JPS58123856A - 簡単な熱処理で大きい強度および靭性を有する構造部材用の炭素−マンガン鋼 - Google Patents

簡単な熱処理で大きい強度および靭性を有する構造部材用の炭素−マンガン鋼

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JPS58123856A
JPS58123856A JP237483A JP237483A JPS58123856A JP S58123856 A JPS58123856 A JP S58123856A JP 237483 A JP237483 A JP 237483A JP 237483 A JP237483 A JP 237483A JP S58123856 A JPS58123856 A JP S58123856A
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、断面極約４Ｑａａ”以上を有する構造部材用
の材料として、約１０００℃に１での最終加工温度また
は約１０００℃Ｉ／ｃまでの焼鈍＠度での圧延、！Ｉｋ
造またはプレス鍛造により熱間加工しかつ引続き静止ま
たは流動する突気中で場合により１１Ｊ御下の冷却によ
り冷却することにより、フェライト５〜２０％、残分の
パーライト？有するフェライト−パーライト紡織および
降伏偽または０．２耐力価最低５８０　Ｎ／鵬２廉びに
１８０−Ｕ−試験片で測定したノッチド伽隼仕畢量最低
２５ＪＹ有する、簡単な熱処理で大きい強度および靭性
を有する４１１造部材用の次素−マンガン−に関する。
西Ｖイツ国特ト明細書第３００９４４３号からは、大き
い強度とともに！た注目すべき靭性、すなわち、費用の
かかる熱処理ｖｍこす必要なしに降伏−または０゜２耐
カｆ＊　５８０　Ｎ　／−にでＤＶＭ試験片で測定した
ノッテド衝隼仕◆量６５Ｊｖ有する、構造部材に特定の
−が公知である。
このような条件に十分な−のａ緘として以下が記載され
ている： 辰Ｘ　　　　　　　Ｏ１５〜０．６％ 珪＊　　　　　　　　０．６５〜１．２％マンガン　　
　　０．５５〜１．５％ バナジウム　　　０．０５〜０．２１ クロム　　　　　０〜５％ 硫黄　　　　　　０〜０．２チ アルミニウム　　０〜０．１％ 窒素　　　　　　０〜０．０４チ ｈ分の鉄および溶融に起因する不純物。
前述の特許明細＠に記載さｊた、分析限界細円で相対的
に大きい分量のバナジウム、アルミニウムおよび窒素を
含有する−は、１５５絡φに圧蝙したＩＩＩＩｖ空気中
で枯らした場合、０．２耐力５７８　Ｎ／腸１、引張り
強さ８６５Ｎ／ＩＩＩ“および、Ｉ）ＶＭ試験片で測定
したノツチド伽撃仕◆１３５．７Ｙ有する。
こｔｌｌｃＮＬ、本発明の課電は、一時に少くとも極め
て大きい靭性でさらに大きいＩｉ！Ｊ度を有し、その場
合格造部材を熱間加工ない・しは焼鈍工程後に窒気中で
簡単に冷却することにより直接の熱処理ン這成すること
のできる拗造部材用の−を得ることである。
この昧題の解決として、前述の目的のために。
特許請求の範囲第１項記載の分析＊ｊｆＣ相応する銅が
提案される。このためのさらに有利な船底が従撫−求項
に記載されている。この場合、本発明は、以下に記載し
た配慮を根底とする：炭素含分の増大とともに、鋼中の
パーライト分量おＪびそれとともにまたその強度、（Ｉ
Ｉ！展および脆性が増大する；向＃に’ｆた、約０．６
優に１での炭素含分が、ｋ軒加工温友ツたは焼鈍温度か
ら冷却される際の光の変態速度を低減させる。マンガン
は、０．６％Ｋｌでの分量で、−鉄中のクロムと同じく
極めて良港性でありρ）つ、良靭性Ｙ得るために必要で
あるフェライト成分の硬度増大による脆化なしに強度を
増大させる。
しかしながらマンガンは、クロムと反対に、構造部材の
後加工性ン劣化させる力〜バイトＹはるかにわずかに形
成し、・□：：かつ共析点Ｙクロムよりもはるρ）Ｋわ
ずかに低下させ；マンガン分量が相対的に大きい一合で
さえ、セメンタイトの形成が回避され、このことが殊に
構造部材の被加工性ｙａｌ−損なう。マンガンは、前記
０．６％までの炭素含分と同じく、楠造部材ン約１００
℃の最終加工部ｆまたけ焼＃！温度から冷却する際の変
動速度Ｖ遅延させ、しかしながら同時に全ての質態温を
ンも低下させ；さらに、大き一冷却迷展軛囲内で、それ
と関連して同じく大きい強胤ヲ有する殆んど不変のパー
ライト組織が、また、槙々の位置の異なる壁厚により惹
起される異なる冷却速度Ｙ有する構造部材で得られる。
マンガンの、例えば硫黄のような不純物に対する大きい
取和力により可能な異なる長手方向−および１Ｉｆｉ方
向ｉｊｇＩ展が、物化マンガンおよび、ガス封入により
惹起さｎる一＆手方向の細織破断により制限さ九るが、
硫黄含分ｔ、相応する添加物を有する取鍋的処理で吹込
み法および真空法により調節せる際に、球状の不純物Ｙ
形成することＫより回避されることができる。このこと
が、％に畳方性の個物ｉ十分にわずρ１となし、かつそ
れにもかかわらず、物置含分と関連して構造部材の良加
工性を許容する。
最低量のｆＭ素および／またはわずかな菫のモリブデン
Ｖ添加することにより、変態速度をさら［１０の１！た
は数乗程Ｉｆ遅延させることができる。
バナジウムおよびアルミニウムおよび場合によりまたツ
ル；ニウムおよびニオブ′ｌｋ：ｉｌ！素含分に相応に
同調させて微量添加することにより、微粒子を形成する
ための結晶核としての窒化物−および炭化窒化物形成に
よるフェライトの良好な分配、運びに、フェライトの析
出鹸化による降伏Ｉ／破断Ｉｊ！ｉ１度比の増大および
さらに強度の増大が得られる。前述の１札は、他の１脣
を受けずに型内空気中で約１０００℃の１＆終加工温度
または焼鈍温度から冷却される構造部材の場合、構造部
材の壁厚ないしは肉厚との関連において所定の速度で行
なわれるが、この速度は、例えば送風機Ｙ使用する４１
度の次付けＫより有利に短謝さｎることができる。
前述のこれら条件の配廟下忙、構造部材には、炭素−お
よびマンガン含分が、とりわけ目的とする強良が達成Ｉ
Ｊ　＊）−であるように決められた鋼を使用すべきであ
るが、その場合マンガンは所定の範曲内でまたクロムに
より置換されることができる。−ｊじく、ｌ１粒子を形
成しかつ析出硬化する合金成分は、札互にまた炭素−お
よびマンガン含分に対し同調せしめられる必景がある。
さらに、鈴素および／またはモリプデ／は、栴造部劇の
寸法および製造条件に遇合せる冷却条例において、静止
または流動する空気中で緩慢テたは迅速に冷却すること
により、ハＩ￥ｔ１の靭性イーの得られるパーライト結
紐が得ら４るような蓋で添加される必要がある。
この方法で、市価な装置が不必要なので最も簡単な処理
法で、かつ極めてわずかなエネルギ消費量で、容易に供
給ｂ」能な安値な添加物ゼわずかに合金することにより
、本発明の目的に相応する強度−および靭性条件忙十分
な裏抜加工性の安価なＳ造部材が製造さすることができ
る。
本発明によれば、これらの条件が、以下の分析ｍ　界イ
＊： ｋｌＡ　　　　　　　　　０．３〜０．６％珪素　　　
　　　０．２〜０．６９６ マンガン　　　　０．５５〜２．５　％／ｆナシウＡ　
　　　Ｏ，０５〜０．２％硫黄　　　　　　０．０１〜
０．０５　％硼素　　　　　　０．０００５〜０．００
５％水素　　　　　　０．０００３　ｎ以上残分の鉄お
Ｊび溶融に起因する不純物を有する−１または前記成分
にさらに１ｍｔたはそｎ以上の以下の成分： ゾルコニウム　　０．３　ｎ以上 ニオブ　　　　　０．２　ｎ以上 クロム　　　　　０．５　ｎ以上 ニッケル　　　　０．５９６以下 銅　　　　　　　　　　０．５％以下 モリブデン　　　０．３　ｎ以上 １″１゜ アルミニウム　　０．１−以下 鰺素　　　　　　０．０４−以下 Ｖ有する餉を使用することにより満たされることができ
る。
前述の条件Ｙ有しかつ相応する分析限界細円にある： 炭素　　　　　　０．４６チ 珪素　　　　　　０．６０％ マンガン　　　　１．８０チ バナジウム　　　０．０８％ クロム　　　　　０．１４％ 伽＊０．０４６チ アルミニウム　　０．０３５％ 纒累　　　　　　ｏ、ｏ　ｏ　１　％ 瞥素　　　　　　０．０１チ 残分の麩および溶融による不純物を有するｆＩｐ４を使
用し、山径２５０鯵を有する軸ン鰍造最終温展９５０℃
ρ）ら５００℃に空気中で冷却し、′Ｄ１つ引続き５！
＆１度個！得、これン下表にまとめたＯ第１表 第１表からは、本発明により提案された材料を使用した
楢造部材の場合、てでに静止空気中で冷却せる際に極め
て大きｉ強度−および靭性個を得ることが可能であり、
これらの伽は、目的とする空気冷却の効果によりとｎら
の伽に胸してさらに改譬された餉に檜めて着るしく感化
さｎうることが明白である。こｊらの佃は、さらに有ｙ
ＰＪＫｅ量添加物に特定に合金調節することによりさら
に着るしく改善されることができる。それぞれの場合前
述のイーは、このように簡単に処理さｒｔたマンガン−
で夾際に熱処理さハた−のような強度−および靭性イコ
が得られることができるが、後者の熱処理−は同じ寸法
（肉桂２５０１１１）で岡じＩｈ度−および靭性値を祷
るため、クロム、ニッケル、モリブデン尋のような合金
元素で最低５回極めて高＃ＬＫ合金されなけｉばならず
、これら合金元素はこの場合１９′に景の分音が、本発
明により使用されるマンガン銅のそれと全く反対に本造
部材の抜力１１工性Ｙ着るしく劣化させる。
本発明により提案される−がこｊらの第１」点ンもたら
すのは、内燃機関のクランク軸またはカム軸等の交番応
カン受ける＆株部材のような４Ｑｍ”ｇ上地る大き一断
面極を有する執造部材Ｙ：製造する一合である。
２８９−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　断′ｒｋＪ極約４０龜に以上を有する構造部材用
    の材料として、 炭素　　　　　　０．６〜０．６％ 珪虞　　　　　　０．２〜０．６％ マンガン０．５５〜２．５　％ バナジウム０．０５〜０．２Ｊ 伽黄　　　　　　０．０１〜０．０４　％−素　　　　
    　０．０００５〜′ｏ、００５％水素　　　　　　０．
    ０００３％以下 快分の鉄および溶−に起因する不純物Ｙ含有し、約１０
    ００’ｔ）［１での欺終加工温簾または約１０００℃に
    １での焼鈍温度で圧延、斂ｆｌＩｔたはプレス厳選する
    ことにより熱間加工しかつ引続き静止またはｆｌＩｔ動
    する空気中で場合ＫＪ：り制伽下の？１１劫により冷蜘
    すること忙より、フェライト約５〜２０％、残分のバー
    ライドン有するフェライト−パーライト！Ｉ１１織を有
    し、かつ降伏価ないしは肌２劇力偽最低５８０　Ｎ／■
    ２並びＫ１１３０−Ｕ−試験片で測定したノツチド衝撃
    仕◆蓋麹低２５．Ｔン有する簡単な熱処理で大きい強度
    および靭性を１！する構造部材用の炭素−マンガン鋼。 ２、断面積約４Ｑａａ”以上ン有する構造部材用の材料
    として、 炭素　　　　　　０．６〜０．６９１ｉ珪素　　　　　
    　０．２〜０．６％ マンガン　　　　０．５５〜２．５　％バナジウム　　
    　０．０５〜０．２％ 硫黄　　　　　　０．０１〜０．０４　％細索　　　　
    　　０．０００５〜０．００５　％水素　　　　　　ｏ
    、ｏ　ｏ　ｏ　ｓ　ｔｓ以下および１１１Ｉｉ！たはそ
    れ以上の下記成分：ジルコニウム　　０８３％以下 ニオブ　　　　　０．２％以下 りｐム　　　　　０．５チ以下 ニッケル　　　０．５　％以下 餉　　　　　　０．５％以下 モリブデン　　０．３　％以下 アルミニウム　　０．１１９丁 窒素　　　　　０．０４−以下 並びに残分の鉄および＃ｉ融に起因する不純物を含有し
    約１０００℃にまでの継路加工温度または約１０００℃
    にまでの焼鈍温度で圧延、鍛造ｆたはプレス鍛造するこ
    とにより熱間加工しかつ引続き静止または流動する空気
    中で場合により制御下の冷却により冷却することにより
    、フェライト約５〜２０ｑｂ、残分のパーライトＹ有す
    るフェライト−パーライト組絨馨有し、かつ降伏伽ない
    しは０．２耐力他最低５８ＯＮ／ａ１１″並びにｌ８Ｏ
    −１７−試験片で測定したノツチド伽撃仕◆量銀低２５
    ．ＴＶ有する簡単な熱処理で大きい強度によび靭性を有
    する輌−１ＩＩｓ材用の辰素−マンガン銅。 ３、　　Ｉｒｍ＆約４　Ｑ　ａａｌ　〜約５００６”ｔ
    −有すや構造部材用の材料として、特許Ｉ１１！求の範
    囲第２項記載の分析限界値の範囲内で、 炭素　　　　　　０．４６チ 珪素　　　　　　０．５０　％ マンガン　　　　１．８０１ パナゾウム　　　０．０８％ クロム　　　　　０．１４％ 硫黄　　　　　　０．０４６チ アルミニウム　　０．０５５％ 鋤素　　　　　　０．００１％ 輩素　　　　　　０．０１％ 残分の鉄および溶融に起因する不純物な宮有し、最終加
    工温度または焼鈍温良９００〜９５０℃で圧延、鍛造ま
    たはプレス鍛造することにより熱間加工しρ）つ引続き
    静止空気中で６０分よりも長時間または流動空気中で６
    ０分よりも蝮時間冷却することにより、フェライト約５
    〜２０　Ｔｏン、残分のパーライトＹ有するフェライト
    −パーラ、イト組織湛びに以下の強１ｆ（ｉｉ、靭性値
    および硬ｍ″佃：Ｒ１ｎ（ＩＪ／ｍ”）　　　　　−８
    ５０〜９７０Ｒ０，２（Ｎ／ＩＩＢ”）　　　−６００
    〜７２０Ａ　　〔チ〕　　　　　−１７〜２０ Ｚ　　　（％）　　　　　　−５６〜５７ムｙ（Ｘ　）
    　（ｌ８Ｏ−Ｕ）　　−２６〜２８ｆｆｚｐｙ（Ｎ／ａ
    ｌｌ”、ｌ　　　−４００〜４２０ン有し、５００ｍ１
    の趣大断印のｊｒ６縁ρ１ら中心ａｔでの硬度低下率が
    ５％〜１５１％にすぎないことχ％黴とする、特許＃Ｐ
    ＩＸの範囲第２項記載の簡単な熱処理で大き一強度およ
    び靭性を有する構造部材用の炭素マンガン−０４、構造
    部材が、内燃機関のクランク軸、カム軸轡の交番応力を
    受ける機械部材であること？特徴とする。特許請求の範
    囲第１〜第６項のいずれρ１に記載の簡単な熱処理で大
    きい強直および靭性を有する構造部材用の炭素−マンガ
    ン−０
JP237483A 1982-01-16 1983-01-12 簡単な熱処理で大きい強度および靭性を有する構造部材用の炭素−マンガン鋼 Granted JPS58123856A (ja)

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DE32012047 1982-01-16

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