JPS60100620A - 非調質高強度耐疲労鋼部材の製造方法 - Google Patents
非調質高強度耐疲労鋼部材の製造方法Info
- Publication number
- JPS60100620A JPS60100620A JP20599583A JP20599583A JPS60100620A JP S60100620 A JPS60100620 A JP S60100620A JP 20599583 A JP20599583 A JP 20599583A JP 20599583 A JP20599583 A JP 20599583A JP S60100620 A JPS60100620 A JP S60100620A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- strength
- fatigue
- fork
- unnormalized
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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】
技術分野
本発明は非調質鋼を素材として、高強度耐疲労鋼部材の
安価な製造方法に関するものである。
安価な製造方法に関するものである。
従来技術
従来高強度耐疲労部材として例えばフォークリフトのフ
ォークに使用されている鋼は、炭素鋼、Ｍｎ鋼およびＣ
ｒ−ＭＯ鋼であり、熱間で鍛造等により成形加工した後
に、強靭性を持たせるために、焼入れ、焼戻しの熱処理
が施されている。そのために設備的にもエネルギー的に
もコスト高となっていた。
ォークに使用されている鋼は、炭素鋼、Ｍｎ鋼およびＣ
ｒ−ＭＯ鋼であり、熱間で鍛造等により成形加工した後
に、強靭性を持たせるために、焼入れ、焼戻しの熱処理
が施されている。そのために設備的にもエネルギー的に
もコスト高となっていた。
目 的
本発明は調質熱処理を省略することにより省エネルギー
をはかり、しかも調質に伴なう急冷処理が無くなるため
矯正が不必要となり省力化が達成できるので、高強度耐
疲労材料の製造コストを低減出来る。
をはかり、しかも調質に伴なう急冷処理が無くなるため
矯正が不必要となり省力化が達成できるので、高強度耐
疲労材料の製造コストを低減出来る。
構 成
本発明は、Ｃ：０．３０〜０．５０％、Ｓｉ ：０．１
５〜０．６０％、Ｍｎ ： ０，５０〜３．００％、Ｖ
：０，０５〜０．３０％、ＡＩ ＋ ０．０２〜０．０
６％、Ｎ ： ０，０１〜０．０３％、Ｃｒ ： ０．
５％以下を含み残り実質的にＦｅよりなる鋼を所望の断
面形状に９００〜１２５０℃で熱間加工し、そのままも
しくは９００〜１２５０℃の温度に再加熱後、５００℃
まで０．２℃／ ｓｅｃ以上の冷却速度で空冷すること
を特徴とする非調質高強度耐疲労鋼部材の製造方法であ
る。
５〜０．６０％、Ｍｎ ： ０，５０〜３．００％、Ｖ
：０，０５〜０．３０％、ＡＩ ＋ ０．０２〜０．０
６％、Ｎ ： ０，０１〜０．０３％、Ｃｒ ： ０．
５％以下を含み残り実質的にＦｅよりなる鋼を所望の断
面形状に９００〜１２５０℃で熱間加工し、そのままも
しくは９００〜１２５０℃の温度に再加熱後、５００℃
まで０．２℃／ ｓｅｃ以上の冷却速度で空冷すること
を特徴とする非調質高強度耐疲労鋼部材の製造方法であ
る。
本発明は以上のような処理により、鋼がオーステナイト
からフェライトに変態し、その際、微細なＶ炭窒化物が
均一に析出し、この析出強化により強度と靭性を有する
フェライト十パーライト組織よりなる高強度耐疲労部の
素材となる。製造方法を詳述すると、まず熱間でマスト
部の矩形断面に圧延あるいは鍛 。
からフェライトに変態し、その際、微細なＶ炭窒化物が
均一に析出し、この析出強化により強度と靭性を有する
フェライト十パーライト組織よりなる高強度耐疲労部の
素材となる。製造方法を詳述すると、まず熱間でマスト
部の矩形断面に圧延あるいは鍛 。
造する。この際の加熱温度、冷却速度は前記の範囲にな
ければならない。更に、この素材を部分加熱、テーパー
加工し、再度曲げ部を部分加熱し、曲げ加工を行い、製
品とする。
ければならない。更に、この素材を部分加熱、テーパー
加工し、再度曲げ部を部分加熱し、曲げ加工を行い、製
品とする。
この加工方法はフォークの形状、設備能力により、全体
加熱後、テーパー加工と曲げ加工を同時に行う方法も選
択できる。成形加工後もしくは成形加工後、９００〜１
２５０℃に均熱した後は、５００℃まで０．２℃／ ３
８０以上の冷却速度で空冷する。この成形加工品の強靭
化の機構は前記の素材成形後の空冷時の強靭化機構と同
様である。この製造方法によれば、強度と耐久性を満足
する安価な高強度耐疲労部材が製造できる。
加熱後、テーパー加工と曲げ加工を同時に行う方法も選
択できる。成形加工後もしくは成形加工後、９００〜１
２５０℃に均熱した後は、５００℃まで０．２℃／ ３
８０以上の冷却速度で空冷する。この成形加工品の強靭
化の機構は前記の素材成形後の空冷時の強靭化機構と同
様である。この製造方法によれば、強度と耐久性を満足
する安価な高強度耐疲労部材が製造できる。
以下に本発明の製造方法に関する限定理由を述べる。
ＣはＶ、Ｏｒなどと炭化物を形成し、強度を高めるのに
不可欠な元素であり、ＣＩを０．３０〜０．５０％とし
たのは０．３０％未満ではフォーク用鋼としての充分な
強度が得られないためであり、０．５％を越えて含有さ
せると溶接性で問題となるためである。
不可欠な元素であり、ＣＩを０．３０〜０．５０％とし
たのは０．３０％未満ではフォーク用鋼としての充分な
強度が得られないためであり、０．５％を越えて含有さ
せると溶接性で問題となるためである。
ＳｉはＩ２酸効果ならびにフェライト強化に有効な元素
であり、０．１５％未満ではその効果が期待できず、０
．６％を越えて含有してもその効果は飽和し、しかも靭
性を害するためである。
であり、０．１５％未満ではその効果が期待できず、０
．６％を越えて含有してもその効果は飽和し、しかも靭
性を害するためである。
またＭｎは脱硫を良くし、強度を向上させるために必要
な成分であり、Ｍｎの含有量が０．５％未満では、Ｃｆ
ｆ１に上限があるため強度が不足し、３．００％を越え
て含有すると、溶接性が悪化するためである。
な成分であり、Ｍｎの含有量が０．５％未満では、Ｃｆ
ｆ１に上限があるため強度が不足し、３．００％を越え
て含有すると、溶接性が悪化するためである。
また■は鋼の冷却時、オーステナイトからフェライト＋
パーライトに変態する際に、■炭窒化物を析出させ、フ
ェライトを強化する目的で添加するものである。この目
的を達成するためには０．０５％以上必要とし、また０
、３％を越えて添加してもその効果は飽和し、経済上不
利である。
パーライトに変態する際に、■炭窒化物を析出させ、フ
ェライトを強化する目的で添加するものである。この目
的を達成するためには０．０５％以上必要とし、また０
、３％を越えて添加してもその効果は飽和し、経済上不
利である。
ＡＩ量を０．０２〜０．０６％としたのは、０．０２％
未満では脱酸および結晶粒微細化の効果がなく、靭性が
不足する。また０、０６％を越えると、熱間加工時に割
れを生じたり、非金属介在物として、鋼の靭性を劣化さ
せるためである。
未満では脱酸および結晶粒微細化の効果がなく、靭性が
不足する。また０、０６％を越えると、熱間加工時に割
れを生じたり、非金属介在物として、鋼の靭性を劣化さ
せるためである。
Ｎは前述したＶと結合して、炭窒化物を析出し、かつ結
晶粒微細化のためのＡＩＮを析出させるために必要であ
り、０．０１％未満ではその効果は期待できず、０．０
３％を越えてもその効果の増加は少なく、逆に靭性が低
下する恐れがある。
晶粒微細化のためのＡＩＮを析出させるために必要であ
り、０．０１％未満ではその効果は期待できず、０．０
３％を越えてもその効果の増加は少なく、逆に靭性が低
下する恐れがある。
ＣｒはＭｎと同様強度を向上させるため必要に応じて適
齢添加されねばならないが、コスト面から０．５％を越
えることは好ましくない。
齢添加されねばならないが、コスト面から０．５％を越
えることは好ましくない。
熱間加工前の加熱温度を９００〜１２５０℃としたのは
素材を成形加工すると同時にＶをマトリックス中に固溶
させるためには、９００℃未満では充分に固溶せず、強
度が不足となり、また加工性も悪いためであり、１２５
０℃を越えて加熱すると結晶粒が粗大化し、靭性が劣化
するためである。
素材を成形加工すると同時にＶをマトリックス中に固溶
させるためには、９００℃未満では充分に固溶せず、強
度が不足となり、また加工性も悪いためであり、１２５
０℃を越えて加熱すると結晶粒が粗大化し、靭性が劣化
するためである。
部分加熱により熱間成形を行なうと、場所により加熱の
熱影響により軟化し、高強度耐疲労部材としての強度不
十分となる場合には、加工後、再加熱を実施する。その
温度範囲の限定理由は前記と同様である。
熱影響により軟化し、高強度耐疲労部材としての強度不
十分となる場合には、加工後、再加熱を実施する。その
温度範囲の限定理由は前記と同様である。
熱間加工後もしくは再加熱後の冷却速度は■炭窒化物の
析出形状ならびにマトリックスの硬さに影響することか
ら、高強度耐疲労部材の機械的性質に影響する。０．２
℃／ ｓｅｅ以上の冷却速度で５００℃まで空冷とれば
、調質処理材と同等となる。
析出形状ならびにマトリックスの硬さに影響することか
ら、高強度耐疲労部材の機械的性質に影響する。０．２
℃／ ｓｅｅ以上の冷却速度で５００℃まで空冷とれば
、調質処理材と同等となる。
の方法で製造したフォークと比較して説明する。
実施例１
本発明の実施例について、かかる高強度耐疲労部材とし
てフォークリフト用爪について説明する。
てフォークリフト用爪について説明する。
第１表のＡは本発明で使用した非調質鋼であり、Ｂおよ
びＣは従来のフォークの製造方法に用いられている８０
Ｍ４３５１−１鋼およびＳＭ ｎ４４３Ｈｔ１４で、焼
入、焼戻しの調質処理がなされている。
びＣは従来のフォークの製造方法に用いられている８０
Ｍ４３５１−１鋼およびＳＭ ｎ４４３Ｈｔ１４で、焼
入、焼戻しの調質処理がなされている。
第１表
第２表は本発明の製造方法により加工したフォークおよ
び従来の製造方法ににり加工したフＡ−りから試料を採
取し、その機械的性質を比較したものである。非調質鋼
Ａ−１と調質ｔＲ８およびＣを比較すると強度、伸びお
よび絞りはほぼ同等であり、シャルピー値はＡ−１がや
や低い。また成形加工後再加熱し、空冷するとＡ２〜５
に示す様にその加熱温度によって必要とする特性が選択
できる。
び従来の製造方法ににり加工したフＡ−りから試料を採
取し、その機械的性質を比較したものである。非調質鋼
Ａ−１と調質ｔＲ８およびＣを比較すると強度、伸びお
よび絞りはほぼ同等であり、シャルピー値はＡ−１がや
や低い。また成形加工後再加熱し、空冷するとＡ２〜５
に示す様にその加熱温度によって必要とする特性が選択
できる。
次に断面の硬さ分布を第１図に示す。数字はＨｒＣ硬さ
である。両者を比較すると非調質鋼Ａの方が調質１４Ｂ
およびＣよりも硬さ分布が均一で、質量効果の影響を受
けにくいといえる。
である。両者を比較すると非調質鋼Ａの方が調質１４Ｂ
およびＣよりも硬さ分布が均一で、質量効果の影響を受
けにくいといえる。
フォークの動的強度試験として、第２図に示すように、
１．５トン用爪フオーク １をフォークリフト車２に装
着し、荷重３として２トンを負荷し、上胃、急降下、急
停止の試験を繰返した。試験後の非調質鋼フォークは第
３表に示す様に調質鋼製フォークと同様変形は認められ
なかった。
１．５トン用爪フオーク １をフォークリフト車２に装
着し、荷重３として２トンを負荷し、上胃、急降下、急
停止の試験を繰返した。試験後の非調質鋼フォークは第
３表に示す様に調質鋼製フォークと同様変形は認められ
なかった。
第３表
また、疲労試験機を使って、第３図に示す様な実体フォ
ーク４０片振曲げ加振耐久試験を行った結果を第４図に
示す。８０Ｍ４３５１−１鋼およびＳＭｎ４４４１−（
鋼製の調質したフォークの疲労野分と、本発明の製造方
法による非調質鋼フォークの疲労寿命はほぼ一致するこ
とから、耐久性は同等であるといえる。
ーク４０片振曲げ加振耐久試験を行った結果を第４図に
示す。８０Ｍ４３５１−１鋼およびＳＭｎ４４４１−（
鋼製の調質したフォークの疲労野分と、本発明の製造方
法による非調質鋼フォークの疲労寿命はほぼ一致するこ
とから、耐久性は同等であるといえる。
効 果
本発明によれば、従来のように調質工程を経ることな（
従来品と同等の性能を有する高強度耐疲労部材を製造す
ることができる。
従来品と同等の性能を有する高強度耐疲労部材を製造す
ることができる。
第１図はフォーク幅方向の断面硬さ分布を、第２図はフ
ォークの急降下、急停止テストの試験方法を示す説明図
、第３図は〕Ａ−りの疲労試験方法を示す説明図、第４
図は疲労試験結果を示すグラフである。 １・・・・・・爪フォーク ２・・・・・・フォークリフト車 ３・・・・・・荷重 ４・・・・・・実体フＡ−り特許
出願人 三菱製鋼株式会社 ほか２名 代理人 弁理士 小 松 秀 岳 ほか１名 才１図 人 ２２ 図 才 ３ 図 第１頁の続き ［相］発明者 松 本 修 ０発 明 者 内 １） 茂 ＠発明者真１）智幸 ［相］発明者岩松 茂喜 ＠発明者山１）古都 ０発 明 者 南 條 裕 相模原市田名３００幡地 三菱重工業株式会社相模原製
作所内 内 川崎市川崎区渡新町３−３−１８
ォークの急降下、急停止テストの試験方法を示す説明図
、第３図は〕Ａ−りの疲労試験方法を示す説明図、第４
図は疲労試験結果を示すグラフである。 １・・・・・・爪フォーク ２・・・・・・フォークリフト車 ３・・・・・・荷重 ４・・・・・・実体フＡ−り特許
出願人 三菱製鋼株式会社 ほか２名 代理人 弁理士 小 松 秀 岳 ほか１名 才１図 人 ２２ 図 才 ３ 図 第１頁の続き ［相］発明者 松 本 修 ０発 明 者 内 １） 茂 ＠発明者真１）智幸 ［相］発明者岩松 茂喜 ＠発明者山１）古都 ０発 明 者 南 條 裕 相模原市田名３００幡地 三菱重工業株式会社相模原製
作所内 内 川崎市川崎区渡新町３−３−１８
Claims (1)
- Ｃ：０．３０〜０，５０％、Ｓｉ ： ０．１５〜０．
６０％、Ｍｎ ： ０，５０〜３．００％、Ｖ二〇、０
５〜０．３０％、Ａｌ ： ０，０２〜０．０６％、Ｎ
： ０．０１〜０．０３％、Ｃｒ ： ０．５％以下
を含み残り実質的にＦｅよりなる鋼を所望の断面形状に
９００〜１２５０℃で熱間加工し、そのままもしくは９
００〜１２５０℃の温度に再加熱後、５００℃まで０．
２℃／ ＳｅＣ以上の冷却速度で空冷することを特徴と
する非調質高強度耐疲労鋼部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20599583A JPS60100620A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 非調質高強度耐疲労鋼部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20599583A JPS60100620A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 非調質高強度耐疲労鋼部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60100620A true JPS60100620A (ja) | 1985-06-04 |
Family
ID=16516162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20599583A Pending JPS60100620A (ja) | 1983-11-04 | 1983-11-04 | 非調質高強度耐疲労鋼部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60100620A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995017529A1 (de) * | 1993-12-21 | 1995-06-29 | Vereinigte Schmiedewerke Gmbh | Verfahren zur herstellung von schienenrädern und schienenradteilen |
-
1983
- 1983-11-04 JP JP20599583A patent/JPS60100620A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995017529A1 (de) * | 1993-12-21 | 1995-06-29 | Vereinigte Schmiedewerke Gmbh | Verfahren zur herstellung von schienenrädern und schienenradteilen |
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