JPS58213858A - 耐摩耗合金鋼 - Google Patents

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】 本発明は岩盤、土砂などの掘削刃やチーゼルに用いられ
る耐摩耗性、焼入性および熱間加工性に優れた合金鋼Ｐ
こ関するもので、従来より用いられるＣｒ−Ｍｏ系のＳ
ＣＭ４４０．　Ｎ　ｉ　−Ｃｒ−Ｍｏ系ノＳＮＣＭ４８
９、ＳＫＴ　４　ｐこ比べて優れた性能を有する合金鋼
を提供するものである。

本発明の対象である掘削刃やチーゼルｔこ必要な特性は
、岩石、土砂の掘削ｔこ対して摩耗し難く、耐摩耗性ｔ
こ優れていることが第１に要求され、これ以外ｔこ靭性
、熱間加工性が優れていることが要求される。

特ｅこ耐摩耗性と靭性の優れた鋼は、掘削刃やチーゼル
の寿命を大１］【こ延長し、かつ掘削刃やチーゼルの取
替えや形状の修正回数を減少し、掘削作業能率を向上さ
せるものである。

この耐摩耗性を向上させるには、掘削刃やチーゼルの表
層部のみならず中心部においても硬さが高いことが要求
される。しかし、牟ｔこ硬さのみを高めることりこまっ
て耐摩耗性を改善しようとすると、硬さを大巾ｔこ上げ
なくてはならず、靭性の低下を招くことシこなる。

また、熱間加工性は掘削刃やチーゼルの形状を熱間鍛造
て造るとぎｅこ必要な特性である。しかし耐摩耗性の向
上を硬さ以外シこ合金成分をこより達成しようとすると
ぎ−Ｃｒ１Ｍｎなどの合金元素を多量シこ添加すること
か通常なされるが、このようｔこ合金元素を多量に含有
すると熱間加工性か低下するため、熱間鍛造で形状を造
ることが非常に困難となり、所望の形状の掘削刃やチー
ゼルを造れな　８　− いという問題が生ずる。

本発明は上記問題を鑑みてなされたもので、第１の特徴
は、焼入性を高めて、表層部のみならず中心部しこおい
ても均一な硬さを得ることと、合金成分系を調整するこ
とｔこより優れた耐摩耗性を有する鋼を得たことである
。

第２の特徴は、Ｃｒなとの合金元素の含有量を低くし、
合金成分系を調整することシこより優れた熱間加工性を
得たことである。

すなわち１本発明鋼は重量比をこしてＣＯ，８０〜０．
５５％、Ｓｉ　１．６０−８．０Ｏ１、Ｍｎ　１．００
−２．５０ｑｂ、Ｃｒ１．００〜１．９０チ、ＭＯｏ、
４５φＵ下と、Ｗｏ、４５９ｂＩＪ下Ｖ０．２０％ＩＪ
下のうち１種ないし２種を含有し、必要に応じてＮｉ１
．５０％以下と、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒのうち１種ないし２
種以上を含有させたことをこより、硬さを大巾ｅこ上げ
な（とも、焼入性を高めるとともＰこ合金成分の調整ｅ
こよって、靭性を低下させることなく優れた耐摩耗性と
、熱間加工性を有する合金鋼を得たもので、掘削刃やチ
ーゼルの寿命を大巾ｔこ延長させることができるととも
ｔこ、熱間鍛造シこよって容易シこ加工し得る合金鋼で
ある。

以下に本発明鋼の成分限定理由シこついて説明する。Ｃ
は焼入れにより必要な硬さを得ると同時ｔこ炭化物を形
成して耐摩耗性を向上させる元素であり、０．３０％以
上の含有が必要である。しかし、含有量が多くなると硬
さが増し、反面靭性が低下して使用中しこ折損する危険
性が増すとともに熱間加工性が低下して、熱間圧延、熱
間鍛造による掘削刃やチーゼル形状に加工するのが困難
であるためその上限を０．５５チとした。

Ｓｉ　は本発明鋼の成分系ンこおいては最も主要な１元
素であり、靭性な損うことなく耐摩耗性を向上させる元
素であり、１．６０チ以上の含有が必要である。しかし
、含有量が多くなると熱間加工性が低下するのでその上
限を８．００％と１．た。

Ｍｎは焼入性を向上して１表層部本中心部にわ均 たって狗−な硬さを得るに必要な元素であり。

１．００％以上の含有か必要である。しかしｆ有蓋が多
くなると逆に硬さが低下して耐摩耗性が劣化するのでそ
の上限を２．５０％とした。

　４− ＣｒはＣと結合して炭化物を形成して耐摩耗性を向上さ
せると同時（こＭｎと同様に焼入性を向上させて素地の
耐摩耗性を向上させるしこ必要な元素であり、１．００
１以上の含有が必要である。しかし含有量が多くなると
熱間加工性が損われ、本発明の特長が失われるのでその
上限を１．９０１とした。

ＭｏはＭｎと同様に焼入性向上ｔこ必要な他に使用中の
熱の上昇による軟化を防上する元素である。

しかし０．４５％を越えて含有させてもその効果の向上
が少ないので上限を０．４５％とした。

Ｗ、■は工具使用中の熱の上昇による軟化を防ｌて ぐ他へＣと結合して硬質な炭化物を形成して、耐摩耗性
を向上させるに必要な元素である。しかしＷは０．４５
％、■は０．２０％を越えて含有させてもその効果の向
上は少なく、シかも熱間加工性を損うのでその上限なＷ
は０．４５％、Ｖは０．２０％とした。

Ｎ１は焼入性の向上と靭性の向上に効果のある元素であ
り、過酷な条件又は大形の掘削刃やチーゼルｅこ必要な
元素である。その効果は含有量とともに向上するか、１
．５０％を越えると焼入硬さが低下し、さらｔこ熱間加
工性が低下するのでその上限を１．５０％とした。Ｎｂ
、Ｔｉ、Ｚｒは硬質微細な炭化物を形成して耐摩耗性を
向上させる元素である。

その効果はＷ、■より大きく、過酷な条件で使用される
ときこれらの元素の含有が必要である。しかし、Ｎｂ、
Ｔｉ、Ｚｒともそれぞれｏ、ａｏｓヲ越えて含有させて
も効果の向上が少ないので上限をそれぞれ０．８０チと
した。

つぎシこ本発明鋼の特徴を従来鋼、比較鋼と比べて実施
例でもって明らかνこする。

第１表はこれらの供試鋼の化学成分を示すものである。

第１表 第１表シこおいてＡ−Ｈ鋼は本発明鋼で、Ａ−Ｃ鋼は第
１発明鋼、Ｄｗ４は第２発明鋼、Ｅ−Ｆ鋼は第３発明鋼
、Ｇ−Ｈｗ４は第４発明鋼で、■〜に鋼は比較鋼、Ｌ　
、　Ｍ＠は従来鋼である。

第２表は、第１表の供試鋼Ａ−Ｍ鋼の土砂に対する耐摩
耗性を調べたものである。調査にあたっては、シャベル
ローダの刃ｔこ前記供試鋼を取付けて摩耗量を調べた。

なお、このとぎ硬さの影響をさけるためにＨｎＣ３９〜
４２の同一レベル硬さｅこなるように熱処理を施した。

耐摩耗性は従来鋼であるＬ鋼の耐摩耗量を１００とした
指数で示した。

　７− 耐摩耗性については第２表より明らかなように本発明鋼
であるＡ−Ｈ鋼は、８ｉ含有量を１．６θ〜８．００％
とするとともに適量のＣｒ、Ｗ、Ｖを含有させたことに
より、いずれも従来鋼であるＬｗ４に比べて２倍以上の
値を示しており、優れた耐摩耗性を有していることがわ
かる。これに対して、比較鋼である工〜Ｋｗ４のうち■
鋼についてはＳｉ量が高いととも＃ｒ−４２８９６もの
Ｃｒｔを含有しているため１本発明鋼と同様ｔｃ２倍以
上の頃を示しているが、Ｊ、に＆Ｉ４について１．７〜
１．８倍と本発明鋼に比べて低いものであり、さらに従
来鋼であるＭ鋼はＬ鋼に比べて１．８　倍と耐摩耗性が
低いことかわかる。

　８− 第８表は第１表の供試鋼のうちＡ、Ｄ、Ｅ、ＦＧ、Ｉ、
ＫｉＩＩ！ｉこついて熱間加工性を調べたもので１ ある。Ｓ食Ｖこあたっては、１８０角の供試材を８０角
に熱間鍛伸するときの鍛伸時間を求めて評価した。すな
わち、鍛伸時間が短いものほど熱間加工性が良いことを
意味するものである。熱間加工性はこのよう−こして求
めた従来鋼であるＭ鋼の鍛伸時間を１００とした指数で
示した。

第８表　。

熱間加工性については、比較鋼であるＩｗ４は４チもの
Ｃｒ量を含有することにより１９５と悪いが１本発明鋼
である人、Ｄ、Ｅ、Ｇ鋼、比較鋼であるＫｗ４は、従来
鋼であるＭｍとほぼ同等かやや劣るものであるが、この
程度の差は寮用的には何等支障のないものであり、本発
明鋼はＳｉ量が高い１こもかかわらず熱間加工性が良好
であることを示している。

上述のようｅこ、本発明鋼は従来より用いられているＣ
ｒ−Ｍｏ系のＳＣＭ４４０、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ系のＳＮ
ＣＭＳ　＆こ比べて優れた耐摩耗性と焼入性を有してお
り、かつ、熱間加工性についてもＣｒなどの含有量を減
少させたことｔこより、良好なもので、岩盤、土砂など
の掘削刃やチーゼル用鋼として高い実用性を有するもの
である。

特許出願人 愛知製鋼株式会社 代表者　薮田東三 １１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量比にしてｃｏ、ａｏ〜０．５５チ、Ｓｉ　　１
   ，６０〜８．００９ｂ、　Ｍｎ　１．００−２．５０％
   、　Ｃｒ　１．００−１．９０９ｂ、Ｍ。 ０．４５％１．Ｊ、Ｔト、Ｗｏ、４５％以下、Ｖ　０．
   ２０１ｔ下ノ’）ち１種ないし２種を含有し、残部Ｆｅ
   ならびｔこ不純物元素からなることを特徴とする耐摩耗
   合金鋼。 ２、重量比しこしてｃｏ、ａｏ〜０．５５チ、ｓ；　１
   ．６ｏ〜８．０Ｏ１，Ｍｎ　１．００−２．５０％、Ｃ
   ｒ　　１．００−１．９０％、Ｍ。 ０．４５チリ下と、Ｗｏ、４５φ以下、Ｖｏ、２０ｑｂ
   以下のうち１種ないし２種を含有し、さらｔこＮｉ　１
   ．５０％以下を含有し、残部Ｆｅならびｔこ不純物元素
   からなることを特徴とする耐摩耗合金鋼。 ８、重量比ｅコシてＣＯ，８０−０，５５９６、ｓｉｌ
   、６０−今にりでヤーないし２種以上を含有し、残部Ｆ
   ｅならびに不純物元素からなることを特徴とする耐摩耗
   合金鋼。 ４、重量比ｉｚして、Ｃ０ＪＯ−０，５５％、Ｓ１１．
   ６ｏ−８，００チ、　Ｍｎ　１．００−４５０チ、Ｃｒ
   　１．００−１．９０　％、　Ｍ。 ０．４５％以下と、Ｗｏ、４５％以下、Ｖｏ、２０条　
   ノウチェ種ないし２種を含有し、さらにＮｉ１．５０＄
   ＩＪ下と、Ｎｂ０．８０φ以下、Ｔ；ｏ、ｇｏφ以下、
   Ｚｒ０．８０チ以下のうち１種ないしに２種以上を含有
   し、残部Ｆｅならびに不純物元素からなることを特徴と
   する耐摩耗合金鋼。