JPH10168540A - Production of non-heat treated steel for connecting rod and connecting rod - Google Patents

Production of non-heat treated steel for connecting rod and connecting rod

Info

Publication number
JPH10168540A
JPH10168540A JP33127396A JP33127396A JPH10168540A JP H10168540 A JPH10168540 A JP H10168540A JP 33127396 A JP33127396 A JP 33127396A JP 33127396 A JP33127396 A JP 33127396A JP H10168540 A JPH10168540 A JP H10168540A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
connecting rod
treated steel
coining
less
proof stress
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33127396A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichiro Inoue
上 幸一郎 井
Sadayuki Nakamura
村 貞 行 中
Takuo Yamaguchi
口 拓 郎 山
Koji Itakura
倉 浩 二 板
Hideki Usuki
木 秀 樹 臼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Steel Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daido Steel Co Ltd, Nissan Motor Co Ltd filed Critical Daido Steel Co Ltd
Priority to JP33127396A priority Critical patent/JPH10168540A/en
Publication of JPH10168540A publication Critical patent/JPH10168540A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To recover the proportional limit (proof stress) and fatigue strength, deteriorated by cold coining after hot forging, by means of artificial aging and natural aging under a service environment and to provide a connecting rod having proportional limit (proof stress) and fatigue strength both higher than those before coining. SOLUTION: A non-heat treated steel, having a composition consisting of 0.20-0.50% C, 0.05-1.00% Si, 0.10-1.50% Mn, 0.10-1.00% Cr, 0.10-0..50% V, 0.010-0.025% N, further one or >=2 kinds among <=0.30% Pb, <=0.20% S, <=0.30% Te, <=0.01% Ca, and <=0.30% Bi, and the balance Fe with impurities, is used as a stock and formed into a roughly formed body for connecting rod by means of hot forging. After cold coining for shape straightening is applied to the I-section part, including a minimum cross sectional part, of the roughly formed body for connecting rod, the proportional limit and fatigue strength, deteriorated after coining, are recovered by artificial aging or natural aging.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ピストン
とクランクシャフトとを連結するのに利用されるコンロ
ッド(コネクティング ロッド)を熱間鍛造後に焼入
れ,焼もどしなどの熱処理を行うことなく高い比例限度
(高い耐力)と高い疲労強度のものとして得るのに適し
たコンロッド用非調質鋼およびコンロッドの製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a connecting rod for connecting a piston and a crankshaft, which has a high proportionality limit without being subjected to heat treatment such as quenching and tempering after hot forging. The present invention relates to a non-heat-treated steel for connecting rods and a method for manufacturing a connecting rod, which is suitable for obtaining (high yield strength) and high fatigue strength.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、熱間鍛造などの熱間加工後の焼入
れ,焼もどしなどの熱処理(調質処理)を省略できるよ
うにするために、中炭素鋼(C含有量が0.3〜0.5
重量%程度のもの)に微量のVを添加したフェライト+
パーライト型の非調質鋼が機械構造用部品などの素材と
して広く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to omit heat treatment (tempering treatment) such as quenching and tempering after hot working such as hot forging, a medium carbon steel (C content of 0.3 to 0.3%) is required. 0.5
Wt%) plus a small amount of V +
Perlite type non-heat treated steel is widely used as a material for parts for machine structural use.

【0003】そして、近年では、省コスト化の要求によ
ってこのような非調質鋼の用途がさらに拡大してきてお
り、より高い強度が必要とされる部品への適用が可能で
ある非調質鋼の開発が望まれている。
[0003] In recent years, the use of such non-heat treated steel has been further expanded due to the demand for cost reduction, and the non-heat treated steel which can be applied to parts requiring higher strength is available. The development of is desired.

【0004】この場合、要求される強度とは、一般的に
は、耐力と疲労強度である。
In this case, the required strength is generally proof stress and fatigue strength.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】エンジンやポンプなど
においてピストンとクランクシャフトとを連結するのに
用いられるコンロッドにおいても、上述の非調質鋼が採
用されている一例であり、鋼中におけるC,Mn,C
r,Vなどの合金元素の最適化によって、耐力と疲労強
度の向上が図られてきた。
The connecting rod used to connect the piston and the crankshaft in an engine or a pump is an example in which the above-mentioned non-heat-treated steel is employed. Mn, C
By optimizing alloy elements such as r and V, proof stress and fatigue strength have been improved.

【0006】ところが、この種のコンロッドでは、熱間
鍛造によってコンロッド粗成形体を成形した後に、形状
矯正のためにコイニングと称する5〜30%の加工率の
冷間加工をIセクション部に加えることが一般的に行わ
れている。
However, in this kind of connecting rod, after forming a rough connecting rod body by hot forging, a cold working called 5% to 30% called a coining is applied to the I section for correcting the shape. Is commonly done.

【0007】このようなコイニングを行うと、コンロッ
ドにおいて最も強度が要求されるIセクション部に多量
の可動転位が導入される。
When such coining is performed, a large amount of movable dislocations are introduced into the I section where the strength is most required in the connecting rod.

【0008】一般の非調質鋼の用途では、熱間鍛造など
の熱間加工のままで使用されることが多いので、フェラ
イト−パーライト変態時などに導入される可動転位は、
その後のV炭窒化物の析出や、O,N,Cなどの侵入型
溶質原子により固着されて不動転位となる。
[0008] In general non-heat treated steel applications, since hot working such as hot forging is often used as it is, mobile dislocations introduced during ferrite-pearlite transformation, etc.
Subsequent precipitation of V carbonitride and fixation by interstitial solute atoms such as O, N, and C result in passive dislocations.

【0009】このため、一般の用途では、製品状態にお
いて可動転位の密度は低く、高い耐力と疲労強度を得る
ことができる。
Therefore, in general applications, the density of mobile dislocations is low in the product state, and high yield strength and fatigue strength can be obtained.

【0010】しかしながら、熱間鍛造後のコイニングに
よって多量の可動転位が導入されるコンロッドでは、わ
ずかな外力で可動転位が活動して、塑性変形が生じる。
However, in a connecting rod in which a large amount of movable dislocations are introduced by coining after hot forging, the movable dislocations are activated by a small external force and plastic deformation occurs.

【0011】このため、耐力は著しく低下し、微小領域
での転位の往復運動によって生じる疲労の初期段階、つ
まり疲労亀裂の発生が加速されて、疲労強度も低下す
る。
As a result, the proof stress is significantly reduced, and the initial stage of fatigue caused by the reciprocating motion of dislocations in a minute region, that is, the generation of fatigue cracks is accelerated, and the fatigue strength is also reduced.

【0012】それゆえ、熱間鍛造後に形状矯正のための
コイニングを冷間で行うコンロッドでは、高い耐力と疲
労強度を得ることが困難であるという課題があった。
[0012] Therefore, there is a problem that it is difficult to obtain a high proof stress and a high fatigue strength in a connecting rod in which coining for shape correction is performed cold after hot forging.

【0013】[0013]

【発明の目的】本発明は、このような従来の課題を解決
するためになされたものであって、熱間鍛造後に形状矯
正のためのコイニングを冷間で行うコンロッドにおい
て、従来はコイニングを避けることが望ましいとされて
きたIセクション部の最小断面部位にも冷間コイニング
を施し、人工時効またはエンジン内の使用環境下での自
然時効によって、冷間コイニング前よりも高い比例限度
(高い耐力)と高い疲労強度を得ることができるように
することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a conventional problem. In a connecting rod for performing coining for shape correction after hot forging in a cold state, conventionally, coining is avoided. Cold coining is also applied to the minimum cross-sectional area of the I section that has been considered desirable, and due to artificial aging or natural aging under the use environment in the engine, a higher proportional limit (high proof stress) than before cold coining. And high fatigue strength can be obtained.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明に係わるコンロッ
ド用非調質鋼は、請求項1に記載しているように、重量
基準で、C :0.20〜0.50%、Si:0.05
〜1.00%、Mn:0.10〜1.50%、Cr:
0.10〜1.00%、V :0.10〜0.50%、
N :0.010〜0.025%、を含み、残部Feお
よび不純物よりなる成分組成としたことを特徴としてい
る。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a non-heat treated steel for connecting rods, wherein C: 0.20 to 0.50% and Si: 0 on a weight basis. .05
1.00%, Mn: 0.10 to 1.50%, Cr:
0.10 to 1.00%, V: 0.10 to 0.50%,
N: 0.010 to 0.025%, and the composition is characterized by having a balance of Fe and impurities.

【0015】同じく、本発明に係わるコンロッド用非調
質鋼は、請求項2に記載しているように、重量基準で、
C :0.20〜0.50%、Si:0.05〜1.0
0%、Mn:0.10〜1.50%、Cr:0.10〜
1.00%、V :0.10〜0.50%、N :0.
010〜0.025%、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Feおよび不純物
よりなる成分組成としたことを特徴としている。
[0015] Similarly, the non-heat-treated steel for connecting rods according to the present invention is based on weight,
C: 0.20 to 0.50%, Si: 0.05 to 1.0
0%, Mn: 0.10 to 1.50%, Cr: 0.10
1.00%, V: 0.10 to 0.50%, N: 0.
010 to 0.025%, and Pb: 0.30% or less,
S: 0.20% or less, Te: 0.30% or less, Ca:
It is characterized by containing one or more selected from 0.01% or less and Bi: 0.30% or less and having a composition of the balance of Fe and impurities.

【0016】そして、本発明に係わるコンロッド用非調
質鋼の実施態様においては、請求項3に記載しているよ
うに、N:0.015超過〜0.025%を含むものと
することができる。
In the embodiment of the non-heat-treated steel for connecting rods according to the present invention, as described in claim 3, N: more than 0.015 to 0.025% can be contained.

【0017】同じく、本発明に係わるコンロッド用非調
質鋼の実施態様においては、請求項4に記載しているよ
うに、熱間鍛造後の組織がフェライト+パーライトであ
るものとすることが必要に応じて望ましい。
Similarly, in the embodiment of the non-heat treated steel for connecting rods according to the present invention, it is necessary that the structure after hot forging be ferrite + pearlite as described in claim 4. It is desirable according to.

【0018】本発明に係わるコンロッドの製造方法は、
請求項5に記載しているように、請求項1または2に記
載のコンロッド用非調質鋼を素材として熱間鍛造により
コンロッド粗成形体に成形し、この熱間鍛造によってよ
り望ましくはフェライト+パーライト組織となっている
コンロッド粗成形体に形状矯正のための冷間コイニング
を最小断面部位を含むIセクション部に加えた後、人工
時効でコイニング前より高疲労限度(高耐力),高疲労
強度のコンロッドを得るようにしたことを特徴としてい
る。
The method for manufacturing a connecting rod according to the present invention comprises:
As described in claim 5, the non-heat-treated steel for connecting rod according to claim 1 or 2 is used as a raw material and formed into a rough connecting rod by hot forging, and more preferably ferrite + After adding cold coining for shape correction to the I-section including the minimum cross-sectional area to the pearlite-structured rough connecting rod body, the artificial aging has a higher fatigue limit (high proof stress) and a higher fatigue strength than before the coining. It is characterized by having obtained a connecting rod.

【0019】そして、上記製造方法の実施態様において
は、請求項6に記載しているように、人工時効は250
〜500℃の温度で行うようにすることが必要に応じて
望ましい。
In the above embodiment of the production method, as described in claim 6, the artificial aging is 250 days.
It is desirable, if necessary, to perform the process at a temperature of about 500 ° C.

【0020】同じく、本発明に係わるコンロッドの製造
方法は、請求項7に記載しているように、請求項1また
は2に記載のコンロッド用非調質鋼を素材として熱間鍛
造によりコンロッド粗成形体に成形し、この熱間鍛造に
よってより望ましくはフェライト+パーライト組織とな
っているコンロッド粗成形体に形状矯正のための冷間コ
イニングを最小断面部位を含むIセクション部に加えた
後、使用環境下での自然時効でコイニング前より高比例
限度(高耐力),高疲労強度のコンロッドを得るように
したことを特徴としている。
Similarly, a method of manufacturing a connecting rod according to the present invention is as described in claim 7, wherein the non-heat-treated steel for connecting rod according to claim 1 or 2 is used as a raw material to form a rough connecting rod by hot forging. After hot-forging, a cold-coining for shape correction is added to the I-section portion including the minimum cross-section portion of the conrod roughly formed body having a ferrite + pearlite structure by hot forging. It is characterized by the fact that the connecting rod with a higher proportional limit (higher proof stress) and higher fatigue strength than before coining is obtained by natural aging underneath.

【0021】そして、上記製造方法の実施態様において
は、請求項8に記載しているように、使用環境下での自
然時効は燃焼エンジンに組み込んで行うようにすること
が必要に応じて望ましい。
In the above embodiment of the manufacturing method, as described in claim 8, it is desirable that the natural aging under the use environment is performed by incorporating the natural aging into the combustion engine as necessary.

【0022】[0022]

【発明の作用】次に、本発明に係わるコンロッド用非調
質鋼の成分範囲(重量基準)の限定理由について説明す
る。
Next, the reasons for limiting the component range (weight basis) of the non-heat treated steel for connecting rods according to the present invention will be described.

【0023】C:0.20〜0.50% Cはコンロッド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0.20%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
くなりすぎて被削性が低下するので0.50%以下とす
ることが必要である。
C: 0.20 to 0.50% C is an effective element for securing the strength of the connecting rod, and it is necessary to contain 0.20% or more to obtain such an effect. . However, if the content is too large, the hardness becomes too high and the machinability decreases, so it is necessary to make the content 0.50% or less.

【0024】Si:0.05〜1.00% Siは鋼溶製時において脱酸作用を有しているととも
に、フェライト中に固溶してフェライトの強度を有効に
向上させ、硬さや引張強さを増加させずに疲労強度を高
める作用を有している。そして、このような効果を得る
ためには0.05%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被削性や熱間加工性を劣化
させるので1.00%以下とすることが必要である。
Si: 0.05% to 1.00% Si has a deoxidizing effect when steel is smelted, and also forms a solid solution in ferrite to effectively improve the strength of the ferrite, thereby improving the hardness and tensile strength. It has the effect of increasing the fatigue strength without increasing the hardness. In order to obtain such an effect, it is necessary to contain 0.05% or more.
However, if the content is too large, machinability and hot workability deteriorate, so it is necessary to set the content to 1.00% or less.

【0025】Mn:0.10〜1.50% Mnは鋼溶製時において脱酸,脱硫作用を有していると
ともに、パーライト部のラメラ間隔を微細化し、疲労強
度を有効に向上させる作用を有しているので、このよう
な効果を得るためには0.10%以上含有させることが
必要である。しかし、多量に添加すると空冷でもベイナ
イトが発生して被削性を著しく低下させるので1.50
%以下とすることが必要である。
Mn: 0.10 to 1.50% Mn has a deoxidizing and desulfurizing action when steel is melted, and also has an action of making the lamella spacing of the pearlite portion fine and effectively improving the fatigue strength. Therefore, in order to obtain such an effect, it is necessary to contain 0.10% or more. However, when added in a large amount, bainite is generated even in air cooling, and the machinability is significantly reduced.
% Or less.

【0026】Cr:0.10〜1.00% CrはMnと同様にパーライト部のラメラ間隔を微細化
し、疲労強度を有効に向上させる作用を有しているの
で、このような効果を得るためには0.10%以上含有
させることが必要である。しかし、多量に添加すると空
冷でもベイナイトが発生して被削性を著しく低下させる
ので1.00%以下とすることが必要である。
Cr: 0.10 to 1.00% Cr has the effect of making the lamella spacing of the pearlite portion finer like Mn and effectively improving the fatigue strength. Must be contained at 0.10% or more. However, when added in a large amount, bainite is generated even in air cooling and the machinability is significantly reduced.

【0027】V :0.10〜0.50% VはSiと同様にフェライトを強化するのに有効な元素
であり、疲労強度を大きく向上させる。そして、このよ
うな効果を得るためには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%以下とすることが必要である。
V: 0.10 to 0.50% V is an element effective for strengthening ferrite like Si, and greatly improves fatigue strength. In order to obtain such an effect, it is necessary to add 0.10% or more. However, the addition of a large amount is economically disadvantageous, so it is necessary to make it 0.50% or less.

【0028】N :0.010〜0.025% NはVと結合して窒化物を形成し、この窒化物の微細な
析出によりフェライトを強化する元素である。このた
め、NやVやSiと同様に疲労強度を有効に向上させる
元素である。また、Nはコイニング後の人工時効や使用
環境下での自然時効により可動転位を固着し、比例限度
(耐力)や疲労強度を向上させるのにも有効な元素であ
る。そして、このような効果を得るためには0.010
%以上含有させることが必要であり、また、ひずみ時効
による効果をより一層有効に得るためには0.015%
超過とすることがより望ましい。しかし、多量に添加し
てもその効果は飽和するので0.025%以下とした。
N: 0.010% to 0.025% N is an element that combines with V to form a nitride and strengthens ferrite by fine precipitation of the nitride. Therefore, like N, V, and Si, they are elements that effectively improve fatigue strength. N is an element effective for fixing mobile dislocations by artificial aging after coining or natural aging under the use environment and improving the proportional limit (proof stress) and fatigue strength. In order to obtain such an effect, 0.010
% Or more, and 0.015% to more effectively obtain the effect of strain aging.
It is more desirable to exceed. However, even if it is added in a large amount, the effect is saturated, so that the content is set to 0.025% or less.

【0029】Pb:0.30%以下,S:0.20%以
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 P,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、鍛造品であるコンロッド
粗成形体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。
Pb: 0.30% or less, S: 0.20% or less, Te: 0.30% or less, Ca: 0.01% or less, B
i: One or two or more selected from 0.30% or less P, S, Te, Ca, and Bi are all effective elements for improving machinability. When it is required that the machinability of the rough molded body is further improved, one or more selected from these may be added in an appropriate amount as necessary.

【0030】しかしながら、添加量が多すぎると熱間加
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%以下とすることが必要である。
However, if the addition amount is too large, the hot workability and the fatigue limit are reduced.
Pb is 0.30% or less, S is 0.20% or less, Te is 0.30% or less, Ca is 0.01% or less, and Bi is 0.3% or less.
It is necessary to make it 0% or less.

【0031】本発明に係わるコンロッド用非調質鋼は、
上述した化学成分組成を有するものであり、熱間鍛造後
にフェライト+パーライトの組織を得ることができるよ
うにしている。
The non-heat treated steel for connecting rods according to the present invention comprises:
It has the above-mentioned chemical component composition, so that a structure of ferrite + pearlite can be obtained after hot forging.

【0032】本発明に係わるコンロッドの製造方法は、
上記のコンロッド用非調質鋼を素材として熱間鍛造によ
りコンロッド粗成形体に成形し、このコンロッド粗成形
体に形状矯正のための冷間コイニングを最小断面部位を
含むIセクション部に加えた後、人工時効や使用環境下
での自然時効によってコイニング前よりも高比例限度
(高耐力),高疲労強度を得るようにしている。
The method for manufacturing a connecting rod according to the present invention is as follows.
After forming the above-mentioned non-heat treated steel for connecting rod as a raw material into a rough connecting rod by hot forging, and after adding cold coining for shape correction to the I section including the minimum cross section, the rough connecting rod is formed. In addition, a higher proportional limit (high proof stress) and a higher fatigue strength than before coining are obtained by artificial aging or natural aging under the use environment.

【0033】この場合、人工時効は、温度250〜50
0℃で30分以上行うようにすることが望ましく、25
0℃よりも低いと時効時間が長くなりすぎるために経済
的に不利となり、また、500℃よりも高いとV炭窒化
物の粗大化によって強度が低下するため、250〜50
0℃の温度で30分以上行うようにすることが望まし
い。
In this case, the artificial aging is performed at a temperature of 250 to 50.
It is preferable that the heating is performed at 0 ° C. for 30 minutes or more.
If the temperature is lower than 0 ° C., the aging time becomes too long, which is economically disadvantageous. If the temperature is higher than 500 ° C., the strength decreases due to the coarsening of V carbonitride.
It is desirable to carry out at a temperature of 0 ° C. for 30 minutes or more.

【0034】また、使用環境下での自然時効は、ガソリ
ンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃焼エンジンに
組み込んで行うようにすることも必要に応じて望まし
く、この場合、エンジン内の使用環境下では約180℃
の人工時効に相当するため、より長時間、例えば、10
0分以上の時効を行うようにすることが望ましい。
It is also desirable, if necessary, to incorporate natural aging in a use environment into a combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. ° C
For a longer time, for example, 10
It is desirable to perform aging for 0 minutes or more.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によるコンロッド用非調質鋼で
は、重量基準で、C :0.20〜0.50%、Si:
0.05〜1.00%、Mn:0.10〜1.50%、
Cr:0.10〜1.00%、V :0.10〜0.5
0%、N :0.010〜0.025%、を含み、残部
Feおよび不純物よりなるものとしたから、高い耐力と
疲労強度を有するコンロッドを非調質で得ることが可能
であるという著しく優れた効果がもたらされる。
In the non-heat treated steel for connecting rods according to the present invention, C: 0.20 to 0.50%, Si:
0.05 to 1.00%, Mn: 0.10 to 1.50%,
Cr: 0.10 to 1.00%, V: 0.10 to 0.5
0%, N: 0.010-0.025%, and the balance is made up of Fe and impurities, so that a connecting rod having high proof stress and fatigue strength can be obtained without refining. The effect is brought about.

【0036】また、上記組成に、Pb:0.30%以
下,S:0.20%以下,Te:0.30%以下,C
a:0.01%以下,Bi:0.30%以下のうちから
選ばれる1種または2種以上を含むものとすることによ
って、切削加工を行う際の被削性をより一層向上させる
ことが可能であるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
In the above composition, Pb: 0.30% or less, S: 0.20% or less, Te: 0.30% or less, C:
By including one or more selected from a: 0.01% or less and Bi: 0.30% or less, the machinability at the time of performing cutting can be further improved. There is a remarkably excellent effect.

【0037】さらに、上記N含有量においてN:0.0
15超過〜0.025%とすることによって、ひずみ時
効による作用をより安定して得ることが可能であるとい
う優れた効果がもたらされる。
Further, in the above N content, N: 0.0
By setting the content to be more than 15 to 0.025%, an excellent effect that the action due to strain aging can be obtained more stably is provided.

【0038】さらにまた、熱間鍛造後の組織がフェライ
ト+パーライトであるものとすることによって、焼入
れ,焼もどしなどの熱処理を行うことなく非調質で高耐
力,高疲労強度のコンロッドを得ることが可能であると
いう著しく優れた効果がもたらされる。
Still further, by making the structure after hot forging a ferrite + pearlite, it is possible to obtain a connecting rod having a high strength and a high proof stress and a high fatigue strength without heat treatment such as quenching and tempering. Is significantly improved.

【0039】本発明に係わるコンロッドの製造方法で
は、上記成分組成のコンロッド用非調質鋼を素材として
熱間鍛造によりコンロッド粗成形体に成形し、このコン
ロッド粗成形体に形状矯正のための冷間コイニングを最
小断面部位を含むIセクション部に加えた後、人工時効
でコイニング前より高比例限度(高耐力),高疲労強度
を得るようにしたから、熱間鍛造後に形状矯正のための
冷間加工を行ってコンロッドを製造する場合において、
冷間コイニングにより低下した比例限度(耐力)と疲れ
限度を人工時効により回復させてさらに高強度化するこ
とが可能となって、高い比例限度(耐力)と高い疲労強
度を有するコンロッドを焼入れ,焼もどしの調質処理を
行うことなしに製造することが可能であるという著しく
優れた効果がもたらされる。
In the method for manufacturing a connecting rod according to the present invention, a non-heat treated steel for a connecting rod having the above-mentioned composition is used as a raw material to be formed into a rough connecting rod by hot forging. After adding inter-coining to the I section including the minimum cross-sectional area, artificial aging was used to obtain a higher proportional limit (high proof stress) and higher fatigue strength than before coining, so that cold forging was performed after hot forging. In the case of manufacturing a connecting rod by performing cold working,
The proportional limit (proof stress) and fatigue limit reduced by cold coining can be recovered by artificial aging to further increase the strength. A remarkably excellent effect is obtained that the production can be performed without performing the refining treatment.

【0040】そして、人工時効は250〜500℃の温
度で行うようになすことによって、比較的短時間でそし
てV炭窒化物の粗大化を伴うことなく高い耐力と疲労強
度を有するコンロッドを製造することが可能であるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。
By performing the artificial aging at a temperature of 250 to 500 ° C., a connecting rod having high proof stress and high fatigue strength can be produced in a relatively short time and without enlarging V carbonitride. A significant advantage of being able to do so.

【0041】同じく、本発明に係わるコンロッドの製造
方法では、上記成分組成のコンロッド用非調質鋼を素材
として熱間鍛造によりコンロッド粗成形体に成形し、こ
のコンロッド粗成形体に形状矯正のための冷間コイニン
グを最小断面部位を含むIセクション部に加えた後、使
用環境下での自然時効でコイニング前より高比例限度
(高耐力),高疲労強度を得るようにしたから、熱間鍛
造後に形状矯正のための冷間加工を行ってコンロッドを
製造する場合において、コイニングにより低下した比例
限度(耐力)と疲れ限度を自然時効により回復させてさ
らに高強度化することが可能となって、焼入れ,焼もど
しの調質処理を行うことなく、非調質によりそしてまた
人工時効を行うことなしに自然時効により高い比例限度
(耐力)と高い疲労強度を有するコンロッドを製造する
ことが可能であるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
Similarly, in the method for manufacturing a connecting rod according to the present invention, a non-heat-treated steel for connecting rods having the above-described composition is used as a raw material to be formed into a rough-formed connecting rod by hot forging, and the rough-formed connecting rod is subjected to shape correction. After adding cold coining to the I section including the minimum cross-sectional area, natural aging in the operating environment is used to obtain a higher proportional limit (high proof stress) and higher fatigue strength than before coining, so hot forging In the case of manufacturing a connecting rod by performing cold working for shape correction later, it becomes possible to recover the proportional limit (proof stress) and fatigue limit reduced by coining by natural aging and further increase the strength, High proportional limit (proof stress) and high fatigue due to natural aging without tempering, without tempering, without tempering and also without artificial aging Significantly excellent effect that it is possible to produce a connecting rod having a degree is provided.

【0042】そして、使用環境下での自然時効は燃焼エ
ンジンに組み込んで行うようにすることによって、別途
時効処理を行うことなく、エンジンに組み込んだままで
高い耐力と疲労強度を有するコンロッドにすることが可
能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
By incorporating natural aging under the use environment into the combustion engine, a connecting rod having high proof stress and fatigue strength can be obtained without being subjected to separate aging treatment. A remarkably excellent effect is achieved.

【0043】[0043]

【実施例】表1に示す本発明実施例No.1〜12およ
び表2に示す比較例A〜Iの各鋼をそれぞれ溶製したの
ち造塊し、熱間鍛造を行って50mm角の鍛造素材と
し、この鍛造素材を温度1200℃で時間60分間加熱
保持したあと、コンロッドのIセクション部に対応する
ものとして25mm角の角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。
EXAMPLES Example 1 of the present invention shown in Table 1 was prepared. Each of the steels of Comparative Examples A to I shown in Tables 1 to 12 and Table 2 was smelted and then ingot and hot forged to form a 50 mm square forged material. The forged material was heated at 1200 ° C. for 60 minutes. After heating and holding, a 25 mm square rod was hot forged to correspond to the I section of the connecting rod, and allowed to cool to room temperature at appropriate intervals.

【0044】次いで、上記角棒より20mm角の試験片
を切り出し、コンロッドのIセクション部に加えるコイ
ニングに対応するものとして10%の冷間加工を施した
のち、温度300℃で時間30分間の人工時効を行っ
た。そして、この人工時効品から試験片を切り出して、
硬さ,疲れ限度,0.01%耐力の試験片に供した。
Next, a test piece of 20 mm square was cut out from the square bar and subjected to cold working of 10% as a material corresponding to coining to be added to the I section of the connecting rod. The aging took place. And cut out the test piece from this artificial aging product,
The test piece was tested for hardness, fatigue limit, and 0.01% proof stress.

【0045】また、上記50mm角の鍛造素材に温度1
100℃で焼ならしを行って熱間加工をシミュレーショ
ンしたものを供試材とし、この供試材について、ドリル
加工能率を測定して被削性の評価を行った。
The above-mentioned forged material of 50 mm square was heated to a temperature of 1%.
The material subjected to normalization at 100 ° C. to simulate hot working was used as a test material, and the drilling efficiency of this test material was measured to evaluate the machinability.

【0046】この評価のうち、硬さについては、上記コ
イニングに対応する冷間加工後の各鍛造品の中心部にお
ける硬さをロックウエル硬度計(Cスケール)で測定
し、疲れ限度は回転曲げ疲労試験機によって測定した。
In this evaluation, regarding the hardness, the hardness at the center of each forged product after cold working corresponding to the above-mentioned coining was measured by a Rockwell hardness tester (C scale). It was measured by a testing machine.

【0047】また、冷間加工による可動転位の影響を明
らかにするために、耐力は0.01%耐力として測定し
た。
Further, in order to clarify the influence of movable dislocation due to cold working, the proof stress was measured as 0.01% proof stress.

【0048】さらに、ドリル加工能率は、表3に示す条
件によるドリル試験を行って測定し、実施例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
評価した。
Further, the drilling efficiency was measured by performing a drill test under the conditions shown in Table 3. The relative value when 2 was set to 100 was evaluated as the drilling efficiency.

【0049】これらの結果を同じく表1および表2に示
す。
The results are also shown in Tables 1 and 2.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】[0052]

【表3】 [Table 3]

【0053】上記表1および表2に示した結果より明ら
かであるように、成分組成が本発明を満足する実施例N
o.1〜12では、いずれも、高い耐力と疲労強度を有
しており、しかも被削性にも優れているものであること
が認められた。
As is clear from the results shown in Tables 1 and 2, Example N in which the component composition satisfies the present invention.
o. Nos. 1 to 12 all have high proof stress and fatigue strength, and are also excellent in machinability.

【0054】これに対して、C含有量が少ない比較例A
の場合には十分な強度が得られていないことがわかる。
また、比較例Bの場合はSi含有量が多すぎるため硬さ
が高く、被削性に劣っていることがわかる。さらに、比
較例C,Dの場合はMn,Cr含有量が多すぎるため熱
間鍛造後にベイナイト組織が発生し、硬さが著しく高く
なっていることから、被削性がかなり低下していること
がわかる。
On the other hand, Comparative Example A having a low C content
In the case of, it can be seen that sufficient strength was not obtained.
In addition, in the case of Comparative Example B, since the Si content was too large, the hardness was high and the machinability was poor. Furthermore, in the case of Comparative Examples C and D, the Mn and Cr contents were too large, so that a bainite structure was generated after hot forging and the hardness was significantly increased, so that the machinability was considerably reduced. I understand.

【0055】さらにまた、比較例Eの場合はV含有量が
少なすぎるため、十分な硬さが得られていないことがわ
かる。さらにまた、比較例Fの場合はVを過剰に添加し
ているため硬さが高すぎ、ドリル加工能率が著しく低下
していることがわかる。さらにまた、比較例Gの場合は
N含有量が少ないため、冷間加工後の時効によっても耐
力や疲れ限度が回復せず、N含有量が本発明の範囲内で
ある実施例2の場合に比べて耐力,疲れ限度がともに低
いことがわかる。
Further, in the case of Comparative Example E, it was found that the V content was too small, so that sufficient hardness was not obtained. Furthermore, in the case of Comparative Example F, since V was added excessively, the hardness was too high, and the drilling efficiency was significantly reduced. Furthermore, in the case of Comparative Example G, since the N content was small, the proof stress and fatigue limit were not recovered by aging after cold working, and the N content was within the range of the present invention in Example 2. It can be seen that both the proof stress and the fatigue limit are low.

【0056】また、実施例10,11,12では被削性
をさらに改善するために、適性範囲の快削元素を添加し
たものであり、このため、同じ硬さの実施例No.2に
比べてより優れた被削性を有することが分かる。
Further, in Examples 10, 11, and 12, a free-cutting element in an appropriate range was added in order to further improve the machinability. It can be seen that it has better machinability than No. 2.

【0057】これに対して、快削元素を過剰に添加した
比較例H,Iの場合には被削性は改善されるものの、耐
力,疲れ限度は低下していることがわかる。
On the other hand, in Comparative Examples H and I in which the free-cutting elements were excessively added, the machinability was improved, but the proof stress and fatigue limit were lowered.

【0058】上記実施例においては、コンロッドのIセ
クション部に加える冷間コイニングに対応する加工率1
0%の冷間加工を行ったのち、温度300℃で時間30
分間の人工時効を行った場合を示しているが、表1の実
施例No.2鋼について、人工時効の際の温度および時
間を変化させた場合の0.01%耐力および疲れ限度へ
の影響を調べた。この結果を表4に示す。
In the above embodiment, the working ratio 1 corresponding to the cold coining applied to the I section of the connecting rod is set.
0% cold working, then at a temperature of 300 ° C for 30 hours
Although the case where the artificial aging was performed for 5 minutes is shown, the example No. of Table 1 was used. With respect to No. 2 steel, the influence on the 0.01% proof stress and the fatigue limit when the temperature and time during artificial aging were changed was examined. Table 4 shows the results.

【0059】また、燃焼エンジンにコンロッドを組み込
んで使用環境下での自然時効を行う場合に対応するもの
として、温度180℃で時効処理を行うこととし、この
場合の時効時間による0.01%耐力および疲れ限度へ
の影響をも調べた。この結果を同じく表4に示す。
In order to cope with the case where a connecting rod is incorporated in a combustion engine and natural aging is performed in a use environment, aging treatment is performed at a temperature of 180 ° C., and 0.01% proof stress based on the aging time in this case. The effect on fatigue limit was also investigated. The results are also shown in Table 4.

【0060】また、表4には、熱間鍛造のまま、および
冷間加工のままの状態における0.01%耐力および疲
れ限度の測定結果もあわせて示す。
Table 4 also shows the measurement results of the 0.01% proof stress and the fatigue limit under the condition of hot forging and cold working.

【0061】[0061]

【表4】 [Table 4]

【0062】表4より明らかであるように、人工時効温
度が100℃の場合に30分間の時効時間では冷間加工
後の耐力,疲れ限度の低下の回復が十分でないことがわ
かる。また、300℃以上の温度では熱間鍛造のままの
もの以上に耐力,疲れ限度は回復することがわかる。し
かし、700℃ではV炭窒化物の粗大化により強度が低
下することがわかる。このため、人工時効温度は250
〜500℃が適当であるとした。
As is clear from Table 4, when the artificial aging temperature is 100 ° C., the aging time of 30 minutes does not sufficiently recover the proof stress and fatigue limit after cold working. Further, it can be seen that at a temperature of 300 ° C. or more, the proof stress and the fatigue limit recover more than those of hot forging. However, it can be seen that at 700 ° C., the strength is reduced due to the coarsening of the V carbonitride. Therefore, the artificial aging temperature is 250
~ 500 ° C was considered appropriate.

【0063】また、エンジン内での使用環境をシミュレ
ーションした180℃の時効では、30分間までの時効
では冷間加工後の耐力,疲れ限度の低下は十分に回復し
ないが、100分間以上では熱間加工後のレベル以上に
回復することがわかる。また、それ以上長い時効を行っ
ても耐力,疲れ限度の回復は飽和する。このため、使用
環境下での自然時効の場合は100分間以上の保持が必
要であることが認められた。
In the aging at 180 ° C. simulating the use environment in the engine, the aging up to 30 minutes does not sufficiently recover the reduction of the yield strength and the fatigue limit after cold working, but the aging up to 100 minutes or more causes the hot working. It turns out that it recovers to the level after processing. Further, even if aging is performed for a longer time, the recovery of the proof stress and fatigue limit is saturated. For this reason, it was recognized that in the case of natural aging under the use environment, holding for 100 minutes or more was necessary.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山 口 拓 郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 板 倉 浩 二 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 臼 木 秀 樹 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takuro Yamaguchi 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Inside Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Koji Itakura 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor (72) Inventor Hideki Usuki Nissan Motor Co., Ltd. 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量基準で、 C :0.20〜0.50%、 Si:0.05〜1.00%、 Mn:0.10〜1.50%、 Cr:0.10〜1.00%、 V :0.10〜0.50%、 N :0.010〜0.025%、を含み、残部Feお
よび不純物よりなることを特徴とするコンロッド用非調
質鋼。
1. C: 0.20-0.50%, Si: 0.05-1.00%, Mn: 0.10-1.50%, Cr: 0.10-1. A non-heat-treated steel for connecting rods, comprising: 00%, V: 0.10 to 0.50%, and N: 0.010 to 0.025%, the balance being Fe and impurities.
【請求項2】 重量基準で、 C :0.20〜0.50%、 Si:0.05〜1.00%、 Mn:0.10〜1.50%、 Cr:0.10〜1.00%、 V :0.10〜0.50%、 N :0.010〜0.025%、およびPb:0.3
0%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Feお
よび不純物よりなることを特徴とするコンロッド用非調
質鋼。
2. C: 0.20 to 0.50%, Si: 0.05 to 1.00%, Mn: 0.10 to 1.50%, Cr: 0.10 to 1. 00%, V: 0.10 to 0.50%, N: 0.010 to 0.025%, and Pb: 0.3
0% or less, S: 0.20% or less, Te: 0.30% or less, Ca: 0.01% or less, Bi: 0.30% or less. A non-heat treated steel for connecting rods, comprising Fe and impurities.
【請求項3】 N:0.015超過〜0.025%を含
む請求項1または2に記載のコンロッド用非調質鋼。
3. The non-heat treated steel for connecting rods according to claim 1, wherein the steel contains N: more than 0.015 to 0.025%.
【請求項4】 熱間鍛造後の組織がフェライト+パーラ
イトである請求項1ないし3のいずれかに記載のコンロ
ッド用非調質鋼。
4. The non-heat treated steel for connecting rods according to claim 1, wherein the structure after hot forging is ferrite + pearlite.
【請求項5】 請求項1または2に記載のコンロッド用
非調質鋼を素材として熱間鍛造によりコンロッド粗成形
体に成形し、このコンロッド粗成形体に形状矯正のため
の冷間コイニングを最小断面部位を含むIセクション部
に加えた後、人工時効でコイニング前より高比例限度
(高耐力),高疲労強度を得ることを特徴とするコンロ
ッドの製造方法。
5. A non-heat treated steel for connecting rods according to claim 1 or 2, which is formed by hot forging into a rough formed connecting rod, and the rough formed connecting rod minimizes cold coining for shape correction. A method of manufacturing a connecting rod, wherein a higher proportion limit (high proof stress) and a higher fatigue strength are obtained by artificial aging after adding to an I section including a cross-sectional portion than before coining.
【請求項6】 人工時効は250〜500℃の温度で行
う請求項5に記載のコンロッドの製造方法。
6. The method for producing a connecting rod according to claim 5, wherein the artificial aging is performed at a temperature of 250 to 500 ° C.
【請求項7】 請求項1または2に記載のコンロッド用
非調質鋼を素材として熱間鍛造によりコンロッド粗成形
体に成形し、このコンロッド粗成形体に形状矯正のため
の冷間コイニングを最小断面部位を含むIセクション部
に加えた後、使用環境下での自然時効でコイニング前よ
り高比例限度(高耐力),高疲労強度を得ることを特徴
とするコンロッドの製造方法。
7. A non-heat treated steel for connecting rods according to claim 1 or 2, which is formed into a rough connecting rod body by hot forging, and a cold coining for correcting the shape of the rough connecting rod body is minimized. A method of manufacturing a connecting rod, wherein after adding to an I section including a cross-sectional portion, a higher proportional limit (high proof stress) and a higher fatigue strength are obtained by natural aging in a use environment than before coining.
【請求項8】 使用環境下での自然時効は燃焼エンジン
に組み込んで行う請求項7に記載のコンロッドの製造方
法。
8. The method for manufacturing a connecting rod according to claim 7, wherein the natural aging under the use environment is performed by incorporating the natural aging into a combustion engine.
JP33127396A 1996-12-11 1996-12-11 Production of non-heat treated steel for connecting rod and connecting rod Pending JPH10168540A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33127396A JPH10168540A (en) 1996-12-11 1996-12-11 Production of non-heat treated steel for connecting rod and connecting rod

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33127396A JPH10168540A (en) 1996-12-11 1996-12-11 Production of non-heat treated steel for connecting rod and connecting rod

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10168540A true JPH10168540A (en) 1998-06-23

Family

ID=18241854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33127396A Pending JPH10168540A (en) 1996-12-11 1996-12-11 Production of non-heat treated steel for connecting rod and connecting rod

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10168540A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1243665A1 (en) * 2001-03-21 2002-09-25 Daido Steel Company Limited Non-heat treated steel for hot forging with easy fracture splitting
CN114959500A (en) * 2022-06-29 2022-08-30 马鞍山钢铁股份有限公司 Non-quenched and tempered steel for Nb-Ti composite reinforced medium-carbon fractured connecting rod, produced fractured connecting rod and forging and cooling control process

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1243665A1 (en) * 2001-03-21 2002-09-25 Daido Steel Company Limited Non-heat treated steel for hot forging with easy fracture splitting
US7670444B2 (en) 2001-03-21 2010-03-02 Daido Steel Co., Ltd. Non-heat treated steel for hot forging with easy fracture splitting
CN114959500A (en) * 2022-06-29 2022-08-30 马鞍山钢铁股份有限公司 Non-quenched and tempered steel for Nb-Ti composite reinforced medium-carbon fractured connecting rod, produced fractured connecting rod and forging and cooling control process

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1602742B1 (en) High-strength steel for large-scaled forging, and crankshaft
US5286312A (en) High-strength spring steel
EP2357262A1 (en) Crankshaft and production method therefor
JPH032354A (en) Spring steel excellent in durability and settling resistance
JP4403624B2 (en) Non-tempered steel for nitrocarburizing, non-tempered tempered crankshaft and manufacturing method thereof
JP5204593B2 (en) Manufacturing method of high strength non-tempered hot forged steel
JP4822308B2 (en) Manufacturing method of hot forged non-tempered connecting rod
JPH10168540A (en) Production of non-heat treated steel for connecting rod and connecting rod
JP3097606B2 (en) Oil-tempered wire for high-strength and high-toughness spring and manufacturing method thereof
JPH05148581A (en) Steel for high strength spring and production thereof
JPH0830246B2 (en) High strength spring steel
JP2003193198A (en) Electric resistance welded tube for machine structure and heat treatment method therefor
JP5030695B2 (en) High carbon steel excellent in break separation and production method thereof
JP3757537B2 (en) Manufacturing method of connecting rod
JP3028713B2 (en) High fatigue strength free-cut non-heat treated steel
JP3242336B2 (en) Cold forging steel excellent in cold forgeability and fatigue strength and method for producing cold forged member
JPH04120249A (en) Martensitic stainless steel and its production
JPH08311616A (en) Coil spring excellent in fatigue strength and its production
KR900006688B1 (en) Method of steel for hot rolled forging
JPH06306456A (en) Production of high strength austenitic steel parts
JP3318585B2 (en) Manufacturing method of cold forged connecting rod
JP3460332B2 (en) Manufacturing method of precipitation hardening stainless steel with excellent cold workability and toughness
JP3748696B2 (en) Manufacturing method of connecting rod for automobile
JP3617187B2 (en) Manufacturing method of high strength connecting rod
KR20230159707A (en) Steel wire for mechanical structural parts and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Effective date: 20040308

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20040323

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Effective date: 20040518

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041020

A02 Decision of refusal

Effective date: 20050225

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02