JPS59104426A - 高周波焼入用鋼の製造方法 - Google Patents
高周波焼入用鋼の製造方法Info
- Publication number
- JPS59104426A JPS59104426A JP21139582A JP21139582A JPS59104426A JP S59104426 A JPS59104426 A JP S59104426A JP 21139582 A JP21139582 A JP 21139582A JP 21139582 A JP21139582 A JP 21139582A JP S59104426 A JPS59104426 A JP S59104426A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/02—Hardening articles or materials formed by forging or rolling, with no further heating beyond that required for the formation
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は前処理を必要とせず、しかも優れた表面硬化特
性か得られる高周波焼入れ用鋼の製造方法に関するもの
である。
性か得られる高周波焼入れ用鋼の製造方法に関するもの
である。
機械部品の疲労強度および耐摩耗性を向上させる方法と
して高周波を利用して急速加熱を行なう高周波焼入法が
広く用いられている。高周波焼入が施される素材は一般
に機械構造用炭素鋼ま１こは合金鋼であるが、安定な表
面硬化特性を得るために高周波焼入れ前に焼ならし等の
均質化処理が施されているが熱処理費用が重むという問
題点がある。
して高周波を利用して急速加熱を行なう高周波焼入法が
広く用いられている。高周波焼入が施される素材は一般
に機械構造用炭素鋼ま１こは合金鋼であるが、安定な表
面硬化特性を得るために高周波焼入れ前に焼ならし等の
均質化処理が施されているが熱処理費用が重むという問
題点がある。
そこで本発明者等は圧延ママの状態で高周波焼入れにお
いて優れた表面硬化特性が得られる鋼を開発する１こめ
に種々検討しｆコ検果、以下に示す成分組成の鋼を熱間
圧延後特定の条件のもとで冷却することにより、上記の
目的が達成できることを見い出した。すなわち本発明は
（１） Ｃ： ０．３０〜０．６０％、 Ｓｉ ：
０．１０−１．０％、 Ｍｎ ： ０．２０〜１．７０
％残余が実質的にＦｅからなる鋼を用いて所定の寸法に
熱間圧延後冷却に際してフェライトの占める体積率が２
５％以下であるフェライト＋パーライト組織が得られる
ような条件で冷却することを特徴とする高周波焼入れ用
鋼の製造方法。
いて優れた表面硬化特性が得られる鋼を開発する１こめ
に種々検討しｆコ検果、以下に示す成分組成の鋼を熱間
圧延後特定の条件のもとで冷却することにより、上記の
目的が達成できることを見い出した。すなわち本発明は
（１） Ｃ： ０．３０〜０．６０％、 Ｓｉ ：
０．１０−１．０％、 Ｍｎ ： ０．２０〜１．７０
％残余が実質的にＦｅからなる鋼を用いて所定の寸法に
熱間圧延後冷却に際してフェライトの占める体積率が２
５％以下であるフェライト＋パーライト組織が得られる
ような条件で冷却することを特徴とする高周波焼入れ用
鋼の製造方法。
（２） Ｃ： ０．３０−０．６０％、Ｓｉ：０．１
０−１．０％、Ｍｎ ： ０．２０−１．７０％さらに
Ｎｉ：３．５０％以下、 Ｃｒ ： ２．０％以下。
０−１．０％、Ｍｎ ： ０．２０−１．７０％さらに
Ｎｉ：３．５０％以下、 Ｃｒ ： ２．０％以下。
Ｍｏ ： ０．７０％以下を１種ま１こは２種以上を含
有し、残部が実質的にＦｅからなる鋼を用いて所定の方
法に熱間圧延後冷却に際してフェライトの占める体積率
が２５％以下であるフェライト＋パーライト組織が得ら
れるような条件で冷却することを特徴とする高周波焼入
れ用鋼の製造方法。
有し、残部が実質的にＦｅからなる鋼を用いて所定の方
法に熱間圧延後冷却に際してフェライトの占める体積率
が２５％以下であるフェライト＋パーライト組織が得ら
れるような条件で冷却することを特徴とする高周波焼入
れ用鋼の製造方法。
本発明製造法の特徴は上記し１こごとく圧延後の冷却速
度を調整するというきわめて簡単な操作で高周波焼入れ
に適し１こ特性を有する素材を製造できるところにあり
、従来のこの種素材の問題点を解決でき得る発明である
。
度を調整するというきわめて簡単な操作で高周波焼入れ
に適し１こ特性を有する素材を製造できるところにあり
、従来のこの種素材の問題点を解決でき得る発明である
。
次に本発明製造法に用いる鋼の成分範囲の限定理由を以
下に述べる。
下に述べる。
ｃ ： ｏ、ａ ｏ〜０．６０％
強度を確保するために必要な元素であり、とくに圧延ま
まの状態でも充分な強度を維持するためには少なくとも
０．３０％以上含有させる必要かある。ｆコだし多量に
含有させると靭性が劣化する１こめ０．６０％以下に限
定し１こ。
まの状態でも充分な強度を維持するためには少なくとも
０．３０％以上含有させる必要かある。ｆコだし多量に
含有させると靭性が劣化する１こめ０．６０％以下に限
定し１こ。
Ｓｉ：０．１０〜１０％
溶解時の脱酸用として必要な元素であり、少なくとも０
．１０％以上含有させる必要がある。
．１０％以上含有させる必要がある。
また積極的に含有させることにより圧延状態における強
度は向上するがその反面被削性が劣化するｆコめ１．０
％以下に限定した。
度は向上するがその反面被削性が劣化するｆコめ１．０
％以下に限定した。
Ｍｎ ： ０．２０〜１．７０％
Ｓ１と同様に溶解時の脱酸用として必要な元素者あり、
少なくとも０．２０％以上含有させる必要力ある。また
積極的に含有させることにより圧延状態における強度は
向上するが、その反面被削性が劣化するｆコめ１．７０
％以下に限定し ｔこ。
少なくとも０．２０％以上含有させる必要力ある。また
積極的に含有させることにより圧延状態における強度は
向上するが、その反面被削性が劣化するｆコめ１．７０
％以下に限定し ｔこ。
上記の成分組成にて前処理を必要としない高周波焼入用
鋼が製造できるが、さらに以下の元素を適量含有させる
ことにより高周波焼入性を低下させることなく芯部強度
を向上させることができる。
鋼が製造できるが、さらに以下の元素を適量含有させる
ことにより高周波焼入性を低下させることなく芯部強度
を向上させることができる。
Ｎｉ：３．５０％以下、 Ｃｒ ： ２．０％以下、
Ｍｏ：０．７０％以下上記元素は芯部強度の向上に有効
な元素であり必要に応じて適量含有させることが望まし
いが、多量に含有させるとパーライトノーズが長時間側
に移行する１こめフェライト＋パーライト組織を得るの
にきわめて遅い速度で徐冷しなければならず実用上好ま
しくない。したがって上記元素の好適な範囲はそれぞれ
Ｎｉ：３．５０％以下、 Ｃｒ ： ２．０％以下、
Ｍｏ ： ０．７０％以下である。
Ｍｏ：０．７０％以下上記元素は芯部強度の向上に有効
な元素であり必要に応じて適量含有させることが望まし
いが、多量に含有させるとパーライトノーズが長時間側
に移行する１こめフェライト＋パーライト組織を得るの
にきわめて遅い速度で徐冷しなければならず実用上好ま
しくない。したがって上記元素の好適な範囲はそれぞれ
Ｎｉ：３．５０％以下、 Ｃｒ ： ２．０％以下、
Ｍｏ ： ０．７０％以下である。
このほか、結晶粒度を微細化するために０．１％以下の
Ａ［０，００５％〜ｏ、ｏ ａ ｏ％のＮを含有させる
こと、耐候性を向上させる１こめに２，０％以下のＣｕ
ｔ含有させること、疲労強度を向上させるためにＯを０
．００８０％以下に制御すること、被削性を向上させる
１こめに０．４％以下のＰｂ、Ｂｉ。
Ａ［０，００５％〜ｏ、ｏ ａ ｏ％のＮを含有させる
こと、耐候性を向上させる１こめに２，０％以下のＣｕ
ｔ含有させること、疲労強度を向上させるためにＯを０
．００８０％以下に制御すること、被削性を向上させる
１こめに０．４％以下のＰｂ、Ｂｉ。
Ｓｅ、Ｔｅおよび０．２％以下の８ 、０．０１％以下
のＣａを適量含有させても本発明の目的を阻害するもの
ではない。
のＣａを適量含有させても本発明の目的を阻害するもの
ではない。
圧延後の組織：フェライトの占める体積率か２５％以下
であるフェライト＋ パーライト組織 体積率で２５％以上のフェライ１〜が形成されていると
高周波焼入性（表面かたさ、硬化深さ〕が著るしく低下
するためフェライト占有率は２５％以下に限定し１こ。
であるフェライト＋ パーライト組織 体積率で２５％以上のフェライ１〜が形成されていると
高周波焼入性（表面かたさ、硬化深さ〕が著るしく低下
するためフェライト占有率は２５％以下に限定し１こ。
またへイナイトあるいはマルテンサイト等の硬質組織が
形成されると靭性か大きく劣化するｆコめ２５％以下の
フェライトを混在するパーライト組織ニ限定しｆこ。
形成されると靭性か大きく劣化するｆコめ２５％以下の
フェライトを混在するパーライト組織ニ限定しｆこ。
次に本発明製造法を実施例により詳細に説明する。
〔実施例１〕
アーク炉により、第１表に示すことき成分組成の高周波
焼入れ用素材を溶製し１こ。
焼入れ用素材を溶製し１こ。
第１表の供試材のうち陥、１〜隅４については熱間圧延
により直径３０ｍｍの棒材とした後冷却速度を制御しな
がら冷却し、圧延後のミクロ組織がフェライト＋パーラ
イト組織となるように調整し１こ。一方供試材Ｎｏ、
５については熱間圧延により直径３Ｑｍｍの棒材とし１
こ後、前処理として焼ならし処理（９００°ＣＸ１時間
空冷）を施し、組織の調整を行なっ１こ。上記処理を施
した各供試材について高周波加熱による急速焼入れによ
り表面の硬化処理を行なっ１こ。上記の高周波焼入れ材
について各種特性値を調査した。その結果を第２表にま
とめて示した。
により直径３０ｍｍの棒材とした後冷却速度を制御しな
がら冷却し、圧延後のミクロ組織がフェライト＋パーラ
イト組織となるように調整し１こ。一方供試材Ｎｏ、
５については熱間圧延により直径３Ｑｍｍの棒材とし１
こ後、前処理として焼ならし処理（９００°ＣＸ１時間
空冷）を施し、組織の調整を行なっ１こ。上記処理を施
した各供試材について高周波加熱による急速焼入れによ
り表面の硬化処理を行なっ１こ。上記の高周波焼入れ材
について各種特性値を調査した。その結果を第２表にま
とめて示した。
第 ２ 表
同表にみられるごとく前処理として焼ならし処理を施し
たＮｏ、 ５では表面かたさが低く、かつ有効硬化層深
さも浅い。
たＮｏ、 ５では表面かたさが低く、かつ有効硬化層深
さも浅い。
これに１こいして本発明用素材（Ｎｏ、 １〜Ｎｏ、４
）を用い１こ場合には圧延後の冷却速度を調整するのみ
で、特別な前処理を施さなくても表面か１こさが高く、
かつ優れ１こ有効硬化層深さが得られることを確認した
。
）を用い１こ場合には圧延後の冷却速度を調整するのみ
で、特別な前処理を施さなくても表面か１こさが高く、
かつ優れ１こ有効硬化層深さが得られることを確認した
。
〔実施例２〕
実施例１において本発明用素材は圧延後の冷却速度を調
整することにより優れた高周波焼入性を保有することを
確認し１こが、実用的な冷却速度条件を把握するために
第１表の供試材のうちＮα１およびＮｏ、４を用いて、
各種の条件で冷却しミクロ組織と高周波焼入性との関係
を調査した。
整することにより優れた高周波焼入性を保有することを
確認し１こが、実用的な冷却速度条件を把握するために
第１表の供試材のうちＮα１およびＮｏ、４を用いて、
各種の条件で冷却しミクロ組織と高周波焼入性との関係
を調査した。
その結果を第３表にまとめて併記し１こ。
第３表
（注〕 表中Ｆはフェライト、Ｐはパーライト、Ｂはベ
イナイトを表わす。
イナイトを表わす。
ミクロ組織と高周波焼入性の関連をみると圧延後の冷却
速度がきわめて遅い場合にはフェライト量が多くなり結
果的には高周波焼入後のかたさが充分にでないことを示
している。
速度がきわめて遅い場合にはフェライト量が多くなり結
果的には高周波焼入後のかたさが充分にでないことを示
している。
これに１コいして圧延後の冷却速度が極端に早い場合に
はフェライト量は減少するものの急冷組織であるベイナ
イト組織が形成されるｆコめ靭性や被削性が劣化する。
はフェライト量は減少するものの急冷組織であるベイナ
イト組織が形成されるｆコめ靭性や被削性が劣化する。
一方圧延後の冷却速度を５０°Ｃ／ｍｉｎ 、 １００
°Ｃ／ｍｉｎに制御し１こ場合には、その後の高周波焼
入れにより高い表面かたさと優れｔコ有効硬化層深さが
得られることを示している。すなわち高周波焼入れ性は
圧延後の組織状態により大きく影響され、その好適なミ
クロ組織はフェライトの占める体積率が２５％以下であ
るフェライト＋パーライト組織であることを多くの実験
により確認することができ１こ。
°Ｃ／ｍｉｎに制御し１こ場合には、その後の高周波焼
入れにより高い表面かたさと優れｔコ有効硬化層深さが
得られることを示している。すなわち高周波焼入れ性は
圧延後の組織状態により大きく影響され、その好適なミ
クロ組織はフェライトの占める体積率が２５％以下であ
るフェライト＋パーライト組織であることを多くの実験
により確認することができ１こ。
〔実施例３〕
アーク炉により第４表に示すごとき成分組成の高周波焼
入れ用素材を製造しｆｓ。
入れ用素材を製造しｆｓ。
上記素材を熱間圧延により直径３Ｑｍｍの棒材とし１こ
後圧延終了温度（８００〜１０００°Ｃ）から６００°
Ｃまでの温度範囲を３０°Ｃ／ｍｉｎの冷却速度で冷却
し、しかるのち空冷して、体積率で２５％以下のフェラ
イトを含むフェライト＋パーライト組織に調整した。
後圧延終了温度（８００〜１０００°Ｃ）から６００°
Ｃまでの温度範囲を３０°Ｃ／ｍｉｎの冷却速度で冷却
し、しかるのち空冷して、体積率で２５％以下のフェラ
イトを含むフェライト＋パーライト組織に調整した。
つづいて高周波加熱による急速焼入により表面の硬化処
理を行なっｔコ。
理を行なっｔコ。
上記処理を施した各供試材について実施例１と同様に各
種特性値を調査した。その結果を第５表にまとめて示し
た。
種特性値を調査した。その結果を第５表にまとめて示し
た。
第５表
（注） 表中Ｆはフェライト、Ｐはパーライトを表わす
。
。
同表にみられるごとく本発明用素材を用いて圧延後の冷
却速度を制御してミクロ組織を調整したものはその後の
高周波焼入れにおいていずれも優れたか１こさ特性を示
している。その中でもＮｉ’、 Ｃｒ、 Ｍｏ ｆ適量
添加したＮｏ、１１〜１４（第二発明用材〕はＮＯ，ｉ
’ （第一発明用材）にくらべて有効硬化層深さが深く
なっている。
却速度を制御してミクロ組織を調整したものはその後の
高周波焼入れにおいていずれも優れたか１こさ特性を示
している。その中でもＮｉ’、 Ｃｒ、 Ｍｏ ｆ適量
添加したＮｏ、１１〜１４（第二発明用材〕はＮＯ，ｉ
’ （第一発明用材）にくらべて有効硬化層深さが深く
なっている。
したがって用いられる用途により第１発明用材および第
２発明用材を使い分けることが望ましい。
２発明用材を使い分けることが望ましい。
本実施例においては圧延後の冷却速度の制御のみに言及
し１こが、圧延加工条件を制御し組織の微細化をはかっ
て靭性を向上させるいわゆる制御圧延を行ない、圧延後
の冷却速度を制御することによっても目的を達成するこ
とができる。
し１こが、圧延加工条件を制御し組織の微細化をはかっ
て靭性を向上させるいわゆる制御圧延を行ない、圧延後
の冷却速度を制御することによっても目的を達成するこ
とができる。
以上のごとく本発明は焼ならしを必要とせず、しかも優
れた表面硬化特性が得られる高周波焼入れ専用鋼の製造
方法を提供するものであり、実用的には熱間圧延→切削
加工→高周波焼入れの製造工程で作られる自動車用ステ
アリングラック、ピニオン、等速ジヨイント部品等の製
造に好適である。
れた表面硬化特性が得られる高周波焼入れ専用鋼の製造
方法を提供するものであり、実用的には熱間圧延→切削
加工→高周波焼入れの製造工程で作られる自動車用ステ
アリングラック、ピニオン、等速ジヨイント部品等の製
造に好適である。
代理人 河 口 善 雄
Claims (2)
- （１） Ｃ：０．８０−０．６０％、 Ｓ７ ： ０
．１０−１．０％、 Ｍｎ ： ０．２０−１．７０％
残余が実質的にＦｅからなる鋼を用いて所定の寸法に熱
間圧延後冷却に際してフェライトの占める体積率が２５
％以下であるフェライト＋パーライト組織が得られるよ
うな条件で冷却することを特徴とする高周波焼入れ用鋼
の製造方法。 - （２） Ｃ：０．８０−０．６０％、 Ｓｉ ： ０
．１０−１．０％、 Ｍｎ ： ０．２０〜１．７０％
さらにＮｉ ： ３．５０％以下、Ｃｒ：２．０％以下
。 Ｍｏ ： ０．７０％以下を１柵または２測以上含有し
、残部が実質的にＦｅからなる鋼を用いて所定の寸法に
熱間圧延後冷却に際してフェライトの占める体積率が２
５％以下であるフェライト＋パーライト組織が得られる
ような条件で冷却することを特徴とする高周波焼入れ用
鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21139582A JPS59104426A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 高周波焼入用鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21139582A JPS59104426A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 高周波焼入用鋼の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59104426A true JPS59104426A (ja) | 1984-06-16 |
Family
ID=16605253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21139582A Pending JPS59104426A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 高周波焼入用鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59104426A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59129752A (ja) * | 1983-01-13 | 1984-07-26 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 高周波焼入材 |
| JPS61133364A (ja) * | 1984-12-01 | 1986-06-20 | Aichi Steel Works Ltd | 高靭性低合金鋼およびその製造方法 |
| JPH01234549A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-19 | Dana Corp | 車軸を形成する合金組成物及び形成法 |
-
1982
- 1982-12-03 JP JP21139582A patent/JPS59104426A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59129752A (ja) * | 1983-01-13 | 1984-07-26 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 高周波焼入材 |
| JPS61133364A (ja) * | 1984-12-01 | 1986-06-20 | Aichi Steel Works Ltd | 高靭性低合金鋼およびその製造方法 |
| JPH01234549A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-19 | Dana Corp | 車軸を形成する合金組成物及び形成法 |
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