JPH08100213A - マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼高強度部材の製造方法 - Google Patents
マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼高強度部材の製造方法Info
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- JPH08100213A JPH08100213A JP6261018A JP26101894A JPH08100213A JP H08100213 A JPH08100213 A JP H08100213A JP 6261018 A JP6261018 A JP 6261018A JP 26101894 A JP26101894 A JP 26101894A JP H08100213 A JPH08100213 A JP H08100213A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0093—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for screws; for bolts
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/02—Hardening by precipitation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
Abstract
(57)【要約】
【目的】マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼から
成る高強度部材を製造するに際して複雑形状品でも容易
に成形加工を行うことができ、しかもその後の時効硬化
処理によって従来得られなかったような高強度のものが
得られる製造方法を提供する。 【構成】マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼を一
旦７５０℃以上に加熱した後、Ｍｓ点以上の温間加工領
域まで冷却して塑性加工を施す。この手法により、柔ら
かいオーステナイト状態で成形できるとともに、加工度
と加工温度を変化させて残留オーステナイト量を制御す
ることができる。その後、マルテンサイト状態、或いは
マルテンサイト＋残留オーステナイトの状態で塑性加工
を行った後に、時効硬化処理を行う。 【効果】オーステナイト状態で加工ができるため複雑形
状品の製造が可能となる。またその後に冷間加工を行
い、通常より低温での時効硬化処理を施すことによって
硬さが著しく上昇する。
成る高強度部材を製造するに際して複雑形状品でも容易
に成形加工を行うことができ、しかもその後の時効硬化
処理によって従来得られなかったような高強度のものが
得られる製造方法を提供する。 【構成】マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼を一
旦７５０℃以上に加熱した後、Ｍｓ点以上の温間加工領
域まで冷却して塑性加工を施す。この手法により、柔ら
かいオーステナイト状態で成形できるとともに、加工度
と加工温度を変化させて残留オーステナイト量を制御す
ることができる。その後、マルテンサイト状態、或いは
マルテンサイト＋残留オーステナイトの状態で塑性加工
を行った後に、時効硬化処理を行う。 【効果】オーステナイト状態で加工ができるため複雑形
状品の製造が可能となる。またその後に冷間加工を行
い、通常より低温での時効硬化処理を施すことによって
硬さが著しく上昇する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はＪＩＳ−ＳＵＳ６３
０，ＳＵＳ６３１で代表されるマルテンサイト系析出硬
化型ステンレス鋼からなる高強度部材の製造方法に関す
る。
０，ＳＵＳ６３１で代表されるマルテンサイト系析出硬
化型ステンレス鋼からなる高強度部材の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】マルテ
ンサイト系析出硬化型ステンレス鋼は、マルテンサイト
組織から微細な金属間化合物を析出させることにより高
強度化を可能にした合金である。しかし例えばＪＩＳ−
ＳＵＳ６３０の時効硬化処理後の硬さはＪＩＳ−９００
処理で最大４５０Ｈｖ程度であり、強度的には満足でき
るレベルではない。
ンサイト系析出硬化型ステンレス鋼は、マルテンサイト
組織から微細な金属間化合物を析出させることにより高
強度化を可能にした合金である。しかし例えばＪＩＳ−
ＳＵＳ６３０の時効硬化処理後の硬さはＪＩＳ−９００
処理で最大４５０Ｈｖ程度であり、強度的には満足でき
るレベルではない。
【０００３】一方ＪＩＳ−ＳＵＳ６３１では溶体化処理
後に多量の残留オーステナイトが存在し、そこで−７０
℃×８ｈｒという長時間のサブゼロ処理を行うか或いは
冷間加工によりマルテンサイトに誘起変態させてから時
効硬化処理を行っている。
後に多量の残留オーステナイトが存在し、そこで−７０
℃×８ｈｒという長時間のサブゼロ処理を行うか或いは
冷間加工によりマルテンサイトに誘起変態させてから時
効硬化処理を行っている。
【０００４】ＳＵＳ６３１を溶体化処理後に冷間加工を
加えた場合、時効硬化処理後の硬さが大幅に増加するこ
とが知られている。しかしながら実際これを冷間加工し
た後の硬さは４００Ｈｖ以上であり、従って例えばボル
トを製造するに際してその後にねじの転造加工などを施
すことは実際上困難である。
加えた場合、時効硬化処理後の硬さが大幅に増加するこ
とが知られている。しかしながら実際これを冷間加工し
た後の硬さは４００Ｈｖ以上であり、従って例えばボル
トを製造するに際してその後にねじの転造加工などを施
すことは実際上困難である。
【０００５】即ち従来にあっては、マルテンサイト系析
出硬化型ステンレス鋼からなる高強度部材を製造するに
際し、複雑形状の部品を塑性加工によって成形し、しか
もその後の時効硬化処理後に５００Ｈｖ以上の高強度を
確保するといったことは実際上困難であった。
出硬化型ステンレス鋼からなる高強度部材を製造するに
際し、複雑形状の部品を塑性加工によって成形し、しか
もその後の時効硬化処理後に５００Ｈｖ以上の高強度を
確保するといったことは実際上困難であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決することを目的としてなされたものである。
而して本願の発明は、マルテンサイト系析出硬化型ステ
ンレス鋼を一旦７５０℃以上に加熱し、温度を降温させ
て２００〜７００℃の間で塑性加工し、その後Ｍs点以
下に冷却した上、Ａs点以下の温度で塑性加工を行った
後に、３７０℃以上４８０℃未満で時効硬化処理を行う
ことを特徴とする（請求項１）。
課題を解決することを目的としてなされたものである。
而して本願の発明は、マルテンサイト系析出硬化型ステ
ンレス鋼を一旦７５０℃以上に加熱し、温度を降温させ
て２００〜７００℃の間で塑性加工し、その後Ｍs点以
下に冷却した上、Ａs点以下の温度で塑性加工を行った
後に、３７０℃以上４８０℃未満で時効硬化処理を行う
ことを特徴とする（請求項１）。
【０００７】本発明においては、請求項１の製造方法に
おいて、前記２００〜７００℃での塑性加工を行う際
に、その後のＭs点以下への冷却によりマルテンサイト
化させたときに残留オーステナイトが生成する条件下で
塑性加工を行い、しかる後Ｍs点以下に冷却した上、残
留オーステナイトの存在下でＡs点以下の温度で且つ実
質上残留オーステナイト全体を加工誘起マルテンサイト
に変態させる条件下で塑性加工を行い、しかる後前記時
効硬化処理を行うことが望ましい（請求項２）。
おいて、前記２００〜７００℃での塑性加工を行う際
に、その後のＭs点以下への冷却によりマルテンサイト
化させたときに残留オーステナイトが生成する条件下で
塑性加工を行い、しかる後Ｍs点以下に冷却した上、残
留オーステナイトの存在下でＡs点以下の温度で且つ実
質上残留オーステナイト全体を加工誘起マルテンサイト
に変態させる条件下で塑性加工を行い、しかる後前記時
効硬化処理を行うことが望ましい（請求項２）。
【０００８】本発明においては更に、請求項２の製造方
法において、前記２００〜７００℃での塑性加工を、そ
の後のＭs点以下の冷却時に残留オーステナイトを３〜
２０％の量で生成させる条件下で行うことが望ましい
（請求項３）。
法において、前記２００〜７００℃での塑性加工を、そ
の後のＭs点以下の冷却時に残留オーステナイトを３〜
２０％の量で生成させる条件下で行うことが望ましい
（請求項３）。
【０００９】本発明は更に、請求項３の製造方法におい
て、前記２００〜７００℃での塑性加工を、減面率３０
〜７５％の加工度で行うことが望ましい（請求項４）。
て、前記２００〜７００℃での塑性加工を、減面率３０
〜７５％の加工度で行うことが望ましい（請求項４）。
【００１０】本発明は更に、請求項１，２，３又は４の
製造方法をボルト製造に適用し、前記２００〜７００℃
での塑性加工で棒材から大径の頭部とねじ用軸部とを成
形する鍛造加工を行い、しかる後Ａs点以下での塑性加
工によってねじ用軸部へのねじの転造加工を行うことが
望ましい（請求項５）。
製造方法をボルト製造に適用し、前記２００〜７００℃
での塑性加工で棒材から大径の頭部とねじ用軸部とを成
形する鍛造加工を行い、しかる後Ａs点以下での塑性加
工によってねじ用軸部へのねじの転造加工を行うことが
望ましい（請求項５）。
【００１１】
【作用及び発明の効果】以上のように本発明は、マルテ
ンサイト系析出硬化型ステンレス鋼を一旦７５０℃以上
に加熱し、温度を降温させて２００〜７００℃の温度範
囲で塑性加工するものである。この状態では材料はオー
ステナイト状態にあって柔らかく、従って複雑形状品を
容易に成形加工することができる。而して本発明ではそ
の後Ｍs点以下に冷却した上、Ａs点以下の温度で塑性加
工を行い、その後３７０℃以上４８０℃未満で時効硬化
処理を行う。図１はかかる本発明の製造工程プロセスを
示したものである。
ンサイト系析出硬化型ステンレス鋼を一旦７５０℃以上
に加熱し、温度を降温させて２００〜７００℃の温度範
囲で塑性加工するものである。この状態では材料はオー
ステナイト状態にあって柔らかく、従って複雑形状品を
容易に成形加工することができる。而して本発明ではそ
の後Ｍs点以下に冷却した上、Ａs点以下の温度で塑性加
工を行い、その後３７０℃以上４８０℃未満で時効硬化
処理を行う。図１はかかる本発明の製造工程プロセスを
示したものである。
【００１２】本発明においては、Ａs点以下での塑性加
工を行う際に材料の硬さは未だそれほど高くなっていな
いので、例えばねじ転造のような加工も容易に行うこと
ができる。また本発明によれば、３７０℃以上４８０℃
未満の低温度での時効硬化処理によって、材料の強度を
十分に引き出すことができる。これはマルテンサイト状
態での塑性加工を加えた後の残留歪によるピーク時効温
度の低下現象を利用したものである。
工を行う際に材料の硬さは未だそれほど高くなっていな
いので、例えばねじ転造のような加工も容易に行うこと
ができる。また本発明によれば、３７０℃以上４８０℃
未満の低温度での時効硬化処理によって、材料の強度を
十分に引き出すことができる。これはマルテンサイト状
態での塑性加工を加えた後の残留歪によるピーク時効温
度の低下現象を利用したものである。
【００１３】本発明においては、２００〜７００℃での
塑性加工を行う際に加工温度，加工度をコントロールす
ることによって、その後材料をマルテンサイト化したと
きに残留オーステナイトを生成させるようにするのが望
ましい（請求項２）。このように２００〜７００℃での
塑性加工の際に残留オーステナイトを生成させる条件で
加工を行った場合でも、その後においてＡs点以下で塑
性加工を行ったときに、これを加工誘起変態によってマ
ルテンサイト化することができるだけでなく、その後に
時効硬化処理を行ったときに高強度を得ることができ
る。即ち単純にマルテンサイト状態から時効硬化処理を
行ったときに得られる強度よりも、更に高強度が得られ
るのである。
塑性加工を行う際に加工温度，加工度をコントロールす
ることによって、その後材料をマルテンサイト化したと
きに残留オーステナイトを生成させるようにするのが望
ましい（請求項２）。このように２００〜７００℃での
塑性加工の際に残留オーステナイトを生成させる条件で
加工を行った場合でも、その後においてＡs点以下で塑
性加工を行ったときに、これを加工誘起変態によってマ
ルテンサイト化することができるだけでなく、その後に
時効硬化処理を行ったときに高強度を得ることができ
る。即ち単純にマルテンサイト状態から時効硬化処理を
行ったときに得られる強度よりも、更に高強度が得られ
るのである。
【００１４】この効果は、マルテンサイトの加工硬化と
オーステナイトからマルテンサイトへの変態を伴う加工
硬化とを利用することによって得られるものであり、残
留オーステナイトからマルテンサイトに変態するときの
加工硬化は極めて大きいことを利用している。かかる本
発明によれば、従来得られなかったような高強度の部材
を得ることができる。
オーステナイトからマルテンサイトへの変態を伴う加工
硬化とを利用することによって得られるものであり、残
留オーステナイトからマルテンサイトに変態するときの
加工硬化は極めて大きいことを利用している。かかる本
発明によれば、従来得られなかったような高強度の部材
を得ることができる。
【００１５】以下、２００〜７００℃での塑性加工の際
に加工度，加工温度をコントロールすることによって残
留オーステナイトの発生及びその量を制御できること、
その後のＡs点以下での塑性加工及び時効硬化処理によ
って、残留オーステナイトの加工誘起マルテンサイト変
態に基づく硬さ向上を図ることができること、また残留
オーステナイトの量に応じてその硬さの向上レベルを高
くできることを具体的に説明する。
に加工度，加工温度をコントロールすることによって残
留オーステナイトの発生及びその量を制御できること、
その後のＡs点以下での塑性加工及び時効硬化処理によ
って、残留オーステナイトの加工誘起マルテンサイト変
態に基づく硬さ向上を図ることができること、また残留
オーステナイトの量に応じてその硬さの向上レベルを高
くできることを具体的に説明する。
【００１６】図２は一旦１０５０℃に加熱した後、空冷
により降温させて５００℃で前方押出し（減面率３０，
４５，６０，７５％）を行い、その後空冷で室温まで冷
却したものの残留オーステナイト量を示したものであ
る。図２の結果より、オーステナイト状態の加工度（減
面率）に比例して残留オーステナイト量が増加すること
が分かる。
により降温させて５００℃で前方押出し（減面率３０，
４５，６０，７５％）を行い、その後空冷で室温まで冷
却したものの残留オーステナイト量を示したものであ
る。図２の結果より、オーステナイト状態の加工度（減
面率）に比例して残留オーステナイト量が増加すること
が分かる。
【００１７】図３は一旦１０５０℃に加熱した後、空冷
により降温させて３００〜６００℃で前方押出し（減面
率６０％）を行い、その後空冷で室温まで冷却したもの
の残留オーステナイト量を測定した結果を示している。
図３の結果から、加工温度が低下するのに伴って残留オ
ーステナイト量が増加する傾向にあることが分かる。
により降温させて３００〜６００℃で前方押出し（減面
率６０％）を行い、その後空冷で室温まで冷却したもの
の残留オーステナイト量を測定した結果を示している。
図３の結果から、加工温度が低下するのに伴って残留オ
ーステナイト量が増加する傾向にあることが分かる。
【００１８】このように、オーステナイト状態で塑性変
形させることにより、残留オーステナイト量は簡単に増
加する。この傾向は加工度が高く、また加工温度が低く
なるほど顕著となるため、加工度及び加工温度をコント
ロールすることによって、目的に応じた量で残留オース
テナイトを生成させることが可能である。
形させることにより、残留オーステナイト量は簡単に増
加する。この傾向は加工度が高く、また加工温度が低く
なるほど顕著となるため、加工度及び加工温度をコント
ロールすることによって、目的に応じた量で残留オース
テナイトを生成させることが可能である。
【００１９】但しマルテンサイト系析出硬化型ステンレ
ス鋼は、時効硬化処理によってマルテンサイト中から析
出相が現れるものであり、従って時効硬化処理前の状態
において組織中に残留オーステナイトが存在している
と、時効硬化処理後の強度は低下する。
ス鋼は、時効硬化処理によってマルテンサイト中から析
出相が現れるものであり、従って時効硬化処理前の状態
において組織中に残留オーステナイトが存在している
と、時効硬化処理後の強度は低下する。
【００２０】しかるに本発明においては２００〜７００
℃での塑性加工に続いてＡs点以下での塑性加工を行う
ことにより、残留オーステナイトをマルテンサイト化す
るようにしているため、時効硬化処理後の強度は増加す
る。
℃での塑性加工に続いてＡs点以下での塑性加工を行う
ことにより、残留オーステナイトをマルテンサイト化す
るようにしているため、時効硬化処理後の強度は増加す
る。
【００２１】図４はその効果を具体的に表す硬さ試験の
結果を示している。このときの実験条件を具体的に示す
と、プロセス１は、一旦１０５０℃に加熱した後、降温
させて５００℃で前方押出し（減面率６０％）を行い、
その後室温で圧縮変形（据え込み率７５％）させた後、
種々温度で時効硬化処理を行ったものである。またプロ
セス２は、溶体化処理材（１０５０℃×４ｈ／ＯＱ）を
室温で圧縮変形（据え込み率７５％）させた後、時効硬
化処理を行ったものである。更にプロセス３は溶体化処
理材（１０５０℃×４ｈ／ＯＱ）を時効硬化処理したも
のである。尚、各プロセスにおいて時効硬化処理は、各
温度（３７０〜４８０℃）で４時間保持した後空冷し
た。
結果を示している。このときの実験条件を具体的に示す
と、プロセス１は、一旦１０５０℃に加熱した後、降温
させて５００℃で前方押出し（減面率６０％）を行い、
その後室温で圧縮変形（据え込み率７５％）させた後、
種々温度で時効硬化処理を行ったものである。またプロ
セス２は、溶体化処理材（１０５０℃×４ｈ／ＯＱ）を
室温で圧縮変形（据え込み率７５％）させた後、時効硬
化処理を行ったものである。更にプロセス３は溶体化処
理材（１０５０℃×４ｈ／ＯＱ）を時効硬化処理したも
のである。尚、各プロセスにおいて時効硬化処理は、各
温度（３７０〜４８０℃）で４時間保持した後空冷し
た。
【００２２】図４の結果から、本発明のプロセス１は他
のプロセスより高い硬さを示していることが証明され
る。またプロセス１とプロセス３との比較から分かるよ
うに、４３０℃以下の低温度で時効硬化処理を行った場
合において、特に効果が高いことが分かる。
のプロセスより高い硬さを示していることが証明され
る。またプロセス１とプロセス３との比較から分かるよ
うに、４３０℃以下の低温度で時効硬化処理を行った場
合において、特に効果が高いことが分かる。
【００２３】図５に、残留オーステナイト量と冷間加工
後に時効硬化処理を施した後の硬さとの関係を示してい
る。具体的な実験条件は、一旦１０５０℃に加熱した
後、降温させて５００℃で前方押出しを行い、その後実
温で圧縮変形（据え込み率７５％）させた後、時効硬化
処理（３９０℃，４１０℃×４ｈ／ＡＣ）を行ったもの
である。ここで残留オーステナイト量の制御は、図２に
示された結果から、５００℃の前方押出時の減面率を変
化させることにより行った。尚図５に示されている残留
オーステナイト量ゼロのものは溶体化処理後の素材であ
る。
後に時効硬化処理を施した後の硬さとの関係を示してい
る。具体的な実験条件は、一旦１０５０℃に加熱した
後、降温させて５００℃で前方押出しを行い、その後実
温で圧縮変形（据え込み率７５％）させた後、時効硬化
処理（３９０℃，４１０℃×４ｈ／ＡＣ）を行ったもの
である。ここで残留オーステナイト量の制御は、図２に
示された結果から、５００℃の前方押出時の減面率を変
化させることにより行った。尚図５に示されている残留
オーステナイト量ゼロのものは溶体化処理後の素材であ
る。
【００２４】図５の結果から、残留オーステナイト量が
増加するに従い、時効硬化処理後の硬さが上昇すること
が分かる。これは残留オーステナイトを加工した場合、
マルテンサイトを加工することよりも加工硬化度が高い
ためである。そして３７０℃以上４８０℃未満での低温
時効を組み合わせることにより、この加工硬化が失われ
ることなく析出硬化される。因みに室温での圧縮変形後
の残留オーステナイトは０．５％以下であり、実質上全
ての残留オーステナイトがマルテンサイトに加工誘起変
態したことが確認されている。
増加するに従い、時効硬化処理後の硬さが上昇すること
が分かる。これは残留オーステナイトを加工した場合、
マルテンサイトを加工することよりも加工硬化度が高い
ためである。そして３７０℃以上４８０℃未満での低温
時効を組み合わせることにより、この加工硬化が失われ
ることなく析出硬化される。因みに室温での圧縮変形後
の残留オーステナイトは０．５％以下であり、実質上全
ての残留オーステナイトがマルテンサイトに加工誘起変
態したことが確認されている。
【００２５】本発明においては、２００〜７００℃での
塑性加工を行う際に、後のＭs点以下の冷却時に残留オ
ーステナイトが３〜２０％で生成するようになすのが望
ましい。残留オーステナイトが３％未満の場合である場
合、その後のＡs点以下での塑性加工及びこれに続く析
出硬化処理によって高強度化を十分に図ることが難し
く、また逆に残留オーステナイト量が２０％より多くな
ると、冷間加工によって全てマルテンサイトに変態させ
ることが困難となるからである。尚、残留オーステナイ
トのより望ましい量は６〜１８％である。
塑性加工を行う際に、後のＭs点以下の冷却時に残留オ
ーステナイトが３〜２０％で生成するようになすのが望
ましい。残留オーステナイトが３％未満の場合である場
合、その後のＡs点以下での塑性加工及びこれに続く析
出硬化処理によって高強度化を十分に図ることが難し
く、また逆に残留オーステナイト量が２０％より多くな
ると、冷間加工によって全てマルテンサイトに変態させ
ることが困難となるからである。尚、残留オーステナイ
トのより望ましい量は６〜１８％である。
【００２６】本発明においては、２００〜７００℃での
塑性加工に際して減面率３０〜７５％の加工度で塑性加
工を行うことが望ましい。このような加工度で塑性加工
を行うことによって、残留オーステナイトを望ましいレ
ベルで生成させることができる。
塑性加工に際して減面率３０〜７５％の加工度で塑性加
工を行うことが望ましい。このような加工度で塑性加工
を行うことによって、残留オーステナイトを望ましいレ
ベルで生成させることができる。
【００２７】更に本発明においては、Ａs点以下での塑
性加工に続く時効硬化処理を３７０℃以上４３０℃以下
の低温度で行うことが望ましい。このような低い温度で
時効硬化処理を行うことによって、時効硬化処理後の硬
さを効果的に高めることができる。
性加工に続く時効硬化処理を３７０℃以上４３０℃以下
の低温度で行うことが望ましい。このような低い温度で
時効硬化処理を行うことによって、時効硬化処理後の硬
さを効果的に高めることができる。
【００２８】本発明はまた、ボルトの製造に適用して好
適なものである。ボルトの場合、棒材から大径の頭部と
ねじ用軸部とを有する中間成形品に成形加工する工程
と、ねじ用軸部に対してねじを転造加工する工程の２段
階の塑性加工が必要であり、而して本発明によれば、変
形度の高い最初の工程において材料の硬度が低い状態で
加工を行うことができ、しかも本発明に従ってボルトを
製造した場合、ねじの表面部を効果的に硬くして中心部
の硬さをある程度に抑え、靱性を持たせるといったこと
が可能であり、ボルトの特性を効果的に高めることがで
きる利点が得られる。
適なものである。ボルトの場合、棒材から大径の頭部と
ねじ用軸部とを有する中間成形品に成形加工する工程
と、ねじ用軸部に対してねじを転造加工する工程の２段
階の塑性加工が必要であり、而して本発明によれば、変
形度の高い最初の工程において材料の硬度が低い状態で
加工を行うことができ、しかも本発明に従ってボルトを
製造した場合、ねじの表面部を効果的に硬くして中心部
の硬さをある程度に抑え、靱性を持たせるといったこと
が可能であり、ボルトの特性を効果的に高めることがで
きる利点が得られる。
【００２９】
【実施例】次に本発明の特徴を更に明確にするために、
以下にその実施例を詳述する。図６に実施例として、Ｓ
ＵＳ６３０−Ｍ８キャップを作成した時の硬さ分布を示
す。具体的な製造方法は次の通りである。一旦１０５０
℃に加熱した後、空冷で５００℃まで降温させ、同温度
で図７に示す工程に従って鍛造加工を行った。具体的に
は、棒状素材１０に対して鍛造加工を多段階に施し、中
間成形品１２，１４，１６，１８を経て成形品２０を成
形した。このときのねじ用軸部の減面率は約５１％に相
当する。その後再び空冷を行い室温まで冷却させた。そ
の後、ねじ先だけ高強度化させるために室温でねじ転造
加工を行い、３９０℃及び４１０℃×４ｈ／ＡＣの条件
で時効硬化処理を行った。
以下にその実施例を詳述する。図６に実施例として、Ｓ
ＵＳ６３０−Ｍ８キャップを作成した時の硬さ分布を示
す。具体的な製造方法は次の通りである。一旦１０５０
℃に加熱した後、空冷で５００℃まで降温させ、同温度
で図７に示す工程に従って鍛造加工を行った。具体的に
は、棒状素材１０に対して鍛造加工を多段階に施し、中
間成形品１２，１４，１６，１８を経て成形品２０を成
形した。このときのねじ用軸部の減面率は約５１％に相
当する。その後再び空冷を行い室温まで冷却させた。そ
の後、ねじ先だけ高強度化させるために室温でねじ転造
加工を行い、３９０℃及び４１０℃×４ｈ／ＡＣの条件
で時効硬化処理を行った。
【００３０】尚、図６はねじ部の横断面における硬さ測
定位置と各測定位置における硬さとを示している。図６
の結果から、冷間加工部（ねじ部）の硬さは中心部より
も十分に高くなっていることが確認できる。従って本発
明により、例えば表面だけが硬く、中心部は靱性を持た
せるためにある程度の硬さに抑えるというような部品の
製造プロセスが可能となった。
定位置と各測定位置における硬さとを示している。図６
の結果から、冷間加工部（ねじ部）の硬さは中心部より
も十分に高くなっていることが確認できる。従って本発
明により、例えば表面だけが硬く、中心部は靱性を持た
せるためにある程度の硬さに抑えるというような部品の
製造プロセスが可能となった。
【００３１】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまでも一例であって、本発明はＳＵＳ６３１をはじめ
とするその他のマルテンサイト系析出硬化型ステンレス
鋼にも適用可能であるなど、その主旨を逸脱しない範囲
において様々な変更を加えた態様で実施可能である。
くまでも一例であって、本発明はＳＵＳ６３１をはじめ
とするその他のマルテンサイト系析出硬化型ステンレス
鋼にも適用可能であるなど、その主旨を逸脱しない範囲
において様々な変更を加えた態様で実施可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、マルテン
サイト系析出硬化型ステンレス鋼から成る高強度部材を
製造するに際して、複雑形状品も容易に成形加工を行う
ことができ、しかもその後の時効硬化処理によって、従
来得られなかったような高強度のものを得ることができ
る。
サイト系析出硬化型ステンレス鋼から成る高強度部材を
製造するに際して、複雑形状品も容易に成形加工を行う
ことができ、しかもその後の時効硬化処理によって、従
来得られなかったような高強度のものを得ることができ
る。
【図１】本発明に従うマルテンサイト系析出硬化型ステ
ンレス鋼高強度部材の製造工程プロセスを示したもので
ある。
ンレス鋼高強度部材の製造工程プロセスを示したもので
ある。
【図２】ＳＵＳ６３０をオーステナイト中で塑性加工を
行ったときの、加工度と加工後の室温における残留オー
ステナイト量を示したものである。
行ったときの、加工度と加工後の室温における残留オー
ステナイト量を示したものである。
【図３】ＳＵＳ６３０をオーステナイト中で塑性加工を
行ったときの、加工温度と加工後の室温における残留オ
ーステナイト量を示したものである。
行ったときの、加工温度と加工後の室温における残留オ
ーステナイト量を示したものである。
【図４】本発明に従ってＳＵＳ６３０を加工及び時効硬
化処理した場合に得られる時効硬化処理温度と硬さとの
関係を比較例とともに示す図である。
化処理した場合に得られる時効硬化処理温度と硬さとの
関係を比較例とともに示す図である。
【図５】本発明に従ってＳＵＳ６３０を加工及び時効硬
化処理した場合において時効硬化処理前の室温状態で存
在する残留オーステナイト量と時効硬化処理後に得られ
る硬さとの関係を比較例とともに示す図である。
化処理した場合において時効硬化処理前の室温状態で存
在する残留オーステナイト量と時効硬化処理後に得られ
る硬さとの関係を比較例とともに示す図である。
【図６】本発明の一実施例に従ってボルトを製造した場
合に得られるねじ部の硬さ分布を表した図である。
合に得られるねじ部の硬さ分布を表した図である。
【図７】図６に示すねじ部を有するボルトを製造するた
めに行ったオーステナイト状態での鍛造工程を具体的に
示した図である。
めに行ったオーステナイト状態での鍛造工程を具体的に
示した図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 マルテンサイト系析出硬化型ステンレス
鋼を一旦７５０℃以上に加熱し、温度を降温させて２０
０〜７００℃の間で塑性加工し、その後Ｍs点以下に冷
却した上、Ａs点以下の温度で塑性加工を行った後に、
３７０℃以上４８０℃未満で時効硬化処理を行うことを
特徴とするマルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼高
強度部材の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１の製造方法において、前記２０
０〜７００℃での塑性加工を行う際に、その後のＭs点
以下への冷却によりマルテンサイト化させたときに残留
オーステナイトが生成する条件下で塑性加工を行い、し
かる後Ｍs点以下に冷却した上、残留オーステナイトの
存在下でＡs点以下の温度で且つ実質上残留オーステナ
イト全体を加工誘起マルテンサイトに変態させる条件下
で塑性加工を行い、しかる後前記時効硬化処理を行うこ
とを特徴とするマルテンサイト系析出硬化型ステンレス
鋼高強度部材の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２の製造方法において、前記２０
０〜７００℃での塑性加工を、その後のＭs点以下の冷
却時に残留オーステナイトを３〜２０％の量で生成させ
る条件下で行うことを特徴とするマルテンサイト系析出
硬化型ステンレス鋼高強度部材の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３の製造方法において、前記２０
０〜７００℃での塑性加工を、減面率３０〜７５％の加
工度で行うことを特徴とするマルテンサイト系析出硬化
型ステンレス鋼高強度部材の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１，２，３又は４の製造方法にお
いて、前記高強度部材がボルトであり、前記２００〜７
００℃での塑性加工で棒材から大径の頭部とねじ用軸部
とを成形する鍛造加工を行い、しかる後Ａs点以下での
塑性加工によってねじ用軸部へのねじの転造加工を行う
ことを特徴とするマルテンサイト系析出硬化型ステンレ
ス鋼高強度部材の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26101894A JP3496289B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼高強度部材の製造方法 |
| US08/534,308 US5746845A (en) | 1994-09-30 | 1995-09-27 | Method for manufacturing high-strength member of precipitation hardening martensitic stainless steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26101894A JP3496289B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼高強度部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08100213A true JPH08100213A (ja) | 1996-04-16 |
| JP3496289B2 JP3496289B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=17355914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26101894A Expired - Fee Related JP3496289B2 (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | マルテンサイト系析出硬化型ステンレス鋼高強度部材の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5746845A (ja) |
| JP (1) | JP3496289B2 (ja) |
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| US6254729B1 (en) * | 1999-03-22 | 2001-07-03 | Voith Sulzer Paper Technology North America, Inc. | Pulper with extraction plate assembly having removable inserts and method of manufacturing same |
| US6899773B2 (en) * | 2003-02-07 | 2005-05-31 | Advanced Steel Technology, Llc | Fine-grained martensitic stainless steel and method thereof |
| JP5900922B2 (ja) * | 2012-03-14 | 2016-04-06 | 国立大学法人大阪大学 | 鉄鋼材の製造方法 |
| DE102012006941B4 (de) * | 2012-03-30 | 2013-10-17 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus Stahl durch Warmumformen |
| CN113789430B (zh) * | 2021-09-10 | 2023-03-14 | 贵州群建精密机械有限公司 | 一种提高05Cr17Ni4Cu4Nb钢力学性能的热处理方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4042421A (en) * | 1975-12-03 | 1977-08-16 | Union Carbide Corporation | Method for providing strong tough metal alloys |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP26101894A patent/JP3496289B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-09-27 US US08/534,308 patent/US5746845A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5746845A (en) | 1998-05-05 |
| JP3496289B2 (ja) | 2004-02-09 |
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