JPH07207423A - 肌焼鋼部品の製造方法 - Google Patents
肌焼鋼部品の製造方法Info
- Publication number
- JPH07207423A JPH07207423A JP307194A JP307194A JPH07207423A JP H07207423 A JPH07207423 A JP H07207423A JP 307194 A JP307194 A JP 307194A JP 307194 A JP307194 A JP 307194A JP H07207423 A JPH07207423 A JP H07207423A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carburizing
- steel
- temperature
- carburization
- hardening steel
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 浸炭熱処理時に粗大粒が発生せず整粒を保つ
ことを特徴とする肌焼鋼の製造方法を提供する。 【構成】 特定量のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ａ
ｌ、Ｎを含む鋼、およびさらにＮｉ、Ｍｏの１種又は２
種を含む鋼を浸炭熱処理する際、一定温度範囲に加熱し
た後、それより低い温度に保定しつつ浸炭熱処理を行な
う。 【効果】 浸炭熱処理中に、焼入れ歪、疲労強さの低下
の原因となる粗大粒の発生がない。
ことを特徴とする肌焼鋼の製造方法を提供する。 【構成】 特定量のＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｒ、Ａ
ｌ、Ｎを含む鋼、およびさらにＮｉ、Ｍｏの１種又は２
種を含む鋼を浸炭熱処理する際、一定温度範囲に加熱し
た後、それより低い温度に保定しつつ浸炭熱処理を行な
う。 【効果】 浸炭熱処理中に、焼入れ歪、疲労強さの低下
の原因となる粗大粒の発生がない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は肌焼鋼部品を製造するた
めの浸炭熱処理方法に関するものである。
めの浸炭熱処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車、産業機械に使用される部品のう
ち歯車、シャフト等は、表面の硬化あるいは強化を目的
とした浸炭、浸炭窒化等の処理を施されて使用されてい
る。加工工程は素材棒鋼を冷間加工で成形した後、焼な
らし、切削加工して、最後に浸炭処理を行なうのが一般
的であり、浸炭処理は通常１２００Ｋ程度の温度で数時
間かけて行なわれる。
ち歯車、シャフト等は、表面の硬化あるいは強化を目的
とした浸炭、浸炭窒化等の処理を施されて使用されてい
る。加工工程は素材棒鋼を冷間加工で成形した後、焼な
らし、切削加工して、最後に浸炭処理を行なうのが一般
的であり、浸炭処理は通常１２００Ｋ程度の温度で数時
間かけて行なわれる。
【０００３】浸炭温度を高くすれば短時間で十分な深さ
まで炭素が拡散するため、浸炭時間を短縮することが可
能であるが、浸炭温度が１２００Ｋを超えると、異常成
長した粗大粒が発生しやすくなり、浸炭焼入れ時の歪発
生、疲労強度低下の原因となる。
まで炭素が拡散するため、浸炭時間を短縮することが可
能であるが、浸炭温度が１２００Ｋを超えると、異常成
長した粗大粒が発生しやすくなり、浸炭焼入れ時の歪発
生、疲労強度低下の原因となる。
【０００４】このため、浸炭部品に使用される０．１〜
０．２％程度の炭素を含むクロム鋼、クロムモリブデン
鋼等は、浸炭時の結晶粒粗大化を防止するため、Ａｌと
Ｎを含有しているのが通常である。ＡｌとＮはＡｌＮ粒
子を形成し、オーステナイト結晶粒の粒界移動を阻止す
る作用があるため、比較的高い温度まで加熱しても結晶
粒粗大化を抑制する働きがある。ＡｌＮ粒子に限らず、
浸炭温度で鋼中に固溶しない第２相粒子は結晶粒粗大化
を抑制する作用があり、定性的には第２相粒子が多量か
つ微細であるほど効果が大きいことが知られている。例
えば特開平２−８８７５９には棒鋼圧延の際に９００℃
以上で少なくとも２回以上の圧延を行なう方法が記載さ
れているが、この発明はＡｌＮを均一微細分散させるこ
とにより、結晶粒粗大化防止効果を高めることを狙った
ものである。
０．２％程度の炭素を含むクロム鋼、クロムモリブデン
鋼等は、浸炭時の結晶粒粗大化を防止するため、Ａｌと
Ｎを含有しているのが通常である。ＡｌとＮはＡｌＮ粒
子を形成し、オーステナイト結晶粒の粒界移動を阻止す
る作用があるため、比較的高い温度まで加熱しても結晶
粒粗大化を抑制する働きがある。ＡｌＮ粒子に限らず、
浸炭温度で鋼中に固溶しない第２相粒子は結晶粒粗大化
を抑制する作用があり、定性的には第２相粒子が多量か
つ微細であるほど効果が大きいことが知られている。例
えば特開平２−８８７５９には棒鋼圧延の際に９００℃
以上で少なくとも２回以上の圧延を行なう方法が記載さ
れているが、この発明はＡｌＮを均一微細分散させるこ
とにより、結晶粒粗大化防止効果を高めることを狙った
ものである。
【０００５】しかし微細多量の第２相粒子を分散させる
ことにより、高温における結晶粒を極微細に制御した場
合、浸炭中に、ある結晶粒が成長して著しく粗大な粒を
つくる、いわゆる異常粒成長を起こす傾向がある。この
異常粒成長は結晶粒が微細であればあるほど顕著であ
り、すなわち、特開平２−８８７５９に記載の方法等で
ＡｌＮ等の粒子を微細多量に分散させた場合には、結晶
粒が微細となるので、異常粒成長が発生する危険が大き
くなることは避けられないのである。
ことにより、高温における結晶粒を極微細に制御した場
合、浸炭中に、ある結晶粒が成長して著しく粗大な粒を
つくる、いわゆる異常粒成長を起こす傾向がある。この
異常粒成長は結晶粒が微細であればあるほど顕著であ
り、すなわち、特開平２−８８７５９に記載の方法等で
ＡｌＮ等の粒子を微細多量に分散させた場合には、結晶
粒が微細となるので、異常粒成長が発生する危険が大き
くなることは避けられないのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように第２相粒
子を利用して浸炭熱処理時の細粒化を目指す限り、通常
の浸炭条件であっても常に整粒状態を保つことはほとん
ど不可能である。しかし異常な粗大粒が発生しない限り
においては、整粒であれば粒の大きさは比較的大きくて
も焼入れ歪、疲労強度の低下の心配はほとんどない。
子を利用して浸炭熱処理時の細粒化を目指す限り、通常
の浸炭条件であっても常に整粒状態を保つことはほとん
ど不可能である。しかし異常な粗大粒が発生しない限り
においては、整粒であれば粒の大きさは比較的大きくて
も焼入れ歪、疲労強度の低下の心配はほとんどない。
【０００７】よって、異常粗大粒発生に伴う種々の弊害
を勘案すれば、浸炭時の結晶粒が比較的大きくなったと
しても異常粗大粒の完全防止のメリットは大きい。
を勘案すれば、浸炭時の結晶粒が比較的大きくなったと
しても異常粗大粒の完全防止のメリットは大きい。
【０００８】本発明は浸炭時の結晶粒を極細粒ではな
く、中庸の大きさに制御して、結晶粒の異常成長を抑制
した肌焼鋼部品の製造方法を提供することを目的として
いる。
く、中庸の大きさに制御して、結晶粒の異常成長を抑制
した肌焼鋼部品の製造方法を提供することを目的として
いる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】従来法においては、１２
００Ｋ程度の浸炭熱処理温度に加熱し該温度で浸炭して
いたので、浸炭熱処理中のマトリクス結晶粒（異常成長
粒を除いた他の結晶粒）が非常に微細となり、浸炭熱処
理中の異常粒成長が起きやすくなっていた。そこで、本
発明者らは浸炭時の結晶粒が比較的大きくなっても、異
常成長粒を抑制する方法を種々検討した。その結果、浸
炭熱処理の昇温時に一度浸炭温度より高い適度な温度ま
で短時間加熱すれば容易にマトリクス粒を適度に均一成
長させることができるため、その後比較的低い浸炭温度
に保持して浸炭すれば、ＡｌＮの作用により異常粒成長
は抑制されることを見出したのである。
００Ｋ程度の浸炭熱処理温度に加熱し該温度で浸炭して
いたので、浸炭熱処理中のマトリクス結晶粒（異常成長
粒を除いた他の結晶粒）が非常に微細となり、浸炭熱処
理中の異常粒成長が起きやすくなっていた。そこで、本
発明者らは浸炭時の結晶粒が比較的大きくなっても、異
常成長粒を抑制する方法を種々検討した。その結果、浸
炭熱処理の昇温時に一度浸炭温度より高い適度な温度ま
で短時間加熱すれば容易にマトリクス粒を適度に均一成
長させることができるため、その後比較的低い浸炭温度
に保持して浸炭すれば、ＡｌＮの作用により異常粒成長
は抑制されることを見出したのである。
【００１０】すなわち、本発明の第１は、重量％でＣ：
０．１０〜０．３０％、Ｓｉ：０．０１〜０．３５％、
Ｍｎ：０．２０〜１．５０％、Ｐ：０．００５〜０．０
３０％、Ｓ：０．００５〜０．０３０％、Ｃｒ：０．０
１〜１．８０％、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％、
Ｎ：０．００４０〜０．０２５０％を含む肌焼鋼を浸炭
熱処理する際、１２３０Ｋ以上１１９×ｌｏｇ［Ａｌ
（ｗｔ％）×Ｎ（ｗｔ％）］＋１８４０Ｋ以下の温度に
一旦加熱した後、１２００Ｋから１２８０Ｋの範囲内で
あって前記加熱温度より低い温度で保定しつつ、浸炭処
理を行なうことを要旨としており、また第２発明は第１
発明の鋼成分に加えて、Ｎｉ：０．４〜５．０％、Ｍ
ｏ：０．１０〜０．６０％の１種又は２種を含む肌焼鋼
を第１発明と同様の浸炭処理を行なうことを要旨として
いる。
０．１０〜０．３０％、Ｓｉ：０．０１〜０．３５％、
Ｍｎ：０．２０〜１．５０％、Ｐ：０．００５〜０．０
３０％、Ｓ：０．００５〜０．０３０％、Ｃｒ：０．０
１〜１．８０％、Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％、
Ｎ：０．００４０〜０．０２５０％を含む肌焼鋼を浸炭
熱処理する際、１２３０Ｋ以上１１９×ｌｏｇ［Ａｌ
（ｗｔ％）×Ｎ（ｗｔ％）］＋１８４０Ｋ以下の温度に
一旦加熱した後、１２００Ｋから１２８０Ｋの範囲内で
あって前記加熱温度より低い温度で保定しつつ、浸炭処
理を行なうことを要旨としており、また第２発明は第１
発明の鋼成分に加えて、Ｎｉ：０．４〜５．０％、Ｍ
ｏ：０．１０〜０．６０％の１種又は２種を含む肌焼鋼
を第１発明と同様の浸炭処理を行なうことを要旨として
いる。
【００１１】
【作用】本発明の現象を詳しく説明する。異常粒成長の
駆動力は、はじめ均一であったマトリックス粒のひとつ
が周囲の粒の一定倍以上に大きくなってしまった時に発
生するものであるため、マトリクス結晶粒が細かいほ
ど、偶然ひとつの結晶粒が少々大きくなった時には異常
成長へ発展しやすくなる。ＡｌＮは加熱時の結晶粒全体
の成長を抑制してマトリクスを小さくする働きがあり、
かつ粒の異常成長力に抗して粒子の粗大化を抑制する働
きもするため、異常粒成長に対して促進と抑制の２つの
効果を同時に持っていることになる。よって、ＡｌＮ分
布はそのままにし、マトリクス粒だけを比較的大きくで
きれば異常粒成長を抑制できることになる。
駆動力は、はじめ均一であったマトリックス粒のひとつ
が周囲の粒の一定倍以上に大きくなってしまった時に発
生するものであるため、マトリクス結晶粒が細かいほ
ど、偶然ひとつの結晶粒が少々大きくなった時には異常
成長へ発展しやすくなる。ＡｌＮは加熱時の結晶粒全体
の成長を抑制してマトリクスを小さくする働きがあり、
かつ粒の異常成長力に抗して粒子の粗大化を抑制する働
きもするため、異常粒成長に対して促進と抑制の２つの
効果を同時に持っていることになる。よって、ＡｌＮ分
布はそのままにし、マトリクス粒だけを比較的大きくで
きれば異常粒成長を抑制できることになる。
【００１２】一方、結晶粒子の成長過程は隣りの結晶粒
から構成原子をもらい、並べ変えることでもあり、温度
が高いほど起こりやすい。この並べ変えは加熱初期には
加熱時のＡｌＮ分布と平衡するように均一に全てのマト
リクス粒子で起きるものと考えられ、鋼を一定温度に加
熱し、同温度に保持することなく急冷して組織を調べる
と粗大粒は見られず、マトリクス粒径は加熱温度に応じ
た大きさとなっている。異常粒成長は一定のマトリック
ス組織ができた後、一定温度で浸炭熱処理している間に
起きるものである。
から構成原子をもらい、並べ変えることでもあり、温度
が高いほど起こりやすい。この並べ変えは加熱初期には
加熱時のＡｌＮ分布と平衡するように均一に全てのマト
リクス粒子で起きるものと考えられ、鋼を一定温度に加
熱し、同温度に保持することなく急冷して組織を調べる
と粗大粒は見られず、マトリクス粒径は加熱温度に応じ
た大きさとなっている。異常粒成長は一定のマトリック
ス組織ができた後、一定温度で浸炭熱処理している間に
起きるものである。
【００１３】よって、浸炭熱処理の加熱時に適度な温度
に短時間加熱することにより、任意の大きさの均一なマ
トリクス粒径を造ることが可能である。
に短時間加熱することにより、任意の大きさの均一なマ
トリクス粒径を造ることが可能である。
【００１４】さらに、一度鋼を高温に加熱した後それよ
り低い温度で浸炭熱処理すると、ＡｌＮは一度高温で溶
解度に応じた量だけ鉄中へ固溶するものの、それより低
い温度に保定した時には再度析出することになり、また
短時間の加熱ではＡｌＮの成長は極少ないので、ＡｌＮ
分布は通常の工程で浸炭熱処理する時とほとんど変らな
いものとなる。
り低い温度で浸炭熱処理すると、ＡｌＮは一度高温で溶
解度に応じた量だけ鉄中へ固溶するものの、それより低
い温度に保定した時には再度析出することになり、また
短時間の加熱ではＡｌＮの成長は極少ないので、ＡｌＮ
分布は通常の工程で浸炭熱処理する時とほとんど変らな
いものとなる。
【００１５】これらの結果、浸炭熱処理の第１段階の温
度を比較的高くし、続く第２段階をそれより低くするこ
とにより、ＡｌＮ分布はほぼそのままにし、マトリクス
粒だけを比較的大きくでき、その結果浸炭熱処理中の粗
大粒発生を防止できるのである。
度を比較的高くし、続く第２段階をそれより低くするこ
とにより、ＡｌＮ分布はほぼそのままにし、マトリクス
粒だけを比較的大きくでき、その結果浸炭熱処理中の粗
大粒発生を防止できるのである。
【００１６】さて、浸炭熱処理の第１段階の加熱で十分
な大きさのマトリクス粒を得るためには、十分な高さの
温度まで加熱する必要がある。ＡｌとＮを十分含有した
Ｃｒ鋼（Ａｌ ０．０５％、Ｎ０．０２５％）、すなわ
ち大きなマトリクス粒を得にくい鋼を種々の温度に５時
間加熱、急冷してマトリクス粒径を測定したところ、１
０μｍ以上の粒を得るためには最低１２３０Ｋが必要で
あった。１０μｍ以下の極細粒では粗大粒発生の感受性
が非常に高くなるため、第１段目の加熱温度は最低１２
３０Ｋが必要である。
な大きさのマトリクス粒を得るためには、十分な高さの
温度まで加熱する必要がある。ＡｌとＮを十分含有した
Ｃｒ鋼（Ａｌ ０．０５％、Ｎ０．０２５％）、すなわ
ち大きなマトリクス粒を得にくい鋼を種々の温度に５時
間加熱、急冷してマトリクス粒径を測定したところ、１
０μｍ以上の粒を得るためには最低１２３０Ｋが必要で
あった。１０μｍ以下の極細粒では粗大粒発生の感受性
が非常に高くなるため、第１段目の加熱温度は最低１２
３０Ｋが必要である。
【００１７】一方、浸炭中のオーステナイト粒成長を抑
制するＡｌＮ粒子は、高温において鋼中に固溶する傾向
にあるため、オーステナイト粒の成長抑制効果はＡｌ、
Ｎ量と再加熱温度によって変化する。そこでＪＩＳ規格
のＳＣｒ４２０鋼において、Ａｌ、Ｎ量とオーステナイ
ト結晶粒径が１００μｍとなる再加熱温度の関係を調べ
た結果、図１に示した関係が得られた。図１上の直線の
右下側が本発明の目的とする、比較的大きくはあるがは
なはだしく粗粒化していない領域である。ここで粒径を
１００μｍで区切ったのは実用上、結晶粒径が１００μ
ｍを越えた場合、肌焼部品として重要な疲労特性が低下
するからである。すなわち、図１上の直線は第１段階に
許容される最高加熱度Ｔmax ＝１１９×ｌｏｇ［Ａｌ
（ｗｔ％）×Ｎ（ｗｔ％）］＋１８４０Ｋである。
制するＡｌＮ粒子は、高温において鋼中に固溶する傾向
にあるため、オーステナイト粒の成長抑制効果はＡｌ、
Ｎ量と再加熱温度によって変化する。そこでＪＩＳ規格
のＳＣｒ４２０鋼において、Ａｌ、Ｎ量とオーステナイ
ト結晶粒径が１００μｍとなる再加熱温度の関係を調べ
た結果、図１に示した関係が得られた。図１上の直線の
右下側が本発明の目的とする、比較的大きくはあるがは
なはだしく粗粒化していない領域である。ここで粒径を
１００μｍで区切ったのは実用上、結晶粒径が１００μ
ｍを越えた場合、肌焼部品として重要な疲労特性が低下
するからである。すなわち、図１上の直線は第１段階に
許容される最高加熱度Ｔmax ＝１１９×ｌｏｇ［Ａｌ
（ｗｔ％）×Ｎ（ｗｔ％）］＋１８４０Ｋである。
【００１８】この加熱の際の雰囲気は浸炭雰囲気は非浸
炭雰囲気のいずれでもよい。
炭雰囲気のいずれでもよい。
【００１９】オーステナイトマトリクス粒径は目的の加
熱温度に達した後、比較的すみやかに一定となり、その
後ゆるやかに成長するため、第１段階の最適加熱時間は
部品全体が目標とする温度に到達する時間程度でよい。
よって、加熱時間は部品の大きさ、加熱方式により最適
条件を個々に決定する。
熱温度に達した後、比較的すみやかに一定となり、その
後ゆるやかに成長するため、第１段階の最適加熱時間は
部品全体が目標とする温度に到達する時間程度でよい。
よって、加熱時間は部品の大きさ、加熱方式により最適
条件を個々に決定する。
【００２０】上記第１段目の加熱に続いて１２００Ｋか
ら１２８０Ｋの範囲内であって第１段目の加熱温度より
低い温度に保定しつつ、通常の浸炭処理を行なうが、１
２００Ｋ未満の温度にて浸炭すると、浸炭完了までの時
間が長くなるため実用的ではなく、また１２８０Ｋを超
える温度での浸炭は長時間の浸炭中、部品表面部におい
て粒界の酸化程度が大きくなるため疲労強さが低下す
る。
ら１２８０Ｋの範囲内であって第１段目の加熱温度より
低い温度に保定しつつ、通常の浸炭処理を行なうが、１
２００Ｋ未満の温度にて浸炭すると、浸炭完了までの時
間が長くなるため実用的ではなく、また１２８０Ｋを超
える温度での浸炭は長時間の浸炭中、部品表面部におい
て粒界の酸化程度が大きくなるため疲労強さが低下す
る。
【００２１】次に本発明の鋼の成分の限定理由について
説明する。
説明する。
【００２２】Ｃ：Ｃは部品の強度を高めるために０．０
１０％以上が必要であるが、一方Ｃは靭性を低下させる
ため０．３０％未満とする。
１０％以上が必要であるが、一方Ｃは靭性を低下させる
ため０．３０％未満とする。
【００２３】Ｓｉ：Ｓｉは固溶強化元素であるが、浸炭
熱処理時に粒界に酸化物を形成して疲労強さを低下させ
るため、上限を０．３５％以下とし、鋼製造上の限界か
ら０．０１％を下限０．０１％を下限とする。
熱処理時に粒界に酸化物を形成して疲労強さを低下させ
るため、上限を０．３５％以下とし、鋼製造上の限界か
ら０．０１％を下限０．０１％を下限とする。
【００２４】Ｍｎ：Ｍｎは鋼の強靭化に有効な元素であ
り、同時に焼入れ性を高める作用があり、０．２０％以
上が必要であるが、１．５０％を超えた添加は被削性を
低下させる。
り、同時に焼入れ性を高める作用があり、０．２０％以
上が必要であるが、１．５０％を超えた添加は被削性を
低下させる。
【００２５】Ｐ：Ｐは粒界上に偏析し粒界の強さを低下
させるため、０．０３０％以下に限定する。特に捩り強
さが必要な場合はＰは少ないほど良いが、鋼製造上Ｐの
除去にはコストがかかるため、下限を０．００５％とす
る。
させるため、０．０３０％以下に限定する。特に捩り強
さが必要な場合はＰは少ないほど良いが、鋼製造上Ｐの
除去にはコストがかかるため、下限を０．００５％とす
る。
【００２６】Ｓ：Ｓは鋼中に硫化物を形成して圧延方向
に伸び、衝撃特性に異方性を生じさせるので０．０３０
％以下に限定する。また、鋼製造上Ｓの除去にはコスト
がかかるため、下限を０．００５％とする。
に伸び、衝撃特性に異方性を生じさせるので０．０３０
％以下に限定する。また、鋼製造上Ｓの除去にはコスト
がかかるため、下限を０．００５％とする。
【００２７】Ｃｒ：Ｃｒは強度と焼入れ性を高めるため
に有効な元素であり、部品特性上必要な程度添加される
が、多量に添加した場合粒界酸化層が形成され、疲労強
さを低下させるので１．８０％を上限に限定する。特に
粒界酸化を防止しようとする場合にはＣｒをできるだけ
少なくすることが有効であるが、製造上の困難さから下
限を０．０１％とする。
に有効な元素であり、部品特性上必要な程度添加される
が、多量に添加した場合粒界酸化層が形成され、疲労強
さを低下させるので１．８０％を上限に限定する。特に
粒界酸化を防止しようとする場合にはＣｒをできるだけ
少なくすることが有効であるが、製造上の困難さから下
限を０．０１％とする。
【００２８】Ａｌ：ＡｌはＮと結びつき鋼中にＡｌＮを
析出させ、浸炭熱処理中の結晶粒成長を抑制する働きが
ある。結晶粒の成長を効果的に抑制するためには０．０
１％以上が必要であるが、０．０５０％を超えて添加し
た場合、Ａｌ介在物が増加し、疲労強さを低下させる。
析出させ、浸炭熱処理中の結晶粒成長を抑制する働きが
ある。結晶粒の成長を効果的に抑制するためには０．０
１％以上が必要であるが、０．０５０％を超えて添加し
た場合、Ａｌ介在物が増加し、疲労強さを低下させる。
【００２９】Ｎ：ＮはＡｌの窒化物を形成して、浸炭加
熱時の結晶粒成長を抑制する。十分な量の窒化物を形成
させるためには０．００４０％以上を添加する必要があ
るが、０．０２５０を超えて添加しても、結晶粒成長の
抑制効果は飽和する。
熱時の結晶粒成長を抑制する。十分な量の窒化物を形成
させるためには０．００４０％以上を添加する必要があ
るが、０．０２５０を超えて添加しても、結晶粒成長の
抑制効果は飽和する。
【００３０】Ｎｉ：Ｎｉは強度、靭性、焼入れ性を向上
させる元素であるが、高価な元素であり、５．０％を超
える添加はコストが高くなる。また０．４％以下では十
分な効果を発揮しない。
させる元素であるが、高価な元素であり、５．０％を超
える添加はコストが高くなる。また０．４％以下では十
分な効果を発揮しない。
【００３１】Ｍｏ：ＭｏもＮｉ同様強度、靭性、焼入れ
性を向上させる元素であり、０．１０％以上の添加で効
果を発揮するが、０．６０％を超える添加した場合、靭
性が劣化する。
性を向上させる元素であり、０．１０％以上の添加で効
果を発揮するが、０．６０％を超える添加した場合、靭
性が劣化する。
【００３２】以上詳述したように、本発明に係わる肌焼
鋼部品の製造方法では、芯部の靭性を考慮してＣを比較
的低く抑え、また焼入れ性を向上させつつ疲労強さを低
下させる粒界酸化を抑えるべく、固溶強化元素Ｓｉ、Ｍ
ｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ量を調整し、脆化元素であるＳ、
Ｐを低くして靭性を確保し、さらに本発明に重要な第２
相粒子を析出させるため、Ａｌ、Ｎを添加した鋼を素材
とし、部品形状を造るための種々の加工を経た後の浸炭
工程において、１２３０Ｋ以上１１９×ｌｏｇ［Ａｌ
（ｗｔ％）×Ｎ（ｗｔ％）］＋１８４０Ｋ以下に加熱し
て結晶粒を比較的大きな、しかし直径１００μｍを越え
ない整粒とし、その後１２００Ｋから１２８０Ｋの前記
加熱温度より低い温度に保定する熱処理パターンで浸炭
を行なうことにより、浸炭中の結晶粒異常成長を抑制す
るものである。
鋼部品の製造方法では、芯部の靭性を考慮してＣを比較
的低く抑え、また焼入れ性を向上させつつ疲労強さを低
下させる粒界酸化を抑えるべく、固溶強化元素Ｓｉ、Ｍ
ｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ量を調整し、脆化元素であるＳ、
Ｐを低くして靭性を確保し、さらに本発明に重要な第２
相粒子を析出させるため、Ａｌ、Ｎを添加した鋼を素材
とし、部品形状を造るための種々の加工を経た後の浸炭
工程において、１２３０Ｋ以上１１９×ｌｏｇ［Ａｌ
（ｗｔ％）×Ｎ（ｗｔ％）］＋１８４０Ｋ以下に加熱し
て結晶粒を比較的大きな、しかし直径１００μｍを越え
ない整粒とし、その後１２００Ｋから１２８０Ｋの前記
加熱温度より低い温度に保定する熱処理パターンで浸炭
を行なうことにより、浸炭中の結晶粒異常成長を抑制す
るものである。
【００３３】
【実施例】表１に組成を示した鋼を通常の鋼製造工程に
より溶製し、棒鋼に圧延した。この棒鋼の冷間加工、浸
炭熱処理時のオーステナイト結晶粒を再現するため、直
径１２ｍｍ長さ１８ｍｍの試験片を切出し、５０％の冷
間圧縮加工を加えた後、表２に示したＴ1 Ｋまで加熱し
て１８０秒保定した後、表２に示したＴ2 Ｋにて２１６
００秒（６時間）保定後、水焼入れ、４００℃焼戻しを
行ない、旧オーステナイト組織を観察した。Ｔ1 、Ｔ2
および旧オーステナイト組織のマトリクス粒径、粒径が
１００μｍを超える粗大粒の発生面積率を表２に示し
た。
より溶製し、棒鋼に圧延した。この棒鋼の冷間加工、浸
炭熱処理時のオーステナイト結晶粒を再現するため、直
径１２ｍｍ長さ１８ｍｍの試験片を切出し、５０％の冷
間圧縮加工を加えた後、表２に示したＴ1 Ｋまで加熱し
て１８０秒保定した後、表２に示したＴ2 Ｋにて２１６
００秒（６時間）保定後、水焼入れ、４００℃焼戻しを
行ない、旧オーステナイト組織を観察した。Ｔ1 、Ｔ2
および旧オーステナイト組織のマトリクス粒径、粒径が
１００μｍを超える粗大粒の発生面積率を表２に示し
た。
【００３４】表２から明らかなように、本発明の条件で
浸炭熱処理を再現した場合、マトリクス粒径が数１０μ
ｍ以上、１００μｍ以下と比較的大きいが、１００μｍ
以上の粗大粒は発生していない。
浸炭熱処理を再現した場合、マトリクス粒径が数１０μ
ｍ以上、１００μｍ以下と比較的大きいが、１００μｍ
以上の粗大粒は発生していない。
【００３５】さらに、表３に示した組成の鋼を通常の鋼
製造工程にて溶製、棒鋼に圧延した。これらの棒鋼を素
材として、直径１２ｍｍ長さ１８ｍｍの試験片を切出
し、５０％の冷間圧縮加工を加えた後、表４に示した熱
処理条件で浸炭工程を再現した。本実施例の浸炭時間は
第１段目が１８０秒、第２段目が２１６００秒（６時
間）であり、浸炭雰囲気は第１段加熱、第２段加熱とも
カーボンポテンシャル０．８％とした。
製造工程にて溶製、棒鋼に圧延した。これらの棒鋼を素
材として、直径１２ｍｍ長さ１８ｍｍの試験片を切出
し、５０％の冷間圧縮加工を加えた後、表４に示した熱
処理条件で浸炭工程を再現した。本実施例の浸炭時間は
第１段目が１８０秒、第２段目が２１６００秒（６時
間）であり、浸炭雰囲気は第１段加熱、第２段加熱とも
カーボンポテンシャル０．８％とした。
【００３６】表４より本発明の対象とする組成の鋼を用
い、本発明の方法により浸炭した鋼部品は粗大粒が発生
していないことが示されているが、一方第１段加熱温度
Ｔ１がＴmax （第１段加熱温度最高温度）を越える場合
（No. ９、１２、１８）および第１段加熱Ｔ１がそれに
続く浸炭熱処理温度Ｔ２より低い場合（No. １４、１
６、２０）には、マトリクス粒全体が直径１００μｍを
越える粗大粒となるか、あるいは直径１００μｍを越え
る粗大粒が発生している。浸炭温度Ｔ２がＴ１より低
く、かつＴ２が１２００Ｋ未満の場合（No. ２２）は、
粗大粒の発生はないものの必要な深さまで浸炭層が形成
されなかった。またＴ２が１２８０Ｋを越える場合（N
o. ２４）は、粒界酸化が著しく進行した。
い、本発明の方法により浸炭した鋼部品は粗大粒が発生
していないことが示されているが、一方第１段加熱温度
Ｔ１がＴmax （第１段加熱温度最高温度）を越える場合
（No. ９、１２、１８）および第１段加熱Ｔ１がそれに
続く浸炭熱処理温度Ｔ２より低い場合（No. １４、１
６、２０）には、マトリクス粒全体が直径１００μｍを
越える粗大粒となるか、あるいは直径１００μｍを越え
る粗大粒が発生している。浸炭温度Ｔ２がＴ１より低
く、かつＴ２が１２００Ｋ未満の場合（No. ２２）は、
粗大粒の発生はないものの必要な深さまで浸炭層が形成
されなかった。またＴ２が１２８０Ｋを越える場合（N
o. ２４）は、粒界酸化が著しく進行した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
【００４１】
【発明の効果】以上のように、肌焼鋼の浸炭熱処理の第
１段として所定の温度に加熱後、続く第２段では第１段
より低い温度に保定して浸炭することにより、整粒状態
を保つことができるようになり、浸炭中の異常粒成長が
抑制される。
１段として所定の温度に加熱後、続く第２段では第１段
より低い温度に保定して浸炭することにより、整粒状態
を保つことができるようになり、浸炭中の異常粒成長が
抑制される。
【図１】再加熱時のオーステナイト結晶粒径に及ぼすＡ
ｌ、Ｎ量の影響を示した図。
ｌ、Ｎ量の影響を示した図。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で Ｃ：０．１０〜０．３０％、 Ｓｉ：０．０１〜０．３５％、 Ｍｎ：０．２０〜１．５０％、 Ｐ：０．００５〜０．０３０％、 Ｓ：０．００５〜０．０３０％、 Ｃｒ：０．０１〜１．８０％、 Ａｌ：０．０１０〜０．０５０％、 Ｎ：０．００４０〜０．０２５０％ を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる肌焼鋼
を浸炭熱処理する際、１２３０Ｋ以上、１１９×ｌｏｇ
［Ａｌ（ｗｔ％）×Ｎ（ｗｔ％）］＋１８４０Ｋ以下の
温度に一旦加熱した後、１２００Ｋから１２８０Ｋの範
囲内であって前記加熱温度より低い温度で保定しつつ、
浸炭処理を行なうことを特徴とする肌焼鋼部品の製造方
法。 - 【請求項２】 請求項１の鋼成分に加えて、Ｎｉ：０．
４〜５．０％、Ｍｏ：０．１０〜０．６０％の１種又は
２種を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる肌
焼鋼を浸炭熱処理する際、１２３０Ｋ以上、１１９×ｌ
ｏｇ［Ａｌ（ｗｔ％）×Ｎ（ｗｔ％）］＋１８４０Ｋ以
下の温度に一旦加熱した後、１２００Ｋから１２８０Ｋ
の範囲内であって前記加熱温度より低い温度で保定しつ
つ、浸炭処理を行なうことを特徴とする肌焼鋼部品の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP307194A JPH07207423A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | 肌焼鋼部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP307194A JPH07207423A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | 肌焼鋼部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07207423A true JPH07207423A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=11547112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP307194A Withdrawn JPH07207423A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | 肌焼鋼部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07207423A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0867521A1 (en) * | 1997-03-26 | 1998-09-30 | Imatra Steel Oy Ab | Steel for cold forging and a method using the steel |
| EP1277847A1 (en) * | 2001-07-17 | 2003-01-22 | Nissan Motor Company, Limited | Case hardening steel and carburized part using same |
| WO2005078837A1 (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Techno Screw Co., Ltd. | 燃料電池 |
| JP2015140481A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 大同特殊鋼株式会社 | 肌焼鋼及びこれを用いた浸炭部品 |
-
1994
- 1994-01-17 JP JP307194A patent/JPH07207423A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0867521A1 (en) * | 1997-03-26 | 1998-09-30 | Imatra Steel Oy Ab | Steel for cold forging and a method using the steel |
| EP1277847A1 (en) * | 2001-07-17 | 2003-01-22 | Nissan Motor Company, Limited | Case hardening steel and carburized part using same |
| WO2005078837A1 (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Techno Screw Co., Ltd. | 燃料電池 |
| JP2015140481A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 大同特殊鋼株式会社 | 肌焼鋼及びこれを用いた浸炭部品 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH08311607A (ja) | 歯元曲げ強度に優れた低歪浸炭歯車およびその製造方法 | |
| JPH0892690A (ja) | 耐疲労特性に優れた浸炭部品およびその製造方法 | |
| JPH0156124B2 (ja) | ||
| US20230107193A1 (en) | Highly anticorrosive martensitic stainless steel, and manufacturing method therefor | |
| JP2000063935A (ja) | 窒化部品の製造方法 | |
| JPS6223929A (ja) | 冷間鍛造用鋼の製造方法 | |
| JPH07207423A (ja) | 肌焼鋼部品の製造方法 | |
| JP3480630B2 (ja) | 冷間加工性および結晶粒の粗大化特性に優れた肌 焼鋼 | |
| JPH04124217A (ja) | 焼鈍軟化性に優れた強靭歯車用鋼の製造方法 | |
| JPS6362568B2 (ja) | ||
| JP3467929B2 (ja) | 高周波焼入れ用高靱性熱間鍛造非調質鋼 | |
| JP2618933B2 (ja) | 熱処理用鋼板 | |
| JPS63157816A (ja) | 浸炭用鋼材の製造方法 | |
| JP3760535B2 (ja) | 耐粗粒化肌焼鋼及び強度と靱性に優れた表面硬化部品並びにその製造方法 | |
| JP4149576B2 (ja) | 高温浸炭用鋼の製造方法および該方法により得られる高温浸炭用鋼材 | |
| KR102531462B1 (ko) | 인성이 향상된 중탄소 강재 및 이의 제조 방법 | |
| JPH01132739A (ja) | 熱処理用鋼板 | |
| CN111876564B (zh) | 六角合金工具钢s2的球化退火工艺 | |
| JPH0568526B2 (ja) | ||
| JP2753998B2 (ja) | 浸炭異常層の少ない浸炭用鋼 | |
| JP5287183B2 (ja) | 浸炭用鋼の製造方法 | |
| JPS61166922A (ja) | 浸炭用線材の製造方法 | |
| JPS60169548A (ja) | 冷鍛用肌焼鋼 | |
| JPH06116679A (ja) | 冷間加工性と浸炭焼入性に優れた鋼及び浸炭焼入方法 | |
| JPH07238314A (ja) | 快削性浸炭用鋼の切削加工前熱処理法 |
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: 20010403 |