JPH09296251A - 冷間加工性および被削性に優れた肌焼鋼 - Google Patents
冷間加工性および被削性に優れた肌焼鋼Info
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- JPH09296251A JPH09296251A JP14475296A JP14475296A JPH09296251A JP H09296251 A JPH09296251 A JP H09296251A JP 14475296 A JP14475296 A JP 14475296A JP 14475296 A JP14475296 A JP 14475296A JP H09296251 A JPH09296251 A JP H09296251A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 エネルギーや処理時間を節約するために、熱
間加工間まで優れた冷間加工性と被削性を有する肌焼鋼
を提供する。 【解決手段】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂ，Ｎ
ｂ，Ｎ，Ｔｉ，Ｓ，残部Ｆｅからなり、ただし、３．４
２≦Ｔｉ／Ｎ≦８．０また１．５＜Ｍｎ／２．５＋Ｃｒ
／１．８＋Ｍｏ／２．３＋２４５０ｘＢ＜１３．９とな
る成分を有し、必要に応じて、Ｎｉ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈ
ｆ，さらにＴｅ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃａを含有し、熱間加工
後に焼ならし処理や球状化焼なまし処理などの軟化熱処
理を施すことなく、熱間加工まゝの状態で冷間加工およ
び切削加工性に優れた肌焼鋼。
間加工間まで優れた冷間加工性と被削性を有する肌焼鋼
を提供する。 【解決手段】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂ，Ｎ
ｂ，Ｎ，Ｔｉ，Ｓ，残部Ｆｅからなり、ただし、３．４
２≦Ｔｉ／Ｎ≦８．０また１．５＜Ｍｎ／２．５＋Ｃｒ
／１．８＋Ｍｏ／２．３＋２４５０ｘＢ＜１３．９とな
る成分を有し、必要に応じて、Ｎｉ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｈ
ｆ，さらにＴｅ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃａを含有し、熱間加工
後に焼ならし処理や球状化焼なまし処理などの軟化熱処
理を施すことなく、熱間加工まゝの状態で冷間加工およ
び切削加工性に優れた肌焼鋼。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷間加工によって部品を
製造する際に、または、切削加工を行う際に、軟化熱処
理を施すことなく熱間加工ままの状態で冷間加工性およ
び被削性に優れる肌焼鋼に関するものである。
製造する際に、または、切削加工を行う際に、軟化熱処
理を施すことなく熱間加工ままの状態で冷間加工性およ
び被削性に優れる肌焼鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、冷間加工用の肌焼鋼には、ＪＩＳ
ＳＣｒ４２０やＳＣＭ４２０等の鋼材が適用されてお
り、これらの鋼材の製造方法および冷鍛部品を製造する
には、溶解工程→熱間加工→球状化焼なまし工程→冷間
加工→焼ならし工程→浸炭焼入れ焼もどし工程→仕上げ
工程という工程からなる工法が適用されている。ここで
言う熱間加工とは一般に行われている熱間圧延、熱間鍛
造を示すものである。
ＳＣｒ４２０やＳＣＭ４２０等の鋼材が適用されてお
り、これらの鋼材の製造方法および冷鍛部品を製造する
には、溶解工程→熱間加工→球状化焼なまし工程→冷間
加工→焼ならし工程→浸炭焼入れ焼もどし工程→仕上げ
工程という工程からなる工法が適用されている。ここで
言う熱間加工とは一般に行われている熱間圧延、熱間鍛
造を示すものである。
【０００３】また、切削加工用の肌焼鋼もＪＩＳ ＳＣ
ｒ４２０やＳＣＭ４２０が広く使用されており、これら
鋼材による製造工程は、溶解工程→熱間圧延→熱間鍛造
→焼ならし→切削加工→浸炭焼入れ焼もどし→仕上げ工
程が適用されている。
ｒ４２０やＳＣＭ４２０が広く使用されており、これら
鋼材による製造工程は、溶解工程→熱間圧延→熱間鍛造
→焼ならし→切削加工→浸炭焼入れ焼もどし→仕上げ工
程が適用されている。
【０００４】上述の冷間加工部品を製造する際に行われ
る球状化焼なまし工程は、鋼中に含有される炭化物を球
状化して鋼材を軟化させ、後段の冷間加工を容易にする
ために行われている。また、切削加工前に行われる焼な
らしや焼なましも材料を軟化させることによって被削性
を改善するために行われている。
る球状化焼なまし工程は、鋼中に含有される炭化物を球
状化して鋼材を軟化させ、後段の冷間加工を容易にする
ために行われている。また、切削加工前に行われる焼な
らしや焼なましも材料を軟化させることによって被削性
を改善するために行われている。
【０００５】しかし、球状化焼なまし等の熱処理は生産
性や省エネルギーの点で問題があり、特に、球状化焼な
まし処理は１０時間以上の処理が必要とされるため、熱
間加工ままの状態で冷間加工および切削加工に供するこ
とのできる肌焼鋼の開発が望まれていた。
性や省エネルギーの点で問題があり、特に、球状化焼な
まし処理は１０時間以上の処理が必要とされるため、熱
間加工ままの状態で冷間加工および切削加工に供するこ
とのできる肌焼鋼の開発が望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は熱間圧延また
は熱間鍛造ままの素材状態で優れた冷間加工性を持ち、
なおかつ被削性にも優れた肌焼鋼を提供することを目的
とすることにある。
は熱間鍛造ままの素材状態で優れた冷間加工性を持ち、
なおかつ被削性にも優れた肌焼鋼を提供することを目的
とすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題の解決
のために、冷間加工性を阻害する元素であるＳを低減す
るとともに、加工時の変形抵抗を小さくするためにＳ
ｉ，Ｍｎ，Ｃｒを低減した。また、焼入性を改善する目
的でＢを添加した。また、浸炭処理後の部品強度を確保
し、かつ、材料を極力軟化させるためにＭｎ，Ｃｒ，Ｍ
ｏおよびＢ含有量を適正化した。さらには、必要に応じ
て被削性の改善を目的としてＴｅ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃａの
うち１種または２種以上を含有することを特徴としてい
る。
のために、冷間加工性を阻害する元素であるＳを低減す
るとともに、加工時の変形抵抗を小さくするためにＳ
ｉ，Ｍｎ，Ｃｒを低減した。また、焼入性を改善する目
的でＢを添加した。また、浸炭処理後の部品強度を確保
し、かつ、材料を極力軟化させるためにＭｎ，Ｃｒ，Ｍ
ｏおよびＢ含有量を適正化した。さらには、必要に応じ
て被削性の改善を目的としてＴｅ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃａの
うち１種または２種以上を含有することを特徴としてい
る。
【０００８】本発明による肌焼鋼は合金元素の含有量
が、質量％で、Ｃ：０．１０〜０．２５％，Ｓｉ：≦
０．３０％，Ｍｎ：０．２０〜１．５０％，Ｃｒ：０．
２０〜２．０％，Ｍｏ：≦０．５０％，Ｂ：０．０００
５〜０．００５０％，Ｎｂ：０．０１〜０．２％，Ｎ：
≦０．０１５％，Ｔｉ：≦０．１０％（ただし、Ｔｉと
Ｎの含有量の比率が３．４２≦Ｔｉ／Ｎ≦８．０）、
Ｓ：≦０．０３０％であり、Ｍｎ，Ｃｒ，ＭｏおよびＢ
の含有量において、１．５＜Ｍｎ／２．５＋Ｃｒ／１．
８＋Ｍｏ／２．３＋２４５０×Ｂ＜１３．９であり、残
部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、熱間加工後に焼な
らし処理や球状化焼なまし処理などの軟化熱処理を施す
ことなく、熱間加工ままの状態で冷間加工および切削加
工に供すことができることを特徴とし、さらに、必要に
応じて質量％で、Ｎｉ：≦２．０％，Ｚｒ：０．０１〜
０．２％，Ｔａ：０．０１〜０．５％，Ｈｆ：０．０１
〜０．５％のうち一種または二種以上を含有することを
特徴とし、さらに、必要に応じて質量％で、Ｔｅ：≦
０．２％，Ｐｂ；≦０．２％，Ｂｉ：≦０．２％，Ｃ
ａ：≦０．０１％のうち一種または二種以上を含有し冷
間加工性および被削性に優れた肌焼鋼である。
が、質量％で、Ｃ：０．１０〜０．２５％，Ｓｉ：≦
０．３０％，Ｍｎ：０．２０〜１．５０％，Ｃｒ：０．
２０〜２．０％，Ｍｏ：≦０．５０％，Ｂ：０．０００
５〜０．００５０％，Ｎｂ：０．０１〜０．２％，Ｎ：
≦０．０１５％，Ｔｉ：≦０．１０％（ただし、Ｔｉと
Ｎの含有量の比率が３．４２≦Ｔｉ／Ｎ≦８．０）、
Ｓ：≦０．０３０％であり、Ｍｎ，Ｃｒ，ＭｏおよびＢ
の含有量において、１．５＜Ｍｎ／２．５＋Ｃｒ／１．
８＋Ｍｏ／２．３＋２４５０×Ｂ＜１３．９であり、残
部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、熱間加工後に焼な
らし処理や球状化焼なまし処理などの軟化熱処理を施す
ことなく、熱間加工ままの状態で冷間加工および切削加
工に供すことができることを特徴とし、さらに、必要に
応じて質量％で、Ｎｉ：≦２．０％，Ｚｒ：０．０１〜
０．２％，Ｔａ：０．０１〜０．５％，Ｈｆ：０．０１
〜０．５％のうち一種または二種以上を含有することを
特徴とし、さらに、必要に応じて質量％で、Ｔｅ：≦
０．２％，Ｐｂ；≦０．２％，Ｂｉ：≦０．２％，Ｃ
ａ：≦０．０１％のうち一種または二種以上を含有し冷
間加工性および被削性に優れた肌焼鋼である。
【０００９】
【作用】以下に各合金元素の限定理由について説明す
る。 Ｃ：０．１０〜０．２５％ Ｃは鋼材の心部の強度を確保する元素であり０．１０％
未満の含有量ではその効果は得られず、少なくとも０．
１０．％が必要とされる。しかし、０．２５％を越して
含有させるとＳｉ，Ｍｎ，Ｃｒなどの元素を減じても熱
間加工後の硬さが増大して球状化焼なましなどの軟化処
理を省略することが不可避となるため、Ｃ含有量を０．
１０〜０．２５％に規定した。
る。 Ｃ：０．１０〜０．２５％ Ｃは鋼材の心部の強度を確保する元素であり０．１０％
未満の含有量ではその効果は得られず、少なくとも０．
１０．％が必要とされる。しかし、０．２５％を越して
含有させるとＳｉ，Ｍｎ，Ｃｒなどの元素を減じても熱
間加工後の硬さが増大して球状化焼なましなどの軟化処
理を省略することが不可避となるため、Ｃ含有量を０．
１０〜０．２５％に規定した。
【００１０】Ｓｉ：≦０．３０％ Ｓｉは鋼中の酸素を低減させる脱酸剤として添加される
が、Ｓｉはフェライト強化型の元素であり、０．３０％
を越して含有させると熱間加工後の硬さを増大させ、か
つ、冷間加工性を大幅に劣化させる。このため、Ｓｉ含
有量を０．３０％以下に規定した。
が、Ｓｉはフェライト強化型の元素であり、０．３０％
を越して含有させると熱間加工後の硬さを増大させ、か
つ、冷間加工性を大幅に劣化させる。このため、Ｓｉ含
有量を０．３０％以下に規定した。
【００１１】Ｍｎ：０．２０〜１．５０％ Ｍｎは鋼材の焼入性および心部の強度を向上せしめるた
めに添加されるが、含有量が０．２０％未満では焼入性
の改善効果が期待されず、また、１．５０％を越えて大
量に含有させると冷間加工性および被削性が低下するた
め、Ｍｎ含有量を０．２０〜１．５０％に規定した。
めに添加されるが、含有量が０．２０％未満では焼入性
の改善効果が期待されず、また、１．５０％を越えて大
量に含有させると冷間加工性および被削性が低下するた
め、Ｍｎ含有量を０．２０〜１．５０％に規定した。
【００１２】Ｃｒ：０．２０〜２．０％ ＣｒもＭｎと同様に焼入れ性の改善、および心部の強度
を向上せしめるために添加されるが、含有量が０．２０
％未満では焼入性の改善効果が期待されず、また、２．
０％を越えて含有させると熱間加工後の硬さが増加し冷
間加工性および切削性の低下が生じるために、Ｃｒ含有
量を０．２０〜２．０％に規定した。
を向上せしめるために添加されるが、含有量が０．２０
％未満では焼入性の改善効果が期待されず、また、２．
０％を越えて含有させると熱間加工後の硬さが増加し冷
間加工性および切削性の低下が生じるために、Ｃｒ含有
量を０．２０〜２．０％に規定した。
【００１３】Ｍｏ：≦０．５０％ Ｍｏは鋼材の強度と焼入性を向上させる目的で添加され
るが、０．５０％を越えて含有させると、熱間加工後に
ベイナイト組織が生成し硬さが増大し冷間加工性を著し
く低下させるために、Ｍｏ含有量を０．５０％以下に規
定した。
るが、０．５０％を越えて含有させると、熱間加工後に
ベイナイト組織が生成し硬さが増大し冷間加工性を著し
く低下させるために、Ｍｏ含有量を０．５０％以下に規
定した。
【００１４】Ｂ：０．０００５〜０．００５０％ Ｂは焼入性を改善せしめる元素であるが、０．０００５
％未満の含有量ではその効果は少なく、しかし、０．０
０５０％を越えて含有させてもその効果は飽和するとと
もに、熱間加工時に割れを生じやすくなるなど熱間加工
性を劣化するために、Ｂ含有量を０．０００５〜０．０
０５０％に規定した。
％未満の含有量ではその効果は少なく、しかし、０．０
０５０％を越えて含有させてもその効果は飽和するとと
もに、熱間加工時に割れを生じやすくなるなど熱間加工
性を劣化するために、Ｂ含有量を０．０００５〜０．０
０５０％に規定した。
【００１５】Ｎｂ；０．０１〜０．２％ Ｎｂは鋼中のＮまたはＣと結合して析出物を生成するこ
とによってオーステナイト結晶粒の粗大化を防止する効
果を有するため、少なくとも０．０１％以上を添加す
る。しかし、０．２％を越えて含有されると熱間加工後
の硬さが増加し冷間加工性と被削性を劣化するために、
Ｎｂ含有量を０．０１〜０．２％に規定した。
とによってオーステナイト結晶粒の粗大化を防止する効
果を有するため、少なくとも０．０１％以上を添加す
る。しかし、０．２％を越えて含有されると熱間加工後
の硬さが増加し冷間加工性と被削性を劣化するために、
Ｎｂ含有量を０．０１〜０．２％に規定した。
【００１６】Ｎ：≦０．０１５％ Ｎは鋼中でＢと結合しＢＮを生成し、Ｂの焼入性向上の
効果を減ずると同時に熱間加工後の硬さの増加を生じる
ために、Ｎ含有量を０．０１５％以下に規定した。
効果を減ずると同時に熱間加工後の硬さの増加を生じる
ために、Ｎ含有量を０．０１５％以下に規定した。
【００１７】Ｔｉ：≦０．１０％ Ｔｉは鋼中のＮと結合しＴｉＮを生成することによっ
て、ＮがＢと結合することを防止し、Ｂの焼入性向上の
効果を維持させるために添加する。この際、Ｎ量に応じ
て添加量が決定され、鋼中Ｎを完全に固定するためには
Ｔｉ／Ｎを３．４２以上とする必要がある。また、鋼中
のＮ量が０．０１％以上であり、かつ、Ｔｉ／Ｎが８．
０を越す場合、またはＴｉ量が０．１０％を越えて含有
されると、大型のＴｉＮを生成しやすくなるために冷間
加工性や鋼材の疲れ強度を低下することがあるため、、
Ｔｉ含有量の上限を０．１０％以下に規定するととも
に、ＴＩ／Ｎを３．４２〜８．０の範囲に規定した。
て、ＮがＢと結合することを防止し、Ｂの焼入性向上の
効果を維持させるために添加する。この際、Ｎ量に応じ
て添加量が決定され、鋼中Ｎを完全に固定するためには
Ｔｉ／Ｎを３．４２以上とする必要がある。また、鋼中
のＮ量が０．０１％以上であり、かつ、Ｔｉ／Ｎが８．
０を越す場合、またはＴｉ量が０．１０％を越えて含有
されると、大型のＴｉＮを生成しやすくなるために冷間
加工性や鋼材の疲れ強度を低下することがあるため、、
Ｔｉ含有量の上限を０．１０％以下に規定するととも
に、ＴＩ／Ｎを３．４２〜８．０の範囲に規定した。
【００１８】Ｓ：≦０．０３０％ Ｓは０．０３０％を越えると、大型の硫化物（ＭｎＳ）
を生成し冷間加工性を劣化させるために、Ｓ含有量を
０．０３０％以下に規定した。
を生成し冷間加工性を劣化させるために、Ｓ含有量を
０．０３０％以下に規定した。
【００１９】１．５＜Ｍｎ／２．５＋Ｃｒ／１．８＋Ｍ
ｏ／２．３＋２４５０×Ｂ＜１３．９ 肌焼鋼は所定の部品形状に加工された後に浸炭焼入れ焼
もどし処理を行うが、この際に部品強度を確保するため
に心部硬さを維持する必要があり、焼入性に優れている
ことが重要である。このためには、ＪＩＳ Ｇ ０５６
１による焼入性試験法において、Ｊ１３ｍｍにおける硬
さが少なくとも２５ＨＲＣとする必要がある。また同時
に、熱間加工ままの状態で冷間加工性と被削性を良化せ
しめるためには、Ｊ５０ｍｍにおける硬さを極力低減さ
せることが重要であり２０ＨＲＣ程度に低下させること
が望ましく、好ましいＪ５０ｍｍ硬さは１５ＨＲＣ以下
である。
ｏ／２．３＋２４５０×Ｂ＜１３．９ 肌焼鋼は所定の部品形状に加工された後に浸炭焼入れ焼
もどし処理を行うが、この際に部品強度を確保するため
に心部硬さを維持する必要があり、焼入性に優れている
ことが重要である。このためには、ＪＩＳ Ｇ ０５６
１による焼入性試験法において、Ｊ１３ｍｍにおける硬
さが少なくとも２５ＨＲＣとする必要がある。また同時
に、熱間加工ままの状態で冷間加工性と被削性を良化せ
しめるためには、Ｊ５０ｍｍにおける硬さを極力低減さ
せることが重要であり２０ＨＲＣ程度に低下させること
が望ましく、好ましいＪ５０ｍｍ硬さは１５ＨＲＣ以下
である。
【００２０】ＪＩＳ ＳＣｒ４２０またはＳＣＭ４２０
などの鋼種は、焼入性を向上させる目的でＭｎ，Ｃｒ，
Ｍｏ等の合金元素が添加されているために、浸炭処理後
の心部硬さは高い値が得られ十分な部品強度を得ること
ができるが、反面、Ｊ５０ｍｍ硬さが最大２５ＨＲＣに
も達するために、常法の熱間加工を行うと８５ＨＲＢ以
上の硬さとなり、熱間加工ままでは冷間加工を行うこと
はできない。また、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ等の合金元素の添
加量を減じＪ５０ｍｍ硬さを下げた場合、Ｊ１３ｍｍ硬
さが大幅に低下するために、浸炭部品としての強度を維
持できないと言う問題点がある。Ｊ１３ｍｍ硬さを極力
高め、かつ、Ｊ５０硬さを減じるための手段として、Ｍ
ｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂの４元素において、Ｊ１３ｍｍ硬さ
をＳＣｒ４２０およびＳＣＭ４２０と同等とし、かつ、
Ｊ５０ｍｍ硬さを極力低減するための範囲として、１．
５＜Ｍｎ／２．５＋Ｃｒ／１．８＋Ｍｏ／２．３＋２４
５０×Ｂ＜１３．９を規定した。
などの鋼種は、焼入性を向上させる目的でＭｎ，Ｃｒ，
Ｍｏ等の合金元素が添加されているために、浸炭処理後
の心部硬さは高い値が得られ十分な部品強度を得ること
ができるが、反面、Ｊ５０ｍｍ硬さが最大２５ＨＲＣに
も達するために、常法の熱間加工を行うと８５ＨＲＢ以
上の硬さとなり、熱間加工ままでは冷間加工を行うこと
はできない。また、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ等の合金元素の添
加量を減じＪ５０ｍｍ硬さを下げた場合、Ｊ１３ｍｍ硬
さが大幅に低下するために、浸炭部品としての強度を維
持できないと言う問題点がある。Ｊ１３ｍｍ硬さを極力
高め、かつ、Ｊ５０硬さを減じるための手段として、Ｍ
ｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｂの４元素において、Ｊ１３ｍｍ硬さ
をＳＣｒ４２０およびＳＣＭ４２０と同等とし、かつ、
Ｊ５０ｍｍ硬さを極力低減するための範囲として、１．
５＜Ｍｎ／２．５＋Ｃｒ／１．８＋Ｍｏ／２．３＋２４
５０×Ｂ＜１３．９を規定した。
【００２１】Ｎｉは鋼材の靭性と疲れ特性を改善し、ま
た、浸炭処理時の粒界部に発生する異常層の生成を防止
する効果があるので、２．０％を上限として添加するこ
とができる。
た、浸炭処理時の粒界部に発生する異常層の生成を防止
する効果があるので、２．０％を上限として添加するこ
とができる。
【００２２】Ｚｒ，Ｔａ，ＨｆはＮｂと同様にＮまたは
Ｃと結合して鋼中で微細な析出物を生成しオーステナイ
ト結晶粒の粗大化を防止する効果かがあるので、Ｚｒ：
０．０１〜０．２％，Ｔａ：０．０１〜０．５％，Ｈ
ｆ：０．０１〜０．５％の範囲で１種または２種以上を
含有することができる。しかし、各元素ともに添加しす
ぎると冷間加工性を劣化させる。
Ｃと結合して鋼中で微細な析出物を生成しオーステナイ
ト結晶粒の粗大化を防止する効果かがあるので、Ｚｒ：
０．０１〜０．２％，Ｔａ：０．０１〜０．５％，Ｈ
ｆ：０．０１〜０．５％の範囲で１種または２種以上を
含有することができる。しかし、各元素ともに添加しす
ぎると冷間加工性を劣化させる。
【００２３】Ｔｅ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃａは鋼材の被削性を
改善することかを有するため、それぞれ、Ｔｅ：≦０．
２％，Ｐｂ：≦０．２％，Ｂｉ：≦０．２％，Ｃａ：≦
０．０１％の範囲とすることによって効果が現れる。な
お、各元素ともに添加しすぎると冷間加工性を劣化させ
る。
改善することかを有するため、それぞれ、Ｔｅ：≦０．
２％，Ｐｂ：≦０．２％，Ｂｉ：≦０．２％，Ｃａ：≦
０．０１％の範囲とすることによって効果が現れる。な
お、各元素ともに添加しすぎると冷間加工性を劣化させ
る。
【００２４】
【実施例】本発明による鋼材と比較鋼の化学成分を表１
に示す。これらの鋼材は全て常法にて溶製され、その後
にビレット段階を経て直径５０ｍｍの丸棒に熱間圧延さ
れたものである。
に示す。これらの鋼材は全て常法にて溶製され、その後
にビレット段階を経て直径５０ｍｍの丸棒に熱間圧延さ
れたものである。
【００２５】焼入性の評価は、ＪＩＳ Ｇ ０５６１に
規定されるジョニミー焼入性試験によってＪ１３ｍｍ硬
さ、および、Ｊ５０ｍｍ硬さを測定し評価した。なお、
焼入性試験片は、熱間圧延された直径５０ｍｍ棒鋼か
ら、機械加工によって所定の試験片に製造したものであ
る。
規定されるジョニミー焼入性試験によってＪ１３ｍｍ硬
さ、および、Ｊ５０ｍｍ硬さを測定し評価した。なお、
焼入性試験片は、熱間圧延された直径５０ｍｍ棒鋼か
ら、機械加工によって所定の試験片に製造したものであ
る。
【００２６】冷間加工性の評価は、上記の直径５０ｍｍ
の熱間圧延鋼材および同材を１２００℃に加熱し２時間
保持した後に直径３０ｍｍの丸棒に熱間鍛造し、大気中
に放置冷却した鋼材の２種を用いた。それぞれの鋼材か
ら、直径６ｍｍ、高さ１２ｍｍの円柱状の試験片を機械
加工によって作製し圧縮試験を行った。この時の真ひず
み−真応力曲線を求め真ひずみが０．８となる時の真応
力によって冷間加工性を評価した。また、直径２５ｍ
ｍ、高さ３７．５ｍｍの円柱状試験片を用い、据え込み
率６０、７０、８０％の加工率で１０個の据え込み試験
を行い、割れの発生する割合を求め冷間加工性を評価し
た。また、鋼材断面Ｄ／４位置の硬さをロックウェル硬
さ計で測定した。
の熱間圧延鋼材および同材を１２００℃に加熱し２時間
保持した後に直径３０ｍｍの丸棒に熱間鍛造し、大気中
に放置冷却した鋼材の２種を用いた。それぞれの鋼材か
ら、直径６ｍｍ、高さ１２ｍｍの円柱状の試験片を機械
加工によって作製し圧縮試験を行った。この時の真ひず
み−真応力曲線を求め真ひずみが０．８となる時の真応
力によって冷間加工性を評価した。また、直径２５ｍ
ｍ、高さ３７．５ｍｍの円柱状試験片を用い、据え込み
率６０、７０、８０％の加工率で１０個の据え込み試験
を行い、割れの発生する割合を求め冷間加工性を評価し
た。また、鋼材断面Ｄ／４位置の硬さをロックウェル硬
さ計で測定した。
【００２７】被削性の評価は、直径５０ｍｍの圧延鋼材
および直径３０ｍｍに熱間鍛造した鋼材を用い、切削試
験を行い工具寿命時間を測定した。切削条件は、切削速
度：２００ｍｍ／分、送り：０．２ｍｍ／ｒｐｍ、切り
込み：２ｍｍである。工具寿命は境界摩耗量が０．２ｍ
ｍとなるまでの時間である。
および直径３０ｍｍに熱間鍛造した鋼材を用い、切削試
験を行い工具寿命時間を測定した。切削条件は、切削速
度：２００ｍｍ／分、送り：０．２ｍｍ／ｒｐｍ、切り
込み：２ｍｍである。工具寿命は境界摩耗量が０．２ｍ
ｍとなるまでの時間である。
【００２８】
【表１】
【００２９】表２に、焼入性の評価結果を示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】表３に、冷間加工性の評価結果を示す。
【００３２】
【表３】
【００３３】表４に、被削性の評価結果を示す。
【００３４】
【表４】
【００３５】表２に焼入性の評価結果を示したが、発明
鋼はＪ１３ｍｍ硬さがいずれも２５ＨＲＣ以上の値が得
られており、浸炭処理後に十分な心部硬さを得ることが
可能とされる。比較鋼Ｎｏ．１１，１２は、ＳＣｒ４２
０，ＳＣＭ４２０であるが、Ｊ１３ｍｍ硬さは２５ＨＲ
Ｃ以上を得られるが、Ｊ５０ｍｍ硬さが発明鋼に比べて
高い値を示しており、表２の熱間加工後の硬さに見られ
るように発明鋼に比べて、熱間加工後の硬さはいずれも
７ＨＲＢ以上高めとなっている。また、比較鋼Ｎｏ．１
３，１７のようにＭｎ，Ｃｒ，Ｍｏ、またはＢ量を高め
るとＪ１３ｍｍ硬さは高くなるもののＪ５０ｍｍ硬さも
同時に上昇し、両者を満足することはできない。さら
に、比較鋼Ｎｏ，１５のようにＭｎ，Ｃｒ，Ｍｏを所定
量以下に減じた場合にはＪ１３ｍｍ硬さが低下するなど
の問題がある。
鋼はＪ１３ｍｍ硬さがいずれも２５ＨＲＣ以上の値が得
られており、浸炭処理後に十分な心部硬さを得ることが
可能とされる。比較鋼Ｎｏ．１１，１２は、ＳＣｒ４２
０，ＳＣＭ４２０であるが、Ｊ１３ｍｍ硬さは２５ＨＲ
Ｃ以上を得られるが、Ｊ５０ｍｍ硬さが発明鋼に比べて
高い値を示しており、表２の熱間加工後の硬さに見られ
るように発明鋼に比べて、熱間加工後の硬さはいずれも
７ＨＲＢ以上高めとなっている。また、比較鋼Ｎｏ．１
３，１７のようにＭｎ，Ｃｒ，Ｍｏ、またはＢ量を高め
るとＪ１３ｍｍ硬さは高くなるもののＪ５０ｍｍ硬さも
同時に上昇し、両者を満足することはできない。さら
に、比較鋼Ｎｏ，１５のようにＭｎ，Ｃｒ，Ｍｏを所定
量以下に減じた場合にはＪ１３ｍｍ硬さが低下するなど
の問題がある。
【００３６】表３に冷間加工性の評価結果を示した。発
明鋼はいずれも直径５０ｍｍの熱間圧延鋼材おおよび直
径３０ｍｍの熱間鍛造鋼材を用いて評価したが、比較鋼
Ｎｏ．１１，１２のＳＣｒ４２０，ＳＣＭ４２０は、一
般に冷間加工前に球状化焼なまし処理を施すために球状
化焼なまし処理を行ったものについても評価を行ってい
る。発明鋼の真応力はＳＣｒ４２０またはＳＣＭ４２０
の球状化焼なまし処理品と同等以下の値であることが確
認された。また、比較鋼の硬さは発明鋼の硬さに比べて
高く、真応力も７０〜１００ＭＰａ上昇しており、冷間
加工性が低下することが分かる。
明鋼はいずれも直径５０ｍｍの熱間圧延鋼材おおよび直
径３０ｍｍの熱間鍛造鋼材を用いて評価したが、比較鋼
Ｎｏ．１１，１２のＳＣｒ４２０，ＳＣＭ４２０は、一
般に冷間加工前に球状化焼なまし処理を施すために球状
化焼なまし処理を行ったものについても評価を行ってい
る。発明鋼の真応力はＳＣｒ４２０またはＳＣＭ４２０
の球状化焼なまし処理品と同等以下の値であることが確
認された。また、比較鋼の硬さは発明鋼の硬さに比べて
高く、真応力も７０〜１００ＭＰａ上昇しており、冷間
加工性が低下することが分かる。
【００３７】また、割れ発生率を見ると発明鋼Ｎｏ．
５，９では８０％据え込み時に１０％の割れ発生が確認
されたのみであるのに対して、比較鋼では熱間圧延、熱
間鍛造ままの材料は８０％据え込みでは４０％以上の割
れ発生が生じている。発明鋼の割れ発生率はＳＣｒ４２
０の球状化焼なまし材と同等であり、発明鋼は球状化焼
なましすることなく冷間加工に供することができること
が確認された。
５，９では８０％据え込み時に１０％の割れ発生が確認
されたのみであるのに対して、比較鋼では熱間圧延、熱
間鍛造ままの材料は８０％据え込みでは４０％以上の割
れ発生が生じている。発明鋼の割れ発生率はＳＣｒ４２
０の球状化焼なまし材と同等であり、発明鋼は球状化焼
なましすることなく冷間加工に供することができること
が確認された。
【００３８】表４に被削性の評価結果を示したが、発明
鋼の工具の寿命は比較鋼に比べて大幅に延長されること
が確認された。また、比較鋼Ｎｏ．４，６，７，８はＰ
ｂ，Ｔｅ等の被削性を改善する元素を添加したものであ
るが、冷間加工性を害することなく良好な被削性が得ら
れている。
鋼の工具の寿命は比較鋼に比べて大幅に延長されること
が確認された。また、比較鋼Ｎｏ．４，６，７，８はＰ
ｂ，Ｔｅ等の被削性を改善する元素を添加したものであ
るが、冷間加工性を害することなく良好な被削性が得ら
れている。
【００３９】
【発明の効果】以上の実施例により本発明は、熱間圧延
や熱間鍛造などの熱間加工後に焼ならし処理や球状化焼
なまし処理などの熱処理を行うことなく、良好な冷間加
工性と被削性を有しており、熱間加工ままの状態の素材
を冷間加工または切削加工に供することが可能とされ、
熱処理省略による生産性向上、省エネルギー化と産業上
の効果は極めて顕著なものである。
や熱間鍛造などの熱間加工後に焼ならし処理や球状化焼
なまし処理などの熱処理を行うことなく、良好な冷間加
工性と被削性を有しており、熱間加工ままの状態の素材
を冷間加工または切削加工に供することが可能とされ、
熱処理省略による生産性向上、省エネルギー化と産業上
の効果は極めて顕著なものである。
Claims (3)
- 【請求項１】 合金元素の含有量が、質量％で、Ｃ：
０．１０〜０．２５％，Ｓｉ：≦０．３０％，Ｍｎ：
０．２０〜１．５０％，Ｃｒ：０．２０〜２．０％，Ｍ
ｏ：≦０．５０％，Ｂ：０．０００５〜０．００５０
％，Ｎｂ：０．０１〜０．２％，Ｎ：≦０．０１５％，
Ｔｉ：≦０．１０％（ただし、ＴｉとＮの含有量の比率
が３．４２≦Ｔｉ／Ｎ≦８．０）、Ｓ：≦０．０３０％
であり、Ｍｎ，Ｃｒ，ＭｏおよびＢの含有量において、
１．５＜Ｍｎ／２．５＋Ｃｒ／１．８＋Ｍｏ／２．３＋
２４５０ｘＢ＜１３．９であり、残部Ｆｅおよび不可避
不純物からなることを特徴とした冷間加工性および被削
性に優れた肌焼鋼。 - 【請求項２】 請求項１に記載の合金組成に加えて、
質量％で、Ｎｉ：≦２．０％，Ｚｒ：０．０１〜０．２
％，Ｔａ：０．０１〜０．５％，Ｈｆ：０．０１〜０．
５％のうち一種または二種以上を含有することを特徴と
した冷間加工性および被削性に優れた肌焼鋼。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の合金組成に
加えて、質量％で、Ｔｅ：≦０．２％，Ｐｂ；≦０．２
％，Ｂｉ：≦０．２％，Ｃａ：≦０．０１％のうち一種
または二種以上を含有することを特徴とした冷間加工性
および被削性に優れた肌焼鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14475296A JPH09296251A (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | 冷間加工性および被削性に優れた肌焼鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14475296A JPH09296251A (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | 冷間加工性および被削性に優れた肌焼鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09296251A true JPH09296251A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=15369562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14475296A Pending JPH09296251A (ja) | 1996-05-02 | 1996-05-02 | 冷間加工性および被削性に優れた肌焼鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09296251A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105369126A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-02 | 钢铁研究总院 | 一种合金钢及其精轧螺纹钢筋的生产方法以及精轧螺纹钢筋 |
-
1996
- 1996-05-02 JP JP14475296A patent/JPH09296251A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105369126A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-02 | 钢铁研究总院 | 一种合金钢及其精轧螺纹钢筋的生产方法以及精轧螺纹钢筋 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040726 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040809 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041201 |