JPH08291373A - 破断分離が容易な熱間鍛造用高強度非調質鋼 - Google Patents
破断分離が容易な熱間鍛造用高強度非調質鋼Info
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Abstract
ロッドのように少なくとも二個以上からなる部品を一体
で鍛造し,冷却後に機械加工を用いることなく容易に個
別の部品に破断分離できる。 【構成】 重量基準でC:0.40〜0.60%,S
i:0.50〜5.00%,Mn:0.10〜0.80
%,P:0.01〜0.20%,Cr:0.10〜0.
50%,V:0.10〜0.50%,および必要により
Pb:0.30%以下,S :0.20%以下,Te:
0.30%以下,Ca:0.01%以下,Bi:0.3
0%以下のうちから選ばれる1種または2種以上を含
み,残部Feおよび不純物よりなることを特徴とした破
断分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼。
Description
れ,鍛造後に二個以上の部品に分離して用いるコネクテ
ィングロッドなどの素材として利用され,前記部品を分
離する際に破断によって容易に分離することができる熱
間鍛造用高強度非調質鋼に関する。
造後に二個以上の個別部品に分離して用いる部品は,最
終形状に一体鍛造後,必要によっては仕上げの機械加工
を施した後,機械加工によって二個に分離されていた。
この種の方法は切断部分に切り代として余分な材料を要
すると共に切断後分離面を切削加工または研磨などによ
って仕上げる必要があり,多大な時間の浪費と価格の上
昇をもたらしていた。
として粉末焼結鍛造化を図って容易にすることが提案さ
れているが,粉末焼結鍛造プロセス自体が複雑なプロセ
スであり生産性を阻害し,コストアップの原因となる。
造して得られる部品は機械構造部品として用いられる2
5〜35HRCの硬さ範囲では十分な靭性を有している
ため,破断による分離を行うと破断面の一部が衝撃試験
時に見られるシアーリップのように大きな塑性変形が生
じ,破断分離ままでは破面を正確にあわせることは困難
であった。
料歩留まり向上のため,一般の溶製材を熱間鍛造により
一体部品に成形し,上記の機械加工による切断を行わな
くとも容易に破断分離することができる熱間鍛造用高強
度非調質鋼を提供することを目的としている。
用非調質鋼鋼は重量基準でC:0.40〜0.60%,
Si:0.50〜5.00%,Mn:0.10〜0.8
0%,P:0.01〜0.20%,Cr:0.10〜
0.50%,V:0.10〜0.50%,および必要に
よりPb:0.30%以下,S :0.20%以下,T
e:0.30%以下,Ca:0.01%以下,Bi:
0.30%以下のうちから選ばれる1種または2種以上
を含み,残部Feおよび不純物よりなることを特徴と
し,かかる発明の構成を前述した従来の課題を解決する
ための手段としたものである。
の成分範囲(重量基準)の限定理由について説明する。 C:0.40〜0.60% Cは鍛造品の強度を確保するのに有効な元素であり,こ
のような効果を得るためには0.40%以上含有させる
ことが必要である.しかし,多すぎると硬さが高くなり
すぎ被削性が低下するので0.60%以下とする必要が
ある。
ているとともに,フェライト中に固溶し破断分離時の塑
性変形の主な原因である軟質相であるフェライトの強度
を向上させることによる脆性破面率を高め,破断面の密
着性を向上させる。このような効果を得るためには0.
50%以上含有させることが必要である。しかし,含有
量が多すぎると熱間加工性を劣化させるので5.00%
以下とすることが必要である。なおSiの好ましい範囲
は1.00〜5.00%である。
10〜0.50% Mn,Crはパーライト部の靭性を高める働きを有する
元素である。しかし,破断分離を行う場合にはパーライ
トの靭性は低い方がより破断面の塑性変形が少なく,密
着性が向上するためそれぞれ0.10〜0.80%,
0.10〜0.50%とした。
く抑えられるのが一般的であるが,破断分離を行う本発
明においては脆性破面率を高め,破断面の密着性を向上
させる元素として非常に有効に作用するため積極的な添
加を行っている。しかし,多量に添加してもその効果が
飽和するために0.01〜0.20%とした。また,P
の好ましい範囲は0.05〜0.20%である.
離破断面の密着性を向上させる。また,Vは疲労強度を
大きく向上させる元素でもあり,このような効果を得る
ためにも0.10%以上の添加が必要である。しかし,
多量の添加は経済的に不利となるため0.50%以下と
する必要がある。
下,Te:0.30%以下,Ca:0.01%以下,B
i:0.30%以下のうちから選ばれる1種または2種
以上 Pb,S,Te,Ca,Biはいずれも被削性を向上さ
せるのに有効な元素であるので,鍛造品において被削性
がさらに良好であることが要求される場合には必要に応
じてこれらのうちから選ばれる1種または2種以上を適
量添加するのもよい。
工性や疲れ限度を低下させるので,添加するとしても,
Pbは0.30%以下,Sは0.20%以下,Teは
0.30%以下,Caは0.01%以下,Biは0.3
0%以下とする必要がある。
上記した構成を有するものであるから,この熱間鍛造用
高強度非調質鋼を所望の形状に熱間鍛造,冷却したの
ち,機械加工を用いることなく二個以上の部品に容易に
破断分離することができ,また破断分離破面の塑性変形
量も少なく,密着性もよいものとなる。
たのち造塊し,熱間鍛造を行って50mm角の鍛造素材
とし,これを1200℃で60分加熱保持したあと直径
22mmの丸棒に熱間鍛造を行い,適当な間隔をおいて
室温まで放冷した。この直径22mmの丸棒材より試験
片を切り出し試験に供した。また,一部の供試材につい
てドリル加工能率を測定し被削性の評価を行った。
の硬さをロックウェル硬度計で測定した結果を示し,衝
撃値はJIS3号衝撃試験片を切り出して25℃でシャ
ルピー衝撃試験を行って測定した結果であり,密着性の
指標として脆性破面率も測定している。また,疲れ限度
は平行部直径8mmの平滑回転曲げ試験片を用いて測定
した。これらの結果を第1表に示す。さらに工具寿命
は,第2表に示す条件によるドリル試験を行って測定し
た。これらの結果を発明鋼No.2を100とした場合
の相対的な値をドリル加工能率として表したものを同じ
く第1表に示す。
いNo.Aは発明鋼であるNo.1,2にくらべ硬さが
低く,脆性破面率が低下している。このため破断分離後
の破面密着性が低下しする。また,No.BではC含有
量が高すぎるために硬さがが高くなりすぎている。この
ためCの含有量は0.40〜0.60%に入って居る必
要があることがわかる。
Siが低いため硬さが低く,脆性破面率が低下してい
る。また,No.DはSiが高すぎるために硬さが高く
なりすぎており,Siは0.50〜5.00%にする必
要があることがわかる。
よりもPが低いため,また実施例No.FはPが高すぎ
るために目標とする脆性破面率および硬さが得られてお
らず,P含有量は0.05%〜0.20%に入っている
必要がある。
多量に含むため硬さが高いにもかかわらずパーライトの
靭性が向上し,脆性破面率が低下している。このためM
n,Cr含有量はそれぞれ0.10〜0.80%,0.
10〜0.50%にした。
ぼ同様であるがV含有量が少ないために,脆性破面率お
よび疲れ限度がNo.2より低下している。このためV
含有量は0.10%以上とした。また,多量に添加して
も経済的に不利となるため上限を0.50%以下とし
た。
レベルの合金元素を含むNo.2に比べて疲れ限度が著
しく低下しておりP,S,Te,Ca,Biのような被
削性を改善する元素の過剰添加は好ましくないことがわ
かる。このためそれぞれの含有量をPbは0.30%以
下,Sは0.20%以下,Teは0.30%以下,Ca
は0.01%以下,Biは0.30%以下にした。
さ範囲,つまり25HRC以上,35HRC以下で疲れ
限度,脆性破面率ともNo.A〜No.Kに比べて優れ
ていることがわかる。また,No.6〜No.8より
P,S,Te,Ca,Biの適度な添加は疲れ限度を大
きく低下することなく,被削性を改善していることがわ
かる。
る破断分離が容易な熱間鍛造用高強度非調質鋼は重量基
準でC:0.40〜0.60%,Si:0.50〜5.
00%,Mn:0.10〜0.80%,P:0.01〜
0.20%,Cr:0.10〜0.50%,V:0.1
0〜0.50%,およびPb:0.30%以下,S :
0.20%以下,Te:0.30%以下,Ca:0.0
1%以下,Bi:0.30%以下のうちから選ばれる1
種または2種以上を含み,残部Feおよび不純物よりな
ることを特徴し構成したものであるから,この熱間鍛造
用高強度非調質鋼を所望の形状に熱間鍛造,冷却したの
ち,機械加工を用いることなく二個以上の部品に容易に
破断分離することができ,また破断分離破面の塑性変形
量も少なく,密着性もよいものとなる。
Claims (2)
- 【請求項1】重量基準で C :0.40〜0.60% Si:0.50〜5.00% Mn:0.10〜0.80% P :0.01〜0.20% Cr:0.10〜0.50% V :0.10〜0.50% 残部Feおよび不純物よりなることを特徴とし,熱間鍛
造後に前記鍛造部品を破断によって2個以上の部品に容
易に分離することが可能な熱間鍛造用高強度非調質鋼。 - 【請求項2】重量基準で C :0.40〜0.60% Si:0.50〜5.00% Mn:0.10〜0.80% P :0.01〜0.20% Cr:0.10〜0.50% V :0.10〜0.50% およびPb:0.30%以下 S :0.20%以下 Te:0.30%以下 Ca:0.01%以下 Bi:0.30%以下 のうちから選ばれる1種または2種以上を含み,残部F
eおよび不純物よりなることを特徴とし,熱間鍛造後に
前記鍛造部品を破断によって2個以上の部品に容易に分
離することが可能な熱間鍛造用高強度非調質鋼。
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- 1995-04-17 JP JP12550895A patent/JP3637375B2/ja not_active Expired - Fee Related
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