JPH1053811A - 鋼部材の製造方法 - Google Patents
鋼部材の製造方法Info
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- JPH1053811A JPH1053811A JP9141161A JP14116197A JPH1053811A JP H1053811 A JPH1053811 A JP H1053811A JP 9141161 A JP9141161 A JP 9141161A JP 14116197 A JP14116197 A JP 14116197A JP H1053811 A JPH1053811 A JP H1053811A
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
- C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
- C21D1/10—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C21D2221/00—Treating localised areas of an article
- C21D2221/10—Differential treatment of inner with respect to outer regions, e.g. core and periphery, respectively
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
で安価に行えるようにすることを目的とする。 【解決手段】 硬質な高炭素固溶表面と強靱な低炭素固
溶核部とをもつ鋼部材を製造する方法において、0.3
〜1.2%の炭素と強カーバイド形成材として作用する
合金要素をもつ合金鋼を用い、この材料から形成された
部材を誘導加熱により、該部材の核部をオーステナイト
域の低域部のレベルまで加熱して核部を特定レベルの固
溶炭素を生じせしめ、表層部をオーステナイト域内の高
域部まで加熱して該表層部に高固溶炭素成分を生じさせ
る。
Description
特に熱処理に関するものである。
の製造の際には、はだ焼(浸炭)がしばしば行われる。
この浸炭によると、部材は表面が硬度そして含有炭素量
共に高くなると共に、焼入れ焼戻し後に核部は強靱で低
炭素含有なものとなる。かかる部材は、耐摩耗性そして
耐疲労性において大変優れている。得られる硬度と残留
応力との関係は図1に示されているごとくであり、得ら
れた表面残留応力は疲労寿命の点では大変好ましいもの
である。
によると部材は比較的高価なものとなり、その工程は遅
い。そのため、誘導加熱を用いた表面硬化による多くの
方法が試みられている。これによると、例えば0.5〜
0.6%の高炭素含有の低合金鋼が用いられており、部
材の表層が急速に加熱されて部材は焼入れされる。こう
して得られる部材の硬度と残留応力との関係は図2に示
されるごとくとなる。
ら得られる硬度と残留応力との関係は種々の場合十分な
ものであるが、しばしば接触疲労強さに限界が見られ、
又、他の疲労条件で問題を惹起する。かかる劣特性を改
善するのに貢献する一つの要素としては、材料の表面か
ら離れた位置での硬度を低下することであり、又、積極
的に残留応力が同じ深さに集中しているようにすること
である。これは、中位の硬度の核部を用いるときに特に
起きる。
形成されたマルテンサイトは殆ど瞬時に十分な炭素量、
すなわち0.5〜0.6%の炭素含有量に達する。それ
故、本発明の目的は、誘導加熱を用いて、はだ焼よりも
安価で早く処理でき、従来の誘導加熱硬化の欠点を解決
することを目的とする。
よれば、上記目的は、硬質な高炭素固溶表面と強靱な低
炭素固溶核部とをもつ鋼部材を製造する方法において、
0.3〜1.2%の炭素と強カーバイド形成材として作
用する合金要素をもつ合金鋼を用い、この材料から形成
された部材を誘導加熱により、該部材の核部をオーステ
ナイト域の低域部のレベルまで加熱して核部を特定レベ
ルの固溶炭素を生じせしめ、表層部をオーステナイト域
内の高域部まで加熱して該表層部に高固溶炭素成分を生
じさせることにより達成される。
を得るためには、はだ焼で得られる結果、すなわち、固
溶炭素量が0.1〜0.5%の核部と固溶炭素量が0.
5〜1.2%の表層をもつものに類似する結果を得るよ
うにすることが提案される。そのためには、かかる結果
を与えるように作られた低合金鋼が用いられ、これは例
えばクロムのような強カーバイド形成材の量を増やすこ
とによって得られる。これによってオーステナイト固溶
炭素量は抑制され、図3に示すごとくになる。
のようなカーバイド形成合金要素を十分に高い含有量と
し、そして特定な誘導加熱を行ってこの合金鋼を用いる
ことにより、核部の炭素量を制御そして調整することが
可能となる。これによって、核部はオーステナイト域の
温度、通常800〜1000℃まで加熱され、かくして
所定の固溶炭素量に達し、表層はオーステナイト域の高
温度、通常900〜1200℃まで加熱される。焼入れ
後は、部材全体での固溶炭素量は、例えば図1に示され
たはだ焼で得られたものと同じになる。しかしながら、
かかる本発明では、既述した従来はだ焼がかかえていた
ような欠点は伴うことがない。好ましくは、核部の加熱
は表層部の加熱に先立って行われるが、この順序を逆に
しても同じ結果は得られる。
がオーステナイト化されるような特定の熱処理と共に、
例えば炭素が0.3〜1.2%そしてクロムが1〜25
%のクロム鋼のような特定材料を用いることにより、設
定された目的を達成できる。しかし、これによって、部
材の核部と表層部とは異なる温度サイクルにさらされ
る。
ず、特許請求の範囲内にて、クロム以外のカーバイド形
成材を用いて工程そして鋼の組成について変形を加える
ことは可能である。
示す図である。
を示す図である。
テナイト中の炭素量との関係を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 硬質な高炭素固溶表面と強靱な低炭素固
溶核部とをもつ鋼部材を製造する方法において、0.3
〜1.2%の炭素と強カーバイド形成材として作用する
合金要素をもつ合金鋼を用い、この材料から形成された
部材を誘導加熱により、該部材の核部をオーステナイト
域の低域部のレベルまで加熱して核部を特定レベルの固
溶炭素を生じせしめ、表層部をオーステナイト域内の高
域部まで加熱して該表層部に高固溶炭素成分を生じさせ
ることを特徴とする鋼部材の製造方法。 - 【請求項2】 部材の核部を約800〜1000℃の温
度まで誘導加熱することとする請求項1に記載の鋼部材
の製造方法。 - 【請求項3】 部材の表層部を約900〜1200℃の
温度まで急速に誘導加熱することとする請求項1又は請
求項2に記載の鋼部材の製造方法。 - 【請求項4】 強カーバイド形成合金要素としてクロム
が1〜25%の量だけ用いられていることとする請求項
1ないし請求項3のうちの一つに記載の鋼部材の製造方
法。
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