JPS5855554A - 構造用強靭鋼 - Google Patents

構造用強靭鋼

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JPS5855554A
JPS5855554A JP15306781A JP15306781A JPS5855554A JP S5855554 A JPS5855554 A JP S5855554A JP 15306781 A JP15306781 A JP 15306781A JP 15306781 A JP15306781 A JP 15306781A JP S5855554 A JPS5855554 A JP S5855554A
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steel
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Kiyoshi Toraiwa
虎岩 清
Tsuyoshi Abe
強 阿部
Masakazu Shiotani
塩谷 政和
Yoshiro Sakumoto
作本 嘉郎
Masao Kobayashi
正雄 小林
Noriyuki Itakura
板倉 範幸
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Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Mitsubishi Steel KK
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Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Mitsubishi Steel KK
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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、構造用強靭鋼に関するもので、特に、熱地環
を施aすヒとにより鋼の強度を高めて使用される構造部
材において、比較的大型の部材に対しても十分な熱処理
隨lT得られるように、すぐれた焼入れ性を有している
構造用強靭鋼に関するものである。
構造用強靭鋼は、その用途に応じて、必要とする強度と
靭性とを得るために、焼入れ・焼もどしを施して使用さ
れるが、十分な焼入れをすることが、良好表機械的性質
を得る条件である。
しかしながら、大型の部材になればなる程、焼入れ時の
冷却速度が遅くなシ、十分な焼入れ効来が得難くなるの
で、その部材の大きさに相応した焼入れ性を持った鋼種
を選定することが必要とされる。
従来、構造用強靭鋼として一般に使用されている鋼種と
しては、J工8によって規定されているものとして、機
械構造用炭素鋼、機械構造用マンガン鋼、クロム拳モリ
ブデン鋼、ニッケル・クロム・モリブデン鋼などがあり
、同一炭素量レベルで比較すると、この順で焼入れ性は
良くなっている。このように、焼入れ性が良い鋼種は、
合金元素も多く含まれているが、特に。
N1、MOは高価な元素であるので、ニッケル・クロム
・モリブデン鋼は、他の鋼に比べて価格が高く、これが
その使用上の障害となっており。
そのため、止むを得ず一般的には、クロム・モリブデン
鋼を使用しているのが実情である。
一方、近年、産業機械の大型化に伴い、これに使われる
部材も大型化もてきており、このような部材に対しては
、クロム・モリブデン鋼では焼入れ性が不足するのでこ
れに換わる経済的な構造用強靭鋼の開発が要望されてい
る。
本発明は、在来鋼の欠点を解消し、上記のような要望を
満たし、すぐれた焼入れ性を発揮し、強度に相応した靭
性を具備しており、従って。
車両や、産業機械などにおける大型部品に適用すること
を可能とした構造用強靭鋼を得ることをその目的とする
ものである。
本発明においては、この目的を達成するために、  1
311Mn、 Or、 Bを添加し、更に用途に応じて
強度に対してよシ高い靭性が要求される場合。
あるいは、更に高い焼入れ性を要求される場合に対して
は、これらの基本添加元素に加えて。
更に、N1、Mo、 Wb、Vの7種又は一種以上を少
蓋溢加して焼入れ性及び靭性の向上を図ったことを特徴
とするものである。
すなわち、本発明は (1)重量比で o  o、コ1.・−!−0.ダ1− 81  /、00 〜/、!0% Mn  /、00 〜/、!017に 0r  /、00 〜1)OS B  O,0001A−0,0030%る摘造用強vJ
iIll 及び (2)重量比で 0 0.2!r  〜o、+1sチ s1/、o o  〜t)o* Mn  /、00 〜/、!10% ar  /、oo  〜/、5on B  O,0001〜0.0030% の基本添加成分に追加して Ni  O,21〜/、00% MOO,10〜O1λ0fb V  O,0!r  〜0.20% 1it)  0.03 〜0.10’lbの内のl禎又
はλ種以上を含み、残部がFe及び通常の不純物から成
る構造用強靭鋼を特徴とするものである。
以下、本発明をその実施例及びその実験結果を示す株附
図面の第1−ダ図等に基づいて峰細に説明する。
まず1本発明鋼は、上記のような化学成分を有すること
を特徴とするものであるが、このような化学成分に限定
した理由は、以下に説明するとおりである。
0:Cは、鋼の強度及び焼入れ性を向上させるのに有効
な元素であるが、O,コ!−未満では強靭鋼に必要な強
度が得られず、また、高過ぎると靭性が低下すると共に
溶接が困難となるので、溶接が可能な範囲の上限を0.
11に選び、O,コj〜0.亨j−とした。
81 : 81ij、フェライトに固溶して強度を高め
ると共に焼入れ性を向上させる。また、Siの増加は、
焼屯どじの際にマルテンサイトの分解を高温側に移動さ
せる働きがあるので、焼もどし脆性域を避けた高温焼も
どしで高強度を得ることができる。B1の下限は、他の
焼入れ性向上元素との兼ね合いにおいて必要な焼入れ性
を得るため及び高温焼もどしを可能とさせるために必要
な量としてi、oo−とした。また、Eliを増加させ
ると。
焼入れ性及び焼もどし抵抗を増大させることができるが
、ムOm変態点を高める働きがあり、その上昇はi、z
−以上になると急とす一シ、焼入れに際して高温加熱が
必要となり、伸び・数多・価撃値などの靭性値をはなは
だしく低下させるので、上限をi、z−とじた。
Mn : Mnは、焼入れ性を向上させるのに非常に有
効でお勤、靭性値も向上させるので、高価なMl、MO
に代わるきわめて有用な元素である。従って。
他の焼入れ性向上元素との兼ね合いにおいて。
1.0−以下では本発明の目的に対して焼入れ性が不十
分であるので、下限を/、0−とじ、また、/、1−を
超えると、靭性が低下する場合があるので、上限を!、
!−とした。
Or : Orは、焼入れ性を向上し、焼入れ後の6部
硬さを高め、結晶粒を微細化する。また、炭化物を生成
し、焼もどし抵抗の増加に貢献する。従って、他の焼入
れ性向上元素との兼ね合いにおいて、これらの効果を期
待することができる必要1t トLテ、 下11Jit
 /、0 * トL、マタ、/、t 1gを超えては効
果の向上が小さく、靭性が低下するので、上限をi、z
チとした。
B:Bは、きわめて微量で焼入れ性を著しく向上させる
元素であシ、0.00#−以上で焼入れ性の向上に有効
である。しかし、o、oosoチ以上含有して4焼入れ
性の向1は期待することができたいので、o、oooz
〜0,00.70−の範囲とした。なお、仁の範囲でB
が焼入れ性向上に有効に作用するためには、鋼中のHと
結合しないようにすることが必要であり、このために、
丁1を0.OJチ以下添加してyを固定する方法が一般
的に用いられる。
NilMo、 V、 Wb : これらの元素は、いずれも、結晶粒を微細化し、靭性を
向上させる効果がある。しかし、これらの元素は、少量
では効果がなく、いずれも高価な元素であり、基本鋼に
余り多く添加しても添加量の割合に対してや来が少ない
ので。
Ni  O,21〜/、00%、  MO0010〜0
.20%。
v    o、ox 〜o、xoqb  、   Nb
   o、oJ〜o、aosとした。
次ぎに1本発明鋼の特徴を、実施例によって説明する。
第1表に電気炉で溶製した本発明鋼の化学成分及び比較
鋼としてのクロム・モリブデン鋼(JI8 Q格8CM
ダ4LQH)の規格化学酸分並びにその代表例として比
較鋼/、Jの化学成分(重量慢)が記載されている。な
お、g/表中、本発明鋼ムは、化学成分限定範囲の中央
値に近いもの1本発明鋼Bは、同じく下限に近いもの、
本発明鋼0は、同じく上限に近い−の1本発明鋼DFi
、基本添加元素に追加してN1及びMOを添加したもの
1本発明鋼1は同じくVを添加したもの1本発明鋼νは
同じくNbを添加したものを、それぞれ、示すものであ
る。
第1表に示す供試材の内1本発明鋼ム〜νについて、J
工5Gosbi「鋼の焼入性試験方法(一端焼入方法)
」に基づいて焼入れ性試験を行なったが、その結果が第
1図に示されている。
図から分かるように、本発明鋼ム〜1のいずれにおいて
も、空冷端(試験片の焼入れ端からの距離jO諺の点)
での硬度低下が非常に小さく、成分限定範囲の下限に近
い本発明鋼Bにおいても、比較鋼80M 4(f OH
の焼入れ性規格の上限を上回ヤ、高い焼入れ性を特徴と
していることを示している。このように、本発明鋼は焼
入れ性が高いので、小型の部材に対しては、焼入れひず
みを防止するために空気焼入れが可能である。
すなわち、本発明鋼ム及び比較鋼lについて、直径J0
■、長さ10θ■の丸棒に、はぼ同等の機械的性質を与
えるために、本発明鋼ムは。
120℃から空冷(空気焼入れン後、6コj”cx/H
r焼もどしを実施し、また、比較鋼lは、tro℃から
油焼入れ後100℃x /1(r焼もどしを実施した場
合について機械的性質と、熱処理による俸銅の曲がり発
生量とを比較した結果が第1表に示しである。
第1図は、本発明鋼ム及び比較鋼lの焼もどし性能曲線
であり、この曲線は、直径15簡の丸棒の供試材に油焼
入れ後、焼もどしを施した場合の機械的性質を示すもの
であるが、同図から、同−焼もどし温度において比較鋼
とほぼ同様の機械的性質を有していることが分かる。
次ぎに、第2図は、本発明鋼ムと、比較鋼コとの焼入れ
硬さを、直径/10vmの丸鋼について比較したもので
あるが、いずれも、120℃でオースブナイト化後、油
焼入れを行ない、横断面について表面から中心に至ゐ硬
さをロックウェル硬度計によって測定した結果を示す線
図である。この図から、本発明鋼は、直径lj0諺の丸
鋼においても、油焼入れによって外周から中心部まで均
一な完全焼入れ硬さを示すが、比較鋼コでは、内部に向
かって硬さの低下が著しく内部では、焼入れ効果を期待
することのできない仁とが分かる。
このように、本発明鋼ムは、大型部材に対してもすぐれ
た熱処理効果を発揮することができるが、焼入れ・焼も
どし後の機械的性質について、この効果を比較した結果
が第3表に示されている。
第3表は1本発明鋼ム及びDと、比較鋼コとについての
直径コj箇及び/kOw+の丸鋼の焼入れ・焼もどし後
の機械的性質の試験結果を示す亀のである。なお、焼入
れは、120℃でオーステナイト化後、油焼入れを行な
い1本発明鋼ム及びDは、4コO℃で、また、比較鋼コ
は、210℃で、それぞれ、焼もどし後、水冷を行なっ
た。
試験片の採取位置は、直径2j菖の供試材から扛中心、
また、直径/!0謳の供試材からは、丸鋼の表面と中心
との中間部で、それぞれ長手方向とした。
この表から、比較鋼においては、直径25簡の機械的性
質に比べ、直径ljo腸の機械的性質の低下が着しく大
きいのに対し、本発明鋼では。
比較的低下が小さく大型部材用としての高強度・強靭鋼
として適しているものであることを示していることが分
かる。
更(、Ni、Mo、’V又riMl) ヲ含む本発qm
o代表例りは、降伏点と衝撃値とを一層高めようとする
場合に適当なものであり、これらを含まない基本鋼に属
するものである本発明鋼の代表例ムに比較し、その効果
を明らかにしている。
嬉参図は1本発明鋼ム及び比警鋼コの直径120■の供
試材に、高周波焼入k・焼もどしを施したtのの硬化深
さ曲線であ抄゛、深い硬化層を目標とした高周波条件を
選定し、soO℃で焼もどしを行なったものである。耐
摩耗性及び疲労強度向上を目的として強靭鋼に高周波焼
入れを施す場合があゐが、大型部材に対しては深い硬化
層が1!求されることが多い。図から1本発明鋼は、比
較鋼に比べ、より深い硬化層を得ることができ、この点
でも1本発明鋼は、大型部材に適用する場合に利点の与
えることのでき為ことが分かる。
以上のように、本発明鋼は、実施例から4明らかである
ように、ニッケル・クロム・モリブデン鋼などの在来鋼
におけるように、高価元素の添加増量によろことなく、
その特異な組成によって焼入れ性を向上し、大型部材に
おいても、高い強度と靭性とを発揮することができるの
で、各種用途向けの構造用強靭鋼として低廉な鋼を提供
し、従って、これを各種用途に対して広く利用さ、せる
ことかできるものであり、工業的価値の非常に大きな発
明である。
/ / / /
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明鋼と比較鋼との焼入性試験の結果を示
す線図、gJ図は同じく焼もどし性能曲線、第3図は同
じく焼入れ後の断面硬度分布曲線、sgp図は同じく高
周波焼入れによる硬化深さ線図である。 特許出願人  三菱表鋼株式会社 第4図 表面からの距離 (mm) 第1頁の続き 三菱重工業株式会社明石製作所 内 0出 願 人 三菱製鋼株式会社 東京都千代田区大手町二丁目6 番2号

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l 重量比で o    o、コ3 〜o、e zチ 1i!i  /、00 〜/、!r01bMn  t、
    o o  〜/、!r O’160r  /、00 −
    /)0% B  O,000!〜θ、θ030チ を含み、残部が?θ及び通常の不純物から成ることを特
    徴とする構造用強靭鋼。 1 重量比で 0 0.21 〜0.11 81  /、00 〜/、ArO% Mn  /、00 〜/)0% Or  /、00 〜/、!rO% B  O,000k 〜0.00301sを含み、これ
    らに追加して N1 0.コ!  〜/、00チ MO0110〜0.コOチ v   o、ox  〜o、Jo1j xb  o、os  〜O,JOチ O内の1種又は1種以上を含有し、残部がFe及び通常
    の不純物から成ることを特徴とする構造用強靭鋼。
JP15306781A 1981-09-29 1981-09-29 構造用強靭鋼 Granted JPS5855554A (ja)

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JP15306781A JPS5855554A (ja) 1981-09-29 1981-09-29 構造用強靭鋼

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JPS5855554A true JPS5855554A (ja) 1983-04-01
JPH0140905B2 JPH0140905B2 (ja) 1989-09-01

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ID=15554255

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5695576A (en) * 1995-01-31 1997-12-09 Creusot Loire Industrie (S.A.) High ductility steel, manufacturing process and use
CN105369126A (zh) * 2015-12-11 2016-03-02 钢铁研究总院 一种合金钢及其精轧螺纹钢筋的生产方法以及精轧螺纹钢筋
CN112430790A (zh) * 2020-10-28 2021-03-02 南通苏马游艇设备股份有限公司 一种雪橇滑板用低合金型钢

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5695576A (en) * 1995-01-31 1997-12-09 Creusot Loire Industrie (S.A.) High ductility steel, manufacturing process and use
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CN112430790A (zh) * 2020-10-28 2021-03-02 南通苏马游艇设备股份有限公司 一种雪橇滑板用低合金型钢

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