JPH0814001B2 - 熱間鍛造非調質部品の製造方法 - Google Patents
熱間鍛造非調質部品の製造方法Info
- Publication number
- JPH0814001B2 JPH0814001B2 JP2060458A JP6045890A JPH0814001B2 JP H0814001 B2 JPH0814001 B2 JP H0814001B2 JP 2060458 A JP2060458 A JP 2060458A JP 6045890 A JP6045890 A JP 6045890A JP H0814001 B2 JPH0814001 B2 JP H0814001B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat treated
- less
- steel
- hot
- cooling rate
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車、産業機械分野で使用される非調質の
機械部品を製造する方法に関するものである。
機械部品を製造する方法に関するものである。
自動車、産業機械用に使用される機械部品の多くは、
機械構造用炭素鋼、あるいは合金鋼棒鋼を熱間鍛造によ
り粗形材に加工した後、焼入焼戻し（調質処理）と切削
加工を経て製造されている。
機械構造用炭素鋼、あるいは合金鋼棒鋼を熱間鍛造によ
り粗形材に加工した後、焼入焼戻し（調質処理）と切削
加工を経て製造されている。
しかし近年上述の調質処理を省略し、材質的には熱間
鍛造ままで使用できるいわゆる非調質鋼の使用が広まっ
てきたが、熱間鍛造ままで使用するためどうしても金属
組織が粗大化し、得られる部品の靭性が低く、適用でき
る部品の範囲が制限されてきている。
鍛造ままで使用できるいわゆる非調質鋼の使用が広まっ
てきたが、熱間鍛造ままで使用するためどうしても金属
組織が粗大化し、得られる部品の靭性が低く、適用でき
る部品の範囲が制限されてきている。
このような実情からこの問題の改善案として特開昭62
−253725号公報、本出願人の出願に係る特願昭63−3182
79号、更に特開昭60−103161号、特開昭61−139646号、
特開昭64−220号の各公報記載の提案がある。
−253725号公報、本出願人の出願に係る特願昭63−3182
79号、更に特開昭60−103161号、特開昭61−139646号、
特開昭64−220号の各公報記載の提案がある。
上記提案された特開昭62−253725号公報及び特願昭63
−318279号記載の提案は、Ti等を添加しその炭窒化物に
より結晶粒の粗大化の防止を図ったものであるが、熱間
鍛造温度域ではどうしても結晶粒が粗大化してしまい効
果が充分でない。
−318279号記載の提案は、Ti等を添加しその炭窒化物に
より結晶粒の粗大化の防止を図ったものであるが、熱間
鍛造温度域ではどうしても結晶粒が粗大化してしまい効
果が充分でない。
また、特開昭60−103161号、特開昭61−139646号及び
特開昭64−220号の各公報記載の提案ではCr,B,Ti,Mo等
の合金元素の量を高め、熱間鍛造ままの組織をベーナイ
ト組織となるようにして高靭性を得ようとしたものであ
るが、コストと効果の両面から未だ充分に満足できるも
のは見当らない。
特開昭64−220号の各公報記載の提案ではCr,B,Ti,Mo等
の合金元素の量を高め、熱間鍛造ままの組織をベーナイ
ト組織となるようにして高靭性を得ようとしたものであ
るが、コストと効果の両面から未だ充分に満足できるも
のは見当らない。
本発明は上述の問題点を解決した高強度、高靭性の熱
間鍛造非調質部品を製造する技術を提供しようとするも
のである。
間鍛造非調質部品を製造する技術を提供しようとするも
のである。
本発明は、高強度でかつ高靭性を達成するため、熱間
鍛造ままの組織がベーナイトを含む組織となるよう化学
成分の調整を行い、また棒鋼を製造する工程の連続鋳造
の段階で凝固後の冷却速度をコントロールすること、お
よび熱間鍛造とその後の冷却条件をコントロールするこ
とにより達成した。
鍛造ままの組織がベーナイトを含む組織となるよう化学
成分の調整を行い、また棒鋼を製造する工程の連続鋳造
の段階で凝固後の冷却速度をコントロールすること、お
よび熱間鍛造とその後の冷却条件をコントロールするこ
とにより達成した。
すなわち、本発明の要旨とするところは下記おとおり
である。
である。
（１）重量％でC:0.15％以上0.35％以下、Si:0.1％以上
0.5％以下、Mn:1.60以上3.00％以下、Cr:1.0％以下、V:
0.05％以上0.30％以下、sol.Al:0.005％以上0.020％未
満、N:0.0100％未満を含み、残りは実質的に不可避の不
純物とFeよりなる鋼を通常の方法で溶製し、連続鋳造法
により凝固点から1000℃の温度範囲を20℃/min以上の冷
却速度となるような条件で鋳片に鋳造し、その後分塊圧
延を行うことなく直ちに棒鋼に圧延し、該圧延した棒鋼
を、1150℃以上に加熱し1000℃以上の温度で熱間鋳造を
行い、その後0.2〜1.2℃/secの範囲の冷却速度で冷却
し、ベーナイトを30％以上含む組織とすることを特徴と
する高強度高靭性を有する熱間鍛造非調質部品の製造方
法。
0.5％以下、Mn:1.60以上3.00％以下、Cr:1.0％以下、V:
0.05％以上0.30％以下、sol.Al:0.005％以上0.020％未
満、N:0.0100％未満を含み、残りは実質的に不可避の不
純物とFeよりなる鋼を通常の方法で溶製し、連続鋳造法
により凝固点から1000℃の温度範囲を20℃/min以上の冷
却速度となるような条件で鋳片に鋳造し、その後分塊圧
延を行うことなく直ちに棒鋼に圧延し、該圧延した棒鋼
を、1150℃以上に加熱し1000℃以上の温度で熱間鋳造を
行い、その後0.2〜1.2℃/secの範囲の冷却速度で冷却
し、ベーナイトを30％以上含む組織とすることを特徴と
する高強度高靭性を有する熱間鍛造非調質部品の製造方
法。
以下に本発明の各要件の作用と限定理由について説明
する。
する。
C:Cは非調質鋼部品の強度と靭性を調整するために重要
な成分で、0.15％未満では強度が低過ぎるし、一方0.35
％を越すと、得られる部品の靭性が低下するので、何れ
も避けなければならない。
な成分で、0.15％未満では強度が低過ぎるし、一方0.35
％を越すと、得られる部品の靭性が低下するので、何れ
も避けなければならない。
Si:Siは脱酸剤として必要で、0.1％未満では効果が不十
分であり、0.5％を越えて添加しても効果が飽和するの
で上限を0.5％とした。
分であり、0.5％を越えて添加しても効果が飽和するの
で上限を0.5％とした。
Mn:Mnは焼入性を高め部品の強度と靭性を調整するため
に1.60％以上必要であるが、3.00％を越えて多量に添加
した場合靭性が損われ、また製造上の困難性が増すので
避けなければならない。
に1.60％以上必要であるが、3.00％を越えて多量に添加
した場合靭性が損われ、また製造上の困難性が増すので
避けなければならない。
Cr:CrもMnと同様に焼入性を高め、強度と靭性を調整す
る機能を有する元素であるが、Mnより効果が小さくまた
高価であるためその添加量は1.0％を上限とした。
る機能を有する元素であるが、Mnより効果が小さくまた
高価であるためその添加量は1.0％を上限とした。
V:Vは極めて大きな焼入性向上効果を有すると共に、鋼
が熱間鍛造後冷却される際にＶの炭窒化物として析出し
て部品の硬さを上げるのに有効な元素である。その効果
を奏するためには0.05％以上必要であるが、0.30％越え
て添加すると強度が上がりすぎ、靭性が低くなるので避
けなければならない。
が熱間鍛造後冷却される際にＶの炭窒化物として析出し
て部品の硬さを上げるのに有効な元素である。その効果
を奏するためには0.05％以上必要であるが、0.30％越え
て添加すると強度が上がりすぎ、靭性が低くなるので避
けなければならない。
sol.Al:sol.Alは脱酸のため0.005％以上必要であるが、
0.020％以上とすると脱酸生成物である高融点のアルミ
ナの量が増え、連続鋳造時にノズル詰りを引起こすこと
があり避けなければならない。また後述のＮ量との兼合
で連続鋳造鋳片中にAlNの析出量が増え、鋳片の矯正時
に割れを引起こすことがあるので、この点からもsol.Al
の量の上限は厳密に管理しなければならない。
0.020％以上とすると脱酸生成物である高融点のアルミ
ナの量が増え、連続鋳造時にノズル詰りを引起こすこと
があり避けなければならない。また後述のＮ量との兼合
で連続鋳造鋳片中にAlNの析出量が増え、鋳片の矯正時
に割れを引起こすことがあるので、この点からもsol.Al
の量の上限は厳密に管理しなければならない。
N:Nは鋼中のAlと結びついてAlNを生成して結晶粒の微細
化効果があることが知られており、この効果を狙う場
合、AlとＮの添加量を増すのが常識であった。本発明と
同じ目的の熱間鋳造用の非調質鋼の場合もこの効果を狙
って添加されるのが普通であった。
化効果があることが知られており、この効果を狙う場
合、AlとＮの添加量を増すのが常識であった。本発明と
同じ目的の熱間鋳造用の非調質鋼の場合もこの効果を狙
って添加されるのが普通であった。
しかし本発明者らの研究によれば、AlNは熱間鍛造の
加熱温度域である1150℃以上では鋼中に固溶してしまっ
て結晶粒の微細化効果は何ら期待出来ないばかりでな
く、前記のsol.Alの項で述べたような害があるので、添
加量を0.0100％未満にコントロールする必要がある。請
求項（１）において、連続鋳造法により凝固点から1000
℃の温度範囲を20℃/min未満の冷却速度で鋳片を製造し
た場合、鋳片の組織が粗くなり部品の材質が劣化し、ま
た鋳片構造の冷却過程でAlNが粗大析出し鋳片矯正時に
割れを引起こしたり、あるいは部品加工時の切削加工性
を良くするMnSが粗大化して部品の材質特性の異方性が
大きくなる等の種々の不具合を惹起するので、連続鋳造
法により凝固点から1000℃の温度範囲を20℃/min以上の
冷却速度となるような条件下で鋳造する必要がある。
加熱温度域である1150℃以上では鋼中に固溶してしまっ
て結晶粒の微細化効果は何ら期待出来ないばかりでな
く、前記のsol.Alの項で述べたような害があるので、添
加量を0.0100％未満にコントロールする必要がある。請
求項（１）において、連続鋳造法により凝固点から1000
℃の温度範囲を20℃/min未満の冷却速度で鋳片を製造し
た場合、鋳片の組織が粗くなり部品の材質が劣化し、ま
た鋳片構造の冷却過程でAlNが粗大析出し鋳片矯正時に
割れを引起こしたり、あるいは部品加工時の切削加工性
を良くするMnSが粗大化して部品の材質特性の異方性が
大きくなる等の種々の不具合を惹起するので、連続鋳造
法により凝固点から1000℃の温度範囲を20℃/min以上の
冷却速度となるような条件下で鋳造する必要がある。
上記の条件で鋳片とした後は分塊圧延を行うことなく
直ちに棒鋼に圧延する。言うまでもなく分塊圧延によ
り、余分の費用が必要とされるのでこれは避けなければ
ならない。
直ちに棒鋼に圧延する。言うまでもなく分塊圧延によ
り、余分の費用が必要とされるのでこれは避けなければ
ならない。
請求項（２）において、熱間鍛造の加熱温度が1150℃
未満の場合、あるいは鍛造温度が1000℃未満の場合、鍛
造加工の際の負荷が過大となり高価な鍛造金型の寿命を
著しく縮めるので避けなければならない。
未満の場合、あるいは鍛造温度が1000℃未満の場合、鍛
造加工の際の負荷が過大となり高価な鍛造金型の寿命を
著しく縮めるので避けなければならない。
第１図、第２図は熱間鋳造後種々の冷却速度で冷却し
て、ベーナイトとフェライト・パーライトの組織分率を
変化させて材質特性の変化を検討した結果で、図からベ
ーナイト分率が30％以上になると安定して高い強度と靭
性が得られることがわかる。この時の限界の冷却速度は
0.2℃/secであったので、鍛造後の冷却速度の下限は0.2
℃/sec以上とした。一方冷却速度が大きくなると組織が
マルテンサイトに近いロワーベーナイト主体となり、部
品の強度が著しく硬くなり過ぎるのでこれまた避けなけ
ればならない。この限界は1.2℃/secであった。
て、ベーナイトとフェライト・パーライトの組織分率を
変化させて材質特性の変化を検討した結果で、図からベ
ーナイト分率が30％以上になると安定して高い強度と靭
性が得られることがわかる。この時の限界の冷却速度は
0.2℃/secであったので、鍛造後の冷却速度の下限は0.2
℃/sec以上とした。一方冷却速度が大きくなると組織が
マルテンサイトに近いロワーベーナイト主体となり、部
品の強度が著しく硬くなり過ぎるのでこれまた避けなけ
ればならない。この限界は1.2℃/secであった。
以下に実施例を挙げてさらに本発明を説明する。
実施例１ 第１表に示す化学成分を有する鋼を50kg真空溶解炉に
て溶製し、インゴットに鋳造した後、直径30mmの棒鋼に
した。この時の凝固点から1000℃の温度範囲の冷却速度
は25℃/minであった。
て溶製し、インゴットに鋳造した後、直径30mmの棒鋼に
した。この時の凝固点から1000℃の温度範囲の冷却速度
は25℃/minであった。
この棒鋼を素材とし、非調質部品をシミュレートする
目的で1200℃に加熱後0.6℃/secの冷却速度で冷却し
た。この棒鋼から試験片を切出して材質試験を行った。
その結果を第１表に示す。第１表より本発明による部品
は高い強度と高い靭性の両方を兼ね具えていることがわ
かる。
目的で1200℃に加熱後0.6℃/secの冷却速度で冷却し
た。この棒鋼から試験片を切出して材質試験を行った。
その結果を第１表に示す。第１表より本発明による部品
は高い強度と高い靭性の両方を兼ね具えていることがわ
かる。
実施例２ 第２表に示す化学成分を有する鋼を溶製し、断面大き
さ162×162mmの連鋳片に鋳造した。この時の凝固点から
1000℃の温度範囲の冷却速度は45℃/minであった。
さ162×162mmの連鋳片に鋳造した。この時の凝固点から
1000℃の温度範囲の冷却速度は45℃/minであった。
第２表に鋳造状況と鋳片の品質を示すが、本発明によ
れば良好な品質を有する鋳片が製造できることが分か
る。
れば良好な品質を有する鋳片が製造できることが分か
る。
実施例３ 第３表に示す化学成分を有する鋼を溶製し、断面大き
さ162×162mm、350×560mmの連鋳片に鋳造した。この時
の凝固点から1000℃の温度範囲の冷却速度はそれぞれ45
℃/min、９℃/minであった。
さ162×162mm、350×560mmの連鋳片に鋳造した。この時
の凝固点から1000℃の温度範囲の冷却速度はそれぞれ45
℃/min、９℃/minであった。
350×560mmの鋳片は分塊圧延により162×162mmの鋼片
に圧延した後に、他方162×162mmの鋳片はそのまま、直
径50mmの丸鋼に圧延した。
に圧延した後に、他方162×162mmの鋳片はそのまま、直
径50mmの丸鋼に圧延した。
この丸鋼を第４表に示す種々の条件で直径25mmの棒鋼
に熱間鍛造し、冷却後材質を調査し、第４表に示した。
この表の結果から、本発明になる非調質部品は高い強度
と靭性を兼ね具えていることが分る。
に熱間鍛造し、冷却後材質を調査し、第４表に示した。
この表の結果から、本発明になる非調質部品は高い強度
と靭性を兼ね具えていることが分る。
〔発明の効果〕 以上示したごとく本発明は高い強度と高い靭性を兼ね
具えた非調質部品の製造技術を提供する工業的に有益な
発明である。
具えた非調質部品の製造技術を提供する工業的に有益な
発明である。
【図面の簡単な説明】 第１図、第２図は熱間鍛造後種々の冷却速度で冷却し
て、ベーナイトとフェライト・パーライトの組織分率を
変化させて材質特性の変化を示したもので、第１図はそ
のベーナイト分率と引張特性の関係、第２図はベーナイ
ト分率と衝撃値の関係を示す図である。
て、ベーナイトとフェライト・パーライトの組織分率を
変化させて材質特性の変化を示したもので、第１図はそ
のベーナイト分率と引張特性の関係、第２図はベーナイ
ト分率と衝撃値の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％でC:0.15％以上0.35％以下、Si:0.1
％以上0.5％以下、Mn:1.60％以上3.00％以下、Cr:1.0％
以下、V:0.05％以上0.30％以下、sol.Al:0.005％以上0.
020％未満、N:0.0100％未満を含み、残りは実質的に不
可避の不純物とFeよりなる鋼を通常の方法で溶製し、連
続鋳造法により凝固点から1000℃の温度範囲を20℃/min
以上の冷却速度となるような条件で鋳片に鋳造し、その
後分塊圧延を行うことなく直ちに棒鋼に圧延し、該圧延
した棒鋼を、1150℃以上に加熱し1000℃以上の温度で熱
間鋳造を行い、その後0.2〜1.2℃/secの範囲の冷却速度
で冷却し、ベーナイトを30％以上含む組織とすることを
特徴とする高強度高靭性を有する熱間鍛造非調質部品の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2060458A JPH0814001B2 (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | 熱間鍛造非調質部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2060458A JPH0814001B2 (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | 熱間鍛造非調質部品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03260010A JPH03260010A (ja) | 1991-11-20 |
| JPH0814001B2 true JPH0814001B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=13142845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2060458A Expired - Fee Related JPH0814001B2 (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | 熱間鍛造非調質部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0814001B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5620336B2 (ja) * | 2011-05-26 | 2014-11-05 | 新日鐵住金株式会社 | 高疲労強度、高靭性機械構造用鋼部品およびその製造方法 |
| CN103201401B (zh) * | 2011-05-26 | 2014-07-02 | 新日铁住金株式会社 | 机械结构用钢部件及其制造方法 |
| KR20130083925A (ko) * | 2011-05-26 | 2013-07-23 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 기계 구조용 강 부품 및 그 제조 방법 |
| CN113802066A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-17 | 联峰钢铁（张家港）有限公司 | 一种b600b高强钢筋及其生产工艺 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139646A (ja) * | 1984-12-12 | 1986-06-26 | Nippon Steel Corp | 熱間鍛造用非調質棒鋼 |
| JPH0229725B2 (ja) * | 1986-04-28 | 1990-07-02 | Nippon Steel Corp | Kojinseinetsukantanzoyohichoshitsubokonoseizohoho |
| JPS62287013A (ja) * | 1986-06-03 | 1987-12-12 | Kobe Steel Ltd | 非調質棒鋼の製造方法 |
-
1990
- 1990-03-12 JP JP2060458A patent/JPH0814001B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03260010A (ja) | 1991-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5620336B2 (ja) | 高疲労強度、高靭性機械構造用鋼部品およびその製造方法 | |
| KR100740414B1 (ko) | 재질 이방성이 작고 강도, 인성 및 피삭성이 우수한비조질 강 및 그의 제조 방법 | |
| CN114423880B (zh) | 低温冲击韧性优异的高强度超厚钢材及其制造方法 | |
| JPH10273756A (ja) | 鋳物製冷間工具およびその製造方法 | |
| WO2012161323A1 (ja) | 機械構造用鋼部品およびその製造方法 | |
| JP3036416B2 (ja) | 高疲労強度を有する熱間鍛造非調質鋼および鍛造品の製造方法 | |
| JPH0892687A (ja) | 熱間鍛造用高強度高靭性非調質鋼とその製造方法 | |
| JPH05214484A (ja) | 高強度ばね用鋼およびその製造方法 | |
| WO2012161322A1 (ja) | 機械構造用鋼部品およびその製造方法 | |
| JPH10324954A (ja) | 機械構造用鋼 | |
| JP3357264B2 (ja) | 高靭性熱間鍛造用非調質棒鋼の製造方法 | |
| JPH0762204B2 (ja) | 高靭性熱間鍛造用非調質鋼およびその棒鋼・部品の製造方法 | |
| KR101193672B1 (ko) | 인장강도 900ＭＰａ급 고강도 쾌삭형 비조질강 및 그 제조 방법 | |
| JPH0814001B2 (ja) | 熱間鍛造非調質部品の製造方法 | |
| JPH0643605B2 (ja) | 熱間鍛造用非調質鋼の製造方法 | |
| JPH0425343B2 (ja) | ||
| JPH07173571A (ja) | 良加工性耐摩耗鋼およびその製造方法 | |
| JP3091795B2 (ja) | 引抜き加工性に優れた棒鋼の製造方法 | |
| JPS62253725A (ja) | 高靭性熱間鍛造用非調質棒鋼の製造方法 | |
| JPH09310152A (ja) | 熱間鍛造用非調質鋼 | |
| JP3274028B2 (ja) | 非調質高強度高靭性熱間鍛造部品の製造方法 | |
| JP3584726B2 (ja) | 高強度非調質鋼 | |
| JP2001192762A (ja) | 高靱性熱間鍛造用非調質鋼 | |
| KR20240101159A (ko) | 고강도 샤프트용 강재 및 그 제조방법 | |
| JPH05171267A (ja) | 高靭性パーライト鋼の製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080214 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090214 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |