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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- steel sheet
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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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