JPH10306342A - 冷間加工性に優れた肌焼鋼 - Google Patents
冷間加工性に優れた肌焼鋼Info
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- JPH10306342A JPH10306342A JP11154097A JP11154097A JPH10306342A JP H10306342 A JPH10306342 A JP H10306342A JP 11154097 A JP11154097 A JP 11154097A JP 11154097 A JP11154097 A JP 11154097A JP H10306342 A JPH10306342 A JP H10306342A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱間圧延ままの状態で優れた冷間加工性を有
する肌焼鋼を提供すること、特に、高加工部品の製造に
際しても冷間加工前に球状化焼きなまし処理を施す必要
がなく、また、冷間鍛造ままで仕上加工した場合にも表
面肌荒れが生じることなく、更に、冷間加工後の表面硬
化処理の効果が十分に発揮される様な肌焼鋼を提供する
ことである。 【解決手段】 熱間圧延後の鋼の金属組織中に占めるフ
ェライト面積率が９０％以上であって、且つ、フェライ
トの平均結晶粒径が４０μｍ以下である肌焼鋼を提供す
ることによって、上記課題を達成し得た。
する肌焼鋼を提供すること、特に、高加工部品の製造に
際しても冷間加工前に球状化焼きなまし処理を施す必要
がなく、また、冷間鍛造ままで仕上加工した場合にも表
面肌荒れが生じることなく、更に、冷間加工後の表面硬
化処理の効果が十分に発揮される様な肌焼鋼を提供する
ことである。 【解決手段】 熱間圧延後の鋼の金属組織中に占めるフ
ェライト面積率が９０％以上であって、且つ、フェライ
トの平均結晶粒径が４０μｍ以下である肌焼鋼を提供す
ることによって、上記課題を達成し得た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延ままの状
態で高い変形能および低い変形抵抗を有する冷間加工性
に優れた肌焼鋼に関するものである。
態で高い変形能および低い変形抵抗を有する冷間加工性
に優れた肌焼鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車、建設機械、各種産業機械
等に用いられる機械部品は、鋳造された鋼を熱間鍛造に
より粗加工し、その後切削により所望の形状に成形する
工程により製造されていた。この様にして機械部品を製
造する場合、前記粗加工後の切削時にかなりの削りしろ
が必要であり、該機械部品の粗加工後と切削後で鋼量を
比べると、鋼の歩留まりは約５０％程度であった。
等に用いられる機械部品は、鋳造された鋼を熱間鍛造に
より粗加工し、その後切削により所望の形状に成形する
工程により製造されていた。この様にして機械部品を製
造する場合、前記粗加工後の切削時にかなりの削りしろ
が必要であり、該機械部品の粗加工後と切削後で鋼量を
比べると、鋼の歩留まりは約５０％程度であった。
【０００３】近年、地球環境問題への関心の高まりや低
コスト化の要求から、前記機械部品の製造にあたって
も、エネルギーの低減や機械加工の廃止・低減、歩留ま
り向上等が求められる様になってきた。これらの課題に
対応するため、圧延後または焼きならし後の鋼をそのま
ま冷間加工により所望の形状に成形しようとするネット
シェイプ化技術が注目を集めている。
コスト化の要求から、前記機械部品の製造にあたって
も、エネルギーの低減や機械加工の廃止・低減、歩留ま
り向上等が求められる様になってきた。これらの課題に
対応するため、圧延後または焼きならし後の鋼をそのま
ま冷間加工により所望の形状に成形しようとするネット
シェイプ化技術が注目を集めている。
【０００４】しかしながら、前記圧延後または焼きなら
し後の鋼は成形荷重が大きく、また変形能が低いため、
そのまま冷間加工が可能となるのは低加工品に限定され
る。高加工が必要とされる部品については、鋼中の炭化
物を球状化させて硬さを低下させる球状化焼きなまし処
理を１回以上施してから加工を施しているが、この様な
熱処理は製造コストの増大につながり、ネットシェイプ
化技術のメリットを損なうものである。更に、切削等の
加工を施さずに冷間鍛造ままで仕上加工される様な場合
には、機械部品の表面肌が荒れ、部品精度の点で問題と
なることがある。
し後の鋼は成形荷重が大きく、また変形能が低いため、
そのまま冷間加工が可能となるのは低加工品に限定され
る。高加工が必要とされる部品については、鋼中の炭化
物を球状化させて硬さを低下させる球状化焼きなまし処
理を１回以上施してから加工を施しているが、この様な
熱処理は製造コストの増大につながり、ネットシェイプ
化技術のメリットを損なうものである。更に、切削等の
加工を施さずに冷間鍛造ままで仕上加工される様な場合
には、機械部品の表面肌が荒れ、部品精度の点で問題と
なることがある。
【０００５】また、冷間加工性を重視して合金元素含有
量をあまり低減し過ぎると、該加工の後に行われる浸炭
や浸炭窒化等の表面硬化処理の効果が不十分となる場合
もある。
量をあまり低減し過ぎると、該加工の後に行われる浸炭
や浸炭窒化等の表面硬化処理の効果が不十分となる場合
もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、圧延
ままの状態で冷間加工性に優れる肌焼鋼を提供すること
であり、特に、高加工部品の製造に際しても冷間加工前
に球状化焼きなまし処理を施す必要がなく、また、冷間
鍛造ままで仕上加工した場合にも表面肌荒れが生じるこ
となく、更に、冷間加工後の表面硬化処理の効果が十分
に発揮される様な肌焼鋼を提供することである。
情に着目してなされたものであって、その目的は、圧延
ままの状態で冷間加工性に優れる肌焼鋼を提供すること
であり、特に、高加工部品の製造に際しても冷間加工前
に球状化焼きなまし処理を施す必要がなく、また、冷間
鍛造ままで仕上加工した場合にも表面肌荒れが生じるこ
となく、更に、冷間加工後の表面硬化処理の効果が十分
に発揮される様な肌焼鋼を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の様な課題を達成し
得た、本発明に係る冷間加工性に優れた肌焼鋼とは、熱
間圧延後の鋼の金属組織中に占めるフェライト面積率が
９０％以上であって、且つ、フェライトの平均結晶粒径
が４０μｍ以下であることを特徴とするものである。
得た、本発明に係る冷間加工性に優れた肌焼鋼とは、熱
間圧延後の鋼の金属組織中に占めるフェライト面積率が
９０％以上であって、且つ、フェライトの平均結晶粒径
が４０μｍ以下であることを特徴とするものである。
【０００８】また、鋼の成分が、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔｉからなる群から選択される１種以上の元素を下
記（１）式で求められるＡの値が３．０以上となるよう
に含むものであると共に、前記群を構成する個々の元素
の含有量が、Ｃｒ：８．０％以下（０％を含まない）、
Ｍｏ：２．０％以下（０％を含まない）、Ｖ ：２．０
％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：２．０％以下（０％
を含まない）、Ｔｉ：２．０％以下（０％を含まな
い）、を満たすものであることは本発明の好ましい態様
の一つである。 Ａ＝［Ｃｒ］＋３［Ｍｏ］＋５［Ｖ］＋４［Ｎｂ］＋４［Ｔｉ］・・・（１） （ただし、［Ｘ］は鋼中に含まれる元素Ｘの質量％を示
す）
ｂ，Ｔｉからなる群から選択される１種以上の元素を下
記（１）式で求められるＡの値が３．０以上となるよう
に含むものであると共に、前記群を構成する個々の元素
の含有量が、Ｃｒ：８．０％以下（０％を含まない）、
Ｍｏ：２．０％以下（０％を含まない）、Ｖ ：２．０
％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：２．０％以下（０％
を含まない）、Ｔｉ：２．０％以下（０％を含まな
い）、を満たすものであることは本発明の好ましい態様
の一つである。 Ａ＝［Ｃｒ］＋３［Ｍｏ］＋５［Ｖ］＋４［Ｎｂ］＋４［Ｔｉ］・・・（１） （ただし、［Ｘ］は鋼中に含まれる元素Ｘの質量％を示
す）
【０００９】更に、Ｎｉ：２．５％以下（０％を含まな
い）、を含むものであることも好ましく、Ｃｕ：１．０
％以下（０％を含まない）、を含むものであることも一
層好ましい。また更に、鋼の成分が、Ｓ ：０．１０％
以下（０％を含まない）、Ｃａ：０．０１％以下（０％
を含まない）、Ｚｒ：０．０８％以下（０％を含まな
い）、Ｐｂ：０．３０％以下（０％を含まない）、Ｔ
ｅ：０．１０％以下（０％を含まない）、Ｓｂ：０．１
０％以下（０％を含まない）、Ｓｅ：０．１０％以下
（０％を含まない）、よりなる群から選択される１種以
上を含有するものであることも本発明の好ましい態様の
一つとして推奨される。
い）、を含むものであることも好ましく、Ｃｕ：１．０
％以下（０％を含まない）、を含むものであることも一
層好ましい。また更に、鋼の成分が、Ｓ ：０．１０％
以下（０％を含まない）、Ｃａ：０．０１％以下（０％
を含まない）、Ｚｒ：０．０８％以下（０％を含まな
い）、Ｐｂ：０．３０％以下（０％を含まない）、Ｔ
ｅ：０．１０％以下（０％を含まない）、Ｓｂ：０．１
０％以下（０％を含まない）、Ｓｅ：０．１０％以下
（０％を含まない）、よりなる群から選択される１種以
上を含有するものであることも本発明の好ましい態様の
一つとして推奨される。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者らは、熱間圧延材の冷間
加工性の向上を目的に研究・開発を進めてきた。その結
果、従来の熱間圧延材は、熱間圧延ままの状態ではパー
ライト、ベイナイト、マルテンサイト等（以下、パーラ
イト等ということがある）の硬質相が面積率で３０％以
上生成しており、そのため変形抵抗が高く、変形能が低
くなっていることが分かった。そして、冷間加工時の変
形能の向上および変形抵抗の低減には、熱間圧延後の鋼
の金属組織において、パーライト等を出来るだけ少なく
して軟質のフェライト相が主体となる様にすると共に、
該フェライト相の平均結晶粒径を小さくすることが有効
であることを見出し、本発明を完成したものである。
加工性の向上を目的に研究・開発を進めてきた。その結
果、従来の熱間圧延材は、熱間圧延ままの状態ではパー
ライト、ベイナイト、マルテンサイト等（以下、パーラ
イト等ということがある）の硬質相が面積率で３０％以
上生成しており、そのため変形抵抗が高く、変形能が低
くなっていることが分かった。そして、冷間加工時の変
形能の向上および変形抵抗の低減には、熱間圧延後の鋼
の金属組織において、パーライト等を出来るだけ少なく
して軟質のフェライト相が主体となる様にすると共に、
該フェライト相の平均結晶粒径を小さくすることが有効
であることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１１】即ち、熱間圧延後の鋼の金属組織中に占め
るフェライト面積率が９０％以上であって、且つ、フェ
ライトの平均結晶粒径が４０μｍ以下である様な肌焼鋼
である。この様にすることで、熱間圧延ままであって
も、球状化焼きなまし処理を行った鋼と同等の変形能、
変形抵抗にすることができる。
るフェライト面積率が９０％以上であって、且つ、フェ
ライトの平均結晶粒径が４０μｍ以下である様な肌焼鋼
である。この様にすることで、熱間圧延ままであって
も、球状化焼きなまし処理を行った鋼と同等の変形能、
変形抵抗にすることができる。
【００１２】ここで、金属組織中に占めるフェライト面
積率が９０％未満では、残部に出現するパーライト等の
ために硬度が高くなり、変形抵抗が増大してしまう。ま
た、フェライトの平均結晶粒径が４０μｍを超えると変
形能が低下すると共に、金属組織が粗くなって製品の表
面荒れの問題が生じる様になる。
積率が９０％未満では、残部に出現するパーライト等の
ために硬度が高くなり、変形抵抗が増大してしまう。ま
た、フェライトの平均結晶粒径が４０μｍを超えると変
形能が低下すると共に、金属組織が粗くなって製品の表
面荒れの問題が生じる様になる。
【００１３】フェライト面積率は９５％以上であること
が好ましく、９７％以上であれば更に好ましい。フェラ
イトの平均結晶粒径は４０μｍ以下であれば、本発明の
効果を発揮し得るものであって、下限値は特に限定され
ないが、冷間加工後に施される浸炭或いは浸炭窒化等の
表面硬化処理の効果を一層発揮させるためには、平均結
晶粒径が好ましくは２０μｍ以上、更に好ましくは２５
μｍ以上であることが望ましい。また、該平均結晶粒径
の好ましい上限値は３５μｍである。
が好ましく、９７％以上であれば更に好ましい。フェラ
イトの平均結晶粒径は４０μｍ以下であれば、本発明の
効果を発揮し得るものであって、下限値は特に限定され
ないが、冷間加工後に施される浸炭或いは浸炭窒化等の
表面硬化処理の効果を一層発揮させるためには、平均結
晶粒径が好ましくは２０μｍ以上、更に好ましくは２５
μｍ以上であることが望ましい。また、該平均結晶粒径
の好ましい上限値は３５μｍである。
【００１４】従来の肌焼鋼の金属組織においては、熱間
圧延条件が通常以下の様なものであったため、パーライ
ト等が３０％以上生成していた。 仕上温度：９５０℃以上 冷却速度：１０℃／秒以上 仕上加工率：２０〜５０％ 本発明に係る肌焼鋼を製造するには、熱間圧延条件は少
なくとも下記の条件を満足させる必要がある。 仕上温度：９５０℃以下 冷却速度：０．２〜５℃／秒 仕上加工率：３０％以上 尚、詳細な熱間圧延条件は鋼の組成、厚さ等にも依存す
るので、それらを考慮して適宜調節する必要がある。
圧延条件が通常以下の様なものであったため、パーライ
ト等が３０％以上生成していた。 仕上温度：９５０℃以上 冷却速度：１０℃／秒以上 仕上加工率：２０〜５０％ 本発明に係る肌焼鋼を製造するには、熱間圧延条件は少
なくとも下記の条件を満足させる必要がある。 仕上温度：９５０℃以下 冷却速度：０．２〜５℃／秒 仕上加工率：３０％以上 尚、詳細な熱間圧延条件は鋼の組成、厚さ等にも依存す
るので、それらを考慮して適宜調節する必要がある。
【００１５】また、鋼の成分が、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔｉからなる群から選択される１種以上の元素を前
記（１）式で求められるＡの値が３．０以上となるよう
に含むものであると共に、前記群を構成する個々の元素
の含有量が、Ｃｒ：８．０％以下（０％を含まない）、
Ｍｏ：２．０％以下（０％を含まない）、Ｖ ：２．０
％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：２．０％以下（０％
を含まない）、Ｔｉ：２．０％以下（０％を含まな
い）、を満たすものであることも本発明の好ましい態様
の一つである。
ｂ，Ｔｉからなる群から選択される１種以上の元素を前
記（１）式で求められるＡの値が３．０以上となるよう
に含むものであると共に、前記群を構成する個々の元素
の含有量が、Ｃｒ：８．０％以下（０％を含まない）、
Ｍｏ：２．０％以下（０％を含まない）、Ｖ ：２．０
％以下（０％を含まない）、Ｎｂ：２．０％以下（０％
を含まない）、Ｔｉ：２．０％以下（０％を含まな
い）、を満たすものであることも本発明の好ましい態様
の一つである。
【００１６】Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔｉはいずれも炭
窒化物を生成する元素であり、硬質なパーライトを凝集
・低減する効果を有しており、熱間圧延ままの肌焼鋼の
変形能の向上および変形抵抗の低減の効果を向上させる
ものである。これら元素の効果は少量の添加によっても
得られるものであるが、更に有効に発揮させるために
は、前記（１）式で求められるＡの値が３．０以上とす
ることが望ましい。また、過剰に含有させると逆に冷間
加工性を劣化させると共に、その後に施される表面硬化
処理の効果を不十分にする恐れがあるので、各々の元素
に上記の様な上限値が必要である。また、Ａ値として
は、１０．０以下であることが望ましい。
窒化物を生成する元素であり、硬質なパーライトを凝集
・低減する効果を有しており、熱間圧延ままの肌焼鋼の
変形能の向上および変形抵抗の低減の効果を向上させる
ものである。これら元素の効果は少量の添加によっても
得られるものであるが、更に有効に発揮させるために
は、前記（１）式で求められるＡの値が３．０以上とす
ることが望ましい。また、過剰に含有させると逆に冷間
加工性を劣化させると共に、その後に施される表面硬化
処理の効果を不十分にする恐れがあるので、各々の元素
に上記の様な上限値が必要である。また、Ａ値として
は、１０．０以下であることが望ましい。
【００１７】また、本発明の実施にあたっては、Ｎｉ：
２．５％以下（０％を含まない）、を含有させることも
好ましい。Ｎｉは冷間加工後に施される浸炭あるいは浸
炭窒化等の表面硬化処理の効果を一層向上させると共
に、熱間圧延材の組織を微細化して靭性を高めて冷間加
工性を向上させる。しかしながら、それらの効果は２．
５％程度で飽和し、それ以上に含有させても経済的に無
駄であるので、上限を２．５％とした。
２．５％以下（０％を含まない）、を含有させることも
好ましい。Ｎｉは冷間加工後に施される浸炭あるいは浸
炭窒化等の表面硬化処理の効果を一層向上させると共
に、熱間圧延材の組織を微細化して靭性を高めて冷間加
工性を向上させる。しかしながら、それらの効果は２．
５％程度で飽和し、それ以上に含有させても経済的に無
駄であるので、上限を２．５％とした。
【００１８】更に、Ｃｕ：１．０％以下（０％を含まな
い）、を含有させることも好ましい。ＣｕもＮｉ同様、
冷間加工の後に行われる浸炭あるいは浸炭窒化等の表面
硬化処理の効果を一層向上させるものである。更に、Ｃ
ｕは耐食性の向上効果も有しているが、その効果は１．
０％程度で飽和し、逆に過剰に含有させると熱間圧延時
の加工性を劣化させることがあるので、上限を１．０％
とした。ただし、Ｃｕは単独で含有させると熱間加工性
への影響が出易いので、Ｎｉと同時に含有させることが
望まれる。両者を同時に含有させると熱間加工性への影
響が発生しにくくなるからである。
い）、を含有させることも好ましい。ＣｕもＮｉ同様、
冷間加工の後に行われる浸炭あるいは浸炭窒化等の表面
硬化処理の効果を一層向上させるものである。更に、Ｃ
ｕは耐食性の向上効果も有しているが、その効果は１．
０％程度で飽和し、逆に過剰に含有させると熱間圧延時
の加工性を劣化させることがあるので、上限を１．０％
とした。ただし、Ｃｕは単独で含有させると熱間加工性
への影響が出易いので、Ｎｉと同時に含有させることが
望まれる。両者を同時に含有させると熱間加工性への影
響が発生しにくくなるからである。
【００１９】また更に、Ｓ ：０．１０％以下（０％を
含まない）、Ｃａ：０．０１％以下（０％を含まな
い）、Ｚｒ：０．０８％以下（０％を含まない）、Ｐ
ｂ：０．３０％以下（０％を含まない）、Ｔｅ：０．１
０％以下（０％を含まない）、Ｓｂ：０．１０％以下
（０％を含まない）、Ｓｅ：０．１０％以下（０％を含
まない）、よりなる群から選択される１種以上を含有す
る様にすることも好ましい。これらの元素はいずれも本
発明に係る肌焼鋼の被削性を一層向上させるものであ
る。しかしながら、いずれの元素についても過剰の含有
は好ましくない理由があるため、上記の様な上限値を設
けている。以下、それぞれの元素の上限値について詳述
する。
含まない）、Ｃａ：０．０１％以下（０％を含まな
い）、Ｚｒ：０．０８％以下（０％を含まない）、Ｐ
ｂ：０．３０％以下（０％を含まない）、Ｔｅ：０．１
０％以下（０％を含まない）、Ｓｂ：０．１０％以下
（０％を含まない）、Ｓｅ：０．１０％以下（０％を含
まない）、よりなる群から選択される１種以上を含有す
る様にすることも好ましい。これらの元素はいずれも本
発明に係る肌焼鋼の被削性を一層向上させるものであ
る。しかしながら、いずれの元素についても過剰の含有
は好ましくない理由があるため、上記の様な上限値を設
けている。以下、それぞれの元素の上限値について詳述
する。
【００２０】ＳはＭｎＳを生成して被削性の向上に寄与
するが、過剰に含有させると疲労強度を劣化させる原因
となるので、０．１０％以下とする必要がある。また、
本発明の肌焼鋼を歯車として用いる場合には、縦目の衝
撃特性だけでなく、横目の衝撃特性も重要になるが、横
目の衝撃特性を高めるには鋼の異方性の低減が必要であ
り、その様な場合にはＳの含有量は０．０３％以下にす
ることが望ましい。
するが、過剰に含有させると疲労強度を劣化させる原因
となるので、０．１０％以下とする必要がある。また、
本発明の肌焼鋼を歯車として用いる場合には、縦目の衝
撃特性だけでなく、横目の衝撃特性も重要になるが、横
目の衝撃特性を高めるには鋼の異方性の低減が必要であ
り、その様な場合にはＳの含有量は０．０３％以下にす
ることが望ましい。
【００２１】Ｃａは硬質介在物を軟質な介在物で包み込
む効果を有し、その結果、被削性を高める元素である
が、この効果は０．０１％程度で飽和するので、それ以
上の含有は経済的に無駄である。
む効果を有し、その結果、被削性を高める元素である
が、この効果は０．０１％程度で飽和するので、それ以
上の含有は経済的に無駄である。
【００２２】ＺｒはＭｎＳを球状化させ異方性を改善す
ることによって被削性を高める効果を有するが、この効
果も０．０８％程度で飽和するので、それ以上の含有は
経済的に無駄である。ＰｂはＰｂＳを生成して被削性の
向上に寄与するが、過剰に含有させると疲労強度を劣化
させる原因となるので、０．３０％以下とする必要があ
る。
ることによって被削性を高める効果を有するが、この効
果も０．０８％程度で飽和するので、それ以上の含有は
経済的に無駄である。ＰｂはＰｂＳを生成して被削性の
向上に寄与するが、過剰に含有させると疲労強度を劣化
させる原因となるので、０．３０％以下とする必要があ
る。
【００２３】Ｔｅ，Ｓｂ，Ｓｅも被削性の向上に寄与す
るが、過剰に含有させても効果が飽和するばかりか、粗
大な非金属介在物を生成して表面破壊の起点となること
があるので、０．１０％を上限とする。
るが、過剰に含有させても効果が飽和するばかりか、粗
大な非金属介在物を生成して表面破壊の起点となること
があるので、０．１０％を上限とする。
【００２４】本発明で対象とする肌焼鋼は、上記の様な
構成であれば優れた冷間加工性を得ることができるが、
該肌焼鋼から製造される機械部品の用途等に応じて鋼組
成は選択される必要がある。一般に肌焼鋼が使用されて
いるシャフト、ギヤ、ドラム、スパイダー等の機械部品
の場合には、下記の様な元素を含有する鋼を用いること
が推奨される。Ｃ ：０．０５〜０．３５％、Ｓｉ：
１．０％以下（０％を含まない）、Ｍｎ：２．０％以下
（０％を含まない）、Ｐ ：０．０３０％以下（０％を
含む）、Ａｌ：０．０１５〜０．０６％、Ｎ ：０．０
０５〜０．０３％、上記各成分の含有率の限定理由を以
下に詳述する。
構成であれば優れた冷間加工性を得ることができるが、
該肌焼鋼から製造される機械部品の用途等に応じて鋼組
成は選択される必要がある。一般に肌焼鋼が使用されて
いるシャフト、ギヤ、ドラム、スパイダー等の機械部品
の場合には、下記の様な元素を含有する鋼を用いること
が推奨される。Ｃ ：０．０５〜０．３５％、Ｓｉ：
１．０％以下（０％を含まない）、Ｍｎ：２．０％以下
（０％を含まない）、Ｐ ：０．０３０％以下（０％を
含む）、Ａｌ：０．０１５〜０．０６％、Ｎ ：０．０
０５〜０．０３％、上記各成分の含有率の限定理由を以
下に詳述する。
【００２５】Ｃは上記の様な機械部品としての内部強度
を確保する上で欠くことのできない元素であり、０．０
５％未満では十分な強度が得られなくなる。しかしなが
ら、過剰に含有させると靭性や被削性が低下して加工性
を損なうので、０．３５％を上限とする。０．３０％以
下であれば、より好ましい。
を確保する上で欠くことのできない元素であり、０．０
５％未満では十分な強度が得られなくなる。しかしなが
ら、過剰に含有させると靭性や被削性が低下して加工性
を損なうので、０．３５％を上限とする。０．３０％以
下であれば、より好ましい。
【００２６】Ｓｉは鋼溶製時の脱酸元素として必要な元
素であるが、過剰に含有させると冷間加工性を劣化させ
るので、１．０％以下にしなければならない。０．３５
％以下がより好ましく、０．１５％以下が更に好まし
い。
素であるが、過剰に含有させると冷間加工性を劣化させ
るので、１．０％以下にしなければならない。０．３５
％以下がより好ましく、０．１５％以下が更に好まし
い。
【００２７】ＭｎはＳｉと同様、脱酸元素として含有さ
せるが、過剰に含有させると冷間加工性を劣化させるの
で、２．０％以下にしなければならない。１．０％以下
がより好ましい。
せるが、過剰に含有させると冷間加工性を劣化させるの
で、２．０％以下にしなければならない。１．０％以下
がより好ましい。
【００２８】Ｐは結晶粒界に偏析して靭性を低下させる
元素であり、その様な影響を生じさせないようにするに
は、含有量を０．０３％以下に抑えなければならない。
より好ましくは０．０２％以下、更に好ましくは０．０
１％以下に抑えることが望まれる。他の元素と異なり、
含有量が０であっても構わないが、鋼の製造工程におい
ては不可避的に混入する元素であり、含有量を０にする
ことが逆に困難であるので、上記上限内に抑えればよ
い。
元素であり、その様な影響を生じさせないようにするに
は、含有量を０．０３％以下に抑えなければならない。
より好ましくは０．０２％以下、更に好ましくは０．０
１％以下に抑えることが望まれる。他の元素と異なり、
含有量が０であっても構わないが、鋼の製造工程におい
ては不可避的に混入する元素であり、含有量を０にする
ことが逆に困難であるので、上記上限内に抑えればよ
い。
【００２９】Ａｌは脱酸のために０．０１５％以上必要
であるが、多すぎるとＡｌＮが局部的に凝集し、結晶粒
の異常成長を起こすことがある。ＡｌＮ結晶粒があまり
大型化すると、該結晶粒が割れの起点となる等の悪影響
を起こすことがあるので、含有量は０．０６％を上限と
する。
であるが、多すぎるとＡｌＮが局部的に凝集し、結晶粒
の異常成長を起こすことがある。ＡｌＮ結晶粒があまり
大型化すると、該結晶粒が割れの起点となる等の悪影響
を起こすことがあるので、含有量は０．０６％を上限と
する。
【００３０】Ｎは窒化物を形成して靭性を向上させる元
素であり、この効果を有効に発揮させるため０．００５
％以上含有させることが必要である。しかしながら、過
剰に含有させると冷間加工性が劣化するため、０．０３
％を上限とする。
素であり、この効果を有効に発揮させるため０．００５
％以上含有させることが必要である。しかしながら、過
剰に含有させると冷間加工性が劣化するため、０．０３
％を上限とする。
【００３１】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、本発明は下記実施例によって制限されるもの
ではなく、前・後記の趣旨に徴して変更することはいず
れも本発明の技術的範囲に含まれる。
明するが、本発明は下記実施例によって制限されるもの
ではなく、前・後記の趣旨に徴して変更することはいず
れも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３２】（実験例１）表１に示す鋼種Ａ〜Ｌの化学
成分を有する鋼材を仕上温度９００〜１０５０℃、冷却
速度０．１〜１０℃／秒、仕上加工率４０％で熱間圧延
し、直径２０ｍｍ、長さ３０ｍｍの試験片（試料Ｎｏ．
１〜１７）を作製し、組織観察、硬さ測定、仕上後の表
面粗さ測定、変形抵抗および変形能の測定を行った。
成分を有する鋼材を仕上温度９００〜１０５０℃、冷却
速度０．１〜１０℃／秒、仕上加工率４０％で熱間圧延
し、直径２０ｍｍ、長さ３０ｍｍの試験片（試料Ｎｏ．
１〜１７）を作製し、組織観察、硬さ測定、仕上後の表
面粗さ測定、変形抵抗および変形能の測定を行った。
【００３３】
【表１】
【００３４】ここで、フェライト面積率およびフェライ
トの平均結晶粒径は、光学顕微鏡を用いて倍率４００倍
で任意に４視野観察した平均値である。硬さは、２０ｋ
ｇｆの荷重をかけて測定したヴィッカース硬度であり、
各試料４点ずつ測定した値の平均値である。変形抵抗お
よび表面粗さは、上記試験片を各試料３個ずつ使用し、
冷間にて圧縮率６０％まで一気に鍛造した際の値で、３
個の平均値である。変形能は、上記試験片を各試料１０
個ずつ使用し、図１に示す様な深さ０．３ｍｍの溝加工
を試料に施し、冷間にて圧縮率３５％まで一気に鍛造し
た後、２．５％刻みで圧縮率を増加させながら冷間鍛造
を繰り返し、下記〜のいずれかに該当する割れが１
０個の試験片のいずれにも発生しない加工率である。 幅０．０１ｍｍ以上、長さ０．５ｍｍ以上 幅０．０２ｍｍ以上 長さ１．０ｍｍ以上 これらの結果を表２に示す。
トの平均結晶粒径は、光学顕微鏡を用いて倍率４００倍
で任意に４視野観察した平均値である。硬さは、２０ｋ
ｇｆの荷重をかけて測定したヴィッカース硬度であり、
各試料４点ずつ測定した値の平均値である。変形抵抗お
よび表面粗さは、上記試験片を各試料３個ずつ使用し、
冷間にて圧縮率６０％まで一気に鍛造した際の値で、３
個の平均値である。変形能は、上記試験片を各試料１０
個ずつ使用し、図１に示す様な深さ０．３ｍｍの溝加工
を試料に施し、冷間にて圧縮率３５％まで一気に鍛造し
た後、２．５％刻みで圧縮率を増加させながら冷間鍛造
を繰り返し、下記〜のいずれかに該当する割れが１
０個の試験片のいずれにも発生しない加工率である。 幅０．０１ｍｍ以上、長さ０．５ｍｍ以上 幅０．０２ｍｍ以上 長さ１．０ｍｍ以上 これらの結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】
【００３６】試料Ｎｏ．１〜１１は、本発明の要件を満
足するものであり、いずれも変形抵抗が低く、且つ優れ
た変形能を有している。これらに対して、Ｎｏ．１２
は、熱間圧延時の冷却速度が速いため、金属組織が硬質
のベイナイト主体となり、硬度および変形抵抗が高く、
変形能は低い。Ｎｏ．１３は、熱間圧延時の冷却速度が
遅いため、フェライトの結晶粒径が大きくなり、変形能
が低く、表面が粗い。Ｎｏ．１４は、熱間圧延時の仕上
温度が高いため、フェライトの結晶粒径が大きくなり、
変形能が低く、表面が粗い。Ｎｏ．１５〜１７は鋼の化
学組成と熱間圧延条件のバランスがよくなかったため、
フェライト面積率が低くなり、硬さおよび変形抵抗が高
く、変形能が低い。
足するものであり、いずれも変形抵抗が低く、且つ優れ
た変形能を有している。これらに対して、Ｎｏ．１２
は、熱間圧延時の冷却速度が速いため、金属組織が硬質
のベイナイト主体となり、硬度および変形抵抗が高く、
変形能は低い。Ｎｏ．１３は、熱間圧延時の冷却速度が
遅いため、フェライトの結晶粒径が大きくなり、変形能
が低く、表面が粗い。Ｎｏ．１４は、熱間圧延時の仕上
温度が高いため、フェライトの結晶粒径が大きくなり、
変形能が低く、表面が粗い。Ｎｏ．１５〜１７は鋼の化
学組成と熱間圧延条件のバランスがよくなかったため、
フェライト面積率が低くなり、硬さおよび変形抵抗が高
く、変形能が低い。
【００３７】
【発明の効果】本発明は以上説明してきた通り、熱間圧
延後の鋼の金属組織中に占めるフェライト面積率が９０
％以上であって、且つ、フェライトの平均結晶粒径が４
０μｍ以下である様に構成されているので、熱間圧延ま
まの状態で優れた冷間加工性を有すると共に、高加工部
品の製造に際しても冷間加工前に球状化焼きなまし処理
を施す必要がなく、また、冷間鍛造ままで仕上加工した
場合にも表面肌荒れが生じることなく、更に、冷間加工
後の表面硬化処理の効果が十分に発揮される様な肌焼鋼
を提供することが可能となった。
延後の鋼の金属組織中に占めるフェライト面積率が９０
％以上であって、且つ、フェライトの平均結晶粒径が４
０μｍ以下である様に構成されているので、熱間圧延ま
まの状態で優れた冷間加工性を有すると共に、高加工部
品の製造に際しても冷間加工前に球状化焼きなまし処理
を施す必要がなく、また、冷間鍛造ままで仕上加工した
場合にも表面肌荒れが生じることなく、更に、冷間加工
後の表面硬化処理の効果が十分に発揮される様な肌焼鋼
を提供することが可能となった。
【図１】実験例１の変形能測定に用いた試験片の形状を
示す図である。
示す図である。
Claims (5)
- 【請求項１】 熱間圧延後の鋼の金属組織中に占めるフ
ェライト面積率が９０％以上であって、且つ、フェライ
トの平均結晶粒径が４０μｍ以下であることを特徴とす
る冷間加工性に優れた肌焼鋼。 - 【請求項２】 鋼の成分が、Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ｉからなる群から選択される１種以上の元素を下記
（１）式で求められるＡの値が３．０以上となるように
含むものであると共に、前記群を構成する個々の元素の
含有量が、 Ｃｒ：８．０％（質量％、以下同じ）以下（０％を含ま
ない）、 Ｍｏ：２．０％以下（０％を含まない）、 Ｖ ：２．０％以下（０％を含まない）、 Ｎｂ：２．０％以下（０％を含まない）、 Ｔｉ：２．０％以下（０％を含まない）、 を満たすものである請求項１に記載の肌焼鋼。 Ａ＝［Ｃｒ］＋３［Ｍｏ］＋５［Ｖ］＋４［Ｎｂ］＋４［Ｔｉ］・・・（１） （ただし、［Ｘ］は鋼中に含まれる元素Ｘの質量％を示
す） - 【請求項３】 鋼の成分が、 Ｎｉ：２．５％以下（０％を含まない）、を含むもので
ある請求項２に記載の肌焼鋼。 - 【請求項４】 鋼の成分が、 Ｃｕ：１．０％以下（０％を含まない）、を含むもので
ある請求項３に記載の肌焼鋼。 - 【請求項５】 鋼の成分が、 Ｓ ：０．１０％以下（０％を含まない）、 Ｃａ：０．０１％以下（０％を含まない）、 Ｚｒ：０．０８％以下（０％を含まない）、 Ｐｂ：０．３０％以下（０％を含まない）、 Ｔｅ：０．１０％以下（０％を含まない）、 Ｓｂ：０．１０％以下（０％を含まない）、 Ｓｅ：０．１０％以下（０％を含まない）、 よりなる群から選択される１種以上を含有するものであ
る請求項２〜４のいずれかに記載の肌焼鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11154097A JP3819529B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 冷間加工性に優れた肌焼鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11154097A JP3819529B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 冷間加工性に優れた肌焼鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10306342A true JPH10306342A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3819529B2 JP3819529B2 (ja) | 2006-09-13 |
Family
ID=14563963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11154097A Expired - Lifetime JP3819529B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 冷間加工性に優れた肌焼鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3819529B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013040376A (ja) * | 2011-08-15 | 2013-02-28 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 耐結晶粒粗大化特性および加工性ならびに靱性に優れた浸炭部品用の機械構造用鋼 |
| JP2015140481A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 大同特殊鋼株式会社 | 肌焼鋼及びこれを用いた浸炭部品 |
| WO2016143812A1 (ja) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間圧延鋼材および鋼部品 |
| JP2019218586A (ja) * | 2018-06-18 | 2019-12-26 | 日本製鉄株式会社 | 浸炭用鋼及び部品 |
-
1997
- 1997-04-28 JP JP11154097A patent/JP3819529B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013040376A (ja) * | 2011-08-15 | 2013-02-28 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 耐結晶粒粗大化特性および加工性ならびに靱性に優れた浸炭部品用の機械構造用鋼 |
| JP2015140481A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 大同特殊鋼株式会社 | 肌焼鋼及びこれを用いた浸炭部品 |
| WO2016143812A1 (ja) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間圧延鋼材および鋼部品 |
| JPWO2016143812A1 (ja) * | 2015-03-09 | 2017-12-28 | 新日鐵住金株式会社 | 熱間圧延鋼材および鋼部品 |
| JP2019218586A (ja) * | 2018-06-18 | 2019-12-26 | 日本製鉄株式会社 | 浸炭用鋼及び部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3819529B2 (ja) | 2006-09-13 |
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