３
２４１号公報に見られるように、強靱化を図るために加
熱温度を１０５０〜１３００℃とし、焼戻し温度を５０
０℃以上Ａc1点以下と規定しているものがある。
図るためには焼入れ・焼戻しによる調質処理が最も有効
である。例えば、特開昭５５−１０４４５６号公報のよ
うにＢを添加し焼入れ性を良好にして疲労特性等の機械
的性質の向上を図ろうとしたものや、特公昭５３−２３
２４１号公報に見られるように、強靱化を図るために加
熱温度を１０５０〜１３００℃とし、焼戻し温度を５０
０℃以上Ａc1点以下と規定しているものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】部品の疲労強度を向上
させるためには調質処理が必要であるが、「鋼の熱処
理、改訂５版Ｐ１８９」に見られるように通常の調質鋼
の疲労限度比（疲労強度／引張強度）は０．３５〜０．
５程度であり、また特開昭５５−１０４４５６号公報の
ようにＢ添加による焼入れ性向上でも十分な疲労強度を
得ることはできず、疲労強度を向上させるためには焼戻
し温度を下げて引張強度を上げるしか方法はないのが現
状である。引張強度上昇に伴い被削性も低下することに
なるので、被削性という点からは、疲労強度向上のため
に引張強度を必要以上に上げるのは好ましくない。また
疲労強度向上のために析出強化を活用するには焼戻しの
条件設定が非常に重要であるが、特公昭５３−２３２４
１号公報のように高温加熱・高温焼戻を行うと、引張強
度、疲労強度等の機械的性質が低下するだけで、疲労特
性向上には何等寄与するところはない。
させるためには調質処理が必要であるが、「鋼の熱処
理、改訂５版Ｐ１８９」に見られるように通常の調質鋼
の疲労限度比（疲労強度／引張強度）は０．３５〜０．
５程度であり、また特開昭５５−１０４４５６号公報の
ようにＢ添加による焼入れ性向上でも十分な疲労強度を
得ることはできず、疲労強度を向上させるためには焼戻
し温度を下げて引張強度を上げるしか方法はないのが現
状である。引張強度上昇に伴い被削性も低下することに
なるので、被削性という点からは、疲労強度向上のため
に引張強度を必要以上に上げるのは好ましくない。また
疲労強度向上のために析出強化を活用するには焼戻しの
条件設定が非常に重要であるが、特公昭５３−２３２４
１号公報のように高温加熱・高温焼戻を行うと、引張強
度、疲労強度等の機械的性質が低下するだけで、疲労特
性向上には何等寄与するところはない。
【０００５】本発明の目的は、引張強度を必要以上に上
げることなく、つまり被削性を低下させずに高疲労強度
を有する機械構造部品の熱処理方法を提供することであ
る。
げることなく、つまり被削性を低下させずに高疲労強度
を有する機械構造部品の熱処理方法を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高強度高
靱性かつ被削性に優れた機械構造部品の降伏強度および
疲労強度の向上手法を提供するために、鋭意検討を行な
い、降伏比０．８５以上、疲労限度比０．５１以上を得
るためには、焼入れ性を低下させずに、フリーの転位を
消滅させ、析出物でマトリックスを均一に強化しなけれ
ばならないという結論に達した。そのためには次の４点
が必須である。 特定量のＶを含有した鋼であること。 Ｖの炭窒化物を十分に固溶させるために必要なオース
テナイト化温度以上での加熱を行うこと。 加熱後、２０℃／秒以上の冷却速度で焼入れを行うこ
とにより、オーステナイトをマルテンサイト変態させる
こと。 フリーの転位を消滅させ、更にマトリックスを微細分
散させた析出物により均一に強化するため、６５０℃〜
Ａc1変態点の温度範囲で焼戻しを行うこと。
靱性かつ被削性に優れた機械構造部品の降伏強度および
疲労強度の向上手法を提供するために、鋭意検討を行な
い、降伏比０．８５以上、疲労限度比０．５１以上を得
るためには、焼入れ性を低下させずに、フリーの転位を
消滅させ、析出物でマトリックスを均一に強化しなけれ
ばならないという結論に達した。そのためには次の４点
が必須である。 特定量のＶを含有した鋼であること。 Ｖの炭窒化物を十分に固溶させるために必要なオース
テナイト化温度以上での加熱を行うこと。 加熱後、２０℃／秒以上の冷却速度で焼入れを行うこ
とにより、オーステナイトをマルテンサイト変態させる
こと。 フリーの転位を消滅させ、更にマトリックスを微細分
散させた析出物により均一に強化するため、６５０℃〜
Ａc1変態点の温度範囲で焼戻しを行うこと。
【０００７】また、低温靱性を必要とする場合には、特
定量のＴｉ、Ｎｂを添加し、さらに大型部品などの焼入
れの際に十分な焼入れ性を確保する必要がある場合に
は、ある特定量のＢを添加し、Ｎ量を特定値以下に抑え
る。本発明は以上の新規なる知見に基づいてなされたも
のであって、その要旨とするところは下記のとおりであ
る。
定量のＴｉ、Ｎｂを添加し、さらに大型部品などの焼入
れの際に十分な焼入れ性を確保する必要がある場合に
は、ある特定量のＢを添加し、Ｎ量を特定値以下に抑え
る。本発明は以上の新規なる知見に基づいてなされたも
のであって、その要旨とするところは下記のとおりであ
る。
【０００８】（１）重量比として、 Ｃ：０．２０〜０．６０％、 Ｓｉ：０．１５〜２．００％、 Ｍｎ：０．５５〜２．００％、 Ｓ：０．０１〜０．１０％、 Ｐ：０．０３５％以下、 Ａｌ：０．０１５〜０．０５％、 Ｎ：０．０２０％以下、 Ｖ：０．０５〜０．５０％ を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分
の鋼を焼き入れ焼戻しするに際して、９００℃以上１３
００℃以下のオーステナイト化温度範囲に加熱し、その
温度から２０℃／秒以上の冷却速度で焼入れを行う工程
と、その後６５０℃以上Ａc1変態点未満の温度範囲で焼
戻しを行う工程を特徴とする引張強度が８０〜１３０kg
f ／mm2 でかつ降伏比が０．８５以上、疲労限度比が
０．５１以上である高疲労強度を有する機械構造部品の
熱処理方法。
の鋼を焼き入れ焼戻しするに際して、９００℃以上１３
００℃以下のオーステナイト化温度範囲に加熱し、その
温度から２０℃／秒以上の冷却速度で焼入れを行う工程
と、その後６５０℃以上Ａc1変態点未満の温度範囲で焼
戻しを行う工程を特徴とする引張強度が８０〜１３０kg
f ／mm2 でかつ降伏比が０．８５以上、疲労限度比が
０．５１以上である高疲労強度を有する機械構造部品の
熱処理方法。
【０００９】（２）成分が更に、 Ｔｉ：０．００５〜０．０５０％ Ｎｂ：０．０１〜０．１０％ のうち一種または二種を含有する（１）記載の低温靱性
の優れた高疲労強度を有する機械構造部品の熱処理方
法。
の優れた高疲労強度を有する機械構造部品の熱処理方
法。
【００１０】（３）成分が更に、 Ｔｉ：０．００５〜０．０５０％、 Ｂ：０．０００３〜０．００５％ を含有する（１）記載の高疲労強度を有する機械構造部
品の熱処理方法。
品の熱処理方法。
【００１１】（４）成分が更に、 Ｃｒ：０．１０〜１．５０％、 Ｍｏ：０．０５〜１．００％、 Ｎｉ：０．１０〜３．６０％、のうち一種または二種以
上を含有する（１），（２），（３）記載の高疲労強度
を有する機械構造部品の熱処理方法である。
上を含有する（１），（２），（３）記載の高疲労強度
を有する機械構造部品の熱処理方法である。
【００１２】以下に、本発明を詳細に説明する。まず、
Ｃは機械部品としての最終製品の強度を増加させるのに
有効な元素であるが、０．２０％未満では最終製品の強
度が不足し、また０．６０％を超えるとむしろ最終製品
の靱性の劣化を招くので、含有量を０．２０〜０．６０
％とした。
Ｃは機械部品としての最終製品の強度を増加させるのに
有効な元素であるが、０．２０％未満では最終製品の強
度が不足し、また０．６０％を超えるとむしろ最終製品
の靱性の劣化を招くので、含有量を０．２０〜０．６０
％とした。
【００１３】次に、Ｓｉは脱酸元素として、また固溶体
硬化および焼戻し軟化抵抗による最終製品の強度を増加
させることを目的として添加するが、０．１５％未満で
はこれらの効果は不十分であり、一方、２．００％を超
えるとこれらの効果は飽和しむしろ最終製品の靱性の劣
化を招くので、その含有量を０．１５〜２．００％とし
た。
硬化および焼戻し軟化抵抗による最終製品の強度を増加
させることを目的として添加するが、０．１５％未満で
はこれらの効果は不十分であり、一方、２．００％を超
えるとこれらの効果は飽和しむしろ最終製品の靱性の劣
化を招くので、その含有量を０．１５〜２．００％とし
た。
【００１４】Ｍｎは焼入れ性の向上により、最終製品の
強度を増加させるのに有効な元素であり、また鋼中でＳ
とＭｎＳを形成することにより被削性の向上に寄与する
が、０．５５％未満ではこの効果は不十分であり、一
方、２．００％を超えるとこの効果は飽和しむしろ最終
製品の靱性の劣化を招くので、その含有量を０．５５〜
２．００％とした。
強度を増加させるのに有効な元素であり、また鋼中でＳ
とＭｎＳを形成することにより被削性の向上に寄与する
が、０．５５％未満ではこの効果は不十分であり、一
方、２．００％を超えるとこの効果は飽和しむしろ最終
製品の靱性の劣化を招くので、その含有量を０．５５〜
２．００％とした。
【００１５】一方、Ｐは鋼中で粒界偏析や中心偏析を起
こし、靱性劣化の原因となる。特にＰが０．０３５％を
超えると靱性の劣化が顕著となるため、０．０３５％以
下とした。また、Ｓは鋼中でＭｎＳとして存在し、被削
性の向上および組織の微細化に寄与するが、０．０１％
未満ではその効果は不十分である。一方、０．１０％を
超えるとその効果は飽和し、むしろ靱性の劣化および異
方性の増加を招く。以上の理由から、Ｓの含有量を０．
０１〜０．１０％とした。
こし、靱性劣化の原因となる。特にＰが０．０３５％を
超えると靱性の劣化が顕著となるため、０．０３５％以
下とした。また、Ｓは鋼中でＭｎＳとして存在し、被削
性の向上および組織の微細化に寄与するが、０．０１％
未満ではその効果は不十分である。一方、０．１０％を
超えるとその効果は飽和し、むしろ靱性の劣化および異
方性の増加を招く。以上の理由から、Ｓの含有量を０．
０１〜０．１０％とした。
【００１６】次に、Ａｌは脱酸元素および結晶粒微細化
元素として添加するが、０．０１５％未満ではその効果
は不十分であり、一方、０．０５％を超えるとその効果
は飽和し、むしろ靱性を劣化させるので、その含有量を
０．０１５〜０．０５％とした。ＮはＶ、Ｃと共に焼戻
し時のＶ（ＣＶ）形成による析出強化に寄与し、更にＴ
ｉ、Ｎｂを添加する場合には、ＴｉＮ、ＮｂＮの形成に
より加熱時のγ粒の粗大化防止に寄与する。Ｎ含有量
０．０２０％超では粗大窒化物が形成されてしまい靱性
を低下させるので、Ｎ含有量の上限を０．０２０％とし
た。また焼入れ性確保のためのＢを添加する場合には、
ＢＮ形成によるＢの効果消滅防止のため望ましくはＮ含
有量０．００６％以下がよい。
元素として添加するが、０．０１５％未満ではその効果
は不十分であり、一方、０．０５％を超えるとその効果
は飽和し、むしろ靱性を劣化させるので、その含有量を
０．０１５〜０．０５％とした。ＮはＶ、Ｃと共に焼戻
し時のＶ（ＣＶ）形成による析出強化に寄与し、更にＴ
ｉ、Ｎｂを添加する場合には、ＴｉＮ、ＮｂＮの形成に
より加熱時のγ粒の粗大化防止に寄与する。Ｎ含有量
０．０２０％超では粗大窒化物が形成されてしまい靱性
を低下させるので、Ｎ含有量の上限を０．０２０％とし
た。また焼入れ性確保のためのＢを添加する場合には、
ＢＮ形成によるＢの効果消滅防止のため望ましくはＮ含
有量０．００６％以下がよい。
【００１７】更に本発明に置いてはＴｉ、Ｎｂの一種ま
たは二種を必要に応じて添加する。これはＴｉＮまたは
ＮｂＮによる加熱時のオーステナイト粒粗大化防止によ
る低温靱性の確保のためである。Ｔｉ含有量０．００５
％未満ではオーステナイト粒の粗大化防止に必要なＴｉ
Ｎは形成されず、またＮｂ含有量０．０１％未満でもオ
ーステナイト粒の粗大化防止に必要なＮｂＮは形成され
ない。Ｔｉ含有量０．０５０％超では粗大ＴｉＮが形成
され、またＮｂ含有量０．１０％超でも粗大ＮｂＮが形
成され、靱性の低下につながる。このためＴｉ含有量を
０．００５〜０．０５０％、Ｎｂ含有量０．０１％〜
０．１０％とした。またＢ添加の場合には、Ｎ固定のた
めに必須元素としてＴｉを上記の量添加する。
たは二種を必要に応じて添加する。これはＴｉＮまたは
ＮｂＮによる加熱時のオーステナイト粒粗大化防止によ
る低温靱性の確保のためである。Ｔｉ含有量０．００５
％未満ではオーステナイト粒の粗大化防止に必要なＴｉ
Ｎは形成されず、またＮｂ含有量０．０１％未満でもオ
ーステナイト粒の粗大化防止に必要なＮｂＮは形成され
ない。Ｔｉ含有量０．０５０％超では粗大ＴｉＮが形成
され、またＮｂ含有量０．１０％超でも粗大ＮｂＮが形
成され、靱性の低下につながる。このためＴｉ含有量を
０．００５〜０．０５０％、Ｎｂ含有量０．０１％〜
０．１０％とした。またＢ添加の場合には、Ｎ固定のた
めに必須元素としてＴｉを上記の量添加する。
【００１８】Ｂは焼入れ性を向上させるために添加する
元素で、０．０００３％未満では焼入れ性の向上は期待
できず、また０．００５％超ではこの効果は飽和し、コ
スト高になるばかりでなく、逆に焼入れ性の低下にもつ
ながるのでＢ添加量は０．０００３〜０．００５％とし
た。さらに本発明においては、析出強化の目的で、Ｖを
必須元素として含有させる。しかしながら、Ｖ含有量が
０．０５％未満ではその効果は不十分であり、一方Ｖ含
有量０．５０％超ではその効果は飽和し、むしろ靱性を
劣化させるので、この含有量をＶ：０．０５〜０．５０
％とした。
元素で、０．０００３％未満では焼入れ性の向上は期待
できず、また０．００５％超ではこの効果は飽和し、コ
スト高になるばかりでなく、逆に焼入れ性の低下にもつ
ながるのでＢ添加量は０．０００３〜０．００５％とし
た。さらに本発明においては、析出強化の目的で、Ｖを
必須元素として含有させる。しかしながら、Ｖ含有量が
０．０５％未満ではその効果は不十分であり、一方Ｖ含
有量０．５０％超ではその効果は飽和し、むしろ靱性を
劣化させるので、この含有量をＶ：０．０５〜０．５０
％とした。
【００１９】ＣｒはＭｏ、Ｎｉと共に必要に応じて添加
することで、焼入れ性の向上により最終製品の強度を増
加させるのに有効な元素である。含有量０．１０％未満
ではその効果はなく、また１．５０％超では硬度が高く
なりすぎ、靱性の低下を招き、また経済性の点で好まし
くないためその含有量を０．１０〜１．５０％とした。
することで、焼入れ性の向上により最終製品の強度を増
加させるのに有効な元素である。含有量０．１０％未満
ではその効果はなく、また１．５０％超では硬度が高く
なりすぎ、靱性の低下を招き、また経済性の点で好まし
くないためその含有量を０．１０〜１．５０％とした。
【００２０】ＭｏもＣｒ同様、必要に応じて添加するこ
とにより、焼入れ性の向上により最終製品の強度を増加
させるのに有効な元素であるが、含有量０．０５％未満
ではその効果はなく、また１．００％超では硬さの増加
を招き、また経済性の点で好ましくないためその含有量
を０．０５〜１．００％とした。更にＮｉも必要に応じ
て添加することにより、最終製品の強度、靱性を向上さ
せるのに有効な元素であるが、含有量０．１０％未満で
はその効果はなく、また３．６０％超では強度、靱性の
向上は飽和し、また経済上の点で好ましくないのでその
含有量を０．１０〜３．６０％とした。
とにより、焼入れ性の向上により最終製品の強度を増加
させるのに有効な元素であるが、含有量０．０５％未満
ではその効果はなく、また１．００％超では硬さの増加
を招き、また経済性の点で好ましくないためその含有量
を０．０５〜１．００％とした。更にＮｉも必要に応じ
て添加することにより、最終製品の強度、靱性を向上さ
せるのに有効な元素であるが、含有量０．１０％未満で
はその効果はなく、また３．６０％超では強度、靱性の
向上は飽和し、また経済上の点で好ましくないのでその
含有量を０．１０〜３．６０％とした。
【００２１】なお、被削性向上のため０．３％までのＰ
ｂ、０．００５％までのＣａの添加を行っても、本発明
の効果は何等損なわれない。次に、本発明において、加
熱条件を限定した理由について述べる。まず、加熱温度
の下限を９００℃としたのは、９００℃未満の加熱温度
では、Ｖの炭窒化物が十分にオーステナイト中に固溶し
ないために焼戻し時の析出効果に効かなくなるためで、
また加熱温度の上限を１３００℃としたのは、１３００
℃超の加熱温度ではオーステナイト粒が急に粗大化し始
めるためである。この加熱温度はＶ添加量に合わせて昇
降させるのがよく、望ましくは（４８０×√Ｖ％＋９２
５±３５）℃するのがよい。これをこのまま直ちに２０
℃／秒以上の冷却速度で急冷するが、２０℃／秒以上の
冷却速度で焼入れを行うのは、オーステナイトにマルテ
ンサイト変態を起こさせるためであり、これ未満の冷却
速度ではベイナイト等が混入するためである。冷却速度
２０℃／秒以上が得られるのであれば、焼入れ溶媒は
水、油等任意のものでよい。
ｂ、０．００５％までのＣａの添加を行っても、本発明
の効果は何等損なわれない。次に、本発明において、加
熱条件を限定した理由について述べる。まず、加熱温度
の下限を９００℃としたのは、９００℃未満の加熱温度
では、Ｖの炭窒化物が十分にオーステナイト中に固溶し
ないために焼戻し時の析出効果に効かなくなるためで、
また加熱温度の上限を１３００℃としたのは、１３００
℃超の加熱温度ではオーステナイト粒が急に粗大化し始
めるためである。この加熱温度はＶ添加量に合わせて昇
降させるのがよく、望ましくは（４８０×√Ｖ％＋９２
５±３５）℃するのがよい。これをこのまま直ちに２０
℃／秒以上の冷却速度で急冷するが、２０℃／秒以上の
冷却速度で焼入れを行うのは、オーステナイトにマルテ
ンサイト変態を起こさせるためであり、これ未満の冷却
速度ではベイナイト等が混入するためである。冷却速度
２０℃／秒以上が得られるのであれば、焼入れ溶媒は
水、油等任意のものでよい。
【００２２】次に、焼入れ後、６５０℃〜Ａc1変態点の
温度範囲で焼戻しを行うのは、疲労亀裂伝播の原因とな
るフリーの転位を消滅させるためと、Ｖの炭窒化物をよ
り多く析出させ、マトリックスを微細分散させた析出物
により均一に強化するためである。焼戻し温度が６５０
℃未満であると、フリーの転位の消滅は十分でなく、Ｖ
の炭窒化物の析出量も少なく、また、Ａc1変態点超であ
ると焼戻しマルテンサイトがオーステナイト変態を起こ
してしまうためで、焼戻しは６５０℃〜Ａc1変態点の温
度範囲で行う。焼戻しの時間は望ましくは０．３〜２時
間がよい。
温度範囲で焼戻しを行うのは、疲労亀裂伝播の原因とな
るフリーの転位を消滅させるためと、Ｖの炭窒化物をよ
り多く析出させ、マトリックスを微細分散させた析出物
により均一に強化するためである。焼戻し温度が６５０
℃未満であると、フリーの転位の消滅は十分でなく、Ｖ
の炭窒化物の析出量も少なく、また、Ａc1変態点超であ
ると焼戻しマルテンサイトがオーステナイト変態を起こ
してしまうためで、焼戻しは６５０℃〜Ａc1変態点の温
度範囲で行う。焼戻しの時間は望ましくは０．３〜２時
間がよい。
【００２３】以下に、本発明の効果を実施例により、さ
らに具体的に示す。
らに具体的に示す。
【００２４】
【実施例】表１，２，３および４に示す化学成分の鋼を
高周波炉にて溶製し、１５０kgのインゴットに鋳造し
た。これをφ４０mmの棒鋼に圧延し、その圧延材を熱間
鍛造−放冷後、表７に示す条件で再加熱・焼入れ焼戻し
を行った。
高周波炉にて溶製し、１５０kgのインゴットに鋳造し
た。これをφ４０mmの棒鋼に圧延し、その圧延材を熱間
鍛造−放冷後、表７に示す条件で再加熱・焼入れ焼戻し
を行った。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】また、比較例は表５に示す条件で熱処理を
行った。それらの焼入れ−焼戻し後の材料の中央部より
ＪＩＳ１４号引張試験片、ＪＩＳ３号衝撃試験片、ＪＩ
Ｓ１号回転曲げ試験片、およびドリル穴あけ試験片を採
取し、引張強度、−５０℃シャルピー衝撃値、疲労強
度、および被削性を求めた。被削性の評価にはＶL1000
を使用した。送り速度０．３３mm／ｓのドリル（材質：
ＳＫＨ５１−φ１０mm）の周速を種々変化させ、各速度
においてドリルが切削不能になる総穴深さを求め、周速
−ドリル寿命曲線を作成し、ドリル寿命が１０００mmと
なる最大速度をＶ L1000 と規定し、被削性の評価基準と
した。表６，８，９および１０に各鋼材の材質特性の本
発明と比較例を対比して示す。
行った。それらの焼入れ−焼戻し後の材料の中央部より
ＪＩＳ１４号引張試験片、ＪＩＳ３号衝撃試験片、ＪＩ
Ｓ１号回転曲げ試験片、およびドリル穴あけ試験片を採
取し、引張強度、−５０℃シャルピー衝撃値、疲労強
度、および被削性を求めた。被削性の評価にはＶL1000
を使用した。送り速度０．３３mm／ｓのドリル（材質：
ＳＫＨ５１−φ１０mm）の周速を種々変化させ、各速度
においてドリルが切削不能になる総穴深さを求め、周速
−ドリル寿命曲線を作成し、ドリル寿命が１０００mmと
なる最大速度をＶ L1000 と規定し、被削性の評価基準と
した。表６，８，９および１０に各鋼材の材質特性の本
発明と比較例を対比して示す。
【００３０】
【表５】
【００３１】
【表６】
【００３２】
【表７】
【００３３】
【表８】
【００３４】
【表９】
【００３５】
【表１０】
【００３６】表６に示すように、比較例において本発明
の成分から外れた鋼Ｎｏ．１〜５で熱処理Ｎｏ．Ｉ、IV
の焼入れ・焼戻しを行ったものは降伏比、疲労限度比共
に本発明の下限値に達しなかった。また本発明鋼Ｎｏ．
６で本発明の範囲からはずれた焼入れ焼戻し温度の熱処
理Ｎｏ．IIで行ったもの、本発明鋼Ｎｏ．９で本発明の
下限値におよばなかった焼戻し温度のＮｏ．III で行っ
たもの、本発明鋼Ｎｏ．１２で本発明の下限値未満であ
った冷却速度のＮｏ．IVで行ったもの、本発明鋼Ｎｏ．
１７で本発明の上限値以上の焼戻し温度のＮｏ．Ｖで行
ったものもまた降伏比、疲労限度比共に本発明の下限値
に達しなかった。
の成分から外れた鋼Ｎｏ．１〜５で熱処理Ｎｏ．Ｉ、IV
の焼入れ・焼戻しを行ったものは降伏比、疲労限度比共
に本発明の下限値に達しなかった。また本発明鋼Ｎｏ．
６で本発明の範囲からはずれた焼入れ焼戻し温度の熱処
理Ｎｏ．IIで行ったもの、本発明鋼Ｎｏ．９で本発明の
下限値におよばなかった焼戻し温度のＮｏ．III で行っ
たもの、本発明鋼Ｎｏ．１２で本発明の下限値未満であ
った冷却速度のＮｏ．IVで行ったもの、本発明鋼Ｎｏ．
１７で本発明の上限値以上の焼戻し温度のＮｏ．Ｖで行
ったものもまた降伏比、疲労限度比共に本発明の下限値
に達しなかった。
【００３７】これに比べ、表８，９および１０に示して
いる鋼Ｎｏ．６〜５５による熱処理Ｎｏ．VI〜XIの本発
明では、例えば第１発明の鋼Ｎｏ．１１、熱処理Ｎｏ．
VIIIの降伏比０．９６、疲労限度比０．５５や、鋼Ｎ
ｏ．１３、熱処理Ｎｏ．IXの降伏比０．９２、疲労限度
比０．５９や、第２発明の鋼Ｎｏ．１８、熱処理Ｎｏ．
IXの降伏比０．９５、疲労限度比０．５６や、鋼Ｎｏ．
２２、熱処理Ｎｏ．IXの降伏比０．９５、疲労限度比
０．５６や、第３発明の鋼Ｎｏ．２７、熱処理Ｎｏ．Ｘ
の降伏比０．９６、疲労限度比０．５５や、鋼Ｎｏ．３
１、熱処理Ｎｏ．IXの降伏比０．９２、疲労限度比０．
５８や第４発明の鋼Ｎｏ．４０、熱処理Ｎｏ．IXの降伏
比０．９５、疲労限度比０．５６や、鋼Ｎｏ．４７、熱
処理Ｎｏ．VII の降伏比０．９０、疲労限度比０．５８
のように降伏比、疲労限度比共に高い。
いる鋼Ｎｏ．６〜５５による熱処理Ｎｏ．VI〜XIの本発
明では、例えば第１発明の鋼Ｎｏ．１１、熱処理Ｎｏ．
VIIIの降伏比０．９６、疲労限度比０．５５や、鋼Ｎ
ｏ．１３、熱処理Ｎｏ．IXの降伏比０．９２、疲労限度
比０．５９や、第２発明の鋼Ｎｏ．１８、熱処理Ｎｏ．
IXの降伏比０．９５、疲労限度比０．５６や、鋼Ｎｏ．
２２、熱処理Ｎｏ．IXの降伏比０．９５、疲労限度比
０．５６や、第３発明の鋼Ｎｏ．２７、熱処理Ｎｏ．Ｘ
の降伏比０．９６、疲労限度比０．５５や、鋼Ｎｏ．３
１、熱処理Ｎｏ．IXの降伏比０．９２、疲労限度比０．
５８や第４発明の鋼Ｎｏ．４０、熱処理Ｎｏ．IXの降伏
比０．９５、疲労限度比０．５６や、鋼Ｎｏ．４７、熱
処理Ｎｏ．VII の降伏比０．９０、疲労限度比０．５８
のように降伏比、疲労限度比共に高い。
【００３８】このように本発明法によると引張強度８
０．４〜１２６．５kgf ／mm2 で降伏強度７３．７〜１
１７．６kgf ／mm2 、降伏比０．９０〜０．９６、疲労
強度４２．６〜６９．１kgf ／mm2 、疲労限度比０．５
２〜０．５９を得ることができ、比較例より高い降伏
比、優れた耐久性を有することがわかる。
０．４〜１２６．５kgf ／mm2 で降伏強度７３．７〜１
１７．６kgf ／mm2 、降伏比０．９０〜０．９６、疲労
強度４２．６〜６９．１kgf ／mm2 、疲労限度比０．５
２〜０．５９を得ることができ、比較例より高い降伏
比、優れた耐久性を有することがわかる。
【００３９】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明法を用いれ
ば、高疲労強度を有する機械構造部品の熱処理が可能で
あり、機械構造部品の軽量化が可能となり、産業上の効
果は極めて顕著なるものがある。
ば、高疲労強度を有する機械構造部品の熱処理が可能で
あり、機械構造部品の軽量化が可能となり、産業上の効
果は極めて顕著なるものがある。
フロントページの続き (72)発明者 子安 善郎 北海道室蘭市仲町12番地 新日本製鐵株式 会社室蘭製鐵所内 (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
Claims (4)
- 【請求項１】 重量比として、 Ｃ：０．２０〜０．６０％、 Ｓｉ：０．１５〜２．００％、 Ｍｎ：０．５５〜２．００％、 Ｓ：０．０１〜０．１０％、 Ｐ：０．０３５％以下、 Ａｌ：０．０１５〜０．０５％、 Ｎ：０．０２０％以下、 Ｖ：０．０５〜０．５０％ を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分
の鋼を焼き入れ焼戻しするに際して、９００℃以上１３
００℃以下のオーステナイト化温度範囲に加熱し、その
温度から２０℃／秒以上の冷却速度で焼入れを行う工程
と、その後６５０℃以上Ａc1変態点未満の温度範囲で焼
戻しを行う工程を特徴とする引張強度が８０〜１３０kg
f ／mm2 でかつ降伏比が０．８５以上、疲労限度比が
０．５１以上である高疲労強度を有する機械構造部品の
熱処理方法。 - 【請求項２】 成分が更に、 Ｔｉ：０．００５〜０．０５０％ Ｎｂ：０．０１〜０．１０％ のうち一種または二種を含有する請求項１記載の低温靱
性の優れた高疲労強度を有する機械構造部品の熱処理方
法。 - 【請求項３】 成分が更に、 Ｔｉ：０．００５〜０．０５０％、 Ｂ：０．０００３〜０．００５％ を含有する請求項１記載の高疲労強度を有する機械構造
部品の熱処理方法。 - 【請求項４】 成分が更に、 Ｃｒ：０．１０〜１．５０％、 Ｍｏ：０．０５〜１．００％、 Ｎｉ：０．１０〜３．６０％、のうち一種または二種以
上を含有する請求項１，２，又は３記載の高疲労強度を
有する機械構造部品の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01391593A JP3169464B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 高疲労強度を有する機械構造部品の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01391593A JP3169464B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 高疲労強度を有する機械構造部品の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06228633A true JPH06228633A (ja) | 1994-08-16 |
| JP3169464B2 JP3169464B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=11846470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01391593A Expired - Lifetime JP3169464B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 高疲労強度を有する機械構造部品の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3169464B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101654684B1 (ko) * | 2015-12-11 | 2016-09-06 | 주식회사 세아베스틸 | 저온 충격인성이 우수한 고강도 무어링 체인강 및 그 제조방법 |
| JP2016221650A (ja) * | 2015-06-02 | 2016-12-28 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 機械構造用鋼部材の製造方法 |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP01391593A patent/JP3169464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016221650A (ja) * | 2015-06-02 | 2016-12-28 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 機械構造用鋼部材の製造方法 |
| KR101654684B1 (ko) * | 2015-12-11 | 2016-09-06 | 주식회사 세아베스틸 | 저온 충격인성이 우수한 고강도 무어링 체인강 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3169464B2 (ja) | 2001-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0648853B1 (en) | Non-heat-treated steel for hot forging, process for producing non-heat-treated hot forging, and non-heat-treated hot forging | |
| JP4581966B2 (ja) | 高周波焼入れ用鋼材 | |
| JPH0892690A (ja) | 耐疲労特性に優れた浸炭部品およびその製造方法 | |
| US6383311B1 (en) | High strength drive shaft and process for producing the same | |
| 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 | |
| JP3100492B2 (ja) | 高疲労強度熱間鍛造品の製造方法 | |
| JPH039168B2 (ja) | ||
| JP2768062B2 (ja) | 高強度強靭鋼の製造方法 | |
| JP4344126B2 (ja) | ねじり特性に優れる高周波焼もどし鋼 | |
| JP3042574B2 (ja) | 高疲労強度を有する熱間鍛造品及びその製造方法 | |
| JPH0790380A (ja) | 高周波焼入れ部品の製造方法 | |
| JP3169464B2 (ja) | 高疲労強度を有する機械構造部品の熱処理方法 | |
| JP3059318B2 (ja) | 高疲労強度熱間鍛造品の製造方法 | |
| JPH0813028A (ja) | 析出硬化型高張力高靱性鋼材の製造方法 | |
| JP3419333B2 (ja) | 高周波焼入れ性に優れた冷間加工用鋼並びに機械構造用部品及びその製造方法 | |
| JPH0470385B2 (ja) | ||
| JPH10237589A (ja) | 被削性に優れた高強度・高靱性マルテンサイト型非調質鋼及びその製造方法 | |
| JPH10265891A (ja) | フェライト・パーライト型非調質鋼 | |
| JPH09235654A (ja) | 高周波焼入れ用鋼及び高周波焼入れ部品 | |
| JP2000160285A (ja) | 高強度高靱性非調質鋼材 | |
| KR20110075316A (ko) | 피로수명이 우수한 고인성 스프링용 강선, 이를 이용한 스프링 및 이들의 제조방법 | |
| JP3205630B2 (ja) | 高疲労強度の熱間鍛造品およびその製造方法 | |
| JPH026828B2 (ja) | ||
| JP3762543B2 (ja) | 熱間鍛造用非調質鋼および熱間鍛造非調質品の製造方法ならびに熱間鍛造非調質品 | |
| JP3196006B2 (ja) | 熱間鍛造用非調質鋼および熱間鍛造非調質品の製造方法ならびに熱間鍛造非調質品 |
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: 20010206 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090316 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090316 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100316 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100316 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110316 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120316 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130316 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |