JPS60159155A - 耐粗粒化性にすぐれた温間鍛造用肌焼鋼 - Google Patents

耐粗粒化性にすぐれた温間鍛造用肌焼鋼

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JPS60159155A
JPS60159155A JP1268084A JP1268084A JPS60159155A JP S60159155 A JPS60159155 A JP S60159155A JP 1268084 A JP1268084 A JP 1268084A JP 1268084 A JP1268084 A JP 1268084A JP S60159155 A JPS60159155 A JP S60159155A
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JP
Japan
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steel
forging
hardened steel
case hardened
warm
Prior art date
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Pending
Application number
JP1268084A
Other languages
English (en)
Inventor
Wataru Takahashi
渉 高橋
Takashi Fukuda
隆 福田
Yasuo Otani
大谷 泰夫
Shuji Tanogami
田ノ上 修二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60159155A publication Critical patent/JPS60159155A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 発明の技術分野 本発明は、温間鍛造する肌焼鋼に係り、特に結晶粒の粗
大化防止効果にすぐれた肌焼鋼に関する。
発明の技術的背景とその問題点 自動車、機械の動力伝達用部品は、その用途上必要とす
る機械的性質を得るため、1焼鋼が広く用いられている
。これ法成形加工された前記部品に浸炭あるいは浸炭窒
化等の表面処理を施し、表面の強度及び耐摩耗性と、芯
部の耐衝撃性とによって部品全体の靭性を保たせるため
である。
一方、前記部品の代表的な成形加工法として、鍛造が一
般に知られている。鍛造は、その加工時の温度領域によ
り、冷間鍛造と熱間鍛造に大別され、これらはその目的
により適宜選択して採用されるが、それぞれ利点、欠点
がある。
すなわち、熱間鍛造は、加工に必要とする荷重が低く変
形能はすぐれているが、スケールの発生や脱炭等の問題
がある。一方、冷間鍛造は、スケールの発生や脱炭等が
なく、また熱収縮による寸。
法度化が生じないため寸法精度はすぐれているが、′加
工に必要とする荷重が高く変形能は悪い。近年、前述の
熱間鍛造と冷間鍛造の利点を組み合わせた鍛造法として
温間鍛造が盛んに採用されている。
この温間鍛造°は、加工に必要とする荷重が冷間鍛造に
比べて/〜/と低く、またスケールの発生8 や脱炭等がなく、高品質の製品を得ることができる。
ところが、従来から使用されている肌焼鋼を温間鍛造に
より成形し、その後浸炭処理を行なうと結晶粒が粗大化
し易いという難点がある。結晶粒は、鋼の機械的性質、
特に耐衝撃性に対して重大な影蕾を及ぼすものであり、
肌焼鋼においては細粒にする方が良いことは一般通説で
ある。又、結晶組織が部分的に粗大化した所謂混粒組織
になると、粗粒部と細粒部における焼入性の相違により
歪が生じ、製品の強度に悪影響を及ぼすことになる。従
って、肌焼鋼の結晶粒は、均一に細粒にすることが必要
であり、特に結晶粒度ム8より細粒にすることが望まし
い。
浸炭処理に際し、結晶粒の粗大化を防止する目的で発明
された肌焼鋼として、例えば特開昭48−71319号
公報に開示された高温浸炭用肌焼鋼がある。この肌焼鋼
は、鋼中のNb、 5ol−kl及びNの相乗効果によ
り、高温浸炭処理時における結晶粒の粗大化を防止する
ものであるが、温間鍛造により成形加工したものについ
ては、十分な効果を得ることができない。これは発明者
等が種々の実験を繰り返し行ない、その結果見い出した
下記の理由によるものである。
すなわち、鋼中ONの大部分は、A4Nとして存在して
おり、このAINは1000〜1100°Cで溶体化す
る。熱間鍛造は前記AINの溶体化温度をこえる温度領
域(例えば1150°C)で加工が行なわれる1こめ、
Aj’Nは十分溶体化しており、熱間鍛造後の冷却時及
び浸炭処理における加熱時に、微細なiNが結晶粒界に
析出して結晶粒を包囲し、結晶粒の成長を阻止する。そ
のため、鋼中のklNは多いほど結晶粒の粗大化防止効
果を発揮することになる。ところが、温間鍛造は、前記
AJNの溶体化温度より低い温度領域で加工が行なわれ
るため、klNが多いと、At?Nは凝集して粗大化し
、結晶粒を包囲しなくなる。このため、浸炭処理時にお
いて結晶粒は成長し、目的とする結晶粒の粗大化防止効
果は失なわれる。
従って、温間鍛造する肌焼鋼は、加工時に凝集粗大化し
ない程度の微量のA7Nを鋼中に存在させ、この@iの
AINによって後続する浸炭処理時における結晶粒の粗
大化を防止することが必要である。
発明の目的 本発明は、前述の技術的知見に基づきなされたものであ
り、klNの溶体化温度よりも低い温度領域で加工する
温間鍛造において、結晶粒の粗大化を防止することがで
きる肌焼鋼を提供せんとするものである。
発明の構成 本発明の要旨は、 C0,07〜0.25%、S i 0.35%以下、M
n 0.3〜1.5%、Nb O,02〜0.1%、S
o/−AJ 0.01〜0.05%、No、o 01〜
0.0040%未満を含有し、更にNiO,4〜3%、
(r O,4〜1.5%、MOo、15〜0,5%のう
ちの1種以上を含み、残部Feおよび不可避的不純物よ
りなる耐粗粒化性にすぐれた温間鍛造用肌焼鋼である。
発明の態様 本発明は、従来の肌焼鋼に比べ、鋼中のN含有量を抑制
し、温間鍛造において凝集粗大化しない程度に留めた最
少必要限度の微細なAINにより結晶粒の粗大化を防止
することを最大の特徴とする。
なお、本発明における温間鍛造の温度領域は、鍛造加工
中の部品温度が、AC,変態点以上で、かつ鋼中のAI
Nが溶体化し始める温度未満のことであり、はぼ750
”0〜1000℃の温度領域である。
また、スケールの発生を防止することを目的とするなら
ば、上限温度を900℃にすることが望ましい。
つぎに、本発明鋼の組成を限定した理由を述べる。
Cは、本発明鋼が肌焼鋼であり、成形加工後浸炭あるい
は浸炭窒化等の表面処理が施されるものであり、その芯
部の強度及び耐衝撃性を確保するために0.07%以上
必要である。しかしあまり多くすると耐衝撃性が悪くな
るため上限は0.25 %とする。
31は、脱酸剤として必要であるが、0.85%をこえ
ると加工性が悪(なる。
M、は、焼入性向上のために含有させるが、このために
は0.8%以上必要である。しかしあまり多いと加工性
が劣化するため上限は1,5俤とする。
Nbは、結晶粒の粗大化防止のために含有させるが、こ
の効果を得るためには0.02%以上必要である。又、
多いほどこの効果は大きいが、ある程度以上になると飽
和する。従って経済性をも考慮して上限は0.1%とす
る。
5ol−klは、後述のNと共に結晶粒の粗大化防止効
果を有するが、0.01%より少ないとその効果は表わ
れない。しかし0.05%をこえると逆に結晶粒は粗大
化し易くなる。
Nは、従来の肌焼鋼にNO,004〜0.015%含ん
でおり、鋼中でiNになって粒界に析出し、結晶粒の粗
大化を防止するが、温間鍛造により成形加工する場合は
、前記含有量範囲ではl’Nが凝集粗大化し、結晶粒の
粗大化防止効果は失なわれる。従ってAINが凝集粗大
化しないためには0.0040%未満にする必要がある
。又、後工程の浸炭処理時における結晶粒の粗大化を防
止するためには微量のAINが必要であり、そのため下
限はOjOO1%とする。
Ni、 Cr、 Moは、焼入性の付与に有効で、これ
らのうちの1種以上を含有させるものであり、N 1は
強靭性をも考慮して0.4〜3%、Crは0.4〜1,
5%、MOは高温焼戻脆性をも考慮して0,15〜0.
5%とする。
実施例 第1表は、本発明の実施例に使用した供試材の組成を示
すものであり、供試材A〜■は本発明鋼、供試材J−Q
は比較鋼である。
(以下余白) 第1表の組成からなる鋼を、100&9真空溶解炉で溶
製し、100〜鋼塊とした後、1200°Cで35jr
jfφの円筒形に鍛伸した。その後800°Cにおける
温間で、型鍛造により歯形付平歯車に成形加工した後、
連続浸炭炉で930°C×2時間の浸炭処理を行ない、
引き続き850℃まで1時間で炉冷し、850℃で0.
5時間保持した後焼入を行なった。前記の工程で得られ
た製品のオーステナイト結晶粒度をJIS−GO551
により測定した結果を第2表に示す。
第2表から明らかなように、Nを本発明鋼より多く含有
する比較鋼は、全てその結晶粒が粗粒であるのに対し、
本発明鋼はいずれも結晶粒度底8以上と細粒であり、N
を必要最少限に抑制した効果が顕著である。
発明の効果 以上の如く、本発明に係る温間鍛造用肌焼鋼は、含有す
るNをWi量範囲に限定することにより、温間鍛造時に
おけるA/Nの凝集粗大化を防止し、後続する浸炭処理
に際して必要最少限の微細なAINによって結晶粒の粗
大化を防止することができる。
出願人 住友金属工業株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. C0,07〜0,25%、Si0.35%以下、un 
    O,3〜1.596、Nb O,02〜0.1%、5o
    l−AI 0.01〜0.05%、N O,001〜0
    .0040%未満を含有し、更にNiO,4〜3%、C
    r 0.4〜1.5%、MO0,15〜0.5%のうち
    の1種以上を含み、残部Fe及び不可避的不純物よりな
    ることを特徴とする耐粗粒化性にすぐれた温間鍛造用肌
    焼鋼。
JP1268084A 1984-01-26 1984-01-26 耐粗粒化性にすぐれた温間鍛造用肌焼鋼 Pending JPS60159155A (ja)

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