JPS5947024B2 - 冷間圧造性と被削性の優れた機械構造用鋼 - Google Patents
冷間圧造性と被削性の優れた機械構造用鋼Info
- Publication number
- JPS5947024B2 JPS5947024B2 JP55093499A JP9349980A JPS5947024B2 JP S5947024 B2 JPS5947024 B2 JP S5947024B2 JP 55093499 A JP55093499 A JP 55093499A JP 9349980 A JP9349980 A JP 9349980A JP S5947024 B2 JPS5947024 B2 JP S5947024B2
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- Japan
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- steel
- inclusions
- cold heading
- machinability
- structural steel
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、良好な冷間圧造性と被剛性を有する機械構
造用鋼に関する。
造用鋼に関する。
従来から、鋼材の冷間圧造性を向上させるには、鋼材
の内部組織を熱処理によって調整する他、鋼中の非金属
介在物を減少させる方法が採用されている。
の内部組織を熱処理によって調整する他、鋼中の非金属
介在物を減少させる方法が採用されている。
特に、熱間圧延材等に多く認められる細長（延伸した硫
化物系介在物（ＪＩＳＧＯ５５５に規定されるＡｌ系介
在物）は、冷間圧造時の割れを助長するものとして、各
種の脱硫方法によって鋼中のＳ含有量を極力抑えるよう
にしている。そして、この方法は冷間圧造性や機械的性
質、特に靭性、延性値の異方性の改善には有効であるが
、反面被剛性はＳ含有量の減少に伴ない著しく低下する
。そのため、冷間圧造性と被削性の両特性を満足するよ
りなＳ含有量の設定に苦慮している。 本発明は、上記
した従来における技術の問題点を解決すべくなされたも
のであって、冷間圧造性と被削性の優れた機械構造用鋼
である。 本発明に係る冷間圧造性と被削性の優れた機
械構造用＠（以下単に本発明に係る鋼ということがある
。
化物系介在物（ＪＩＳＧＯ５５５に規定されるＡｌ系介
在物）は、冷間圧造時の割れを助長するものとして、各
種の脱硫方法によって鋼中のＳ含有量を極力抑えるよう
にしている。そして、この方法は冷間圧造性や機械的性
質、特に靭性、延性値の異方性の改善には有効であるが
、反面被剛性はＳ含有量の減少に伴ない著しく低下する
。そのため、冷間圧造性と被削性の両特性を満足するよ
りなＳ含有量の設定に苦慮している。 本発明は、上記
した従来における技術の問題点を解決すべくなされたも
のであって、冷間圧造性と被削性の優れた機械構造用鋼
である。 本発明に係る冷間圧造性と被削性の優れた機
械構造用＠（以下単に本発明に係る鋼ということがある
。
）の特徴とするところは、Ｃａ０．００１〜０．１％、
５０．０１〜０．１５％含有し、鋼中のＣａｓ及びＣａ
（ＶＩｎ−Ｓ介在物を面積百分率で全介在物の７０％以
上とし、かつ、Ａｌ２Ｏ３介在物を０．０００５％未満
としたことにある。 即ち、本発明に係る鋼においては
、鋼中の硫化物の組成を従来のＭｎＳ主体のものから、
０．００１〜００１係のＣａによる脱酸、脱硫後に改め
て５０９０１〜０３１５含有させることにより微細に分
散したＣａＳ、及びＣａ−Ｍｎ−Ｓ系の高融点硫化物と
し、圧延等の加工時に延伸し難い硫化物とすることによ
り、鋼中のＳ含有量を著し（低下させることなく、鋼材
の異方性を軽減して冷間圧造性を改善したものである。
５０．０１〜０．１５％含有し、鋼中のＣａｓ及びＣａ
（ＶＩｎ−Ｓ介在物を面積百分率で全介在物の７０％以
上とし、かつ、Ａｌ２Ｏ３介在物を０．０００５％未満
としたことにある。 即ち、本発明に係る鋼においては
、鋼中の硫化物の組成を従来のＭｎＳ主体のものから、
０．００１〜００１係のＣａによる脱酸、脱硫後に改め
て５０９０１〜０３１５含有させることにより微細に分
散したＣａＳ、及びＣａ−Ｍｎ−Ｓ系の高融点硫化物と
し、圧延等の加工時に延伸し難い硫化物とすることによ
り、鋼中のＳ含有量を著し（低下させることなく、鋼材
の異方性を軽減して冷間圧造性を改善したものである。
また、脱酸、及び粒度調整のために出鋼時添加したＡ
ｅにより生成したＡｅ酸化物（Ａｅ２０３）をＣａの強
制添加によって、０．０００５％未満に著し（減少させ
ることができるが、このことも硫化物の組成、形態改善
の効果と相俟って、被剛性、冷間造性を相乗的に向上さ
せるのである。
ｅにより生成したＡｅ酸化物（Ａｅ２０３）をＣａの強
制添加によって、０．０００５％未満に著し（減少させ
ることができるが、このことも硫化物の組成、形態改善
の効果と相俟って、被剛性、冷間造性を相乗的に向上さ
せるのである。
そして、これらの反応は次式で示される。Ａｅ２Ｏａ＋
３Ｃａ−３Ｃａ０＋ ２ｋｅ｝・−曲（１）ＣａＯ＋
Ｓ →ＣａＳ＋ ０Ｃａは添加の初期には、脱
酸、或いは、脱硫剤として作用し、介在物となって浮上
してスラグに捕捉されるため、多量に連続して添加する
必要がある。
３Ｃａ−３Ｃａ０＋ ２ｋｅ｝・−曲（１）ＣａＯ＋
Ｓ →ＣａＳ＋ ０Ｃａは添加の初期には、脱
酸、或いは、脱硫剤として作用し、介在物となって浮上
してスラグに捕捉されるため、多量に連続して添加する
必要がある。
最終的な製品段階で、Ｃａの含有量が０．００１チ未満
では（１）式の反応を促進する作用が少なく、また、０
．１％を越えて含有されると硫化物の形態改善効果が少
なくなるので、Ｃａ含有量は０．００１〜０．１係の範
囲とするのが望ましい。また、Ｓは冷間圧造作業の加工
率の程度によって決定されるが、含有量が０．１５％を
越えると、ＣａＳの延伸し難い硫化物としても絶対量が
多《なり、冷間圧造性を阻害することになるので、Ｓ含
有量は０．０１〜０．１５％とする。
では（１）式の反応を促進する作用が少なく、また、０
．１％を越えて含有されると硫化物の形態改善効果が少
なくなるので、Ｃａ含有量は０．００１〜０．１係の範
囲とするのが望ましい。また、Ｓは冷間圧造作業の加工
率の程度によって決定されるが、含有量が０．１５％を
越えると、ＣａＳの延伸し難い硫化物としても絶対量が
多《なり、冷間圧造性を阻害することになるので、Ｓ含
有量は０．０１〜０．１５％とする。
さらに、Ｓの含有量が多くなれば、ＣａＳの他にＣａ−
ＭｎＳの複合硫化物やＭｎＳも生成するようになる。そ
して、Ｃａ−Ｍｎ−Ｓ 中のＣａの割合が重量比で少く
とも５％以上あれば、このＣａ−Ｍｎ−Ｓは熱間圧延時
に延伸し難くなる。この延伸し難いＣａＳ、及び、Ｃａ
−Ｍｎ−Ｓ硫化物は、ＪＩＳＧＯ５５５による鋼の清浄
度測定ではＤＡｌ系介在物（通常工程材に認められる硫
化物）としては測定されずに、ＤＣ系介在物として測定
される。通常Ｄｃ系介在物には単独の粒状酸化物（Ｓｉ
Ｏ２とかＡｅ２Ｏ３等）及び、窒化物が含まれるが、本
発明に係る鋼では、Ｃａの強攪拌添加により溶鋼を充分
にパプリングするため、これらの酸化物や窒化物は浮上
分離され、光学顕微鏡下では観察されないで、ＣａＳ，
Ｃａ−Ｍｎ−Ｓ介在物のみが測定される。しかし、Ｓ含
有量が多いと、延伸し易いＭｎＳも多少はできるが、こ
れらの量が多い場合は、冷間圧延性に対して阻害要因と
なるので、冷間圧造性を改善するには硫化物の形態の異
なるＣａＳやＣａ−Ｍｎ−Ｓ介在物の割合が全介在物の
７０φ以上（光学顕微鏡視野中の面積百分率）は少くと
も必要である。ナオ、鋼中のＡｅ酸化物（Ａｌ２Ｏ３）
は非常に硬質であり、カリ、通常圧延等の加工方向に連
続して存在するために、被剛性、冷間圧造性ともに劣化
させるものである。
ＭｎＳの複合硫化物やＭｎＳも生成するようになる。そ
して、Ｃａ−Ｍｎ−Ｓ 中のＣａの割合が重量比で少く
とも５％以上あれば、このＣａ−Ｍｎ−Ｓは熱間圧延時
に延伸し難くなる。この延伸し難いＣａＳ、及び、Ｃａ
−Ｍｎ−Ｓ硫化物は、ＪＩＳＧＯ５５５による鋼の清浄
度測定ではＤＡｌ系介在物（通常工程材に認められる硫
化物）としては測定されずに、ＤＣ系介在物として測定
される。通常Ｄｃ系介在物には単独の粒状酸化物（Ｓｉ
Ｏ２とかＡｅ２Ｏ３等）及び、窒化物が含まれるが、本
発明に係る鋼では、Ｃａの強攪拌添加により溶鋼を充分
にパプリングするため、これらの酸化物や窒化物は浮上
分離され、光学顕微鏡下では観察されないで、ＣａＳ，
Ｃａ−Ｍｎ−Ｓ介在物のみが測定される。しかし、Ｓ含
有量が多いと、延伸し易いＭｎＳも多少はできるが、こ
れらの量が多い場合は、冷間圧延性に対して阻害要因と
なるので、冷間圧造性を改善するには硫化物の形態の異
なるＣａＳやＣａ−Ｍｎ−Ｓ介在物の割合が全介在物の
７０φ以上（光学顕微鏡視野中の面積百分率）は少くと
も必要である。ナオ、鋼中のＡｅ酸化物（Ａｌ２Ｏ３）
は非常に硬質であり、カリ、通常圧延等の加工方向に連
続して存在するために、被剛性、冷間圧造性ともに劣化
させるものである。
しかし、本発明に係る鋼にいては、上記（１）の反応式
に示されているように、鋼中のＡｅ酸化物（Ａｅ２Ｏ３
）はＣａの強制添加により殆んど消失してしまいＡｅ２
Ｏ３含有量は０．０００５係未満であれば悪影響がな《
なる。次に、本発明に係る冷間圧造性と被削性の優れた
機械構造用鋼の実施例について比較例とともに説明する
。；実施例 第１表に試験に用いた鋼材の成分、成分割合（８４５Ｃ
を基本鋼とする。
に示されているように、鋼中のＡｅ酸化物（Ａｅ２Ｏ３
）はＣａの強制添加により殆んど消失してしまいＡｅ２
Ｏ３含有量は０．０００５係未満であれば悪影響がな《
なる。次に、本発明に係る冷間圧造性と被削性の優れた
機械構造用鋼の実施例について比較例とともに説明する
。；実施例 第１表に試験に用いた鋼材の成分、成分割合（８４５Ｃ
を基本鋼とする。
）を示してあり、漸】、届２が本発明に係る鋼、４３は
通常工程材、／Ｉ６４はＣａ−Ａｅ脱酸鋼、／１６．５
はＳ含有量０．０５５，係のＳ系快削鋼である。第１表
に示すＡ６．ｌ〜Ａ６．６の鋼の成分、成分組成となる
よう６０屯の実操業転炉で溶製し、▲１、／１６．２は
特殊炉外精錬装置を用いて強攪拌下でＣａ添加を行ない
、その後Ｓを適当量添加し、そして、）Ａ］〜４６は何
れも７屯鋼塊に鋳造後１１５朋角ビＶントに分塊し、化
学成分、介在物調査を行った。
通常工程材、／Ｉ６４はＣａ−Ａｅ脱酸鋼、／１６．５
はＳ含有量０．０５５，係のＳ系快削鋼である。第１表
に示すＡ６．ｌ〜Ａ６．６の鋼の成分、成分組成となる
よう６０屯の実操業転炉で溶製し、▲１、／１６．２は
特殊炉外精錬装置を用いて強攪拌下でＣａ添加を行ない
、その後Ｓを適当量添加し、そして、）Ａ］〜４６は何
れも７屯鋼塊に鋳造後１１５朋角ビＶントに分塊し、化
学成分、介在物調査を行った。
（１）介在物調査
前記角ビＶントの表面、中央、中心部を研麿仕上げ後、
光学顕微鏡で４００倍の倍率で観察した。
光学顕微鏡で４００倍の倍率で観察した。
さらに、介在物の分類を確実にするためＥＰＭＡで固定
した。比較鋼（従来材４３）においては、一部にＡｌ２
Ｏ３が第１図ａに示すように認められるものであり、硫
化物も第１図ｂに示すように延伸した介在物（ＪＩＳＧ
Ｏ５５５に規定されるＡ１系介在物）が認められるが、
本発明に係る鋼（／１６】）においては、Ａｅ２Ｏ３は
認められず、また、硫化物介在物もＣａ吹込後Ｓを添加
することにより、比較鋼の／１６．３従来材とは異なり
、第１図Ｃに示すように分散した微細なＣａｂ，Ｃａ−
Ｍｎ−Ｓ硫化物となっているのである。
した。比較鋼（従来材４３）においては、一部にＡｌ２
Ｏ３が第１図ａに示すように認められるものであり、硫
化物も第１図ｂに示すように延伸した介在物（ＪＩＳＧ
Ｏ５５５に規定されるＡ１系介在物）が認められるが、
本発明に係る鋼（／１６】）においては、Ａｅ２Ｏ３は
認められず、また、硫化物介在物もＣａ吹込後Ｓを添加
することにより、比較鋼の／１６．３従来材とは異なり
、第１図Ｃに示すように分散した微細なＣａｂ，Ｃａ−
Ｍｎ−Ｓ硫化物となっているのである。
因に第１図Ａ，ｂ，ｅぱ顕微鏡写真である。（２）清浄
度調査 ＪＩＳＧＯ５５５による清浄度の測定結果を第２表に示
す。
度調査 ＪＩＳＧＯ５５５による清浄度の測定結果を第２表に示
す。
４φ即ち、本発明
に係る鋼のＡ，系介在物は従来鋼に比較して著し《少な
いことがわかる。また、Ａｒ２Ｏ３等のＢ系介在物も本
発明に係る鋼では全く認められないのである。（３）冷
間圧造性 】１５朋角から１０ｍｍφに圧延後９φに冷間引抜きし
、３００屯プレスにて拘束圧縮試験を行ない、それぞれ
の割れ発生限界圧縮率で評価した。
に係る鋼のＡ，系介在物は従来鋼に比較して著し《少な
いことがわかる。また、Ａｒ２Ｏ３等のＢ系介在物も本
発明に係る鋼では全く認められないのである。（３）冷
間圧造性 】１５朋角から１０ｍｍφに圧延後９φに冷間引抜きし
、３００屯プレスにて拘束圧縮試験を行ない、それぞれ
の割れ発生限界圧縮率で評価した。
結果を介在物の総量（ＪＩＳＧＯ５５５のｄチ）との関
係で示すと第２図のようになる。本発明に係る鋼（Ｓ．
ｌ、／Ｉ６．２）の冷間圧造性が比較鋼（従来鋼Ａｅ脱
酸鋼、Ｃａ−Ａｅ脱酸鋼の（／１６３〜４６）に比べて
著しく向上していることがわかる。
係で示すと第２図のようになる。本発明に係る鋼（Ｓ．
ｌ、／Ｉ６．２）の冷間圧造性が比較鋼（従来鋼Ａｅ脱
酸鋼、Ｃａ−Ａｅ脱酸鋼の（／１６３〜４６）に比べて
著しく向上していることがわかる。
（４）被剛性
超硬工具ＰｒＯによる長手旋削試験を行なった。
切削速度１５０ｍ／ｍ’１１Ｌ、送り０．２５ｍｕ／
Ｒｅｖ，切込み１．５ｍｍ、切削油なしの条件で切削し
た。２０分切削後の工具摩耗を測定した結果を第３図に
示す。
Ｒｅｖ，切込み１．５ｍｍ、切削油なしの条件で切削し
た。２０分切削後の工具摩耗を測定した結果を第３図に
示す。
本発明に係る鋼（Ａ６ｌ、／１６．２）は特ににげ面摩
耗の抑制に著しい効果のあることを示しており、比較鋼
（従来鋼Ａ６３〜魔５）では上記のように通常人ｅを脱
酸、及び粒度調整のために添加するのでＡＩ！２０３が
生成しこれが工具摩耗を促進する。しかし、本発明に係
る鋼はＡｌ２Ｏ３を０．０００５％未満としているので
このような害は除かれ、工具摩耗は著し《減少している
。さらに硫化物を一様に分散させたことも安定した切削
条件を構成するため工具寿命の延長に寄与しているので
ある。以上説明したように、本発明に係る冷間圧造性と
被剛性の優れた機械構造用鋼は上記の構成を有している
ものであるから、鋼中の介在物が適切に制御され、冷間
圧造性、被削性に極めて優八た効果を奏するものである
。
耗の抑制に著しい効果のあることを示しており、比較鋼
（従来鋼Ａ６３〜魔５）では上記のように通常人ｅを脱
酸、及び粒度調整のために添加するのでＡＩ！２０３が
生成しこれが工具摩耗を促進する。しかし、本発明に係
る鋼はＡｌ２Ｏ３を０．０００５％未満としているので
このような害は除かれ、工具摩耗は著し《減少している
。さらに硫化物を一様に分散させたことも安定した切削
条件を構成するため工具寿命の延長に寄与しているので
ある。以上説明したように、本発明に係る冷間圧造性と
被剛性の優れた機械構造用鋼は上記の構成を有している
ものであるから、鋼中の介在物が適切に制御され、冷間
圧造性、被削性に極めて優八た効果を奏するものである
。
第１図Ａ，ｂ，ｃは鋼中の介在物を示す顕微鏡写真、第
２図は冷間圧造試験の結果を示すグラフ第３図は被剛性
の試験結果を示すグラフである。
２図は冷間圧造試験の結果を示すグラフ第３図は被剛性
の試験結果を示すグラフである。
Claims (1)
- １ Ｃａ０．００１〜０．１％、Ｓ０．０１〜０．１５
％含有し、鋼中のＣａＳ及びＣａ−Ｍｎ−Ｓ介在物を面
積百分率で全介在物の７０％以上とし、かつＡｌ＿２Ｏ
３介在物を０．０００５％未満としたことを特徴とする
冷間圧造性と被削性の優れた機械構造用鋼。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55093499A JPS5947024B2 (ja) | 1980-07-09 | 1980-07-09 | 冷間圧造性と被削性の優れた機械構造用鋼 |
| DE3126984A DE3126984A1 (de) | 1980-07-09 | 1981-07-08 | "stahl fuer den maschinenbau mit ausgezeichneter kaltschmiedbarkeit und zerspanbarkeit" |
| US06/281,675 US4431445A (en) | 1980-07-09 | 1981-07-09 | Steel for machine construction having excellent cold forgeability and machinability |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55093499A JPS5947024B2 (ja) | 1980-07-09 | 1980-07-09 | 冷間圧造性と被削性の優れた機械構造用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5719357A JPS5719357A (en) | 1982-02-01 |
| JPS5947024B2 true JPS5947024B2 (ja) | 1984-11-16 |
Family
ID=14084033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55093499A Expired JPS5947024B2 (ja) | 1980-07-09 | 1980-07-09 | 冷間圧造性と被削性の優れた機械構造用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5947024B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1169992C (zh) | 2001-11-15 | 2004-10-06 | 住友金属工业株式会社 | 机械结构用钢 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4961017A (ja) * | 1972-10-17 | 1974-06-13 | ||
| JPS516088A (ja) * | 1974-07-03 | 1976-01-19 | Hitachi Ltd | Shokoseibutsushitsuno sokuteihohooyobi sochi |
-
1980
- 1980-07-09 JP JP55093499A patent/JPS5947024B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4961017A (ja) * | 1972-10-17 | 1974-06-13 | ||
| JPS516088A (ja) * | 1974-07-03 | 1976-01-19 | Hitachi Ltd | Shokoseibutsushitsuno sokuteihohooyobi sochi |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5719357A (en) | 1982-02-01 |
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