JPH08199303A - 結晶粒粗大化防止鋼 - Google Patents
結晶粒粗大化防止鋼Info
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- JPH08199303A JPH08199303A JP4224395A JP4224395A JPH08199303A JP H08199303 A JPH08199303 A JP H08199303A JP 4224395 A JP4224395 A JP 4224395A JP 4224395 A JP4224395 A JP 4224395A JP H08199303 A JPH08199303 A JP H08199303A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】浸炭焼入れ，高周波焼入れなどの高温加熱時に
オーステナイト結晶粒の粗大化および異常成長を抑制す
る材料を提供する。 【構成】 合金元素の含有率が質量％で，Ｎｂ：０．０
１０％〜０．２％，ｓ−Ａｌ：０．０１０％〜０．０６
０％，Ｎ：０．０１０％〜０．０３５％を含有し，か
つ，素地中にＮｂ炭化物（ＮｂＣ），Ｎｂ窒化物（Ｎｂ
Ｎ），または，Ｎｂ炭窒化物（Ｎｂ（Ｃ，Ｎ））とＡｌ
窒化物（ＡｌＮ）の複合析出物数を素地中に３個／１０
μｍ２以上析出させたことを特徴とする。加えて，合金
元素の含有量が質量％で，Ｔａ：０．０３％〜０．３
％，Ｈｆ：０．０３％〜０．３％，Ｚｒ：０．０２％〜
０．２％，Ｔｉ：０．００５％〜０．２％，Ｖ：０．０
０５％以上の内，一種または二種以上を含有し，Ｔａ，
Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖの炭化物，窒化物，または，炭窒
化物とＡｌＮとの複合析出物数を素地中に３個／１０μ
ｍ２以上析出させたことを特徴とした結晶粒粗大化防止
鋼。
オーステナイト結晶粒の粗大化および異常成長を抑制す
る材料を提供する。 【構成】 合金元素の含有率が質量％で，Ｎｂ：０．０
１０％〜０．２％，ｓ−Ａｌ：０．０１０％〜０．０６
０％，Ｎ：０．０１０％〜０．０３５％を含有し，か
つ，素地中にＮｂ炭化物（ＮｂＣ），Ｎｂ窒化物（Ｎｂ
Ｎ），または，Ｎｂ炭窒化物（Ｎｂ（Ｃ，Ｎ））とＡｌ
窒化物（ＡｌＮ）の複合析出物数を素地中に３個／１０
μｍ２以上析出させたことを特徴とする。加えて，合金
元素の含有量が質量％で，Ｔａ：０．０３％〜０．３
％，Ｈｆ：０．０３％〜０．３％，Ｚｒ：０．０２％〜
０．２％，Ｔｉ：０．００５％〜０．２％，Ｖ：０．０
０５％以上の内，一種または二種以上を含有し，Ｔａ，
Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖの炭化物，窒化物，または，炭窒
化物とＡｌＮとの複合析出物数を素地中に３個／１０μ
ｍ２以上析出させたことを特徴とした結晶粒粗大化防止
鋼。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，浸炭焼入れ処理，高周
波焼入れ処理，または，焼入れ処理などの熱処理により
起こる，オーステナイト結晶粒の粗大化や異常成長の発
生を防止する鋼に関する。
波焼入れ処理，または，焼入れ処理などの熱処理により
起こる，オーステナイト結晶粒の粗大化や異常成長の発
生を防止する鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭素鋼，低合金鋼，軸受鋼，バネ鋼，工
具鋼等の特殊鋼の多くは，それぞれの使用用途に応じ
て，焼入れ処理，浸炭焼入れ処理，または，高周波焼入
れ処理などの各種の熱処理が施されるが，これらの熱処
理を行う場合，材料は高温に昇温・保持されるためにオ
ーステナイト結晶粒が成長し，結晶粒を粗大化させると
いう問題がある。粗大粒が発生した場合には，鋼の強度
・靭性や疲れ特性を低下させることが知られており，実
用上で問題とされてる。
具鋼等の特殊鋼の多くは，それぞれの使用用途に応じ
て，焼入れ処理，浸炭焼入れ処理，または，高周波焼入
れ処理などの各種の熱処理が施されるが，これらの熱処
理を行う場合，材料は高温に昇温・保持されるためにオ
ーステナイト結晶粒が成長し，結晶粒を粗大化させると
いう問題がある。粗大粒が発生した場合には，鋼の強度
・靭性や疲れ特性を低下させることが知られており，実
用上で問題とされてる。
【０００３】近年では，コストダウンを狙い冷間鍛造に
よって部品製造する機会が増加している。しかし，冷間
加工で製造された部品を浸炭処理などの熱処理を行った
場合，部分的に結晶粒が異常成長することがあり，部品
の歪みを助長するなどの問題がある。また同時に，これ
ら異常成長した結晶粒が生ずると強度・靭性が低下する
ことが知られており，結晶粒の粗大化を防止することが
必要とされている。
よって部品製造する機会が増加している。しかし，冷間
加工で製造された部品を浸炭処理などの熱処理を行った
場合，部分的に結晶粒が異常成長することがあり，部品
の歪みを助長するなどの問題がある。また同時に，これ
ら異常成長した結晶粒が生ずると強度・靭性が低下する
ことが知られており，結晶粒の粗大化を防止することが
必要とされている。
【０００４】これら結晶粒の粗大化を防止するために種
々の検討が実施されており，今日では主に鋼材素地中に
微細な析出物を分散させ，これら析出物のピンニング効
果を利用した鋼が提案されている。炭素鋼あるいは低合
金鋼の場合，鋼中の酸素を低減するためにＡｌを添加し
脱酸するが，このＡｌは鋼中の窒素と結合しＡｌＮを生
成する。このＡｌの析出物もピンニング効果が得られる
ため，９００℃以下の温度域であれば結晶粒の粗大化を
抑制することができる。しかし，これらの鋼では必ずし
も結晶粒の粗大化を抑制できるものではなく，現在提案
されている鋼においても十分な粗大化特性が得られる状
況ではない。今日では，熱処理の時間短縮を狙い，さら
に高温の熱処理を行うことが検討されており，さらなる
高温域でも優れた結晶粒の粗大化特性を有する材料の開
発が望まれている。
々の検討が実施されており，今日では主に鋼材素地中に
微細な析出物を分散させ，これら析出物のピンニング効
果を利用した鋼が提案されている。炭素鋼あるいは低合
金鋼の場合，鋼中の酸素を低減するためにＡｌを添加し
脱酸するが，このＡｌは鋼中の窒素と結合しＡｌＮを生
成する。このＡｌの析出物もピンニング効果が得られる
ため，９００℃以下の温度域であれば結晶粒の粗大化を
抑制することができる。しかし，これらの鋼では必ずし
も結晶粒の粗大化を抑制できるものではなく，現在提案
されている鋼においても十分な粗大化特性が得られる状
況ではない。今日では，熱処理の時間短縮を狙い，さら
に高温の熱処理を行うことが検討されており，さらなる
高温域でも優れた結晶粒の粗大化特性を有する材料の開
発が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は，上記のよう
な事情を背景としてなされたもので，本発明の目的とす
るところは，浸炭処理，高周波焼入れ処理，または，焼
入れ処理などの熱処理により起こる，オーステナイト結
晶粒の粗大化や異常成長の発生を防止する鋼を提供する
ことにあり，このために，鋼に添加する元素の適正化，
および，素地中に分散させる析出物の形態と量を適正化
し結晶粒の粗大化を防止した鋼を提供することにある。
な事情を背景としてなされたもので，本発明の目的とす
るところは，浸炭処理，高周波焼入れ処理，または，焼
入れ処理などの熱処理により起こる，オーステナイト結
晶粒の粗大化や異常成長の発生を防止する鋼を提供する
ことにあり，このために，鋼に添加する元素の適正化，
および，素地中に分散させる析出物の形態と量を適正化
し結晶粒の粗大化を防止した鋼を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は，種々合金元
素の組合せについて検討を行い，高温加熱時のオーステ
ナイト結晶粒の成長を防止することに対して，鋼の素地
中に分散させる析出物の形態と量を適正化することによ
って，結晶粒の粗大化を防止できることを見出した。本
発明者は粗大化特性に及ぼす析出物形態（組成）につい
て詳細を検討した結果，Ｎｂ炭化物，Ｎｂ窒化物，また
は，Ｎｂ炭窒化物とＡｌ窒化物を複合して生成する析出
物が結晶粒の粗大化防止に極めて有効であることを見出
した。また，同様にＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖ等の元
素においても炭化物，窒化物，炭窒化物とＡｌ窒化物を
複合して析出させることが粗大化の防止に有効であるこ
とを見出した。すなわち、本発明の結晶粒粗大化防止鋼
は、合金元素の含有率が質量％で、 Ｎｂ ：０．０１０％〜０．２％ ｓ−Ａｌ：０．０１０％〜０．０６０％ Ｎ ：０．０１０％〜０．０３５％を含有し，かつ，
素地中にＮｂ炭化物（ＮｂＣ），Ｎｂ窒化物（Ｎｂ
Ｎ），または，Ｎｂ炭窒化物（Ｎｂ（Ｃ，Ｎ））とＡｌ
窒化物（ＡｌＮ）の複合析出物数を素地中に３個／１０
μｍ２以上析出させたことを特徴とする。
素の組合せについて検討を行い，高温加熱時のオーステ
ナイト結晶粒の成長を防止することに対して，鋼の素地
中に分散させる析出物の形態と量を適正化することによ
って，結晶粒の粗大化を防止できることを見出した。本
発明者は粗大化特性に及ぼす析出物形態（組成）につい
て詳細を検討した結果，Ｎｂ炭化物，Ｎｂ窒化物，また
は，Ｎｂ炭窒化物とＡｌ窒化物を複合して生成する析出
物が結晶粒の粗大化防止に極めて有効であることを見出
した。また，同様にＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖ等の元
素においても炭化物，窒化物，炭窒化物とＡｌ窒化物を
複合して析出させることが粗大化の防止に有効であるこ
とを見出した。すなわち、本発明の結晶粒粗大化防止鋼
は、合金元素の含有率が質量％で、 Ｎｂ ：０．０１０％〜０．２％ ｓ−Ａｌ：０．０１０％〜０．０６０％ Ｎ ：０．０１０％〜０．０３５％を含有し，かつ，
素地中にＮｂ炭化物（ＮｂＣ），Ｎｂ窒化物（Ｎｂ
Ｎ），または，Ｎｂ炭窒化物（Ｎｂ（Ｃ，Ｎ））とＡｌ
窒化物（ＡｌＮ）の複合析出物数を素地中に３個／１０
μｍ２以上析出させたことを特徴とする。
【０００７】加えて，合金元素の含有量が質量％で、 ｓ，Ａｌ：０．０１０％〜０．０６％ Ｎ ：０．０１０％〜０．０３５％を含有し，かつ，
Ｎｂ ：０．０１％〜０．２％ Ｔａ ：０．０３％〜０．３％ Ｈｆ ：０．０３％〜０．３％ Ｚｒ ：０．０２％〜０．２％ Ｔｉ ：０．００５％〜０．２％ Ｖ ：０．００５％以上の内，一種または二種以上
を含有し，ＮｂＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖの炭化物，
窒化物，または，炭窒化物とＡｌＮとの複合析出物数を
素地中に３個／１０μｍ２以上析出させたことを特徴と
する。
Ｎｂ ：０．０１％〜０．２％ Ｔａ ：０．０３％〜０．３％ Ｈｆ ：０．０３％〜０．３％ Ｚｒ ：０．０２％〜０．２％ Ｔｉ ：０．００５％〜０．２％ Ｖ ：０．００５％以上の内，一種または二種以上
を含有し，ＮｂＴａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖの炭化物，
窒化物，または，炭窒化物とＡｌＮとの複合析出物数を
素地中に３個／１０μｍ２以上析出させたことを特徴と
する。
【０００８】以下に各合金元素の限定理由について説明
する。 Ｎｂ：０．０１０％〜０．２％ Ｎｂは本発明に於いて重要な役割を示す合金元素であ
り，鋼中の炭素および窒素と結合してＮｂ炭化物，Ｎｂ
窒化物またはＮｂ炭窒化物を生成させるために必要とさ
れる元素であり，また，素地中に分散する析出物量を３
個／１０μｍ２以上とするために，０．０１０％を添加
する。これ以下の添加量の場合には，必要とされる複合
析出物個数が安定して得られないため，Ｎｂの下限値を
０．０１０％とする。また，Ｎｂ添加量を増加するにと
もない粗大粒を発生する温度も高温になるが，０．２％
を越して添加してもその効果は飽和するため，Ｎｂ添加
量の上限値を０．２％とする。
する。 Ｎｂ：０．０１０％〜０．２％ Ｎｂは本発明に於いて重要な役割を示す合金元素であ
り，鋼中の炭素および窒素と結合してＮｂ炭化物，Ｎｂ
窒化物またはＮｂ炭窒化物を生成させるために必要とさ
れる元素であり，また，素地中に分散する析出物量を３
個／１０μｍ２以上とするために，０．０１０％を添加
する。これ以下の添加量の場合には，必要とされる複合
析出物個数が安定して得られないため，Ｎｂの下限値を
０．０１０％とする。また，Ｎｂ添加量を増加するにと
もない粗大粒を発生する温度も高温になるが，０．２％
を越して添加してもその効果は飽和するため，Ｎｂ添加
量の上限値を０．２％とする。
【０００９】ｓ−Ａｌ：０．０１０％〜０．０６０％ ｓ…Ａｌも本発明において重要な役割を示す元素であ
り，鋼中の窒素と結合してＡｌＮを析出させ，かつ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｔｉなどの炭化物，窒化物，および炭窒化物
と複合して析出物を生成させるために必須の元素であ
る．複合析出物を所定量得るためには，少なくとも０．
０１０％以上を添加する。しかし，過剰に添加するとＡ
ｌＮ単独の析出物が多数析出し，目的とする複合析出物
を安定して得られなくなるとともに，ＡｌＮの析出量が
増加すると圧延時や冷却過程などで割れを発生させるな
どの問題が生ずるために，添加量の上限値を０．０６０
％とする。
り，鋼中の窒素と結合してＡｌＮを析出させ，かつ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｔｉなどの炭化物，窒化物，および炭窒化物
と複合して析出物を生成させるために必須の元素であ
る．複合析出物を所定量得るためには，少なくとも０．
０１０％以上を添加する。しかし，過剰に添加するとＡ
ｌＮ単独の析出物が多数析出し，目的とする複合析出物
を安定して得られなくなるとともに，ＡｌＮの析出量が
増加すると圧延時や冷却過程などで割れを発生させるな
どの問題が生ずるために，添加量の上限値を０．０６０
％とする。
【００１０】Ｎ ：０．０１０％〜０．０３５％ ＮもＮｂ，ｓ−Ａｌと同様に本発明に於いて重要な役割
を示す元素であり，所定の析出物を得るために，０．０
１０％以上を含有させる。しかし，０．０３５％以上を
越してＮを含有させても，粗大化特性の防止効果が飽和
するとともに，鋳造時の割れや圧延加工時の割れ発生を
助長する傾向にあるために，Ｎ含有量の上限を０．０３
５％とする。
を示す元素であり，所定の析出物を得るために，０．０
１０％以上を含有させる。しかし，０．０３５％以上を
越してＮを含有させても，粗大化特性の防止効果が飽和
するとともに，鋳造時の割れや圧延加工時の割れ発生を
助長する傾向にあるために，Ｎ含有量の上限を０．０３
５％とする。
【００１１】複合析出物の形態および析出物量の詳細 Ｎｂ，ｓ−Ａｌ，および，Ｎの３元素を含む鋼において
は，大別してＡｌＮ，ＮｂＣ，（または，ＮｂＮ，Ｎｂ
（Ｃ，Ｎ））およびＡｌ・Ｎｂの複合炭窒化物が素地中
に析出することが本発明に於いて確認された。これらの
析出物を有する鋼を高温に加熱して，加熱後に残存する
析出物の形態を検討した結果，９００℃以上の高温に加
熱保持された場合に残存する析出物の多くが複合析出物
であることを見出した。析出物の内，ＡｌＮは９００℃
以上の温度域に加熱保持されると，ＡｌＮ自身が大型化
する，または，素地中に固溶してしまい，粗大化の防止
に寄与していないことが確認された。また，Ｎｂ炭化物
（たは，ＮｂＮ，Ｎｂ（Ｃ，Ｎ））を単独で存在させた
場合，高温加熱後には殆ど残存しないことが確認され
た。すなわち，粗大化特性を向上させるための析出物の
形態は，Ｎｂ，Ａｌ，ＮおよびＣを複合した析出物形態
が最も有効であることを見出した。なお，複合析出物を
生成させるために必要とされる炭素量の下限値はは０．
０１％であり，汎用の特殊鋼の場合，少なくとも０．１
％以上の炭素を含有しているため，特に，炭素の含有範
囲については規定しないが，一般的には，０．１５〜
１．２％程度である。
は，大別してＡｌＮ，ＮｂＣ，（または，ＮｂＮ，Ｎｂ
（Ｃ，Ｎ））およびＡｌ・Ｎｂの複合炭窒化物が素地中
に析出することが本発明に於いて確認された。これらの
析出物を有する鋼を高温に加熱して，加熱後に残存する
析出物の形態を検討した結果，９００℃以上の高温に加
熱保持された場合に残存する析出物の多くが複合析出物
であることを見出した。析出物の内，ＡｌＮは９００℃
以上の温度域に加熱保持されると，ＡｌＮ自身が大型化
する，または，素地中に固溶してしまい，粗大化の防止
に寄与していないことが確認された。また，Ｎｂ炭化物
（たは，ＮｂＮ，Ｎｂ（Ｃ，Ｎ））を単独で存在させた
場合，高温加熱後には殆ど残存しないことが確認され
た。すなわち，粗大化特性を向上させるための析出物の
形態は，Ｎｂ，Ａｌ，ＮおよびＣを複合した析出物形態
が最も有効であることを見出した。なお，複合析出物を
生成させるために必要とされる炭素量の下限値はは０．
０１％であり，汎用の特殊鋼の場合，少なくとも０．１
％以上の炭素を含有しているため，特に，炭素の含有範
囲については規定しないが，一般的には，０．１５〜
１．２％程度である。
【００１２】さらに，複合析出物の量と粗大化温度の関
係を調査した結果，析出量の増加に伴って粗大化温度が
向上することが確認された，粗大化温度を高めるために
は複合析出物の量を多量に析出させることが望ましい
が，９００℃以上の温度域で粗大粒および異常成長粒を
発生させないためには，少なくとも３個／１０μｍ２が
必要とされることを見出した。
係を調査した結果，析出量の増加に伴って粗大化温度が
向上することが確認された，粗大化温度を高めるために
は複合析出物の量を多量に析出させることが望ましい
が，９００℃以上の温度域で粗大粒および異常成長粒を
発生させないためには，少なくとも３個／１０μｍ２が
必要とされることを見出した。
【００１３】Ｔａ ：０．０３％〜０．３％ Ｈｆ ：０．０３％〜０．３％ Ｚｒ ：０．０２％〜０．２％ Ｔｉ ：０．００５％〜０．２％ Ｖ ：０．００５％以上 Ｔａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，ＶはＮｂと同様の役割を示す
元素であり，いずれもＡｌとの複合析出物を生成させる
ために添加される元素である。各元素の下限値以下で添
加しても粗大化特性の向上が期待されず，目的とする複
合組成の析出物量が得られないために，下限値を規定す
る。なお，過剰に添加しても効果が飽和するとともに，
いたずらに素材費を上昇させるため添加上限値を規定し
た。なお，Ｖは機械的性質や疲労強度の向上または熱処
理特性を改善する目的で添加されるなどの場合があるた
め上限値は規制しないが，一般的には，０．００５〜
０．３％程度である。なお，各元素は単独に添加して
も，また，２種以上を複合して添加しても同様の効果を
期待することができる。
元素であり，いずれもＡｌとの複合析出物を生成させる
ために添加される元素である。各元素の下限値以下で添
加しても粗大化特性の向上が期待されず，目的とする複
合組成の析出物量が得られないために，下限値を規定す
る。なお，過剰に添加しても効果が飽和するとともに，
いたずらに素材費を上昇させるため添加上限値を規定し
た。なお，Ｖは機械的性質や疲労強度の向上または熱処
理特性を改善する目的で添加されるなどの場合があるた
め上限値は規制しないが，一般的には，０．００５〜
０．３％程度である。なお，各元素は単独に添加して
も，また，２種以上を複合して添加しても同様の効果を
期待することができる。
【００１４】
【実施例】表１に示す化学組成（質量％）を有する素利
を，真空誘導炉を用いて溶解した。材料は，いずれも溶
解後に３０ｋｇのインゴットに鋳造し，熱間鍛造によっ
て直径３２ｍｍの丸棒に鍛伸した。
を，真空誘導炉を用いて溶解した。材料は，いずれも溶
解後に３０ｋｇのインゴットに鋳造し，熱間鍛造によっ
て直径３２ｍｍの丸棒に鍛伸した。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１に示す化学組成を有する材料の熱間鍛
造材を，７６０℃に５時間保持し，６５０℃まで１０℃
／時の冷却速度で冷却する球状化焼なまし処理を施し
た。球状化焼なまし処理後の材料について，抽出レプリ
カを作製し電子顕微鏡によって析出物の形態および単位
面積中の析出物個数を求めた。この後，各材料の粗大化
特性を調査するために直径２５ｍｍ，高さ３７．５ｍｍ
の円柱状の冷間加工用の試験片を機械加工によって製造
し，冷鍛プレスによって加工率７０％のアップセット加
工を行った後，９００℃〜１１００℃の温度範囲に加熱
し３０分保持し（保持後は水冷），加熱・保持材の結晶
粒度の測定を行った。粗大化温度とは，各加熱温度で結
晶粒を測定しＪＩＳのオーステナイト粒度番号で４番以
下の粗大粒が観察されない最高加熱温度を粗大化温度と
定義した。
造材を，７６０℃に５時間保持し，６５０℃まで１０℃
／時の冷却速度で冷却する球状化焼なまし処理を施し
た。球状化焼なまし処理後の材料について，抽出レプリ
カを作製し電子顕微鏡によって析出物の形態および単位
面積中の析出物個数を求めた。この後，各材料の粗大化
特性を調査するために直径２５ｍｍ，高さ３７．５ｍｍ
の円柱状の冷間加工用の試験片を機械加工によって製造
し，冷鍛プレスによって加工率７０％のアップセット加
工を行った後，９００℃〜１１００℃の温度範囲に加熱
し３０分保持し（保持後は水冷），加熱・保持材の結晶
粒度の測定を行った。粗大化温度とは，各加熱温度で結
晶粒を測定しＪＩＳのオーステナイト粒度番号で４番以
下の粗大粒が観察されない最高加熱温度を粗大化温度と
定義した。
【００１７】
【表２】
【００１８】表２は，素材中に観察される複合析出物と
粗大化温度を示したが，発明鋼においては，いずれも３
個／１０μｍ２以上の複合析出物が得られているのに対
して比較鋼の場合には複合析出物が殆ど得られていな
い。また，複合析出物数の多い物ほど高い粗大化温度を
示す傾向にあり，発明鋼はいずれも１０００℃以上の粗
大化温度が得られているのに対して比較鋼はいずれも＜
９００℃の粗大化温度である。
粗大化温度を示したが，発明鋼においては，いずれも３
個／１０μｍ２以上の複合析出物が得られているのに対
して比較鋼の場合には複合析出物が殆ど得られていな
い。また，複合析出物数の多い物ほど高い粗大化温度を
示す傾向にあり，発明鋼はいずれも１０００℃以上の粗
大化温度が得られているのに対して比較鋼はいずれも＜
９００℃の粗大化温度である。
【００１９】図１は，表１の複合析出物個数と粗大化温
度を図示したものであるが，複合析出物を有する発明鋼
では，比較鋼に比べて粗大化特性が改善されていること
が分かる。また，素地に存在する複合析出物が多いほど
粗大化温度が高いことが分かる。
度を図示したものであるが，複合析出物を有する発明鋼
では，比較鋼に比べて粗大化特性が改善されていること
が分かる。また，素地に存在する複合析出物が多いほど
粗大化温度が高いことが分かる。
【００２０】図２は，発明鋼２，６，１１と比較鋼１８
について，素利および１０００℃加熱材の析出物の個数
を測定した結果を示した．素地中に観察される析出物
は，複合析出物，Ａｌ窒化物（ＡｌＮ）と１０ｎｍ以下
の極めて微細な析出物に大別される。１０ｎｍ以下の析
出物は組成分析が困難なため統合して微細析出物として
数を測定した。素材状態における析出物をみると発明鋼
の場合，上記の３種類の析出物が生成されていることが
分かるが，１０００℃加熱後を見ると，素地に残存する
析出物の大半が複合析出物であり，素地中に観察された
ＡｌＮや１０ｎｍ以下の微細析出物は殆ど残存しないこ
とが確認された。
について，素利および１０００℃加熱材の析出物の個数
を測定した結果を示した．素地中に観察される析出物
は，複合析出物，Ａｌ窒化物（ＡｌＮ）と１０ｎｍ以下
の極めて微細な析出物に大別される。１０ｎｍ以下の析
出物は組成分析が困難なため統合して微細析出物として
数を測定した。素材状態における析出物をみると発明鋼
の場合，上記の３種類の析出物が生成されていることが
分かるが，１０００℃加熱後を見ると，素地に残存する
析出物の大半が複合析出物であり，素地中に観察された
ＡｌＮや１０ｎｍ以下の微細析出物は殆ど残存しないこ
とが確認された。
【００２１】比較鋼では，素材状態で観察される析出物
はＡｌＮまたは１０ｎｍ以下の析出物が主体であり，１
０００℃加熱材の析出物には，ほとんど析出物が残存し
ていないことが確認された。従って，粗大化特性を改善
するためには，これらの複合析出物をなるべく多く析出
させることが望ましいことが見出された。
はＡｌＮまたは１０ｎｍ以下の析出物が主体であり，１
０００℃加熱材の析出物には，ほとんど析出物が残存し
ていないことが確認された。従って，粗大化特性を改善
するためには，これらの複合析出物をなるべく多く析出
させることが望ましいことが見出された。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば，固有の元素の選択と素
地に析出する析出物の形態と量を適正化することによっ
て，結晶粒が高温においても粗大化しない結晶粒粗大化
防止鋼の提供が可能である。本発明により結晶粒の粗大
化が防止され，熱処理後の歪み発生の低減や部品の強度
・靭性を向上させることが可能とされる。
地に析出する析出物の形態と量を適正化することによっ
て，結晶粒が高温においても粗大化しない結晶粒粗大化
防止鋼の提供が可能である。本発明により結晶粒の粗大
化が防止され，熱処理後の歪み発生の低減や部品の強度
・靭性を向上させることが可能とされる。
【図１】は，１０μｍ２当りの複合析出物の個数と結晶
粒粗大化温度の関係を示す図である。
粒粗大化温度の関係を示す図である。
【図２】は，加熱処理前の素材および１０００℃加熱処
理後における析出物の種類と１０μｍ２当りの個数の関
係を示す図である。
理後における析出物の種類と１０μｍ２当りの個数の関
係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 合金元素の含有率が質量％で ｓ−Ａｌ：０．０１０％〜０．０６０％ Ｎ ：０．０１０％〜０．０３５％ Ｎｂ ：０．０１０％〜０．２％を含有し，かつ，素地
中にＮｂ炭化物（ＮｂＣ），Ｎｂ窒化物（ＮｂＮ），ま
たは，Ｎｂ炭窒化物（Ｎｂ（Ｃ，Ｎ））とＡｌ窒化物
（ＡｌＮ）の複合析出物数を素地中に３個／１０μｍ２
以上析出させたことを特徴とした結晶粒粗大化防止鋼。 - 【請求項２】 合金元素の含有量が質量％で、 ｓ−Ａｌ：０．０１０％〜０．０６％ Ｎ ：０．０１０％〜０．０３５％を含有し，かつ，
Ｔａ ：０．０３％〜０．３％ Ｈｆ ：０．０３％〜０．３％ Ｚｒ ：０．０２％〜０．２％ Ｔｉ ：０．００５％〜０．２％ Ｖ ：０．００５％以上の内，一種または二種以上
を含有し，Ｔａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖの炭化物，窒化
物，または，炭窒化物とＡｌＮとの複合析出物数を素地
中に３個／１０μｍ２以上析出させたことを特徴とした
結晶粒粗大化防止鋼。 - 【請求項３】 請求項１に記載の合金元素に加え，質
量％で， Ｔａ ：０．０３％〜０．３％ Ｈｆ ：０．０３％〜０．３％ Ｚｒ ：０．０２％〜０．２％ Ｔｉ ：０．００５％〜０．２％ Ｖ ：０．００５％以上の内，一種または二種以上
を含有し，Ｔａ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖの炭化物，窒化
物，または，炭窒化物とＮｂＣ，ＮｂＮ，または，Ｎｂ
（Ｃ，Ｎ）とＡｌＮとの複合析出物数を素地中に３個／
１０μｍ２以上析出させたことを特徴とした結晶粒粗大
化防止鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4224395A JPH08199303A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 結晶粒粗大化防止鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4224395A JPH08199303A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 結晶粒粗大化防止鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08199303A true JPH08199303A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=12630597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4224395A Pending JPH08199303A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | 結晶粒粗大化防止鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08199303A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999005333A1 (fr) * | 1997-07-22 | 1999-02-04 | Nippon Steel Corporation | Acier cemente particulierement capable d'empecher la recristallisation secondaire des particules pendant la cementation, procede de fabrication, et matiere brute formee pour pieces cementees |
| JP2003034843A (ja) * | 2001-05-14 | 2003-02-07 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 高強度肌焼鋼および高強度肌焼鋼部品 |
| JP2009511749A (ja) * | 2005-10-20 | 2009-03-19 | ニューコア・コーポレーション | オーステナイト粒粗化温度が高い鋼材及びその製造方法 |
| WO2010046475A1 (de) * | 2008-10-23 | 2010-04-29 | Deutsche Edelstahlwerke Gmbh | Einsatzstahl |
| JP2014208867A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-11-06 | 大同特殊鋼株式会社 | 真空浸炭処理方法 |
| US10287668B2 (en) | 2013-06-26 | 2019-05-14 | Daido Steel Co., Ltd. | Case hardening steel |
| US10428414B2 (en) | 2013-06-26 | 2019-10-01 | Daido Steel Co., Ltd. | Carburized component |
| US10767252B2 (en) | 2013-06-05 | 2020-09-08 | Daido Steel Co., Ltd. | Carburized component and method for manufacturing same |
-
1995
- 1995-01-24 JP JP4224395A patent/JPH08199303A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO1999005333A1 (fr) * | 1997-07-22 | 1999-02-04 | Nippon Steel Corporation | Acier cemente particulierement capable d'empecher la recristallisation secondaire des particules pendant la cementation, procede de fabrication, et matiere brute formee pour pieces cementees |
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