JPH06306456A - 高強度オーステナイト組織鋼部品の製造方法 - Google Patents
高強度オーステナイト組織鋼部品の製造方法Info
- Publication number
- JPH06306456A JPH06306456A JP10102293A JP10102293A JPH06306456A JP H06306456 A JPH06306456 A JP H06306456A JP 10102293 A JP10102293 A JP 10102293A JP 10102293 A JP10102293 A JP 10102293A JP H06306456 A JPH06306456 A JP H06306456A
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- strength
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車部品用等の高強度で高熱膨張率を有す
るオーステナイト組織鋼部品の製造方法。 【構成】 特定の化学成分を有する鋼を特定の温度範囲
と加工度の範囲で加工することにより、自動車部品とし
て十分な強度を有し、且つオーステナイト組織を有す
る。また上記に窒化処理を施し、内部硬さを維持しつ
つ、高い表面硬さを有している。
るオーステナイト組織鋼部品の製造方法。 【構成】 特定の化学成分を有する鋼を特定の温度範囲
と加工度の範囲で加工することにより、自動車部品とし
て十分な強度を有し、且つオーステナイト組織を有す
る。また上記に窒化処理を施し、内部硬さを維持しつ
つ、高い表面硬さを有している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車等の機械部品用の
高強度で高熱膨張率を有するオーステナイト組織鋼部品
の製造方法に関するものである。
高強度で高熱膨張率を有するオーステナイト組織鋼部品
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年地球規模の環境問題に端を発し、自
動車の燃費低減が強く求められており、そのため車両の
軽量化を目的に鉄より軽いＡｌの使用が増えてきている
（例えば特殊鋼、４０巻、７号、２４頁）。この動きは
自動車の外板あるいはエンジンブロック等にＡｌを使用
するといったことに止まらず、足回り部品、駆動部品等
の機能部品にも使われ始めている。エンジン部品の如く
往復、回転運動する部品（例えばコンロッド（特殊鋼、
４０巻、７号、３５頁））にＡｌあるいはＡｌ合金を使
用する場合、それを支持する軸受けは鉄鋼材料であるこ
とが多く、Ａｌと鉄鋼材料とでは熱膨張率が大きく異な
るため、運転中の熱膨張の差を見込んだ設計を考慮せざ
るを得ないといった困難さが生じていた。
動車の燃費低減が強く求められており、そのため車両の
軽量化を目的に鉄より軽いＡｌの使用が増えてきている
（例えば特殊鋼、４０巻、７号、２４頁）。この動きは
自動車の外板あるいはエンジンブロック等にＡｌを使用
するといったことに止まらず、足回り部品、駆動部品等
の機能部品にも使われ始めている。エンジン部品の如く
往復、回転運動する部品（例えばコンロッド（特殊鋼、
４０巻、７号、３５頁））にＡｌあるいはＡｌ合金を使
用する場合、それを支持する軸受けは鉄鋼材料であるこ
とが多く、Ａｌと鉄鋼材料とでは熱膨張率が大きく異な
るため、運転中の熱膨張の差を見込んだ設計を考慮せざ
るを得ないといった困難さが生じていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決し、Ａｌと同様に大きな熱膨張率を有し、且つ機
械部品として十分な強度を有する鋼部品の製造方法を提
供するものである。
を解決し、Ａｌと同様に大きな熱膨張率を有し、且つ機
械部品として十分な強度を有する鋼部品の製造方法を提
供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】オーステナイト組織を有
する鋼が大きな熱膨張率を有することは良く知られてお
り、本発明者らはこの鋼材を適当な温度範囲で加工する
ことにより、比較的小さな変形抵抗で加工でき且つ大き
な熱膨張率が得られるオーステナイト組織を維持しつつ
十分な強度を出せることを見出した。またそれに窒化処
理を加えると十分な表面強度と内部強度を兼ね備え、慴
動部品として最適であることを見出し、発明を完成し
た。
する鋼が大きな熱膨張率を有することは良く知られてお
り、本発明者らはこの鋼材を適当な温度範囲で加工する
ことにより、比較的小さな変形抵抗で加工でき且つ大き
な熱膨張率が得られるオーステナイト組織を維持しつつ
十分な強度を出せることを見出した。またそれに窒化処
理を加えると十分な表面強度と内部強度を兼ね備え、慴
動部品として最適であることを見出し、発明を完成し
た。
【０００５】即ち （１）重量比で Ｃ ：０．２０〜０．７０％ Ｓｉ：０．１０〜１．００％ Ｍｎ：１４．０〜２６．０％ Ｃｒ：５．０％以下 Ｎｉ：２．０％以下 Ａｌ：０．０１〜０．０５％ を含有し、残りはＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼
を７００℃以下の温度で１０％以上の加工率を加えるこ
とを特徴とする高強度オーステナイト組織鋼部品の製造
方法。 （２）重量比で Ｃ ：０．２０〜０．７０％ Ｓｉ：０．１０〜１．００％ Ｍｎ：１４．０〜２６．０％ Ｃｒ：５．０％以下 Ｎｉ：２．０％以下 Ａｌ：０．０１〜０．０５％ Ｎ ：０．０１〜０．１００％ Ｎｂ：０．０１〜０．３０％ を含有し、残りはＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼
を７００℃以下の温度で１０％以上の加工率を加えるこ
とを特徴とする高強度オーステナイト組織鋼部品の製造
方法。 （３）上記（１）、または（２）で加工した鋼材を４０
０℃〜５００℃の温度範囲で窒化処理することを特徴と
する高強度オーステナイト組織鋼部品の製造方法であ
る。
を７００℃以下の温度で１０％以上の加工率を加えるこ
とを特徴とする高強度オーステナイト組織鋼部品の製造
方法。 （２）重量比で Ｃ ：０．２０〜０．７０％ Ｓｉ：０．１０〜１．００％ Ｍｎ：１４．０〜２６．０％ Ｃｒ：５．０％以下 Ｎｉ：２．０％以下 Ａｌ：０．０１〜０．０５％ Ｎ ：０．０１〜０．１００％ Ｎｂ：０．０１〜０．３０％ を含有し、残りはＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼
を７００℃以下の温度で１０％以上の加工率を加えるこ
とを特徴とする高強度オーステナイト組織鋼部品の製造
方法。 （３）上記（１）、または（２）で加工した鋼材を４０
０℃〜５００℃の温度範囲で窒化処理することを特徴と
する高強度オーステナイト組織鋼部品の製造方法であ
る。
【０００６】以下に本発明の限定理由について詳細に説
明する。Ｃはオーステナイト組織の安定化を図ると共に
強度を確保するために必要である。０．２０％未満では
オーステナイト組織を得るために必要なＭｎ，Ｎｉ等の
合金元素の量が多くなり且つ強度も低くなるので避けな
ければならない。一方０．７％を越すと加工する際の変
形抵抗が高くなり過ぎると共に、加工した後の部品の延
性、靱性が低下するので本発明の範囲から除いた。
明する。Ｃはオーステナイト組織の安定化を図ると共に
強度を確保するために必要である。０．２０％未満では
オーステナイト組織を得るために必要なＭｎ，Ｎｉ等の
合金元素の量が多くなり且つ強度も低くなるので避けな
ければならない。一方０．７％を越すと加工する際の変
形抵抗が高くなり過ぎると共に、加工した後の部品の延
性、靱性が低下するので本発明の範囲から除いた。
【０００７】Ｓｉは脱酸に必要な元素でありそのため
０．１％以上の添加が必要である。又固溶強化し材質の
強度を上げるのに有効な元素であり、一方オーステナイ
ト組織の安定性を損うのでその兼合から１．００％以下
の添加とする必要がある。Ｍｎは安定してオーステナイ
ト組織を得るために必要な元素でそのため１４．０％以
上必要である。また２６．０％を越して添加しても効果
が飽和してしまいそれ以上の効果は得られないので本発
明の範囲から除いた。
０．１％以上の添加が必要である。又固溶強化し材質の
強度を上げるのに有効な元素であり、一方オーステナイ
ト組織の安定性を損うのでその兼合から１．００％以下
の添加とする必要がある。Ｍｎは安定してオーステナイ
ト組織を得るために必要な元素でそのため１４．０％以
上必要である。また２６．０％を越して添加しても効果
が飽和してしまいそれ以上の効果は得られないので本発
明の範囲から除いた。
【０００８】Ｃｒは高Ｍｎ添加領域でオーステナイト組
織の安定性を増すために添加する。その効果は５％で飽
和するのでそれを越す添加は不経済である。Ｎｉはオー
ステナイト組織の安定性を増すために添加する。その効
果は２％で飽和するのでそれを越す添加は不経済であ
る。Ａｌは脱酸及び組織の微細化に有効な元素で０．０
１％未満ではその効果が得られず、また０．０５％を越
えて添加してもそれ以上の効果が得られないので本発明
の範囲から除外した。
織の安定性を増すために添加する。その効果は５％で飽
和するのでそれを越す添加は不経済である。Ｎｉはオー
ステナイト組織の安定性を増すために添加する。その効
果は２％で飽和するのでそれを越す添加は不経済であ
る。Ａｌは脱酸及び組織の微細化に有効な元素で０．０
１％未満ではその効果が得られず、また０．０５％を越
えて添加してもそれ以上の効果が得られないので本発明
の範囲から除外した。
【０００９】Ｎｂは組織を細かくし降伏点を上げるため
に必要に応じて添加する。その量は０．０１％未満では
効果が少なくまた０．３０％を越えて添加してもそれ以
上の効果が得られない。Ｎはオーステナイト組織の安定
性を増すために添加する。その効果を得るため０．０１
０％以上が必要で又０．１００％を越すと効果が飽和す
るのでそれを越す添加は不経済である。
に必要に応じて添加する。その量は０．０１％未満では
効果が少なくまた０．３０％を越えて添加してもそれ以
上の効果が得られない。Ｎはオーステナイト組織の安定
性を増すために添加する。その効果を得るため０．０１
０％以上が必要で又０．１００％を越すと効果が飽和す
るのでそれを越す添加は不経済である。
【００１０】図１は０．５Ｃ−０．４Ｓｉ−１８．５Ｍ
ｎ−１．１Ｎｉ−２．０Ｃｒ−０．０２５Ａｌ含む直径
３０mmの鋼材を用い、種々の温度で１０〜７０％の加工
を加えた時の加工温度と硬さの関係を調査した結果で、
加工温度が７００℃以下で加工度が１０％以上の加工条
件で、機械部品として十分な強度であるビッカース硬さ
（Ｈｖ）３００以上が得られることを見出した。
ｎ−１．１Ｎｉ−２．０Ｃｒ−０．０２５Ａｌ含む直径
３０mmの鋼材を用い、種々の温度で１０〜７０％の加工
を加えた時の加工温度と硬さの関係を調査した結果で、
加工温度が７００℃以下で加工度が１０％以上の加工条
件で、機械部品として十分な強度であるビッカース硬さ
（Ｈｖ）３００以上が得られることを見出した。
【００１１】加工温度が７００℃を越えた場合、機械部
品として必要な硬さであるＨｖ３００が得られないので
本発明の範囲から除いた。加工度としては１０％を越え
た加工を加えないと必要な部品強度が得られないので、
１０％以上を本発明の範囲とした。又発明者らは、この
様に加工した部材を表面硬化する方法について検討し、
４００〜７００℃の範囲で窒化処理を行なうことにより
十分な表面硬さを付与できることを見出した。
品として必要な硬さであるＨｖ３００が得られないので
本発明の範囲から除いた。加工度としては１０％を越え
た加工を加えないと必要な部品強度が得られないので、
１０％以上を本発明の範囲とした。又発明者らは、この
様に加工した部材を表面硬化する方法について検討し、
４００〜７００℃の範囲で窒化処理を行なうことにより
十分な表面硬さを付与できることを見出した。
【００１２】なお、本発明で製造した部品の熱膨張率は
およそ１５×１０-6／℃であり、Ａｌは２３×１０-6／
℃であり、参考にＪＩＳ規格のＳ４５Ｃ鋼は１１×１０
-6／℃である。以下に実施例に基づいてさらに本発明を
詳細に説明する。
およそ１５×１０-6／℃であり、Ａｌは２３×１０-6／
℃であり、参考にＪＩＳ規格のＳ４５Ｃ鋼は１１×１０
-6／℃である。以下に実施例に基づいてさらに本発明を
詳細に説明する。
【００１３】
実施例１ 表１に示す化学成分を有する直径３０mmの圧延線材を表
２に示す種々の条件下で加工し、硬度を測定した。
２に示す種々の条件下で加工し、硬度を測定した。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】表２からわかるように本発明例では組織は
オーステナイト単相で硬さも機械部品として十分なＨｖ
で３００以上を有している。又Ｎｂを添加した鋼No.
２，４は高い降伏点を有していることが分る。 実施例２ 表３に示す化学成分を有する直径２５mmの圧延線材を５
５０℃で６５％圧縮加工後、表４に示す種々の条件下で
窒化処理を行ない、表面及び内部硬度を測定した。
オーステナイト単相で硬さも機械部品として十分なＨｖ
で３００以上を有している。又Ｎｂを添加した鋼No.
２，４は高い降伏点を有していることが分る。 実施例２ 表３に示す化学成分を有する直径２５mmの圧延線材を５
５０℃で６５％圧縮加工後、表４に示す種々の条件下で
窒化処理を行ない、表面及び内部硬度を測定した。
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】表４からわかるように本発明例では組織は
オーステナイト単相で内部硬さも機械部品として十分な
Ｈｖで３００以上を有し且つ表面硬さもＨｖで７００以
上を有している。 実施例３ 表５に示す化学成分を有する直径２５mmの線材を１５％
伸線加工後引張り試験を行なった。表６に結果を示す如
く、本発明例では組織はオーステナイト単相で自動車用
の機械部品として十分な引張り強度を有しており、更に
Ｎｂを添加した例では高い降伏点を有していることが分
る。
オーステナイト単相で内部硬さも機械部品として十分な
Ｈｖで３００以上を有し且つ表面硬さもＨｖで７００以
上を有している。 実施例３ 表５に示す化学成分を有する直径２５mmの線材を１５％
伸線加工後引張り試験を行なった。表６に結果を示す如
く、本発明例では組織はオーステナイト単相で自動車用
の機械部品として十分な引張り強度を有しており、更に
Ｎｂを添加した例では高い降伏点を有していることが分
る。
【００２０】
【表５】
【００２１】
【表６】
【００２２】
【発明の効果】本発明により高い強度を有しなお且つ高
い熱膨張率が得られるオーステナイト単相組織が確保さ
れている鋼部品が製造できる。
い熱膨張率が得られるオーステナイト単相組織が確保さ
れている鋼部品が製造できる。
【図１】１０〜７０％の加工を加えた時の加工温度と硬
さの関係を示す図である。
さの関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 38/58
Claims (3)
- 【請求項１】 重量比で Ｃ ：０．２０〜０．７０％ Ｓｉ：０．１０〜１．００％ Ｍｎ：１４．０〜２６．０％ Ｃｒ：５．０％以下 Ｎｉ：２．０％以下 Ａｌ：０．０１〜０．０５％ Ｎ ：０．０１〜０．１００％ を含有し、残りはＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼
を７００℃以下の温度で１０％以上の加工率を加えるこ
とを特徴とする高強度オーステナイト組織鋼部品の製造
方法。 - 【請求項２】 重量比で Ｃ ：０．２０〜０．７０％ Ｓｉ：０．１０〜１．００％ Ｍｎ：１４．０〜２６．０％ Ｃｒ：５．０％以下 Ｎｉ：２．０％以下 Ａｌ：０．０１〜０．０５％ Ｎ ：０．０１〜０．１００％ Ｎｂ：０．０１〜０．３０％ を含有し、残りはＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼
を７００℃以下の温度で１０％以上の加工率を加えるこ
とを特徴とする高強度オーステナイト組織鋼部品の製造
方法。 - 【請求項３】 請求項１、または２で加工した鋼材を４
００℃〜７００℃の温度範囲で窒化処理することを特徴
とする高強度オーステナイト組織鋼品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10102293A JPH06306456A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 高強度オーステナイト組織鋼部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10102293A JPH06306456A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 高強度オーステナイト組織鋼部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06306456A true JPH06306456A (ja) | 1994-11-01 |
Family
ID=14289580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10102293A Withdrawn JPH06306456A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 高強度オーステナイト組織鋼部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06306456A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009069762A1 (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | ピストンリング用鋼材およびピストンリング |
| JP2012184502A (ja) * | 2011-02-14 | 2012-09-27 | Yamaha Motor Co Ltd | 鋼製部品、単気筒内燃機関、鞍乗型車両および鋼製部品の製造方法 |
| CN110546290A (zh) * | 2018-03-29 | 2019-12-06 | 日本制铁株式会社 | 奥氏体系耐磨钢板 |
-
1993
- 1993-04-27 JP JP10102293A patent/JPH06306456A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009069762A1 (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | ピストンリング用鋼材およびピストンリング |
| JP2012184502A (ja) * | 2011-02-14 | 2012-09-27 | Yamaha Motor Co Ltd | 鋼製部品、単気筒内燃機関、鞍乗型車両および鋼製部品の製造方法 |
| CN110546290A (zh) * | 2018-03-29 | 2019-12-06 | 日本制铁株式会社 | 奥氏体系耐磨钢板 |
| US11326237B2 (en) | 2018-03-29 | 2022-05-10 | Nippon Steel Corporation | Austenitic wear-resistant steel plate |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |