JPS6013421B2 - 構造用鋼 - Google Patents
構造用鋼Info
- Publication number
- JPS6013421B2 JPS6013421B2 JP54063952A JP6395279A JPS6013421B2 JP S6013421 B2 JPS6013421 B2 JP S6013421B2 JP 54063952 A JP54063952 A JP 54063952A JP 6395279 A JP6395279 A JP 6395279A JP S6013421 B2 JPS6013421 B2 JP S6013421B2
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- Japan
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- steel
- ratio
- machinability
- anisotropy
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱間加工のまま焼入れ、焼戻しなどの調質を
行なわなくても機械的異方性が小さく、かつ被削性のす
ぐれた構造用鋼に関する。
行なわなくても機械的異方性が小さく、かつ被削性のす
ぐれた構造用鋼に関する。
本発明はまた、このような非調質構造用鋼を製造する方
法にも関する。一般に構造用鋼からの製品の製造は、熱
間加工ののち調質をしてから切削加工を施すことによっ
て行なわれているが、調質を行なわないで済めばコスト
の低下がはかれるとともに、省エネルギーの要請にこた
えることもできる。
法にも関する。一般に構造用鋼からの製品の製造は、熱
間加工ののち調質をしてから切削加工を施すことによっ
て行なわれているが、調質を行なわないで済めばコスト
の低下がはかれるとともに、省エネルギーの要請にこた
えることもできる。
そこでこのような鋼の研究がさかんに試みられており、
とくに、ＶやＮｂなどを添加した鋼を熱間加工後に冷却
する過程でこれらの炭化物・窒化．物がフェライト＋パ
ーラィト組織中に析出することを利用して強化する鋼が
開発され、一部実用化されている。
とくに、ＶやＮｂなどを添加した鋼を熱間加工後に冷却
する過程でこれらの炭化物・窒化．物がフェライト＋パ
ーラィト組織中に析出することを利用して強化する鋼が
開発され、一部実用化されている。
熱間加工として圧延を行なった場合は、圧延のままで強
化した鋼材をそのまま、あるいは袷間または温間で塑性
加工してから切削して最終製品とする。また、鍛造を行
なう場合は、圧延した鋼材を型打鍛造し、硬化した粗材
を切削して製品とする。しかしこのようにして得た製品
は、通常の鋼質処理を経たものに比べて、その機械的性
質の異方性が大きいという弱点がある。
化した鋼材をそのまま、あるいは袷間または温間で塑性
加工してから切削して最終製品とする。また、鍛造を行
なう場合は、圧延した鋼材を型打鍛造し、硬化した粗材
を切削して製品とする。しかしこのようにして得た製品
は、通常の鋼質処理を経たものに比べて、その機械的性
質の異方性が大きいという弱点がある。
とくに、熱間加工方向に対して直角の方向の籾性が低い
ことが問題である。よく知られているように、制御圧延
などの技術により熱間加工仕上温度を低くすることによ
って鋼の靭性は向上するが、この場合でも加工方向と直
角の方向の鞠性は低く、異方性は改善されない。こうし
た機械的異方性が著しい理由は、鋼中のＭｎＳのような
硫化物系介在物が熱間加工時に辰伸した形で存在するた
めである。
ことが問題である。よく知られているように、制御圧延
などの技術により熱間加工仕上温度を低くすることによ
って鋼の靭性は向上するが、この場合でも加工方向と直
角の方向の鞠性は低く、異方性は改善されない。こうし
た機械的異方性が著しい理由は、鋼中のＭｎＳのような
硫化物系介在物が熱間加工時に辰伸した形で存在するた
めである。
焼入れ、焼戻し処理により生成したソルバィト組織中の
硫化物に〈らべ、非調質鋼の特徴的な組織であるフェラ
イト＋パーライト組織中の硫化物は、辰伸による級性低
下の影響が一段と大きい。また、前述のように非調質鋼
は硬化した状態で切削するので、加工が困難である。
硫化物に〈らべ、非調質鋼の特徴的な組織であるフェラ
イト＋パーライト組織中の硫化物は、辰伸による級性低
下の影響が一段と大きい。また、前述のように非調質鋼
は硬化した状態で切削するので、加工が困難である。
被削性を改善する目的でＳなどを相当量加えると、籾性
は大いに引き下げられる。大きな異方性をもたらす硫化
物系介在物の展伸を妨げる元素として、Ｔｉや２ｒを適
量含有させることも知られているが、これらは介在物の
硬度を増大させるので、被削性の点からはマイナスであ
る。
は大いに引き下げられる。大きな異方性をもたらす硫化
物系介在物の展伸を妨げる元素として、Ｔｉや２ｒを適
量含有させることも知られているが、これらは介在物の
硬度を増大させるので、被削性の点からはマイナスであ
る。
以上の諸問題を解決するため研究を重ね、本発明者らは
、Ｔｅ−Ｓを特定の割合で組み合わせて被削性向上をは
かった構造用鋼において、硫化物系介在物の形態が特定
の条件をみたすものは、熱間加工のままでも機械的性質
の異方性が小さく、同時に被削性もすぐれていることを
見出して本発明に至った。
、Ｔｅ−Ｓを特定の割合で組み合わせて被削性向上をは
かった構造用鋼において、硫化物系介在物の形態が特定
の条件をみたすものは、熱間加工のままでも機械的性質
の異方性が小さく、同時に被削性もすぐれていることを
見出して本発明に至った。
構造用鋼であって、Ｔｅ−Ｓの添加により被削性を与え
たものにおいて、Ｔｅ／Ｓを特定の値にえらぶとともに
特定量のＣａおよびＡＩを存在させることにより異方性
をも改善した鋼が、特関昭弘−１１０１６号に開示され
た。
たものにおいて、Ｔｅ／Ｓを特定の値にえらぶとともに
特定量のＣａおよびＡＩを存在させることにより異方性
をも改善した鋼が、特関昭弘−１１０１６号に開示され
た。
しかし、その鋼は暁入性の改善も効果の一つに挙げてあ
るように、調質を前提としたものであって、本発明のよ
うなＶやＮｂの炭窒化物析出による強化を利用した非調
質鋼ではなく、また介在物の形態に関して本発明者らが
見出した事実については示唆するところがない。本発明
の熱間加工のままで機械的異方性が小さ〈被削性のすぐ
れた非議費鋼は、Ｃ：０．６％以下、Ｓｉ：２．５％以
下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｓ：０．４％以下、Ｔｅ：０
．１０％以下、（ただし、Ｔｅ／Ｓの比は０．０４以上
とする）、およびＶ：０．５％以下またはＮｂ：０．５
％以下の１種または２種を含有し、残余が実質的にＦｅ
からなる合金組成を有し、基地中に存在する硫イ日欧系
介在物のうち長径５ｒ以上の大型のものは大部分が長短
径比１０以下であることを特徴とする。
るように、調質を前提としたものであって、本発明のよ
うなＶやＮｂの炭窒化物析出による強化を利用した非調
質鋼ではなく、また介在物の形態に関して本発明者らが
見出した事実については示唆するところがない。本発明
の熱間加工のままで機械的異方性が小さ〈被削性のすぐ
れた非議費鋼は、Ｃ：０．６％以下、Ｓｉ：２．５％以
下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｓ：０．４％以下、Ｔｅ：０
．１０％以下、（ただし、Ｔｅ／Ｓの比は０．０４以上
とする）、およびＶ：０．５％以下またはＮｂ：０．５
％以下の１種または２種を含有し、残余が実質的にＦｅ
からなる合金組成を有し、基地中に存在する硫イ日欧系
介在物のうち長径５ｒ以上の大型のものは大部分が長短
径比１０以下であることを特徴とする。
上記の各合金成分の役割と範囲の限定理由は、つぎのと
おりである。
おりである。
Ｃ：０．６％以下
強度を得る上で必要であるが、多量になると靭性を低下
させる。
させる。
Ｓｉ：２．５％以下
脱酸剤として使われるほか、強度にとっても有用である
が、可塑性を悪くするので上記限度内とする。
が、可塑性を悪くするので上記限度内とする。
Ｎｈ：２．０％以下
はたらきはＳｉと同様である。
多すぎると被削性の改善を妨げる。Ｖ：０．５％以下ま
たはＮｂ：０．５％以下の１種または２種前記のように
、析出強化の効果を意図して加える。
たはＮｂ：０．５％以下の１種または２種前記のように
、析出強化の効果を意図して加える。
上限は熱間加工性に対する影響にもとづいて定めた。次
に、被削性改善元素の組み合わせＴｅ−Ｓについて、介
在物の形態と関連させて説明する。
に、被削性改善元素の組み合わせＴｅ−Ｓについて、介
在物の形態と関連させて説明する。
Ｓ：０．４％以下硫化物系介在物（主としてＭｎＳ）の
形成に不可欠である。多量であるほど被削性は高いが、
熱間加工性にとって好ましくなくなる。Ｔｅ：０．１０
％以下Ｍ鷹系介在物の形態を調整するはたらきがあるほ
か、それ自体で被削性向上に有効である。
形成に不可欠である。多量であるほど被削性は高いが、
熱間加工性にとって好ましくなくなる。Ｔｅ：０．１０
％以下Ｍ鷹系介在物の形態を調整するはたらきがあるほ
か、それ自体で被削性向上に有効である。
多量になると熱間加工性が劣るので、上記範囲に止める
。Ｔｅ／Ｓ：０．０４２上 Ｔｅ／Ｓの比はＭｎＳ系介在物の形態調整に大きな影響
があり、この比が大きくなるにつれて介在物の長短律比
が小さくなる。
。Ｔｅ／Ｓ：０．０４２上 Ｔｅ／Ｓの比はＭｎＳ系介在物の形態調整に大きな影響
があり、この比が大きくなるにつれて介在物の長短律比
が小さくなる。
この効果は、Ｔｅ／Ｓが０．０４以上において確実に得
られることが、実験の結果明らかになった。硫化物系介
在物の形態： 機械的異方性および被削性が鋼中の硫化物系介在物の形
態と分布により決定されることを本発明者らはつきとめ
、非調質構造用鋼において所望の特性を得るためには、
長径５仏以上の大型のものは大部分、好ましくは実質上
ほとんど全部が長短径比１０以下の、極端に線状に辰伸
されていない形態をもつべきことを知った。
られることが、実験の結果明らかになった。硫化物系介
在物の形態： 機械的異方性および被削性が鋼中の硫化物系介在物の形
態と分布により決定されることを本発明者らはつきとめ
、非調質構造用鋼において所望の特性を得るためには、
長径５仏以上の大型のものは大部分、好ましくは実質上
ほとんど全部が長短径比１０以下の、極端に線状に辰伸
されていない形態をもつべきことを知った。
これにより４・型の硫化物系介在物の形態いかんは、異
方性および被削性にとって決定的な影響を与えない。本
発明の非調質構造用鋼は、Ｖおよび（または）Ｎｂの析
出強化を利用しているが、さらに強度の向上を望むなら
ば、Ｎｉ：５％以下、Ｃｒ：５％以下またはＭｏ：３％
以下の１種、２種または３種を含有させてもよい。
方性および被削性にとって決定的な影響を与えない。本
発明の非調質構造用鋼は、Ｖおよび（または）Ｎｂの析
出強化を利用しているが、さらに強度の向上を望むなら
ば、Ｎｉ：５％以下、Ｃｒ：５％以下またはＭｏ：３％
以下の１種、２種または３種を含有させてもよい。
上記のそれぞれの限界を超える多量の添加は、競入性を
過度に高め、フェライト＋パーラィト組織を得にくくす
る。疲労強度を問題にする場合は、鋼中の０含量を低減
し、０．００３０％以下に止めることが推奨される。そ
れにより酸化物系介在物の存在量が低下し、疲労強度が
改善される。上述したような本発明の鋼を製造する上で
配慮すべきことは、成分の適確な調整にある。
過度に高め、フェライト＋パーラィト組織を得にくくす
る。疲労強度を問題にする場合は、鋼中の０含量を低減
し、０．００３０％以下に止めることが推奨される。そ
れにより酸化物系介在物の存在量が低下し、疲労強度が
改善される。上述したような本発明の鋼を製造する上で
配慮すべきことは、成分の適確な調整にある。
好適な製造方法は、炉内でＴｅ以外の合金成分の含有量
を所定の値に調節した綾鋼を用意し、炉、取りなべまた
はタンデイシュ内にあるこの溶鋼に、Ｔｅ／Ｓの比が０
．０４以上の条件をみたすようにＴｅ：０．１０％以下
を添加して、均一に分散させるという方法である。本発
明によれば、産業機械や自動車などの製造に広く使われ
ている構造用鋼において、熱間加工のままで高い強度が
得られ、かつ機械的性質の異方性が小さく、被削性もす
ぐれたものが与えられる。
を所定の値に調節した綾鋼を用意し、炉、取りなべまた
はタンデイシュ内にあるこの溶鋼に、Ｔｅ／Ｓの比が０
．０４以上の条件をみたすようにＴｅ：０．１０％以下
を添加して、均一に分散させるという方法である。本発
明によれば、産業機械や自動車などの製造に広く使われ
ている構造用鋼において、熱間加工のままで高い強度が
得られ、かつ機械的性質の異方性が小さく、被削性もす
ぐれたものが与えられる。
従来は焼入れ、焼戻しの調質処理を必要としていた各種
機械部品、たとえばクランクシャフト、コネクテイング
ロツド、アクスルシヤフト、スピンドルなどの製造に当
って熱処理工程を省略することができれば生産性は大い
に高まる。
機械部品、たとえばクランクシャフト、コネクテイング
ロツド、アクスルシヤフト、スピンドルなどの製造に当
って熱処理工程を省略することができれば生産性は大い
に高まる。
この利益は大量生産品において一層顕著である。実施例
１ 第１表に示す合金組成の鋼を沙ｎァーク炉で溶解し鋳造
した。
１ 第１表に示す合金組成の鋼を沙ｎァーク炉で溶解し鋳造
した。
第１表
ィンゴットを圧延してｌｏｗ仰角のビレットをつくり、
加熱温度約１２００℃、仕上げ温度１０００〜９００℃
で圧延または型打鍛造して、段面２仇蚊×６物奴の素材
とした。
加熱温度約１２００℃、仕上げ温度１０００〜９００℃
で圧延または型打鍛造して、段面２仇蚊×６物奴の素材
とした。
比較材の一部は、鍛造後さらに、８５０℃・油袷−６０
０℃一空冷条件で焼入れ、競戻し処理をした。これらの
素材について試験した結果を第２表に示す。表において
、処理条件の記号はそれぞれ、Ｒ：圧延、Ｆ：鍛造、Ｈ
Ｔ：鍛造後焼入れ、焼戻し、を意味し、その条件は上記
のとおりである。シャルピー衝撃値はＪＩＳ３号試験片
を用い、室温で測定したものである。また、被削性は次
の条件で測定した。
０℃一空冷条件で焼入れ、競戻し処理をした。これらの
素材について試験した結果を第２表に示す。表において
、処理条件の記号はそれぞれ、Ｒ：圧延、Ｆ：鍛造、Ｈ
Ｔ：鍛造後焼入れ、焼戻し、を意味し、その条件は上記
のとおりである。シャルピー衝撃値はＪＩＳ３号試験片
を用い、室温で測定したものである。また、被削性は次
の条件で測定した。
ドリル：ＳＫＨ９０＝１０．０テーパシヤンクドリル送
り：０．４２脚／ｒｅｖ穴深さ：２仇吻貫通 切削速度：３０の／肌 切削油：なし 寿命判定：切削不能に至るまでの累計穴深さ第 ２表第
２表のデータから、まず本発明に従ったものとそうでな
いものとでは、介在物の形状が大いに異なっていて、前
者では実質上球状に近いのに対し、後者では線状に展伸
していることが明らかである。
り：０．４２脚／ｒｅｖ穴深さ：２仇吻貫通 切削速度：３０の／肌 切削油：なし 寿命判定：切削不能に至るまでの累計穴深さ第 ２表第
２表のデータから、まず本発明に従ったものとそうでな
いものとでは、介在物の形状が大いに異なっていて、前
者では実質上球状に近いのに対し、後者では線状に展伸
していることが明らかである。
シャルピー衝撃値にみる異方性は本発明によれば小さく
、比較鋼を調質したものよりすぐれている。被削性は本
発明の方が高く、硬度は同等である。実施例 ２ 第３表に示す合金組成の銅を溶製し、実施例１と同様に
して１０＆吻角のビレットから圧延により２０×６物吻
の素材をつくり、試験に供した。
、比較鋼を調質したものよりすぐれている。被削性は本
発明の方が高く、硬度は同等である。実施例 ２ 第３表に示す合金組成の銅を溶製し、実施例１と同様に
して１０＆吻角のビレットから圧延により２０×６物吻
の素材をつくり、試験に供した。
その結果を第４表に示す。実施例１と同様な傾向を示す
データが得られている。第 ３ 表 （その１） 第 ３ 表 （その２） 第４表 実施例 ３ 実施例１の鋼「Ａ」および比較鋼としてＳ４＄をえらび
、５仇肋径の圧延材を用意した。
データが得られている。第 ３ 表 （その１） 第 ３ 表 （その２） 第４表 実施例 ３ 実施例１の鋼「Ａ」および比較鋼としてＳ４＄をえらび
、５仇肋径の圧延材を用意した。
両者を型打鍛造により、自動車エンジンのクランクシャ
フトの形状に加工した。Ａはそのまま、Ｓ４＄は焼入れ
・競戻し処理をしてから、硬さをしらべ、また鍛造加工
の方向およびこれと直角の方向にＪＩＳ３号試験片を切
り出し、シャルピー衝撃試験を行なった。その結果を第
５表に示す。非調質の本発明による製品は焼入れ・焼戻
しをした従来品に対して、何らそん色のない特性を有す
ることがわかった。第５表
フトの形状に加工した。Ａはそのまま、Ｓ４＄は焼入れ
・競戻し処理をしてから、硬さをしらべ、また鍛造加工
の方向およびこれと直角の方向にＪＩＳ３号試験片を切
り出し、シャルピー衝撃試験を行なった。その結果を第
５表に示す。非調質の本発明による製品は焼入れ・焼戻
しをした従来品に対して、何らそん色のない特性を有す
ることがわかった。第５表
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：０．６０％以下、Ｓｉ：２．５％以下、Ｍｎ：
２．０％以下、Ｓ：０．４０％以下、Ｔｅ：０．１０％
以下、（ただし、Ｔｅ／Ｓの比は０．０４以上）、およ
びＶ：０．５％以下またはＮｂ：０．５％以下の１種ま
たは２種を含有し、残余が実質的にＦｅからなる合金組
成を有し、基地中に存在する硫化物系介在物のうち長径
５μ以上の大型のものは大部分が長短径比が１０以下で
あることが特徴とする、熱間加工のままで機械的異方性
が小さく被削性のすぐれた非調質構造用鋼。 ２ Ｃ：０．６０％以下、Ｓｉ：２．５％以下、Ｍｎ：
２．０％以下、Ｓ：０．４０％以下、Ｔｅ：０．１０％
以下、（ただし、Ｔｅ／Ｓの比または０．０４以上）、
およびＶ：０．５％以下またはＮｂ：０．５％以下の１
種または２種さらにＮｉ：５％以下、Ｃｒ：５％以下、
またはＭｏ：３％以下の１種、２種または３種を含有し
、残余が実質的にＦｅからなる合金組成を有し、基地中
に存在する硫化物系介在物のうち長径５μ以上の大型の
ものは大部分が長短径比が１０以下であることを特徴と
する、熱間加工のままで機械的異方性が小さく被削性の
すぐれた非調質構造用鋼。 ３ Ｃ：０．６％以下、Ｓｉ：２．５％以下、Ｍｎ：２
．０％以下、Ｓ：０．４％以下、およびＶ：０．５％以
下、またはＮｂ：０．５％以下の１種または２種を含有
し残余が実質的にＦｅからなる合金組成を有する鋼を炉
内で用意し、炉、取りなべまたはタンデイシユ内の溶鋼
に、Ｔｅ／Ｓの比が０．０４以上となるようにＴｅ：０
．１０％以下を添加して均一に分散させることからなる
、熱間加工のままで機械的異方性が小さく被削性のすぐ
れた非調質構造用鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54063952A JPS6013421B2 (ja) | 1979-05-25 | 1979-05-25 | 構造用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54063952A JPS6013421B2 (ja) | 1979-05-25 | 1979-05-25 | 構造用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55158258A JPS55158258A (en) | 1980-12-09 |
| JPS6013421B2 true JPS6013421B2 (ja) | 1985-04-06 |
Family
ID=13244163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54063952A Expired JPS6013421B2 (ja) | 1979-05-25 | 1979-05-25 | 構造用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6013421B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59173250A (ja) * | 1983-03-23 | 1984-10-01 | Daido Steel Co Ltd | 快削ばね用鋼およびその製造方法 |
| JP3671688B2 (ja) * | 1998-08-28 | 2005-07-13 | 株式会社神戸製鋼所 | 破断分断性に優れた破断分割型コンロッド用熱間鍛造用非調質鋼 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS514934A (en) * | 1974-06-07 | 1976-01-16 | Nippon Electric Co | Kikairohakino shindotaihojikozo |
-
1979
- 1979-05-25 JP JP54063952A patent/JPS6013421B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS514934A (en) * | 1974-06-07 | 1976-01-16 | Nippon Electric Co | Kikairohakino shindotaihojikozo |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55158258A (en) | 1980-12-09 |
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