JPS6017021B2

JPS6017021B2 - 低温用耐摩耗耐衝撃鋳鋼

Info

Publication number: JPS6017021B2
Application number: JP15466680A
Authority: JP
Inventors: 光雄牧野; 重匡細倉
Original assignee: SUMITOMO JUKIKAI CHUTAN KK
Current assignee: SUMITOMO JUKIKAI CHUTAN KK
Priority date: 1980-11-05
Filing date: 1980-11-05
Publication date: 1985-04-30
Also published as: JPS5779147A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、寒冷地や極寒地（一４０３０以下）で使用さ
れる鉱山用機械，土木建設用機械及び一般産業用機械の
部品として健全に使用しうる低温用耐摩耗耐衝撃錆鋼に
関する。

一般にこの低温用耐摩耗耐衝撃鏡鋼に求められている機
械的性質の具体値は引張強度１５０ｋ９／嫌以上，硬度
ＨＢ４５０以上，一４ぴ０に於けるシヤルピー衝撃値３
ｋ９の／塊以上である。

従来の低温用耐摩耗耐衝撃銭鋼は基本組成の鉄（Ｆｅ）
に炭素（Ｃ），マンガン（Ｍｈ），ニッケル（Ｎｉ），
クローム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ）などの組成を多
量に添加し、形成されているが、これら添加組成は非常
に高価であり、銭鋼品の製造コストを大中に高騰する欠
点があった。

本発明は上記の欠点を除去し、低温における耐摩耗性と
耐衝撃性の滋れた低温用耐摩耗耐衝撃銭鋼を提供しよう
とするものである。

以下、本発明鋳鋼の組成要素について順次説明する。

炭素（Ｃ）炭素は硬度、衝撃値に影響を及ぼす重要な元素である。

０．２０％以下では目標硬度が達成できない。００．
３５％以上では衝撃値が不満足である。

又、炭素含有量の増加に従ってボロン添加鏡鋼の焼入れ
効果は直線的に減少する煩向にあり、これらを考慮して
炭素含有量を４．２０％〜０．３５％に限定した。シリ
コン（Ｓｉ）タシリコンは製鋼上必要な脱酸元素であ
ると共に、固綾素地強度を高め、焼戻し軟化抵抗を向上
するのに有効な元素である。

１．００％未満及び１．３０％を越えると硬度及び衝撃
値の低下をきたす。

０マンガン（Ｍｎ）マンガンはシリコンと同様、脱酸に有効な元素である。

１．２０％以上１．５０％以下では焼入れ性向上作用と
、ィオウのもつ衝撃劣化作用を抑制する効果と夕がある
が、１．５０％を越えるとかえって衝撃値の低下を招く
。チタニウム（Ｔｉ）チタニウムはミクロ組織の微細化と添加したボロンを有
効にするための脱窒素作用とがあり、下記表Ａに示す通
り、Ｔｉ量０．０３％以下ではＢの有効性が少なく、ま
た、Ｔｉ量０．１０％以上ではかえって非有効Ｂ量が増
加し有効性が失なわれる結果を得た。

表Ａボロン（Ｂ）ボロンを徴量添加すると、ボロンがオーステナィト中に
固熔されＡｃ３点上の暁入温度において結晶粒界に吸着
濃化しオーステナィトを安定化して焼入性を大中に向上
する作用がある。

しかし、ボロンは窒素との親和力が大きく、従ってボロ
ンを一定量以上添加すると非有効析出物（ボロン窒化物
）が生成し、焼入れ効果を損なうのでこれらを考慮して
ボロン含有量を０．００２〜０．００６％に限定した。

製品内部の硬度分布についてＣ：０．３０％，Ｓｉ：１
．０５％，Ｍｎ：１．３１％，Ｔｉ：０．０５％，Ｂ：
０．００３３％，Ｐ：０．０１５％，Ｓ：○‐０１３％
，Ａそ：○‐１０％，Ｆｅ：残部の組成から成る銭鋼（
Ｂ処理鏡鋼）とＢ無添加（Ｂ以上の組成．量は同じ）の
鋳鋼（無処理鏡鋼）とにおける５００テストピース（両
テストピース共１００℃で焼戻し）での比較試験の結果
、第１図の如く、ボロンが製品内部の硬化性向上に極め
て有効であることを確認した。イオウ（Ｓ）及びリン（
Ｐ）ィオウ及びリンは不可避的不純物であり、製鋼時の鋼裕
中に含有している不要元素である。

従って皆無が望ましいが現在の精錬技術より判定してイ
オウは０．０１５％以下、リンは０．０２５％以下とし
た。アルミニウム（Ａ〆）アルミニウムは強力な脱酸剤であると共に焼入性を若干
向上させる作用がある。

普通鏡鋼（アルミニウム含有量０．０３〜０．０４％）
に比し脱酸作用と齢入性の観点から本組成量を０．０８
〜０．１２％と高くしたが０．１２％を越えると衝撃値
の低下をきたす。

希±頚元素（ＲＥ）希±顔元素は組織の微細化作用及び清浄化作用を有し、
非金属介在物の形態や分布を改善するのに有効な元素で
ある。

この希士類元素はミッシュメタル（セリユーム４５〜５
５％．ランタン２２〜３０％，ネオジウム１５〜１８％
，ブラセオジウム５％以下鉄残部）として市販されてお
り、０．１％添加により上記効果が得られる。−４０ｑ
ｏにおける衝撃値と絞り値（引張り破断個所の断面積／
引張り試験前のテストピースの断面積）について下記表
Ｂの成分組成鋼に対し希士類元素０．１％添加の有無に
よる比較試験の結果を表Ｃおよび第２図に示す。

希士類元素が衝撃値および絞り値の向上に大きく貢献し
ているのを確認した。表Ｂ表Ｃ ※ 以上の検討にもとづき、他元素との相互作用により
各元素の含有範囲を以下の通り決定した。

Ｃ：０．２０〜０．３５％Ｓｉ：１．００〜１．３０
％Ｍｎ：１．２０〜１．５０％Ｔｉ：０．０３〜０．０８％Ｂ：０．００２〜０．００６％Ｐ：０．０２５以下Ｓ：０．０１５％以下Ａ〆：○‐０８〜０‐１２％ＲＥ：０．１％添加Ｆｅ：残部下記の表Ｄは実施鋼の成分組成を示す。

表Ｄそして、上記組成量割合からなる本発明銭鋼品を８５０
〜９００ｑ０に灼熱保持した後急冷して焼入れを行ない
しかる後１００〜３００こ０で焼戻しを施して材料試験
をした。

下記の表Ｅは実施鋼の機械的性質を示す。

表 ○ 表Ｄ，Ｂから明らかな通り、本発明銭鋼の機械的性質と
して引張引張強度・・…・１細〜１８５ｋ９／均硬度……肥４５５〜４８５シャルピー衝撃値（於−４ぴ○） ……３．０〜４．５ｋ９−ｍ／のを得ることができ、目標値の引狼強度１５０ｋ９／嫌以
上，硬度ＨＢ４５０以上，一４０℃に於けるシヤルピー
衝撃値３ｋ９−ｍ／の以上は十分に達成された。

尚、第３図には従来実用に供されている一般耐摩耗銭鋼
（−般耐摩耗銭鋼の成分組成，機械的性質は下記表Ｆ，
表Ｇ参照）と本発明銭鋼（成分組成、機械的性質は表Ｄ
、表Ｅ照）との機械的性質の差違をグラフとして示した
が、同図によると本発明鏡鋼は一股耐摩耗銭鋼に比べて
も同一強度・硬度における低温耐衝撃性の優れているこ
とが一目瞭然である。表Ｆ表Ｇ更に、本発明銭鋼は高価なクロム，ニッケル，マンガン
，モリブデンの組成分を少なくしあるいは全く不要とし
ているので、このような組成分を多量に添加する従来錆
鋼に比べ製造コストの大中な低減が可能となる大なる効
果がある。

又、従釆銭鋼では競入性向上のため均熱処理温度（Ａｃ
３点以上のオーステナィト化温度）を９５０〜１０８０
ｏＣと高くしているのに対し、本発明銭鋼の場合、８５
０〜９００午０の均熱処理温度で晩入性が最大タ値とな
る。

従って均熱処理温度の低下により省エネルギーも可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図はＢ処理銭鋼品及び熱処理銭鋼品の硬度分布を示
したグラフ、第２図はＲＥ処理の有無に０よる硬度と−
４０ｑｏに於ける衝撃値及び絞り値との関係を示したグ
ラフ、第３図は一股耐摩耗鏡鋼ならびに本発明銭鋼の引
張強さ．硬度と衝撃値との関係を示したグラフである。第１図第２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１炭素……０．２０〜０．３５％シリコン……１．００〜１．３０％マンガン……１．２０〜１．５０％チタニウム……０．０３〜０．０８％ボロン……０．００２〜０．００６％リン……０．０２５％以下イオウ……０．０１５％以下アルミニウム……０．０８〜０．１２％希土類元素……０．１％鉄……残部上記組成よりなる低温用耐摩耗耐衝撃鋳鋼。