JPS6119761A - 高靭性熱鍛非調質棒鋼 - Google Patents
高靭性熱鍛非調質棒鋼Info
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- JPS6119761A JPS6119761A JP13827684A JP13827684A JPS6119761A JP S6119761 A JPS6119761 A JP S6119761A JP 13827684 A JP13827684 A JP 13827684A JP 13827684 A JP13827684 A JP 13827684A JP S6119761 A JPS6119761 A JP S6119761A
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- high toughness
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- hot forging
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、機械部品等の製造において、熱間鍛造で成形
後の焼入・焼戻処理を行うことなく放冷のままで高い靭
性の得られる熱間鍛造用非調質棒鋼に関するものである
。
後の焼入・焼戻処理を行うことなく放冷のままで高い靭
性の得られる熱間鍛造用非調質棒鋼に関するものである
。
(従来の技術)
自動車部品等の機械部品は、棒鋼から熱間鍛造で成形後
焼入・焼戻処理(II質処理)し、切削加工して製造さ
れるものが多い。このような部品製造において、省エネ
ルギー、部品製造コスト低減を巨的に、熱間鍛造後の余
熱を利用した鍛造直接焼入あるいはV%Nb等の析出硬
化を利用した非調質鋼等が熱処理の簡省略技術として広
く知られている(例えば、自動車技術37巻No、32
42頁1983年あるいは特開昭55−82749号公
報)。しかし、これらのV、Nb等を添加したいわゆる
マイクロ70イイング技術を利用した非調質鋼は、基地
の金属組織が7エライト・パーライト組織であり、又使
用法の性格上熱間鍛造後放冷の*まで使用されるため結
晶粒が粗大で靭性が低く、その実部品への適用範囲は限
定されており、重要保安部品である足廻り部品等には使
用されていないのが現状である。
焼入・焼戻処理(II質処理)し、切削加工して製造さ
れるものが多い。このような部品製造において、省エネ
ルギー、部品製造コスト低減を巨的に、熱間鍛造後の余
熱を利用した鍛造直接焼入あるいはV%Nb等の析出硬
化を利用した非調質鋼等が熱処理の簡省略技術として広
く知られている(例えば、自動車技術37巻No、32
42頁1983年あるいは特開昭55−82749号公
報)。しかし、これらのV、Nb等を添加したいわゆる
マイクロ70イイング技術を利用した非調質鋼は、基地
の金属組織が7エライト・パーライト組織であり、又使
用法の性格上熱間鍛造後放冷の*まで使用されるため結
晶粒が粗大で靭性が低く、その実部品への適用範囲は限
定されており、重要保安部品である足廻り部品等には使
用されていないのが現状である。
これらの従来の非調質鋼の靭性はその部品の大きさ、目
標強度レベル、鍛造方法、条件等により異なるが、JI
S 3号衝撃試験片による25℃での衝撃値は5 kg
−m7cm2以下と低いのが実状である。有性を高める
ため、鍛造の際の加熱温度、仕上温度等を下げることに
より結晶粒を細かくして高い靭性を得ることが可能であ
るが、そうすることにより鍛造型の寿命、型への充満度
等の別の問題が生じてくる。
標強度レベル、鍛造方法、条件等により異なるが、JI
S 3号衝撃試験片による25℃での衝撃値は5 kg
−m7cm2以下と低いのが実状である。有性を高める
ため、鍛造の際の加熱温度、仕上温度等を下げることに
より結晶粒を細かくして高い靭性を得ることが可能であ
るが、そうすることにより鍛造型の寿命、型への充満度
等の別の問題が生じてくる。
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は、このような上記問題点を解消し、熱間鍛造後
放冷のままで高い靭性の得られる熱間鍛造用非調質棒鋼
を提供するものである。
放冷のままで高い靭性の得られる熱間鍛造用非調質棒鋼
を提供するものである。
(問題、慨を解決するための手段)
本発明の要旨は、重量%でC:0.05〜0.18%、
Si:0.10−1.00%、Mn、:0.60−3.
00%、Cr+Mn:1.60−4.20%、Ti:0
.010−0.030%、B :O,0O05−0,0
030%、、 八I:0.01−0.05%、N :0
,0060%以下を含み残りは実質的にFeよりなる熱
間鍛造後放冷のままで高靭性の得られる熱間鍛造用非調
質棒鋼である。
Si:0.10−1.00%、Mn、:0.60−3.
00%、Cr+Mn:1.60−4.20%、Ti:0
.010−0.030%、B :O,0O05−0,0
030%、、 八I:0.01−0.05%、N :0
,0060%以下を含み残りは実質的にFeよりなる熱
間鍛造後放冷のままで高靭性の得られる熱間鍛造用非調
質棒鋼である。
(作用)
本発明者らは、従来の熱間鍛造用非調質鋼と比較して飛
躍的に^い靭性が得シれる高靭性型熱鍛非調質棒鋼を開
発すべく次のような実験を行った。
躍的に^い靭性が得シれる高靭性型熱鍛非調質棒鋼を開
発すべく次のような実験を行った。
即ち、供試材として重量%でC:0.05〜0.20%
、Si:0.10−1.00%、Mn:0.60−3.
00%、Cr:1.00−4.00%、Ti:0.Ot
O〜0.030%、B :0.0005〜0.0030
%、^+:o、oi〜0.05%、N :0.0060
%以下、残りは実質的にFeである鋼を150kir真
空溶解炉で溶製し、鍛造で30〜50mmの棒鋼とした
。この棒鋼を1250℃に加熱後放冷して熱間鍛造シミ
ュレーション試験を行った。このような処理を行った棒
鋼より試験片を採取し、機械的性質を調査した。
、Si:0.10−1.00%、Mn:0.60−3.
00%、Cr:1.00−4.00%、Ti:0.Ot
O〜0.030%、B :0.0005〜0.0030
%、^+:o、oi〜0.05%、N :0.0060
%以下、残りは実質的にFeである鋼を150kir真
空溶解炉で溶製し、鍛造で30〜50mmの棒鋼とした
。この棒鋼を1250℃に加熱後放冷して熱間鍛造シミ
ュレーション試験を行った。このような処理を行った棒
鋼より試験片を採取し、機械的性質を調査した。
シミュレーション試験は後述する実施例で述べるように
実物鍛造試験結果とよく一致しており、このシミュレー
ション試験は妥当なものである。
実物鍛造試験結果とよく一致しており、このシミュレー
ション試験は妥当なものである。
この試験により鋼中C量と引張強さの関係について第1
図に示すような結果を得た。本発明の対象となる機械部
品は引張強さで70〜100kg/+m2であるので、
C量は0.05〜0.18%必要であることがわかった
。
図に示すような結果を得た。本発明の対象となる機械部
品は引張強さで70〜100kg/+m2であるので、
C量は0.05〜0.18%必要であることがわかった
。
さらにC「、Nn量の影響について検討を加えた結果、
Cr十Mn≧1.50%の範囲で引張強さに対し■式の
ような回帰式を得た。
Cr十Mn≧1.50%の範囲で引張強さに対し■式の
ような回帰式を得た。
cl、 (kg/mm2)= 400X (%C)十3
3X [(%Mn)十(%Cr)]−56・・・■ ■式と、C量が0.05〜0.18%の範囲で引張強さ
70〜100kg/ff1I112を得るためとより、
Cr+Mnの量は1.60〜4.20%にする必要があ
ることを見出だした。
3X [(%Mn)十(%Cr)]−56・・・■ ■式と、C量が0.05〜0.18%の範囲で引張強さ
70〜100kg/ff1I112を得るためとより、
Cr+Mnの量は1.60〜4.20%にする必要があ
ることを見出だした。
以上の知見をもとに、Si:0.10〜1.00%、T
i:0.010〜0.030%、B :0.0005〜
0.0030%、^+:o、oi〜0.05%、N :
0.0060%以下を含む鋼において、C:0.05−
0.18%、Cr+Mn:1,60−4.20%、残部
は実質的にFeであれば、熱間鍛造後放冷のままで引張
強さ70−100kg/l1m2、衝撃値5kg−m/
am2以上が得られることを見出だし、本発明を完成し
た。
i:0.010〜0.030%、B :0.0005〜
0.0030%、^+:o、oi〜0.05%、N :
0.0060%以下を含む鋼において、C:0.05−
0.18%、Cr+Mn:1,60−4.20%、残部
は実質的にFeであれば、熱間鍛造後放冷のままで引張
強さ70−100kg/l1m2、衝撃値5kg−m/
am2以上が得られることを見出だし、本発明を完成し
た。
以下、本発明の詳細な説明する。
Cは製品の強度を決める重要な元素の一つであり、0.
05%未満では必要な強度を得るための合金元素の量が
多くなり過ぎ不経済であるので0.05%以上とした。
05%未満では必要な強度を得るための合金元素の量が
多くなり過ぎ不経済であるので0.05%以上とした。
一方、0.18%を超えると強度が高くなり過ぎ、靭性
、被削性が低下するので上限を0.18%とした。
、被削性が低下するので上限を0.18%とした。
Siは脱酸に必要な元素で、0.10%以上必要である
。又、1.00%以上添加しても必要以上に強度が高く
なり過ぎるので、1.00%を上限とした。
。又、1.00%以上添加しても必要以上に強度が高く
なり過ぎるので、1.00%を上限とした。
Mnは脱酸、およびC,Crと共に製品の強度、靭性を
支配する元素であり、かつ鋼中Sと結びついて鋼の熱間
加工時の脆化を防止するために必要であり、そのため0
.60%以上必要である。又、3.00%を超すと被剛
性の低下および製造上の困難さが増すので、3.00%
を上限とする。
支配する元素であり、かつ鋼中Sと結びついて鋼の熱間
加工時の脆化を防止するために必要であり、そのため0
.60%以上必要である。又、3.00%を超すと被剛
性の低下および製造上の困難さが増すので、3.00%
を上限とする。
Crは上述の如(C,Mnと共に製品の強度、靭性を調
節するため必要で、Cr+Mnの量で1.60〜4.2
θ%になるよう添加する必要がある。Cr十Mnの量が
1.60%未満では靭性が低下する。又、Cr+Mnの
量が4.20%を超えると強度が高くなり過ぎるため、
上限を4.20%とした。
節するため必要で、Cr+Mnの量で1.60〜4.2
θ%になるよう添加する必要がある。Cr十Mnの量が
1.60%未満では靭性が低下する。又、Cr+Mnの
量が4.20%を超えると強度が高くなり過ぎるため、
上限を4.20%とした。
Tiは後述するBを有効に働かすためNを固定するため
に必要であり、0.010%未満ではNを固定するに十
分ではなく、又0.030%を超えて添加しても効果が
飽和するため下限を0.010%、上限を0.030%
とした。
に必要であり、0.010%未満ではNを固定するに十
分ではなく、又0.030%を超えて添加しても効果が
飽和するため下限を0.010%、上限を0.030%
とした。
Bは鋼の焼入性を改善するために0.0005〜0.0
030%必要である。0.0005%未満ではその効果
が小さく、又0.0030%を超して添加しても効果が
飽和するため、下限を0.0005%、上限を0.00
30%とした。
030%必要である。0.0005%未満ではその効果
が小さく、又0.0030%を超して添加しても効果が
飽和するため、下限を0.0005%、上限を0.00
30%とした。
八1は脱酸鍋として、又結晶粒コントロールのため0,
01〜0.05%必要である。0.01%未満では脱酸
結晶粒をコントロールするための量としては不十分であ
り、一方0.05%を超えて添加してもそれに見合う効
果が得られず不経済であるので上限を0.05%とした
。
01〜0.05%必要である。0.01%未満では脱酸
結晶粒をコントロールするための量としては不十分であ
り、一方0.05%を超えて添加してもそれに見合う効
果が得られず不経済であるので上限を0.05%とした
。
N量はo、ooeo%を超すとNを固定させるために必
要な]iの量が多くなり過ぎ、TiNの存在により靭性
が低下するため、上限をo、ooeo%とした。
要な]iの量が多くなり過ぎ、TiNの存在により靭性
が低下するため、上限をo、ooeo%とした。
なお、上記成分の他に被削性の向上を図るため、0.0
7%までのSあるいは0.30%までのpbを添加する
ことは有効である。
7%までのSあるいは0.30%までのpbを添加する
ことは有効である。
次に本発明鋼の使用方法について述べる。本発明鋼は基
地の組織そのものが靭性の高いベーナイト組繊となるよ
う成分設計されているため、熱間鍛造の条件については
細かい管理を必要とせず、通常の加熱条件で加熱し鍛造
を行えばよい。留意すべき点は鍛造後の冷却条件である
。鍛造終了後、部品同士が重なり合わないよう一つ一つ
離して、例えばコンベア上で冷却するといった配慮をし
て放冷、空冷を行えばよい。冷却速度としては800〜
400℃の変態区間を120〜b 冷却するようにすればよい。
地の組織そのものが靭性の高いベーナイト組繊となるよ
う成分設計されているため、熱間鍛造の条件については
細かい管理を必要とせず、通常の加熱条件で加熱し鍛造
を行えばよい。留意すべき点は鍛造後の冷却条件である
。鍛造終了後、部品同士が重なり合わないよう一つ一つ
離して、例えばコンベア上で冷却するといった配慮をし
て放冷、空冷を行えばよい。冷却速度としては800〜
400℃の変態区間を120〜b 冷却するようにすればよい。
(実施例)
以下に実施例を挙げて本発明の効果をさらに具体的に説
明する。
明する。
tIIJ1表に示す化学成分を有する鋼を500kg真
空溶解炉にて溶製し、鋼塊とした後、90ml11角の
棒鋼に鍛造した。この棒鋼を自動車の前車軸に熱間鍛造
にて成形し、コンベア上で放冷を行った(800℃〜4
00℃の平均冷却速度25℃/lll1n>。この前車
軸より引張試験片、衝撃試験片を採取し、機械的性質を
調査し、第2表の結果を得た。第2表かられかる如く、
本発明鋼であるNo、1−No、5fRは70〜100
kH/mm2の引張強さと高い靭性を有している。
空溶解炉にて溶製し、鋼塊とした後、90ml11角の
棒鋼に鍛造した。この棒鋼を自動車の前車軸に熱間鍛造
にて成形し、コンベア上で放冷を行った(800℃〜4
00℃の平均冷却速度25℃/lll1n>。この前車
軸より引張試験片、衝撃試験片を採取し、機械的性質を
調査し、第2表の結果を得た。第2表かられかる如く、
本発明鋼であるNo、1−No、5fRは70〜100
kH/mm2の引張強さと高い靭性を有している。
なお、比較例No、 6は引張強さが100kg/mm
2を超えた例であり、比較例No、 7はTi、’Bが
添加されておらず強度が低い場合の例である。
2を超えた例であり、比較例No、 7はTi、’Bが
添加されておらず強度が低い場合の例である。
(発明の効果)
以上述べたように、本発明の非調質棒鋼は、熱間鍛造後
熱処理を施すことなく放冷するのみで70〜100kg
/mm2の引張強さと高い靭性を有する機械部品が比較
的安価に得られ、自動車の足廻り部品等の重要保安部品
とすることができる。
熱処理を施すことなく放冷するのみで70〜100kg
/mm2の引張強さと高い靭性を有する機械部品が比較
的安価に得られ、自動車の足廻り部品等の重要保安部品
とすることができる。
第1図は本発明鋼のC含有量と引張強さの関係を示す図
である。
である。
Claims (1)
- (1)重量%でC:0.05〜0.18%、Si:0.
10〜1.00%、 Mn:0.60〜3.00%、 Cr+Mn:1.60〜4.20%、 Ti:0.010〜0.030%、 B:0.0005〜0.0030%、 Al:0.01〜0.05%、 N:0.0060%以下 を含み残りは実質的にFeよりなる熱間鍛造後放冷のま
まで高靭性の得られる熱間鍛造用非調質棒鋼。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13827684A JPS6119761A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 高靭性熱鍛非調質棒鋼 |
GB08516910A GB2163454B (en) | 1984-07-04 | 1985-07-04 | Process for manufacturing parts from non-heat refined steel having improved toughness |
US06/942,960 US4806178A (en) | 1984-07-04 | 1986-12-16 | Non-heat refined steel bar having improved toughness |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13827684A JPS6119761A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 高靭性熱鍛非調質棒鋼 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6119761A true JPS6119761A (ja) | 1986-01-28 |
JPH0366383B2 JPH0366383B2 (ja) | 1991-10-17 |
Family
ID=15218128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13827684A Granted JPS6119761A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 高靭性熱鍛非調質棒鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6119761A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63111160A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-16 | Nkk Corp | 熱間鍛造用高靭性非調質鋼 |
US4936926A (en) * | 1987-10-29 | 1990-06-26 | Nkk Corporation | Method for manufacturing steel article having high toughness and high strength |
JPH07145425A (ja) * | 1994-05-20 | 1995-06-06 | Nkk Corp | 高強度・高靭性非調質鋼の製造方法 |
JPH10204585A (ja) * | 1996-12-31 | 1998-08-04 | Ascometal | 冷間塑性変形で鋼製品を製造するための鋼と、その製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4986211A (ja) * | 1972-12-23 | 1974-08-19 | ||
JPS5051921A (ja) * | 1973-09-10 | 1975-05-09 | ||
JPS5479119A (en) * | 1977-12-08 | 1979-06-23 | Kobe Steel Ltd | Manufacture of high strength, high toughness steel wire rod |
JPS5839738A (ja) * | 1981-09-02 | 1983-03-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高張力線材の製造方法 |
JPS5839737A (ja) * | 1981-09-02 | 1983-03-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高張力線材の製造方法 |
-
1984
- 1984-07-04 JP JP13827684A patent/JPS6119761A/ja active Granted
Patent Citations (5)
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JPS4986211A (ja) * | 1972-12-23 | 1974-08-19 | ||
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US4936926A (en) * | 1987-10-29 | 1990-06-26 | Nkk Corporation | Method for manufacturing steel article having high toughness and high strength |
JPH07145425A (ja) * | 1994-05-20 | 1995-06-06 | Nkk Corp | 高強度・高靭性非調質鋼の製造方法 |
JPH10204585A (ja) * | 1996-12-31 | 1998-08-04 | Ascometal | 冷間塑性変形で鋼製品を製造するための鋼と、その製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0366383B2 (ja) | 1991-10-17 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |