JPH111741A - 快削高靱性非調質鋼 - Google Patents
快削高靱性非調質鋼Info
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- JPH111741A JPH111741A JP16354797A JP16354797A JPH111741A JP H111741 A JPH111741 A JP H111741A JP 16354797 A JP16354797 A JP 16354797A JP 16354797 A JP16354797 A JP 16354797A JP H111741 A JPH111741 A JP H111741A
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Abstract
快削高靭性非調質鋼を課題とする。 【解決手段】 wt%の成分組成が、C:0.30 〜0.55
%、Si:0.10 〜1.0 %、Mn:1.0〜2.5 %、S:0.01
〜0.07%、Al:0.01〜0.05%、B:0.0050 〜0.015
%、N:(0.006 +B/0.77)〜0.03%、B/N:0.4以上
で、残部がFe及び不可避的不純物からなることを特徴
とする。
Description
鋼に関するものであり、具体的には、鉛、即ちPbを添
加せずとも、Pb添加非調質鋼と同等以上の被削性を有
し、且つ靭性にも優れた非調質鋼に関するものである。
略できることから、近年、そのニーズが高く、自動車部
品のクランクシャフトや各種足回り部品に採用されてい
る。これらの部品は素材を鍛造等の加工後、形状と寸法
を正確にするため機械切削を行うので、素材の快削性が
要求される。非調質鋼の快削化を図る場合、従来はS、
Ca、Pbといった快削性元素を鋼に添加している。し
かしながら、S、Ca は機械的性質を劣化させるため、
Pbを添加することが最も多いのが現状である。
用を抑制される動きが出ている。そこで、これに対応す
るため、特開平9 −25539号公報はPbを添加しない靭
性に優れた快削非調質鋼を提案している。また、従来か
らも非調質鋼にPb以外の快削性を付与する介在物とし
て窒化ほう素、即ちBNを使用した技術を特開平1 −21
9148号公報などが提案している。
9−25539号公報では鋼にある程度の靭性を付与している
が、特殊な元素であるNd を用いているため、製造コス
トが高いという問題がある。また、Pb添加鋼が有する
ような切り屑処理性を備えているかどうかに問題があ
る。
Nを析出させ、快削性の付与を図っているが、Vまたは
Nb を含有しているため、NがVまたはNbと結合し、
BNの析出が抑制されるので、快削性に疑問がある。同
時に、前記技術と同様にPb添加鋼のような切り屑処理
性を備えているかどうかに疑念がある。
るためになされたものであり、Pbを添加せずともPb
添加非調質鋼と同等以上の切り屑処理性を含む被削性を
有し、且つ靭性にも優れた快削高靭性非調質鋼を提供す
ることを目的とする。
達成のために、まず、非調質鋼に快削性及び靱性を付与
する技術について鋭意検討した結果、下記の発明をする
に至った。
〜0.55%、Si:0.10〜1.0 %、Mn:1.0〜2.5 %、S:
0.01 〜0.07%、Al:0.01〜0.05%、B:0.005〜0.015
%、N:(0.006 +B/0.77)〜0.03%、B/N:0.4以上
で、残部がFe及び不可避的不純物からなることを特徴
とする快削高靭性非調質鋼である。
に基づいている。 (1)炭素鋼にB及びNを適量添加することにより、切
り屑処理性を含めた被削性を付与する。 (2)従来の非調質鋼にはV、Nb 、Tiを添加する
が、BNの析出が抑制されるため、本発明ではこれらの
元素は添加しない。
炭素鋼であるS45C〜S58Cの焼入れ焼戻しした状態に
相当する鋼材を目的とする場合には、焼入れ焼戻し後の
機械的性質の参考値として記載されている衝撃値(uE2
0)として59 J/cm2 以上が必要である。そこで、B、
Nを添加した鋼の高靭化を行う必要があり、BとNとを
添加した鋼において、衝撃試験を行なった。その結果、
図1に示すような結果が得られた。即ち計算上の固溶窒
素、即ちフリーN=N−B/0.77が0.006%以上である
と衝撃値(uE20)が59 J/cm2 以上となる。
る点から、B/N:0.4以上とする。B/Nが0.4 未満
では析出するBN量が確保できず、被削性が劣るため、
0.4以上とする。
る。 C:0.30〜0.55% とする。Cは必要な引張強度を確保
するために必要であり、0.30%未満では必要な引張強度
を得るのに他の合金元素を多量に添加する必要があり、
また、0.55%を超えるとパーライトの量が多くなりすぎ
て被削性及び靭性が劣化するので、0.30%以上0.55%以
下とした。
として0.10%以上必要であるが、1.0%を超えるとフェ
ライトが硬化して被削性及び靭性が劣化するため、0.10
%以上1.0%以下とする。
引張強度を確保するために必要であり、1.0%未満では
必要な引張強度が得られず、2.5%を超えるとパーライ
トの量が多くなりすぎて被削性及び靭性が劣化するた
め、1.0 %以上2.5 %以下とした。
形で介在物として存在し、被削性向上に有効である。0.
01%未満ではその効果がなく、0.07%を超えるとMnS
が多くなり、機械的性質が劣化するため、0.01%以上0.
07%以下とする。
でNと結合し、BN(窒化ほう素)となり、被削性を向
上させる。被削性の向上に有効な範囲はN量とB/N比
にも依存するが、0.005 %未満ではBN量が確保でき
ず、また、0.015 %を超えると熱間加工性が劣化するた
め、0.005%以上0.015 %以下とする。
Nは鋼中にてBと結合し、BN(窒化ほう素)となり、
被削性を向上させる。また、フリーNとして存在するこ
とによって靭性を向上させる。被削性の向上に有効な範
囲はB量とB/N比に依存するが、(0.006+B/0.77)
%未満では被削性が劣るとともに、フリーNが確保でき
なくなり靭性が劣る。ここで、B/0.77は、Bと結合す
るNに相当する。一方、0.03%を超えると例えば気泡が
発生し、鋳造性が劣化するため、(0.006+B/0.77)%
以上0.03%以下とする。
満ではBN量が確保できず、被削性が劣化するため、0.
4以上とする。
脱酸に必要な元素であり、0.01%未満では効果がなく、
0.05%を超えると効果が飽和するため、0.01%以上0.05
%以下とする。
として示す表1に記載した成分組成の鋼を150kg真空溶
解炉で溶製し、熱間鍛造にて70mm丸棒に加工し、その
後、熱間鍛造をシミュレートするため、1100℃×2 時間
の焼ならしを行った。なお、比較鋼の一部は焼入れ焼戻
しを行った。
(1/4 d(d:直径))からそれぞれJIS4号試験
片、JIS3号試験片を採取して行った。切削試験とし
て超硬スローアウェイチップ(ISO/TC20/GT
9に規定する名称でP20)を用いた工具寿命と切り屑
処理性を目的とする旋削試験、ハイスドリル(2mm
径)を用いた深穴加工試験を行った。
る。 切削速度=150 m/min 送り=0.2 mm/rev 切り込み=2.0 mm 切削油=なし 評価方法は、切削時間30分後のすくい面摩耗量を測定し
た。
る。 切削速度=30〜200 m/minの5条件 送り=0.05〜0.29mm/revの5条件 切り込み=2.0 mm 切削油=なし 評価方法は、上記全25条件中連続状の切り屑(長さ1m
m以上の切り屑)の生成する条件数が9条件以下を良好
(○)とした。また、全25条件中連続状切り屑の生成す
る条件数が10条件以上を不良(×)とした。
る。 回転数=1158rpm 送り=0.024 mm/rev 切削油=油性 試験片の厚さ=10mm(直径70mm丸棒を10mm長さに
切断したもの) 評価はステップバック数(所定のトルクを感知するとド
リルがバックし、再び穴あけを行い、試験材を貫通する
までのバック回数)を求めることにより行った。
鋼はいずれも良好な被削性と靱性をを有しており、比較
鋼No.14(Pb添加非調質鋼)と同等以上である。ま
た、従来鋼である比較鋼No.15(Pb添加調質鋼)より
も良好でもある。
はずれて、被削性と靭性が低い。比較鋼No.8はSi
が本発明範囲からはずれて、切り屑処理性は良好である
が、被削性と靱性をが劣化している。比較鋼No.9 はM
nが本発明範囲からはずれて、被削性と靱性が劣化して
いる。
て、工具寿命と深穴加工性が劣化している。比較鋼No.
11はBが本発明範囲からはずれて、被削性と靱性が劣化
している。比較鋼No.12はNが本発明範囲からはずれ
て、被削性と靱性が劣化している。比較鋼No.13はB/
Nが本発明範囲からはずれて、靱性は良好であるが、被
削性が劣化している。
加しなくとも、Pb添加非調質鋼と同等以上の被削性と
優れた靭性を有する非調質鋼であり、地球環境問題にも
配慮した環境に優しい非調質鋼である。よって、産業上
きわめて有用な発明である。
示す図である。
図である。
として示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 wt%の成分組成が、C:0.30 〜0.55
%、Si:0.10 〜1.0%、Mn:1.0〜2.5 %、S:0.01
〜0.07%、Al:0.01〜0.05%、B:0.005〜0.015 %、
N:(0.006 +B/0.77)〜0.03%、B/N:0.4以上で、
残部がFe及び不可避的不純物からなることを特徴とす
る快削高靭性非調質鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16354797A JP3834127B2 (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 快削高靱性非調質鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16354797A JP3834127B2 (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 快削高靱性非調質鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH111741A true JPH111741A (ja) | 1999-01-06 |
JP3834127B2 JP3834127B2 (ja) | 2006-10-18 |
Family
ID=15775978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16354797A Expired - Fee Related JP3834127B2 (ja) | 1997-06-06 | 1997-06-06 | 快削高靱性非調質鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3834127B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002003992A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-01-09 | Nkk Bars & Shapes Co Ltd | 快削高靭性肌焼鋼 |
JP2007107020A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Jfe Bars & Shapes Corp | 工具寿命に優れたbn快削鋼 |
JP2011052299A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Jfe Bars & Shapes Corp | 切屑処理性に優れたbn快削鋼 |
JP2014040645A (ja) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | National Institute For Materials Science | 快削鉄系形状記憶合金 |
-
1997
- 1997-06-06 JP JP16354797A patent/JP3834127B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2002003992A (ja) * | 2000-06-26 | 2002-01-09 | Nkk Bars & Shapes Co Ltd | 快削高靭性肌焼鋼 |
JP4544442B2 (ja) * | 2000-06-26 | 2010-09-15 | Jfe条鋼株式会社 | 快削高靭性肌焼鋼 |
JP2007107020A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Jfe Bars & Shapes Corp | 工具寿命に優れたbn快削鋼 |
JP2011052299A (ja) * | 2009-09-04 | 2011-03-17 | Jfe Bars & Shapes Corp | 切屑処理性に優れたbn快削鋼 |
JP2014040645A (ja) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | National Institute For Materials Science | 快削鉄系形状記憶合金 |
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JP3834127B2 (ja) | 2006-10-18 |
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