JPH1171630A - 高周波焼入用鋼 - Google Patents
高周波焼入用鋼Info
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- JPH1171630A JPH1171630A JP9249304A JP24930497A JPH1171630A JP H1171630 A JPH1171630 A JP H1171630A JP 9249304 A JP9249304 A JP 9249304A JP 24930497 A JP24930497 A JP 24930497A JP H1171630 A JPH1171630 A JP H1171630A
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- induction hardening
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は鋼中にＴｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物を
微細に分散析出させ、微細に分散析出したＴｉ炭化物、
Ｔｉ炭窒化物が結晶粒界をピンニングすることにより高
周波焼入時の耐粗粒化効果を向上させ、更にマトリック
スの分散強化と結晶粒微細化により疲労強度を向上させ
た高周波焼入用鋼を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．３５〜０．７０％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：０．２〜１．５
％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、Ｎ：＜０．０１％を
含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、Ｔｉ炭化
物、Ｔｉ炭窒化物を鋼中に微細分散させた高周波焼入用
鋼で、この鋼の図１に示す供試片を高周波焼入れ焼戻し
し、ねじり疲労試験を行い、次に、ねじり疲労試験後の
試験片から採った光学顕微鏡試験片を酸腐食して４００
倍で観察し、高周波焼入部の表面から４ｍｍの深さの部
位でのオーステナイト結晶粒度を求めた結果、高周波焼
入時の結晶粒度特性及び疲労強度特性に優れている。
微細に分散析出させ、微細に分散析出したＴｉ炭化物、
Ｔｉ炭窒化物が結晶粒界をピンニングすることにより高
周波焼入時の耐粗粒化効果を向上させ、更にマトリック
スの分散強化と結晶粒微細化により疲労強度を向上させ
た高周波焼入用鋼を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．３５〜０．７０％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：０．２〜１．５
％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、Ｎ：＜０．０１％を
含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、Ｔｉ炭化
物、Ｔｉ炭窒化物を鋼中に微細分散させた高周波焼入用
鋼で、この鋼の図１に示す供試片を高周波焼入れ焼戻し
し、ねじり疲労試験を行い、次に、ねじり疲労試験後の
試験片から採った光学顕微鏡試験片を酸腐食して４００
倍で観察し、高周波焼入部の表面から４ｍｍの深さの部
位でのオーステナイト結晶粒度を求めた結果、高周波焼
入時の結晶粒度特性及び疲労強度特性に優れている。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、機械構造用鋼とし
て使用される、高周波焼入時の結晶粒度特性及び疲労強
度特性に優れた鋼で、鋼中に微細分散したＴｉ炭化物、
Ｔｉ炭窒化物のピンニング作用により、高周波焼入時の
耐粗粒化効果を向上させ、更に、マトリックスの分散強
化と結晶粒微細化によって、疲労強度を向上させた鋼に
関する。
て使用される、高周波焼入時の結晶粒度特性及び疲労強
度特性に優れた鋼で、鋼中に微細分散したＴｉ炭化物、
Ｔｉ炭窒化物のピンニング作用により、高周波焼入時の
耐粗粒化効果を向上させ、更に、マトリックスの分散強
化と結晶粒微細化によって、疲労強度を向上させた鋼に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、機械構造用鋼などの疲労強度を要
する鋼は、中・高炭素鋼をズブ焼入れ焼戻し、または高
周波焼入れ焼戻しして使用している。機械構造用鋼の疲
労強度を低下させる要因としては、結晶粒の粗大化が挙
げられる。結晶粒の粗大化を防ぐためには、オーステナ
イト化時に鋼の温度を上げ過ぎないことが重要である
が、高周波焼入れは短時間で鋼を加熱するために、表面
から内部に向かって温度勾配が生じ、鋼の表面近傍の温
度が高くなる傾向にある。特に、焼入れ深さを深めにす
る場合には、内部もオーステナイト化に十分な温度に上
げなければならないため、表面近傍の温度はさらに高く
なる。以上のように、高周波焼入れは特に表面近傍で粗
粒が発生しやすい熱処理法であり、このため、高周波焼
入れ用鋼は、高い耐粗粒化効果が求められている。
する鋼は、中・高炭素鋼をズブ焼入れ焼戻し、または高
周波焼入れ焼戻しして使用している。機械構造用鋼の疲
労強度を低下させる要因としては、結晶粒の粗大化が挙
げられる。結晶粒の粗大化を防ぐためには、オーステナ
イト化時に鋼の温度を上げ過ぎないことが重要である
が、高周波焼入れは短時間で鋼を加熱するために、表面
から内部に向かって温度勾配が生じ、鋼の表面近傍の温
度が高くなる傾向にある。特に、焼入れ深さを深めにす
る場合には、内部もオーステナイト化に十分な温度に上
げなければならないため、表面近傍の温度はさらに高く
なる。以上のように、高周波焼入れは特に表面近傍で粗
粒が発生しやすい熱処理法であり、このため、高周波焼
入れ用鋼は、高い耐粗粒化効果が求められている。
【０００３】これに対して、特開平８−２８３９１０号
公報には、ＴｉＮおよびＡＩＮさらにはＮｂ炭窒化物、
Ｖ炭窒化物を微細析出させて結晶粒界をピンニングする
ことにより、結晶粒の粗大化を抑えた高周波焼入れ用鋼
材が示されている。しかし、これらの析出物は十分に微
細であるとはいえないため、高周波焼入れ時の耐粗粒化
効果が十分ではない。
公報には、ＴｉＮおよびＡＩＮさらにはＮｂ炭窒化物、
Ｖ炭窒化物を微細析出させて結晶粒界をピンニングする
ことにより、結晶粒の粗大化を抑えた高周波焼入れ用鋼
材が示されている。しかし、これらの析出物は十分に微
細であるとはいえないため、高周波焼入れ時の耐粗粒化
効果が十分ではない。
【０００４】本発明者らは、高周波焼入時の耐粗粒化効
果を向上させて結晶粒を微細化することによって、疲労
強度を向上させた鋼を実現するために、鋭意検討を行
い、次の知見を得た。
果を向上させて結晶粒を微細化することによって、疲労
強度を向上させた鋼を実現するために、鋭意検討を行
い、次の知見を得た。
【０００５】（１）鋼の中に０．０５％以上のＴｉを添
加して、Ｔｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物を微細に析出させる
ことにより、耐粗粒化効果を向上させることができる。
加して、Ｔｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物を微細に析出させる
ことにより、耐粗粒化効果を向上させることができる。
【０００６】（２）上記の（１）の効果と併せて、Ｔｉ
炭化物、Ｔｉ炭窒化物によるマトリックスの分散強化を
図ることができる。
炭化物、Ｔｉ炭窒化物によるマトリックスの分散強化を
図ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の知見
に基づき、従来の高周波焼入用鋼において、Ｔｉを０．
０５〜０．２０％添加することにより鋼中にＴｉ炭化
物、Ｔｉ炭窒化物を微細に分散析出させ、鋼中に微細に
分散析出したＴｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物が結晶粒界をピ
ンニングすることにより、高周波焼入時の耐粗粒化効果
を向上させ、更に、マトリックスの分散強化と結晶粒微
細化によって、疲労強度を向上させた鋼を提供すること
である。
に基づき、従来の高周波焼入用鋼において、Ｔｉを０．
０５〜０．２０％添加することにより鋼中にＴｉ炭化
物、Ｔｉ炭窒化物を微細に分散析出させ、鋼中に微細に
分散析出したＴｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物が結晶粒界をピ
ンニングすることにより、高周波焼入時の耐粗粒化効果
を向上させ、更に、マトリックスの分散強化と結晶粒微
細化によって、疲労強度を向上させた鋼を提供すること
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めのこの発明の手段は、請求項１の発明では、重量％
で、Ｃ：０．３５〜０．７０％、Ｓｉ：０．０５〜０．
５０％、Ｍｎ：０．２〜１．５％、Ｔｉ：０．０５〜
０．２０％、Ｎ：＜０．０１％を含有し、残部Ｆｅ及び
不可避不純物からなり、Ｔｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物を鋼
中に微細分散させたことを特徴とする高周波焼入時の結
晶粒度特性及び疲労強度特性に優れた鋼である。
めのこの発明の手段は、請求項１の発明では、重量％
で、Ｃ：０．３５〜０．７０％、Ｓｉ：０．０５〜０．
５０％、Ｍｎ：０．２〜１．５％、Ｔｉ：０．０５〜
０．２０％、Ｎ：＜０．０１％を含有し、残部Ｆｅ及び
不可避不純物からなり、Ｔｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物を鋼
中に微細分散させたことを特徴とする高周波焼入時の結
晶粒度特性及び疲労強度特性に優れた鋼である。
【０００９】請求項２の発明では、重量％で、Ｃ：０．
３５〜０．７０％、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍ
ｎ：０．２〜１．５％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、
Ｎ：＜０．０１％を含有し、さらに選択的に、Ｃｒ：
０．１５％〜２．０％、Ｍｏ：０．０３％〜１．０％、
Ｎｉ：０．０３％〜３．０％の中から少なくとも１種以
上を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、Ｔｉ炭
化物、Ｔｉ炭窒化物を鋼中に微細分散させたことを特徴
とする高周波焼入時の結晶粒度特佐及び疲労強度特性に
優れた鋼である。
３５〜０．７０％、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍ
ｎ：０．２〜１．５％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、
Ｎ：＜０．０１％を含有し、さらに選択的に、Ｃｒ：
０．１５％〜２．０％、Ｍｏ：０．０３％〜１．０％、
Ｎｉ：０．０３％〜３．０％の中から少なくとも１種以
上を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、Ｔｉ炭
化物、Ｔｉ炭窒化物を鋼中に微細分散させたことを特徴
とする高周波焼入時の結晶粒度特佐及び疲労強度特性に
優れた鋼である。
【００１０】請求項３の発明では、重量％で、Ｃ：０．
３５〜０．７０％、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍ
ｎ：０．２〜１．５％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、
Ｎ：＜０．０１％、Ｂ：０．０００５〜０．００５０％
を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、Ｔｉ炭
化物、Ｔｉ炭窒化物を鋼中に微細分散させたことを特徴
とする高周波焼入時の結晶粒度特性及び疲労強度特性に
優れた鋼である。
３５〜０．７０％、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍ
ｎ：０．２〜１．５％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、
Ｎ：＜０．０１％、Ｂ：０．０００５〜０．００５０％
を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、Ｔｉ炭
化物、Ｔｉ炭窒化物を鋼中に微細分散させたことを特徴
とする高周波焼入時の結晶粒度特性及び疲労強度特性に
優れた鋼である。
【００１１】請求項４の発明では、重量％で、Ｃ：０．
３５〜０．７０％、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍ
ｎ：０．２〜１．５％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、
Ｎ：＜０．０１％、Ｂ：０．０００５〜０．００５０％
を含有し、さらに選択的に、Ｃｒ：０．１５％〜２．０
％、Ｍｏ：０．０３％〜１．０％、Ｎｉ：０．０３％〜
３．０％の中から少なくとも１種以上を含み、残部Ｆｅ
及び不可避不純物からなり、Ｔｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物
を鋼中に微細分散させたことを特徴とする高周波焼入時
の結晶粒度特性及び疲労強度特性に優れた鋼である。
３５〜０．７０％、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍ
ｎ：０．２〜１．５％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、
Ｎ：＜０．０１％、Ｂ：０．０００５〜０．００５０％
を含有し、さらに選択的に、Ｃｒ：０．１５％〜２．０
％、Ｍｏ：０．０３％〜１．０％、Ｎｉ：０．０３％〜
３．０％の中から少なくとも１種以上を含み、残部Ｆｅ
及び不可避不純物からなり、Ｔｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物
を鋼中に微細分散させたことを特徴とする高周波焼入時
の結晶粒度特性及び疲労強度特性に優れた鋼である。
【００１２】本発明は、上記のようにＴｉを０．０５〜
０．２０％添加することにより鋼中にＴｉ炭化物、Ｔｉ
炭窒化物を微細分散させることにより、高周波焼入時の
耐粗粒化効果を向上させ、更に、鋼中に微細分散したＴ
ｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物によるマトリックスの分散強化
と結晶粒微細化によって、疲労強度を向上させるもので
ある。
０．２０％添加することにより鋼中にＴｉ炭化物、Ｔｉ
炭窒化物を微細分散させることにより、高周波焼入時の
耐粗粒化効果を向上させ、更に、鋼中に微細分散したＴ
ｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物によるマトリックスの分散強化
と結晶粒微細化によって、疲労強度を向上させるもので
ある。
【００１３】本発明の組成割合の限定理由を述べる。Ｃ
は、０．３５％未満では焼入時の硬さが低くなり、０．
７０％を超えると焼入時の表面硬さは飽和し、かつ加工
性が低下する。そこで、Ｃ：０．３５％〜０．７０％と
する。
は、０．３５％未満では焼入時の硬さが低くなり、０．
７０％を超えると焼入時の表面硬さは飽和し、かつ加工
性が低下する。そこで、Ｃ：０．３５％〜０．７０％と
する。
【００１４】Ｓｉは、鋼の焼入性に効果のある元素であ
るが、０．０５％未満では製鋼時の脱酸効果が十分でな
く、０．５０％を超えると加工性が著しく低下するた
め、０．０５〜０．５０％とする。
るが、０．０５％未満では製鋼時の脱酸効果が十分でな
く、０．５０％を超えると加工性が著しく低下するた
め、０．０５〜０．５０％とする。
【００１５】Ｍｎは、鋼の焼入性に効果のある元素であ
るが、０．２％未満では焼入性が不足し、１．５％を超
えると加工性が低下するため、Ｍｎ：０．２〜１．５％
とする。
るが、０．２％未満では焼入性が不足し、１．５％を超
えると加工性が低下するため、Ｍｎ：０．２〜１．５％
とする。
【００１６】Ｔｉは、鋼中にＴｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物
の形で微細分散して結晶粒界をピンニングすることによ
って、高周波焼入時の耐粗粒化効果を向上させ、更に、
マトリックスを分散強化し、結晶粒を微細化することに
よって、疲労強度を向上させる元素であるが、０．０５
％未満では、その多くはＴｉ窒化物となりＴｉの効果が
でない。また、０．２０％を超えると加工性が低下する
ため、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％とする。
の形で微細分散して結晶粒界をピンニングすることによ
って、高周波焼入時の耐粗粒化効果を向上させ、更に、
マトリックスを分散強化し、結晶粒を微細化することに
よって、疲労強度を向上させる元素であるが、０．０５
％未満では、その多くはＴｉ窒化物となりＴｉの効果が
でない。また、０．２０％を超えると加工性が低下する
ため、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％とする。
【００１７】Ｎは、鋼中でＴｉ窒化物を形成する。Ｔｉ
炭化物、Ｔｉ炭窒化物は高周波焼入時の結晶粒を微細化
して疲労強度を向上させるために効果が大きいが、Ｎ量
が増加すると、Ｔｉ窒化物の量が増加し、Ｔｉ炭化物、
Ｔｉ炭窒化物の量が減少してしまう。そのため、Ｎ：＜
０．０１％とする。
炭化物、Ｔｉ炭窒化物は高周波焼入時の結晶粒を微細化
して疲労強度を向上させるために効果が大きいが、Ｎ量
が増加すると、Ｔｉ窒化物の量が増加し、Ｔｉ炭化物、
Ｔｉ炭窒化物の量が減少してしまう。そのため、Ｎ：＜
０．０１％とする。
【００１８】Ｂは、ごく微量の添加によって鋼の焼入性
を著しく向上させる元素であるが、０．０００５％未満
ではその効果は十分でなく、０．００５０％を超える
と、逆に焼入性を低下させ靭性を劣化させる。そのた
め、Ｂ：０．０００５％〜０．００５０％とする。
を著しく向上させる元素であるが、０．０００５％未満
ではその効果は十分でなく、０．００５０％を超える
と、逆に焼入性を低下させ靭性を劣化させる。そのた
め、Ｂ：０．０００５％〜０．００５０％とする。
【００１９】Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉは、焼入性向上及び疲労
寿命向上に効果のある元素で、選択的に添加できるが、
少なすぎると効果がなく、多すぎると効果が飽和する。
そこで、Ｃｒ：０．１５〜２．０％、Ｍｏ：０．０３〜
１．０％、Ｎｉ：０．０３〜３．０％の中から少なくと
も１種以上を含むものとする。
寿命向上に効果のある元素で、選択的に添加できるが、
少なすぎると効果がなく、多すぎると効果が飽和する。
そこで、Ｃｒ：０．１５〜２．０％、Ｍｏ：０．０３〜
１．０％、Ｎｉ：０．０３〜３．０％の中から少なくと
も１種以上を含むものとする。
【００２０】
【発明の実施の形態】表１に示す化学成分組成の２７種
の供試鋼（比較例１〜１２種、本発明の実施例１〜１５
種）をそれぞれ１００ｋｇ真空溶解炉にて溶製し、熱間
鍛造で４０ｍｍφに鍛伸し、焼きならし後、試験平行部
２５ｍｍφのねじり疲労試験片に加工し、ねじり疲労試
験に供した。更に、ねじり疲労試験後の試験片を用い
て、高周波焼入時の鋼のオーステナイト結晶粒度試験を
行った。
の供試鋼（比較例１〜１２種、本発明の実施例１〜１５
種）をそれぞれ１００ｋｇ真空溶解炉にて溶製し、熱間
鍛造で４０ｍｍφに鍛伸し、焼きならし後、試験平行部
２５ｍｍφのねじり疲労試験片に加工し、ねじり疲労試
験に供した。更に、ねじり疲労試験後の試験片を用い
て、高周波焼入時の鋼のオーステナイト結晶粒度試験を
行った。
【００２１】また、本発明の実施の形態の鋼組成を表１
の実施例１〜１５に示す。実施例１〜５は炭素含有量が
Ｓ５３Ｃ鋼を基本とする鋼に相当するものであり、それ
ぞれＴｉを約０．１％含有するものである。実施例２は
実施例１にＣｒを添加したもの、実施例３は実施例１に
Ｍｏを添加したもの、実施例４は実施例１にＮｉを添加
したものである。実施例５は実施例１のＳｉ、Ｍｎを低
減し、Ｂを添加したものである。実施例６〜１３は、炭
素含有量がＳ６５Ｃ鋼を基本とする鋼に相当するもので
ある。実施例６〜９は、Ｓ６５Ｃ鋼にＴｉを０．０５５
〜０．２００％含有するものであり、実施例１０〜１３
は実施例６のＳｉ、Ｍｎを低減し、Ｂを添加し、さらに
Ｔｉを約０．１％含有する鋼である。実施例１１は実施
例１０にＣｒを添加したもの、実施例１２は実施例１０
にＭｏを添加したもの、実施例１３は実施例１０にＮｉ
を添加したものである。実施例１４は炭素含有量０．４
％相当の鋼（比較例１１も同様）にＴｉを約０．１％含
有する鋼である。また、Ａｌは、それぞれの鋼の溶製中
に脱酸材として添加して含有されたものである。
の実施例１〜１５に示す。実施例１〜５は炭素含有量が
Ｓ５３Ｃ鋼を基本とする鋼に相当するものであり、それ
ぞれＴｉを約０．１％含有するものである。実施例２は
実施例１にＣｒを添加したもの、実施例３は実施例１に
Ｍｏを添加したもの、実施例４は実施例１にＮｉを添加
したものである。実施例５は実施例１のＳｉ、Ｍｎを低
減し、Ｂを添加したものである。実施例６〜１３は、炭
素含有量がＳ６５Ｃ鋼を基本とする鋼に相当するもので
ある。実施例６〜９は、Ｓ６５Ｃ鋼にＴｉを０．０５５
〜０．２００％含有するものであり、実施例１０〜１３
は実施例６のＳｉ、Ｍｎを低減し、Ｂを添加し、さらに
Ｔｉを約０．１％含有する鋼である。実施例１１は実施
例１０にＣｒを添加したもの、実施例１２は実施例１０
にＭｏを添加したもの、実施例１３は実施例１０にＮｉ
を添加したものである。実施例１４は炭素含有量０．４
％相当の鋼（比較例１１も同様）にＴｉを約０．１％含
有する鋼である。また、Ａｌは、それぞれの鋼の溶製中
に脱酸材として添加して含有されたものである。
【００２２】
【実施例】まず、ねじり疲労試験の試験条件を示す。表
１に示す種々の組成材を４０ｍｍφ棒鋼に圧延し、図１
に示す形状の供試片に加工し、表２に示す条件で供試片
の中央部を高周波焼入れし、１７０℃で焼戻し処理を行
い、ねじり疲労試験を行った。ねじり疲労特性は５×１
０5 サイクルでの時間強度で評価した。
１に示す種々の組成材を４０ｍｍφ棒鋼に圧延し、図１
に示す形状の供試片に加工し、表２に示す条件で供試片
の中央部を高周波焼入れし、１７０℃で焼戻し処理を行
い、ねじり疲労試験を行った。ねじり疲労特性は５×１
０5 サイクルでの時間強度で評価した。
【００２３】次に、鋼のオーステナイト結晶粒度試験の
試験条件を示す。ねじり疲労試験後の試験片から、光学
顕微鏡観察試験片を採取し、ピクリン酸アルコール溶液
で腐食して４００倍で観察し、高周波焼入部の表面から
４ｍｍの深さの部位でのオーステナイト結晶粒度を求め
た。表１に本発明の実施の形態を示す実施例と比較例を
示す。
試験条件を示す。ねじり疲労試験後の試験片から、光学
顕微鏡観察試験片を採取し、ピクリン酸アルコール溶液
で腐食して４００倍で観察し、高周波焼入部の表面から
４ｍｍの深さの部位でのオーステナイト結晶粒度を求め
た。表１に本発明の実施の形態を示す実施例と比較例を
示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】比較例１はＳ５３Ｃ鋼であり、比較例２、
３、４は比較例１にそれぞれＣｒ、Ｍｏ、Ｎｉを含有さ
せた鋼である。比較例５は比較例１のＳｉ、Ｍｎを低減
しＢを添加したものである。比較例６はＳ６５Ｃ鋼であ
り、比較例７は比較例６のＳｉ、Ｍｎを低減し、Ｂを添
加したものである。比較例８、９、１０は、比較例７に
それぞれＣｒ、Ｍｏ、Ｎｉを含有させた鋼である。比較
例１１は炭素含有量０．４％相当の鋼である。
３、４は比較例１にそれぞれＣｒ、Ｍｏ、Ｎｉを含有さ
せた鋼である。比較例５は比較例１のＳｉ、Ｍｎを低減
しＢを添加したものである。比較例６はＳ６５Ｃ鋼であ
り、比較例７は比較例６のＳｉ、Ｍｎを低減し、Ｂを添
加したものである。比較例８、９、１０は、比較例７に
それぞれＣｒ、Ｍｏ、Ｎｉを含有させた鋼である。比較
例１１は炭素含有量０．４％相当の鋼である。
【００２７】これに対し、比較例に比してＴｉを０．０
５５〜０．２００％添加した実施例１〜１５では、鋼中
に微細に分散したＴｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物により、高
周波焼入時の耐粗粒化効果を向上させ、更に、マトリッ
クスの分散強化と、結晶粒の微細化により、疲労強度を
向上させたものである。
５５〜０．２００％添加した実施例１〜１５では、鋼中
に微細に分散したＴｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物により、高
周波焼入時の耐粗粒化効果を向上させ、更に、マトリッ
クスの分散強化と、結晶粒の微細化により、疲労強度を
向上させたものである。
【００２８】
【表３】
【００２９】上記で作製した試験片をねじり疲労試験機
を用いて試験し、５×１０5 サイクルでの時間強度でね
じり疲労強度を評価し、表３に示した。実施例１〜５、
７、１０〜１４はそれぞれＴｉを約０．１％添加した鋼
であるが、対応する比較例１〜１１に比べて、ねじり強
度が平均で約５０ＭＰａ上昇している。また、実施例６
〜９はＴｉの添加量を段階的に変更した鋼であるが、実
施例６〜９を比べるとＴｉの添加量が増えるに従ってね
じり強度が向上していることがわかる。以上の結果よ
り、実施例はＴｉを添加することによって、比較例に対
してねじり疲労強度が向上していることがわかる。ま
た、Ｔｉ量が増加するほどねじり疲労強度が向上するこ
とがわかる。
を用いて試験し、５×１０5 サイクルでの時間強度でね
じり疲労強度を評価し、表３に示した。実施例１〜５、
７、１０〜１４はそれぞれＴｉを約０．１％添加した鋼
であるが、対応する比較例１〜１１に比べて、ねじり強
度が平均で約５０ＭＰａ上昇している。また、実施例６
〜９はＴｉの添加量を段階的に変更した鋼であるが、実
施例６〜９を比べるとＴｉの添加量が増えるに従ってね
じり強度が向上していることがわかる。以上の結果よ
り、実施例はＴｉを添加することによって、比較例に対
してねじり疲労強度が向上していることがわかる。ま
た、Ｔｉ量が増加するほどねじり疲労強度が向上するこ
とがわかる。
【００３０】
【表４】
【００３１】次に、上記でねじり疲労試験を行った後の
試験片を用いて、高周波焼入時の鋼のオーステナイト結
晶粒度試験を行い、表４に示した。実施例１〜５、７、
１０〜１４はそれぞれＴｉを約０．１％添加した鋼であ
る。これらは対応する比較例１〜１１に比べて、オース
テナイト結晶粒度が粒度番号で約３ＧＳＮ大きくなって
いる。また、実施例６〜９はＴｉの添加量を段階的に変
更した鋼であるが、実施例６〜９を比べるとＴｉの添加
量が増えるに従って粒度番号が大きくなっていることが
わかる。以上の結果より、実施例はＴｉを添加すること
によって、比較例に対して高周波焼入時の粗粒化が抑制
され、結晶粒が微細化されていることがわかる。
試験片を用いて、高周波焼入時の鋼のオーステナイト結
晶粒度試験を行い、表４に示した。実施例１〜５、７、
１０〜１４はそれぞれＴｉを約０．１％添加した鋼であ
る。これらは対応する比較例１〜１１に比べて、オース
テナイト結晶粒度が粒度番号で約３ＧＳＮ大きくなって
いる。また、実施例６〜９はＴｉの添加量を段階的に変
更した鋼であるが、実施例６〜９を比べるとＴｉの添加
量が増えるに従って粒度番号が大きくなっていることが
わかる。以上の結果より、実施例はＴｉを添加すること
によって、比較例に対して高周波焼入時の粗粒化が抑制
され、結晶粒が微細化されていることがわかる。
【００３２】以上の実験の結果より、実施例は比較例に
対して、Ｔｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物を鋼中に微細分散さ
せることにより高周波焼入時の耐粗粒化効果が向上し、
更に、鋼中に微細分散したＴｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物に
よるマトリックスの分散強化と、結晶粒微細化によっ
て、疲労強度が向上していることがわかる。
対して、Ｔｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物を鋼中に微細分散さ
せることにより高周波焼入時の耐粗粒化効果が向上し、
更に、鋼中に微細分散したＴｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物に
よるマトリックスの分散強化と、結晶粒微細化によっ
て、疲労強度が向上していることがわかる。
【００３３】実施例は比較例に対して、Ｔｉ炭化物、Ｔ
ｉ炭窒化物等の微細な析出物が確認された。ねじり疲労
強度の向上は微細析出物によるマトリックスの分散強化
が影響している。
ｉ炭窒化物等の微細な析出物が確認された。ねじり疲労
強度の向上は微細析出物によるマトリックスの分散強化
が影響している。
【００３４】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明による鋼
は、Ｔｉを０．０５〜０．２０％添加することにより、
鋼中にＴｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物を微細に析出させ、鋼
中に微細に分散析出したＴｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物が結
晶粒界をピンニングすることにより、高周波焼入時の耐
粗粒化効果を向上させ、更に、マトリックスの分散強化
と結晶粒微細化によって、高周波焼入時の結晶粒度特性
及び疲労強度特性を向上させることができるという優れ
た効果を有するものである。
は、Ｔｉを０．０５〜０．２０％添加することにより、
鋼中にＴｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物を微細に析出させ、鋼
中に微細に分散析出したＴｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物が結
晶粒界をピンニングすることにより、高周波焼入時の耐
粗粒化効果を向上させ、更に、マトリックスの分散強化
と結晶粒微細化によって、高周波焼入時の結晶粒度特性
及び疲労強度特性を向上させることができるという優れ
た効果を有するものである。
【図１】供試鋼の疲労試験における供試片の形状を示す
図で、（ａ）は平面図で、（ｂ）は正面図である。
図で、（ａ）は平面図で、（ｂ）は正面図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．３５〜０．７０％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：０．２〜１．５
％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、Ｎ：＜０．０１％を
含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、Ｔｉ炭化
物、Ｔｉ炭窒化物を鋼中に微細分散させたことを特徴と
する高周波焼入時の結晶粒度特性及び疲労強度特性に優
れた鋼。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．３５〜０．７０％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：０．２〜１．５
％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、Ｎ：＜０．０１％を
含有し、さらに選択的に、Ｃｒ：０．１５％〜２．０
％、Ｍｏ：０．０３％〜１．０％、Ｎｉ：０．０３％〜
３．０％の中から少なくとも１種以上を含み、残部Ｆｅ
及び不可避不純物からなり、Ｔｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物
を鋼中に微細分散させたことを特徴とする高周波焼入時
の結晶粒度特性及び疲労強度特性に優れた鋼。 - 【請求項３】 重量％で、Ｃ：０．３５〜０．７０％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：０．２〜１．５
％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、Ｎ：＜０．０１％、
Ｂ：０．０００５〜０．００５０％を含有し、残部Ｆｅ
及び不可避不純物からなり、Ｔｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物
を鋼中に微細分散させたことを特徴とする高周波焼入時
の結晶粒度特性及び疲労強度特性に優れた鋼。 - 【請求項４】 重量％で、Ｃ：０．３５〜０．７０％、
Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：０．２〜１．５
％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、Ｎ：＜０．０１％、
Ｂ：０．０００５〜０．００５０％を含有し、さらに選
択的に、Ｃｒ：０．１５％〜２．０％、Ｍｏ：０．０３
％〜１．０％、Ｎｉ：０．０３％〜３．０％の中から少
なくとも１種以上を含み、残部Ｆｅ及び不可避不純物か
らなり、Ｔｉ炭化物、Ｔｉ炭窒化物を鋼中に微細分散さ
せたことを特徴とする高周波焼入時の結晶粒度特性及び
疲労強度特性に優れた鋼。 【０００１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24930497A JP3469441B2 (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 高周波焼入用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24930497A JP3469441B2 (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 高周波焼入用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1171630A true JPH1171630A (ja) | 1999-03-16 |
| JP3469441B2 JP3469441B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=17191000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24930497A Ceased JP3469441B2 (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 高周波焼入用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3469441B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1069201A2 (en) * | 1999-07-13 | 2001-01-17 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Steel for induction hardening |
| US6332714B1 (en) | 1998-06-29 | 2001-12-25 | Nsk Ltd. | Induction-hardened rolling bearing device |
| US8821652B2 (en) | 2009-10-22 | 2014-09-02 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel for induction hardening and induction hardened steel part |
-
1997
- 1997-08-28 JP JP24930497A patent/JP3469441B2/ja not_active Ceased
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6332714B1 (en) | 1998-06-29 | 2001-12-25 | Nsk Ltd. | Induction-hardened rolling bearing device |
| EP1069201A2 (en) * | 1999-07-13 | 2001-01-17 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Steel for induction hardening |
| EP1069201A3 (en) * | 1999-07-13 | 2002-01-16 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Steel for induction hardening |
| US8821652B2 (en) | 2009-10-22 | 2014-09-02 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Steel for induction hardening and induction hardened steel part |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3469441B2 (ja) | 2003-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RVOP | Cancellation by post-grant opposition |