JPH08283896A - 耐フレッティング疲労特性の優れた熱延鋼板およびその製造方法 - Google Patents
耐フレッティング疲労特性の優れた熱延鋼板およびその製造方法Info
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- JPH08283896A JPH08283896A JP8437795A JP8437795A JPH08283896A JP H08283896 A JPH08283896 A JP H08283896A JP 8437795 A JP8437795 A JP 8437795A JP 8437795 A JP8437795 A JP 8437795A JP H08283896 A JPH08283896 A JP H08283896A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐フレッティング疲労特性の優れた熱延熱延
鋼板及びその製造方法を提供する。 【構成】 残留オーステナイトの面積率が５％以上２５
％以下である鋼板にショットピーニングまたはショット
ブラストを行い表面粗度形状および残留応力の範囲を最
適化することによって得られる耐フレッティング疲労特
性に優れた熱延鋼板。
鋼板及びその製造方法を提供する。 【構成】 残留オーステナイトの面積率が５％以上２５
％以下である鋼板にショットピーニングまたはショット
ブラストを行い表面粗度形状および残留応力の範囲を最
適化することによって得られる耐フレッティング疲労特
性に優れた熱延鋼板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐フレッティング疲労
特性に優れた熱延鋼板およびその製造方法に関するもの
である。
特性に優れた熱延鋼板およびその製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車の燃費向上などのために軽
量化を目的としてＡｌ合金等軽金属の適用や鋼の高強度
化が進められている。ただし、Ａｌ合金等の軽金属は、
比強度が高いという利点があるものの鋼に比較して著し
く高価であるためその使用は特殊な用途に限られている
のが現状であり、より広い範囲で軽量化を推進するため
には安価である高強度鋼板の適用が強く求められてい
る。
量化を目的としてＡｌ合金等軽金属の適用や鋼の高強度
化が進められている。ただし、Ａｌ合金等の軽金属は、
比強度が高いという利点があるものの鋼に比較して著し
く高価であるためその使用は特殊な用途に限られている
のが現状であり、より広い範囲で軽量化を推進するため
には安価である高強度鋼板の適用が強く求められてい
る。
【０００３】現在、高強度鋼板は耐デント性などが優れ
ていることからボディーパネルなどの外板については採
用されているが、サスペンションアームやロードホイー
ルなどの足廻り部品への適用は、あまり進んでいない。
一般に、材料は高強度になるほど延性が低下し加工性が
悪くなるばかりでなく、破壊靭性が低下し切り欠き感受
性が高くなるため、複雑な形状をしている足廻り部品へ
の高強度鋼板の採用は、成形だけでなく、耐久性につい
ても問題となる。
ていることからボディーパネルなどの外板については採
用されているが、サスペンションアームやロードホイー
ルなどの足廻り部品への適用は、あまり進んでいない。
一般に、材料は高強度になるほど延性が低下し加工性が
悪くなるばかりでなく、破壊靭性が低下し切り欠き感受
性が高くなるため、複雑な形状をしている足廻り部品へ
の高強度鋼板の採用は、成形だけでなく、耐久性につい
ても問題となる。
【０００４】一方、足廻り部品の中でもロードホイール
は回転体であるがゆえにその慣性重量は大きく、軽量化
によるメリットは絶大であるが、高強度鋼板の適用は成
形性および薄肉化による耐久寿命の低下が問題となって
いる。
は回転体であるがゆえにその慣性重量は大きく、軽量化
によるメリットは絶大であるが、高強度鋼板の適用は成
形性および薄肉化による耐久寿命の低下が問題となって
いる。
【０００５】特に、中形トラック用のホイールにおいて
は、軽量化のための薄肉化の結果としてナットとホイー
ルナット座の間にワッシャーを介する必要が生じたた
め、走行中にホイールのナット座とワッシャーとの接触
面でフレッティングが起こり、このフレッティング損傷
が疲労き裂の起点となって大幅に耐久寿命が低下するフ
レッティング疲労が新たな問題となり軽量化の妨げにな
っている。しかしながら、耐フレッティング疲労特性に
優れた熱延鋼板や有効な表面特性改善方法は、これまで
に明らかにされていないのが現状である。
は、軽量化のための薄肉化の結果としてナットとホイー
ルナット座の間にワッシャーを介する必要が生じたた
め、走行中にホイールのナット座とワッシャーとの接触
面でフレッティングが起こり、このフレッティング損傷
が疲労き裂の起点となって大幅に耐久寿命が低下するフ
レッティング疲労が新たな問題となり軽量化の妨げにな
っている。しかしながら、耐フレッティング疲労特性に
優れた熱延鋼板や有効な表面特性改善方法は、これまで
に明らかにされていないのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】フレッティング疲労と
は、フレッティングと疲労との相乗効果によって耐久寿
命が著しく低下する現象であり、破壊の初期段階である
き裂の発生においてはフレッティングが、それ以降のき
裂の進展段階においては繰返し荷重の影響が支配的にな
る。従って優れた耐フレッティング疲労特性を得るため
には、フレッティングおよび疲労それぞれに対する配慮
が必要である。
は、フレッティングと疲労との相乗効果によって耐久寿
命が著しく低下する現象であり、破壊の初期段階である
き裂の発生においてはフレッティングが、それ以降のき
裂の進展段階においては繰返し荷重の影響が支配的にな
る。従って優れた耐フレッティング疲労特性を得るため
には、フレッティングおよび疲労それぞれに対する配慮
が必要である。
【０００７】従来、疲労特性が優れた熱延鋼板や表面特
性改善方法については開発されていた。例えば、特開平
６−１７２０３号公報においては、フェライト・マルテ
ンサイト２相組織強化鋼やフェライト、ベイナイト、お
よび残留オーステナイト複合組織強化鋼のフェライト地
の硬さと面積率、硬質相であるマルテンサイト、ベイナ
イトおよび残留オーステナイトの面積率の和および結晶
粒径を最適化することによって疲労特性が向上すること
を開示しているが、その表面特性に関する記述は耐フレ
ッティング疲労特性に関するものではない。
性改善方法については開発されていた。例えば、特開平
６−１７２０３号公報においては、フェライト・マルテ
ンサイト２相組織強化鋼やフェライト、ベイナイト、お
よび残留オーステナイト複合組織強化鋼のフェライト地
の硬さと面積率、硬質相であるマルテンサイト、ベイナ
イトおよび残留オーステナイトの面積率の和および結晶
粒径を最適化することによって疲労特性が向上すること
を開示しているが、その表面特性に関する記述は耐フレ
ッティング疲労特性に関するものではない。
【０００８】また特開平２−１６８０２２号公報は、表
層における残留オーステナイトがショットピーニング等
により加工誘起変態を起こしマルテンサイトになること
によって圧縮の残留応力が形成され疲労き裂の進展を抑
制すると述べているが、フレッティングによるき裂の発
生段階における表面粗度形状の影響については言及して
いない。
層における残留オーステナイトがショットピーニング等
により加工誘起変態を起こしマルテンサイトになること
によって圧縮の残留応力が形成され疲労き裂の進展を抑
制すると述べているが、フレッティングによるき裂の発
生段階における表面粗度形状の影響については言及して
いない。
【０００９】本発明は、このような現状に鑑み、成形性
の低下を極力抑えつつ、かつ耐フレッティング疲労特性
の優れた熱延鋼板およびその製造方法を提供するもので
ある。
の低下を極力抑えつつ、かつ耐フレッティング疲労特性
の優れた熱延鋼板およびその製造方法を提供するもので
ある。
【００１０】
(1) 本発明に係わる耐フレッティング疲労特性に優れた
熱延鋼板は、残留オーステナイトの面積率が５％以上２
５％以下、残部がフェライト、ベイナイト、マルテンサ
イト組織となるような成分と製造方法で作られ、表面粗
度形状が平均粗さ（Ｒａ）で２．０μｍ以上３．０μｍ
以下、最大高さ（Ｒｙ）で１８．０μｍ以上３０．０μ
ｍ以下、表面から板厚方向に２００μｍ以内における圧
縮の残留応力値が最高値で２００MPa 以上３００MPa 以
下であることを特徴とする。 (2) 上記本発明に係わる熱延鋼板は重量％にて、Ｃ：
０．０８〜０．２５％、Ｓｉ：１．２〜２．５％、Ｍ
ｎ：１．４〜２．３％を含み、残部がＦｅ及び不可避的
不純物よりなる成分組成とすることができる。 (3) また、本発明に係わる上記(1) 項の熱延鋼板は、重
量％にて、Ｃ：０．０８〜０．２５％、Ｓｉ：１．２〜
２．５％、Ｍｎ：１．４〜２．３％を含み、且つ、Ｎ
ｂ：０〜０．２％、Ｖ：０〜０．２％、Ｔｉ：０〜０．
１５％の少なくとも一種以上の元素を含み、残部がＦｅ
及び不可避的不純物からなる成分組成にすることができ
る。 (4) さらに本発明に係わる上記 (1)〜(3) 項の熱延鋼板
は、上記(2) または(3) 項に記載されている成分に加え
て重量％にて、稀土類元素：０．００５〜０．０２５％
及び、Ｃａ：０．００３〜０．１％の少なくとも１種以
上の元素を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からな
る成分組成にすることができる。 (5) 本発明に係わる耐フレッティング疲労特性に優れた
熱延鋼板の製造方法は、上記 (2)〜(4) 項の何れかに記
載の成分を含有し、残留オーステナイト、フェライト及
びベイナイトを主相とするミクロ組織を有する熱延鋼板
をアークハイト値で０．２mmＡ以上０．７mmＡ以下の加
工度でショットピーニングまたはショットブラスト処理
して上記(1) 項記載の熱延鋼板を製造することを特徴と
する、また、成形性に問題がある場合、成形後にショッ
トピーニングまたはショットブラストを施すこともでき
る。
熱延鋼板は、残留オーステナイトの面積率が５％以上２
５％以下、残部がフェライト、ベイナイト、マルテンサ
イト組織となるような成分と製造方法で作られ、表面粗
度形状が平均粗さ（Ｒａ）で２．０μｍ以上３．０μｍ
以下、最大高さ（Ｒｙ）で１８．０μｍ以上３０．０μ
ｍ以下、表面から板厚方向に２００μｍ以内における圧
縮の残留応力値が最高値で２００MPa 以上３００MPa 以
下であることを特徴とする。 (2) 上記本発明に係わる熱延鋼板は重量％にて、Ｃ：
０．０８〜０．２５％、Ｓｉ：１．２〜２．５％、Ｍ
ｎ：１．４〜２．３％を含み、残部がＦｅ及び不可避的
不純物よりなる成分組成とすることができる。 (3) また、本発明に係わる上記(1) 項の熱延鋼板は、重
量％にて、Ｃ：０．０８〜０．２５％、Ｓｉ：１．２〜
２．５％、Ｍｎ：１．４〜２．３％を含み、且つ、Ｎ
ｂ：０〜０．２％、Ｖ：０〜０．２％、Ｔｉ：０〜０．
１５％の少なくとも一種以上の元素を含み、残部がＦｅ
及び不可避的不純物からなる成分組成にすることができ
る。 (4) さらに本発明に係わる上記 (1)〜(3) 項の熱延鋼板
は、上記(2) または(3) 項に記載されている成分に加え
て重量％にて、稀土類元素：０．００５〜０．０２５％
及び、Ｃａ：０．００３〜０．１％の少なくとも１種以
上の元素を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物からな
る成分組成にすることができる。 (5) 本発明に係わる耐フレッティング疲労特性に優れた
熱延鋼板の製造方法は、上記 (2)〜(4) 項の何れかに記
載の成分を含有し、残留オーステナイト、フェライト及
びベイナイトを主相とするミクロ組織を有する熱延鋼板
をアークハイト値で０．２mmＡ以上０．７mmＡ以下の加
工度でショットピーニングまたはショットブラスト処理
して上記(1) 項記載の熱延鋼板を製造することを特徴と
する、また、成形性に問題がある場合、成形後にショッ
トピーニングまたはショットブラストを施すこともでき
る。
【００１１】
【作用】以下に本発明の構成要素について説明する。ま
ず、本発明請求項１の組織について、表面および表面近
傍に存在する残留オーステナイトは、ショットピーニン
グやショットブラストによって、一部が応力誘起変態を
起こしてマルテンサイトに変態し、圧縮の残留応力を発
生させる。この残留オーステナイトの量には最適値が存
在し、面積率で５％以上２５％以下、好ましくは、５％
以上２０％以下にする必要がある。残留オーステナイト
の面積率が５％未満では、硬化に必要な量のマルテンサ
イトが得られないばかりでなく延性も十分に得られず、
２５％超では、応力誘起変態量が飽和するため残留オー
ステナイト量が増加しかえって圧縮の残留応力が低下し
てしまう。
ず、本発明請求項１の組織について、表面および表面近
傍に存在する残留オーステナイトは、ショットピーニン
グやショットブラストによって、一部が応力誘起変態を
起こしてマルテンサイトに変態し、圧縮の残留応力を発
生させる。この残留オーステナイトの量には最適値が存
在し、面積率で５％以上２５％以下、好ましくは、５％
以上２０％以下にする必要がある。残留オーステナイト
の面積率が５％未満では、硬化に必要な量のマルテンサ
イトが得られないばかりでなく延性も十分に得られず、
２５％超では、応力誘起変態量が飽和するため残留オー
ステナイト量が増加しかえって圧縮の残留応力が低下し
てしまう。
【００１２】本発明において、残留オーステナイトの面
積率は、フェライト、ベイナイトおよび残留オーステナ
イトとマルテンサイトを識別することができる特別なカ
ラーエッチング方法（Trans.Iron Steel Inst,Jpn.,198
8,vol.28.p.569参照）によってエッチングし光学顕微鏡
によって測定した。
積率は、フェライト、ベイナイトおよび残留オーステナ
イトとマルテンサイトを識別することができる特別なカ
ラーエッチング方法（Trans.Iron Steel Inst,Jpn.,198
8,vol.28.p.569参照）によってエッチングし光学顕微鏡
によって測定した。
【００１３】次に、表面粗度形状は、表面粗度が平均粗
さＲａが２．０μｍ未満であると巨視的な相対滑り量が
増し、フレッティングが起こりやすくなり、３．０μｍ
超になると切り欠き効果によってき裂が生じやすくなり
耐久寿命が低下する。最大高さＲｙが１８．０μｍ未満
であると生じたフレッティング粉が谷の部分に蓄積しす
ぎてフレッティングコロージョンが起こりやすくなり、
３０．０μｍ超であるとやはりき裂の起点となり耐久寿
命が低下する。本発明において、平均粗さＲａと最大高
さＲｙとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定されておりカ
ットオフ値０．８mm、評価長さ４mmまたは、カットオフ
値２．５mm、評価長さ１２．５mmで求めた値である。
さＲａが２．０μｍ未満であると巨視的な相対滑り量が
増し、フレッティングが起こりやすくなり、３．０μｍ
超になると切り欠き効果によってき裂が生じやすくなり
耐久寿命が低下する。最大高さＲｙが１８．０μｍ未満
であると生じたフレッティング粉が谷の部分に蓄積しす
ぎてフレッティングコロージョンが起こりやすくなり、
３０．０μｍ超であるとやはりき裂の起点となり耐久寿
命が低下する。本発明において、平均粗さＲａと最大高
さＲｙとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定されておりカ
ットオフ値０．８mm、評価長さ４mmまたは、カットオフ
値２．５mm、評価長さ１２．５mmで求めた値である。
【００１４】残留応力について、図１は、ショットピー
ニングもしくはショットブラストを鋼板に対して施すと
板厚表層の極限られた浅い範囲で圧縮の残留応力が発生
することを示している。この他、表層に圧縮の残留応力
を導入する手段としては、ロール圧延などが考えられる
が、ロールによる圧延では鋼板に対する接触面積が大き
くなってしまい表層よりかなり深い範囲に圧縮の残留応
力が生じてしまう。表層より深いところに広範囲にわた
って残留応力が生じていると極表層に生じたき裂の進展
を抑制できないばかりか、成形性にも悪影響をあたえ
る。従って、圧縮の残留応力は２００μｍ以内に生じる
のがよく、好ましくは１００μｍ以内がよい。 また、
圧縮の残留応力の大きさは、２００MPa 未満では、き裂
の進展を抑制するのに不十分であり、３００MPa 超で
は、成形性に問題が生じるため２００MPa 以上３００MP
a 以下が必要である。また、２００MPa 以上の圧縮の残
留応力を得るためには、残留オーステナイトの存在が不
可欠である。ここで本発明において圧縮の残留応力測定
はＸ線法によって行った。
ニングもしくはショットブラストを鋼板に対して施すと
板厚表層の極限られた浅い範囲で圧縮の残留応力が発生
することを示している。この他、表層に圧縮の残留応力
を導入する手段としては、ロール圧延などが考えられる
が、ロールによる圧延では鋼板に対する接触面積が大き
くなってしまい表層よりかなり深い範囲に圧縮の残留応
力が生じてしまう。表層より深いところに広範囲にわた
って残留応力が生じていると極表層に生じたき裂の進展
を抑制できないばかりか、成形性にも悪影響をあたえ
る。従って、圧縮の残留応力は２００μｍ以内に生じる
のがよく、好ましくは１００μｍ以内がよい。 また、
圧縮の残留応力の大きさは、２００MPa 未満では、き裂
の進展を抑制するのに不十分であり、３００MPa 超で
は、成形性に問題が生じるため２００MPa 以上３００MP
a 以下が必要である。また、２００MPa 以上の圧縮の残
留応力を得るためには、残留オーステナイトの存在が不
可欠である。ここで本発明において圧縮の残留応力測定
はＸ線法によって行った。
【００１５】本発明の熱延鋼板には、請求項２ないし４
の何れかに記述した成分を含有させることが好ましい。
すなわちＣは、重量％にて０．０８％未満では、目的と
する必要量の残留オーステナイトが確保できず。０．２
５超では靭性及び溶接性を阻害することから、０．０８
％以上で０．２５％以下とした。Ｓｉは１．２％未満で
は、十分な静的強度が得られず。炭化物の析出を抑制で
きず、残留オーステナイトの必要な量が確保できないた
め、また、２．５％超では延性や疲労強度が飽和するこ
とから、Ｓｉは１．２以上で２．５％以下とした。Ｍｎ
は、１．５％未満では、十分な静的強度が得られず、
２．３％超ではベイナイト組織が増加して静的強度に見
合った疲労特性が得られなくなることから、１．５％以
上で２．３％以下とした。
の何れかに記述した成分を含有させることが好ましい。
すなわちＣは、重量％にて０．０８％未満では、目的と
する必要量の残留オーステナイトが確保できず。０．２
５超では靭性及び溶接性を阻害することから、０．０８
％以上で０．２５％以下とした。Ｓｉは１．２％未満で
は、十分な静的強度が得られず。炭化物の析出を抑制で
きず、残留オーステナイトの必要な量が確保できないた
め、また、２．５％超では延性や疲労強度が飽和するこ
とから、Ｓｉは１．２以上で２．５％以下とした。Ｍｎ
は、１．５％未満では、十分な静的強度が得られず、
２．３％超ではベイナイト組織が増加して静的強度に見
合った疲労特性が得られなくなることから、１．５％以
上で２．３％以下とした。
【００１６】また、本発明においては上記の元素に加え
て、必要に応じ鋼板は次のような元素を含んでいてもよ
い。すなわち、Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉはフェライト粒径や硬質
相の寸法を制御する析出強化元素であり、そのためにＮ
ｂでは０．２％以下、Ｖでは０．２％以下、Ｔｉでは
０．１５％以下を単独にまたは複合して含んでもよい。
一方、稀土類元素（ＲＥＭ）およびＣａは硫化物系介在
物の形態制御に有効であり、成形性や疲労特性に効果が
ある。その上限値は効果が飽和すること及び過剰では逆
に鋼の清浄度を低下させることから決定され、またその
下限値は形態制御に有効な最小値で決まる。従って、Ｒ
ＥＭ及びＣａからなる群の少なくとも１元素を含むこと
が必要で、ＲＥＭ添加量は０．００５以上０．０２５％
以下にＣａは０．００３以上０．１％以下とする。
て、必要に応じ鋼板は次のような元素を含んでいてもよ
い。すなわち、Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉはフェライト粒径や硬質
相の寸法を制御する析出強化元素であり、そのためにＮ
ｂでは０．２％以下、Ｖでは０．２％以下、Ｔｉでは
０．１５％以下を単独にまたは複合して含んでもよい。
一方、稀土類元素（ＲＥＭ）およびＣａは硫化物系介在
物の形態制御に有効であり、成形性や疲労特性に効果が
ある。その上限値は効果が飽和すること及び過剰では逆
に鋼の清浄度を低下させることから決定され、またその
下限値は形態制御に有効な最小値で決まる。従って、Ｒ
ＥＭ及びＣａからなる群の少なくとも１元素を含むこと
が必要で、ＲＥＭ添加量は０．００５以上０．０２５％
以下にＣａは０．００３以上０．１％以下とする。
【００１７】次に本発明は請求項５に規定したように、
残留オーステナイト、フェライト及びベイナイトを主相
とするミクロ組織を有する熱延板にショットピーニング
およびショットブラスト処理を行うが、この処理による
加工度がアークハイト値で０．３mmＡ未満であると、請
求項１に示したような表面粗度の下限値が得られず、ま
た０．７mmＡ超であると上限値を超えてしまう。故にシ
ョットピーニングまたはショットブラストの強さがアー
クハイト値で０．２mmＡ以上０．７mmＡ以下、好ましく
は０．３mmＡ以上０．５mmＡ以下とする。ただし、本発
明においてアークハイト値とはショットピーニングおよ
びショットブラストによって与えられる加工度の指標で
アルメンストップＡ型試験片の場合、試験片の反りの高
さの値を用いるものである。
残留オーステナイト、フェライト及びベイナイトを主相
とするミクロ組織を有する熱延板にショットピーニング
およびショットブラスト処理を行うが、この処理による
加工度がアークハイト値で０．３mmＡ未満であると、請
求項１に示したような表面粗度の下限値が得られず、ま
た０．７mmＡ超であると上限値を超えてしまう。故にシ
ョットピーニングまたはショットブラストの強さがアー
クハイト値で０．２mmＡ以上０．７mmＡ以下、好ましく
は０．３mmＡ以上０．５mmＡ以下とする。ただし、本発
明においてアークハイト値とはショットピーニングおよ
びショットブラストによって与えられる加工度の指標で
アルメンストップＡ型試験片の場合、試験片の反りの高
さの値を用いるものである。
【００１８】
【実施例】以下に、実施例により本発明をさらに説明す
る。表１に示す化学成分を有するＡ〜Ｉの鋼は、鉄鉱石
を原料として高炉にて出銑し転炉にて溶製、またＪの鋼
は、スクラップを主原料としこれを電炉で溶製し、連続
鋳造後、７５０〜９３０℃の温度範囲で６．０mmに圧延
し、０〜１０秒間空冷した後、ランアウトテーブル上で
３０℃／秒以上の速度で４５０℃以下の温度に冷却した
ものである。ここで鋼Ｃは、Ｃ量が下限値を割ったもの
である。
る。表１に示す化学成分を有するＡ〜Ｉの鋼は、鉄鉱石
を原料として高炉にて出銑し転炉にて溶製、またＪの鋼
は、スクラップを主原料としこれを電炉で溶製し、連続
鋳造後、７５０〜９３０℃の温度範囲で６．０mmに圧延
し、０〜１０秒間空冷した後、ランアウトテーブル上で
３０℃／秒以上の速度で４５０℃以下の温度に冷却した
ものである。ここで鋼Ｃは、Ｃ量が下限値を割ったもの
である。
【００１９】
【表１】
【００２０】続いて、以上のように作成した熱延鋼板に
次の条件でショットピーニングを施した。 ショット粒 平均粒径０．８mm 平均硬度６５０Ｈｖ 投射時間 ２００〜６００秒 その時のアークハイト値をアメンストリップＡ片で測定
したところ０．２１〜０．５６mmＡであった。
次の条件でショットピーニングを施した。 ショット粒 平均粒径０．８mm 平均硬度６５０Ｈｖ 投射時間 ２００〜６００秒 その時のアークハイト値をアメンストリップＡ片で測定
したところ０．２１〜０．５６mmＡであった。
【００２１】フレッティング疲労を評価する試験法とし
て以下に示す試験片を用いて試験を行った。試験片１
は、板厚６mm、図２及び図３に示すような形状であり、
長さ１１０mm、幅５０mm、最小断面部の幅が３０mm切り
欠きの曲率半径が３０mmであり、試験片１の中央部に直
径８mmのボルト穴を設けたものである。ワッシャー４は
硬さが３５０Ｈｖから４００Ｈｖまでの炭素鋼で削りだ
し加工したもので外径１８mm、内径８mm、厚さ５mmのも
のを使用した。ボルト２は、六角穴付きボルトを使用
し、ナット３は、六角ナット使用した。
て以下に示す試験片を用いて試験を行った。試験片１
は、板厚６mm、図２及び図３に示すような形状であり、
長さ１１０mm、幅５０mm、最小断面部の幅が３０mm切り
欠きの曲率半径が３０mmであり、試験片１の中央部に直
径８mmのボルト穴を設けたものである。ワッシャー４は
硬さが３５０Ｈｖから４００Ｈｖまでの炭素鋼で削りだ
し加工したもので外径１８mm、内径８mm、厚さ５mmのも
のを使用した。ボルト２は、六角穴付きボルトを使用
し、ナット３は、六角ナット使用した。
【００２２】ボルトの締め付けトルクは、４Ｎｍで一定
として、油圧式疲労試験機を用いて繰り返し均一平面曲
げ試験を行った。試験条件は、応力比−１、繰り返し速
度１０Ｈｚ、荷重波形は、正弦波である。試験は、試験
片の表裏でボルト穴近くの左右にそれぞれひずみゲージ
を貼って試験片表面付近のひずみを確認しながら行っ
た。上記のような試験法を用いて表２に示すような結果
が得られた。
として、油圧式疲労試験機を用いて繰り返し均一平面曲
げ試験を行った。試験条件は、応力比−１、繰り返し速
度１０Ｈｚ、荷重波形は、正弦波である。試験は、試験
片の表裏でボルト穴近くの左右にそれぞれひずみゲージ
を貼って試験片表面付近のひずみを確認しながら行っ
た。上記のような試験法を用いて表２に示すような結果
が得られた。
【００２３】
【表２】
【００２４】すなわち本発明に沿うものは、Ｎｏ．２，
４，６，７，８，９，１０，１３，１６，１７，１８，
２４，２６，２７，２８，３３，３５，３６，３８，３
９，４０，４１であり、同一な成分の比較鋼と比較して
疲労限で１．３〜１．５倍程度を示している。
４，６，７，８，９，１０，１３，１６，１７，１８，
２４，２６，２７，２８，３３，３５，３６，３８，３
９，４０，４１であり、同一な成分の比較鋼と比較して
疲労限で１．３〜１．５倍程度を示している。
【００２５】比較鋼は各々以下の理由によって疲労限の
上昇が認められない。Ｎｏ．１，１２，１５，２１，２
２，３１，３４，３７，４２，４３は、残留オーステナ
イトの面積率が下限値を下回っている。Ｎｏ．３，１
１，１４，１９，２３，３２は、平均粗さＲａと最大高
さＲｙいずれか一方または両方の値が下限値を下回って
いる。これは、上記の比較鋼にはショットピーニングを
行っていないからである。Ｎｏ．５についても平均粗さ
Ｒａと最大高さＲｙいずれか一方または両方の値が下限
値を下回っているが、これは、ショットピーニングの投
射時間が十分ではないためである。Ｎｏ．２０，２９，
３０については、平均粗さＲａと最大高さＲｙいずれか
一方または両方の値が上限値を超えている。これは、シ
ョットピーニングの投射時間が長すぎたためである。
上昇が認められない。Ｎｏ．１，１２，１５，２１，２
２，３１，３４，３７，４２，４３は、残留オーステナ
イトの面積率が下限値を下回っている。Ｎｏ．３，１
１，１４，１９，２３，３２は、平均粗さＲａと最大高
さＲｙいずれか一方または両方の値が下限値を下回って
いる。これは、上記の比較鋼にはショットピーニングを
行っていないからである。Ｎｏ．５についても平均粗さ
Ｒａと最大高さＲｙいずれか一方または両方の値が下限
値を下回っているが、これは、ショットピーニングの投
射時間が十分ではないためである。Ｎｏ．２０，２９，
３０については、平均粗さＲａと最大高さＲｙいずれか
一方または両方の値が上限値を超えている。これは、シ
ョットピーニングの投射時間が長すぎたためである。
【００２６】
【発明の効果】本発明は、上述したように耐フレッティ
ング疲労特性に優れた熱延鋼板とその製造方法を与える
もので、これらの鋼板を用いることで、自動車のロード
ホイール等におけるフレッティング疲労を軽減できるの
で大幅な耐久寿命の改善が期待できる。
ング疲労特性に優れた熱延鋼板とその製造方法を与える
もので、これらの鋼板を用いることで、自動車のロード
ホイール等におけるフレッティング疲労を軽減できるの
で大幅な耐久寿命の改善が期待できる。
【図１】ショットピーニングおよびロール圧延によって
導入される表面近傍における残留応力の分布を示す図で
ある。
導入される表面近傍における残留応力の分布を示す図で
ある。
【図２】試験に使用した試験片の縦断面である。
【図３】試験に使用した試験片の平面図である。
【図４】試験に使用したワッシャーの縦断面である。
１ 試験片 ２ ボルト ３ ナット ４ ワッシャー ５ ボルト穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 潮田 浩作 千葉県君津市君津１番地 新日本製鐵株式 会社君津製鐵所内
Claims (5)
- 【請求項１】 残留オーステナイトの面積率が５％以上
２５％以下であって、残部がフェライト、ベイナイト、
マルテンサイトの組織を有し、表面粗度形状が平均粗さ
（Ｒａ）で２．０μｍ以上３．０μｍ以下、最大高さ
（Ｒｙ）で１８．０μｍ以上３０．０μｍ以下であり、
表面から板厚方向に２００μｍ以内における圧縮の残留
応力値が最高値で２００MPa 以上３００MPa 以下である
ことを特徴とする耐フレッティング疲労特性に優れた熱
延鋼板。 - 【請求項２】 熱延鋼板の成分として重量％にて、 Ｃ ：０．０８〜０．２５％、 Ｓｉ：１．２〜２．５％、 Ｍｎ：１．４〜２．３％を含み、残部がＦｅ及び不可避
的不純物を含むことを特徴とする請求項１記載の耐フレ
ッティング疲労特性に優れた熱延鋼板。 - 【請求項３】 熱延鋼板の成分として重量％にて、 Ｃ ：０．０８〜０．２５％、 Ｓｉ：１．２〜２．５％、 Ｍｎ：１．４〜２．３％を含み、且つ、 Ｎｂ：０〜０．２％、 Ｖ ：０〜０．２％、 Ｔｉ：０〜０．１５％の少なくとも一種以上の元素を含
み、残部がＦｅ及び不可避的不純物を含むことを特徴と
する請求項１記載の耐フレッティング疲労特性に優れた
熱延鋼板。 - 【請求項４】 熱延鋼板の成分として請求項２または３
に記載されている成分に加え、重量％にて、 稀土類元素：０．００５〜０．０２５％及び、 Ｃａ：０．００３〜０．１％の少なくとも１種以上の元
素を含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物を含むことを
特徴とする請求項１記載の耐フレッティング疲労特性に
優れた熱延鋼板。 - 【請求項５】 請求項２、請求項３または請求項４に記
載の成分を含有し、残留オーステナイト、フェライト及
びベイナイトを主相とするミクロ組織を有する熱延鋼板
をアークハイト値で０．２mmＡ以上０．７mmＡ以下の加
工度でショットピーニングまたはショットブラスト処理
をすることを特徴とする請求項１記載の耐フレッティン
グ疲労特性に優れた熱延鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8437795A JPH08283896A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 耐フレッティング疲労特性の優れた熱延鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8437795A JPH08283896A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 耐フレッティング疲労特性の優れた熱延鋼板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08283896A true JPH08283896A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=13828859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8437795A Withdrawn JPH08283896A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 耐フレッティング疲労特性の優れた熱延鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08283896A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104568948A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-04-29 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种小孔喷丸工艺检验方法 |
| EP3460089A4 (en) * | 2016-07-06 | 2019-07-24 | Magang (Group) Holding Co., Ltd. | WHEEL FOR RAILING FROM BAINITIC STEEL WITH COST-EFFECTIVE, SLIM PRODUCTION AND METHOD OF PRODUCTION THEREFOR |
-
1995
- 1995-04-10 JP JP8437795A patent/JPH08283896A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104568948A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-04-29 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种小孔喷丸工艺检验方法 |
| EP3460089A4 (en) * | 2016-07-06 | 2019-07-24 | Magang (Group) Holding Co., Ltd. | WHEEL FOR RAILING FROM BAINITIC STEEL WITH COST-EFFECTIVE, SLIM PRODUCTION AND METHOD OF PRODUCTION THEREFOR |
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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: 20020702 |