JPS61291955A - 転動疲労強度のすぐれた快削鋼 - Google Patents
転動疲労強度のすぐれた快削鋼Info
- Publication number
- JPS61291955A JPS61291955A JP24716985A JP24716985A JPS61291955A JP S61291955 A JPS61291955 A JP S61291955A JP 24716985 A JP24716985 A JP 24716985A JP 24716985 A JP24716985 A JP 24716985A JP S61291955 A JPS61291955 A JP S61291955A
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- Japan
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- less
- free
- steel
- fatigue strength
- sulfides
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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】
本発明は機械構造用鋼、さらに詳しくは、炭素鋼、マン
ガン鋼等の転動疲労強度を向上させ、かつ被削性および
冷間鍛造性を改善させた鋼に関するものである。
ガン鋼等の転動疲労強度を向上させ、かつ被削性および
冷間鍛造性を改善させた鋼に関するものである。
本発明者等は先にTeおよびSを適量含有させた機械構
造用鋼が被削性にすぐれているばかりか機械的性質の異
方性を小さくし、冷間鍛造性にもすぐれていることを見
出し、提案した(特願昭53−114554、特開昭5
5−41943)。
造用鋼が被削性にすぐれているばかりか機械的性質の異
方性を小さくし、冷間鍛造性にもすぐれていることを見
出し、提案した(特願昭53−114554、特開昭5
5−41943)。
その後さらに研究を進めた結果0を0.003%以下に
すると冷間鍛造において、割れの起点となる酸化物の生
成を抑制し、特に被Jl性にも有害であり、各種割れの
起因となるアルミナクラスター数を減少し、Ti1lの
冷間鍛造性改善効果を十分発揮させるばかりか転動疲労
強度をも向上させることを見出した。さらにNを0.0
20%以下、とすることにより鋼の冷間鍛造性を低下さ
せずに結晶粒成長を防止することにより一層特性を向上
させることも確認できた。
すると冷間鍛造において、割れの起点となる酸化物の生
成を抑制し、特に被Jl性にも有害であり、各種割れの
起因となるアルミナクラスター数を減少し、Ti1lの
冷間鍛造性改善効果を十分発揮させるばかりか転動疲労
強度をも向上させることを見出した。さらにNを0.0
20%以下、とすることにより鋼の冷間鍛造性を低下さ
せずに結晶粒成長を防止することにより一層特性を向上
させることも確認できた。
すなわち本発明の要旨とするところは重量でC:0.0
8〜0.6%、si:1.o%以下、Mn:2.0%以
下、8:0.04〜0.4%、Te:0.1%以下(た
だし%Te/%S:0.04以上)、0:0.0030
%以下、N:0.020%以下、へg:2.0%以下、
と■:05%以下、Ti:0.5%以下、Nb:0.5
%以下、Zr : 015%以下の1種または2種、残
余が実質的にFeを基本成分にし、必要に応じB:0.
010%以下、又はPb:0.3%以下、Bi:0.3
%以下、(ただしPb +Bi : 0.4%以下)、
8e:0.4%以下(ただしS+Se:0.4%以下)
、Oa:0.0100%以下のグループから1種または
2種以上を選択し添加した機械構造用鋼において実質的
に球状の硫化物(長径10μ以上の硫化物中長短比5以
下のものが80%以上を占める)が均一に分散し、かつ
アルミナクラスターの面積率が0.5%以下であること
を特徴とする転動疲労強度のすぐれた快削鋼である。
8〜0.6%、si:1.o%以下、Mn:2.0%以
下、8:0.04〜0.4%、Te:0.1%以下(た
だし%Te/%S:0.04以上)、0:0.0030
%以下、N:0.020%以下、へg:2.0%以下、
と■:05%以下、Ti:0.5%以下、Nb:0.5
%以下、Zr : 015%以下の1種または2種、残
余が実質的にFeを基本成分にし、必要に応じB:0.
010%以下、又はPb:0.3%以下、Bi:0.3
%以下、(ただしPb +Bi : 0.4%以下)、
8e:0.4%以下(ただしS+Se:0.4%以下)
、Oa:0.0100%以下のグループから1種または
2種以上を選択し添加した機械構造用鋼において実質的
に球状の硫化物(長径10μ以上の硫化物中長短比5以
下のものが80%以上を占める)が均一に分散し、かつ
アルミナクラスターの面積率が0.5%以下であること
を特徴とする転動疲労強度のすぐれた快削鋼である。
つぎに本発明鋼の各合金成分重量比の限定理由を説明す
る。
る。
c:o、os〜0.60%
構造用鋼としてCは強度を確保するために0.08%以
上添加するが、多量に含有すると靭性を低下させるため
上限は0.60%以下の範囲が好適である。
上添加するが、多量に含有すると靭性を低下させるため
上限は0.60%以下の範囲が好適である。
Si:1.0%以下
Siは脱酸元素として加え、鋼塊の表面欠陥の発生を防
ぐために添加するが、多量に含有すると靭性を低下させ
るため、1.0%以下の範囲が好適である。
ぐために添加するが、多量に含有すると靭性を低下させ
るため、1.0%以下の範囲が好適である。
Mn:2.0%以下
Mnは焼入性を高めるほか、Mn8などの硫化物をつく
り、8による熱間脆性を防止するが、多量に含有すると
被削性を損わしめるため、2.0%以下の範囲が好適で
ある。
り、8による熱間脆性を防止するが、多量に含有すると
被削性を損わしめるため、2.0%以下の範囲が好適で
ある。
8:0.04〜0.40%
被削性改善のためにはSを少なくとも0.04%以上含
有せしめる必要かある。しかし多量に含有させると熱間
加工性を害し、Kn添加によるこの欠陥防止効果も役立
たなくなるから0.40%を上限と定めた。
有せしめる必要かある。しかし多量に含有させると熱間
加工性を害し、Kn添加によるこの欠陥防止効果も役立
たなくなるから0.40%を上限と定めた。
Te:0.1%以下
硫化物の展伸を抑制するために添加するがSと同様に多
量に含有させると熱間加工性を害し、冷間鍛造性および
転動疲労強度におよぼす効果はそれ程改善されないため
上限を0.1%とした。
量に含有させると熱間加工性を害し、冷間鍛造性および
転動疲労強度におよぼす効果はそれ程改善されないため
上限を0.1%とした。
%Te/%S:0.04以上
S全8:04〜0.4%の範囲に含有する鋼においてM
n8等の硫化物の展伸を抑制するためには%To/%S
を0.04以上にする必要がある。
n8等の硫化物の展伸を抑制するためには%To/%S
を0.04以上にする必要がある。
0:0.0030%以下
転動疲労において、割れの起点となる酸化物を生成する
ため有害な元素であり、Toの転動疲労強度におよぼす
効果を十分発揮させるためには、含有量を0.0030
%以下にする必要がある。特に転動疲労強度を−1−向
上させるには0、 OO20%以下とすることが好まし
い。
ため有害な元素であり、Toの転動疲労強度におよぼす
効果を十分発揮させるためには、含有量を0.0030
%以下にする必要がある。特に転動疲労強度を−1−向
上させるには0、 OO20%以下とすることが好まし
い。
N:0.020%以下
鋼の変形抵抗を大きくし被削性冷間鍛造性を低下させる
元素であって極力低下させる必要があり、上限を0.0
20%とした。
元素であって極力低下させる必要があり、上限を0.0
20%とした。
A、l:2.0%以下
結晶組織の改善あるいは熱処理特性の改善に効果がある
が多量に添加すると転動疲労強度、被削性が損なわれる
ため2.0%以下とした。
が多量に添加すると転動疲労強度、被削性が損なわれる
ため2.0%以下とした。
V:0.5%以下、Ti:0.5%以下、Nb:0.5
%以下、Zr:0.5%以下上記元素は結晶組織の改善
あるいは、熱処理特性の改善をおこなうことができるか
ら選択的に含有すると一層効果がある。しかし本発明鋼
の有する硫化物の展伸が少なく、転動疲労強度、被削性
にすぐれているという特徴を損わしめないためには上記
範囲内で1種または2種を選択的に含有させる必要があ
る。
%以下、Zr:0.5%以下上記元素は結晶組織の改善
あるいは、熱処理特性の改善をおこなうことができるか
ら選択的に含有すると一層効果がある。しかし本発明鋼
の有する硫化物の展伸が少なく、転動疲労強度、被削性
にすぐれているという特徴を損わしめないためには上記
範囲内で1種または2種を選択的に含有させる必要があ
る。
B:0.010%以下
Bは結晶組織及び熱処理特性の改善に効果のある元素で
あるが多量に添加すると転動疲労強度が損なわれるので
0.010%以下とした。
あるが多量に添加すると転動疲労強度が損なわれるので
0.010%以下とした。
Pb:0.3%以下、Bi:0.3%以下、(ただしP
b+Bi : 0.4%以下)、8e:0.4%以下、
(ただしS+Se:0.4%以下)、Oa:0.010
0%以下 上記元素は被削性を改善させることができるから選択的
に含有すると一層効果がある。しかし本発明鋼の有する
硫化物の展伸が少なく、転動疲労強度にすぐれていると
いう特徴を損わしめないためには上記範囲内で選択的に
含有させる必要がある。ただし熱間加工性と、転動疲労
強度を低下させないためP b + B iは0.4%
以下、8+8eは0.40%以下とする必要がある。
b+Bi : 0.4%以下)、8e:0.4%以下、
(ただしS+Se:0.4%以下)、Oa:0.010
0%以下 上記元素は被削性を改善させることができるから選択的
に含有すると一層効果がある。しかし本発明鋼の有する
硫化物の展伸が少なく、転動疲労強度にすぐれていると
いう特徴を損わしめないためには上記範囲内で選択的に
含有させる必要がある。ただし熱間加工性と、転動疲労
強度を低下させないためP b + B iは0.4%
以下、8+8eは0.40%以下とする必要がある。
以下実施例をもって本発明鋼の特徴を詳細に説明する。
実施例
実験用アーク炉でTe、 Pb、 BiおよびCaを除
く他の合金成分を所定量に調整し、真空脱ガス処理容器
へ移注して該脱ガス処理を行い、その後底部にポーラス
プラグを設けた取鍋に溶鋼を移注して所定量のAlを添
加し、上記ポーラスプラグよりアルゴンガスを溶鋼中に
吹込んで強制攪拌を行ないつつ、Teを溶鋼中の8に応
じて%Te/%Sの値が0.04以上になるように添加
した。その後必要に応じ所定量のPb、BiおよびCa
の粉末体をアルゴンガスとともにポーラスプラグを通し
て溶鋼中に吹込み添加含有させた。なおPb。
く他の合金成分を所定量に調整し、真空脱ガス処理容器
へ移注して該脱ガス処理を行い、その後底部にポーラス
プラグを設けた取鍋に溶鋼を移注して所定量のAlを添
加し、上記ポーラスプラグよりアルゴンガスを溶鋼中に
吹込んで強制攪拌を行ないつつ、Teを溶鋼中の8に応
じて%Te/%Sの値が0.04以上になるように添加
した。その後必要に応じ所定量のPb、BiおよびCa
の粉末体をアルゴンガスとともにポーラスプラグを通し
て溶鋼中に吹込み添加含有させた。なおPb。
BiおよびCaは真空脱ガス処理後ガス吹込み装置を有
する取鍋に移注する際の溶鋼流に添加することも可能で
ある。Teと必要に応じてPb、 BiおよびCaを含
有した溶鋼はおのおの下注ぎ法により1,3tの溶塊に
製造した。なお本発明鋼は一般の連続鋳造法などによる
鋳片の製造も可能である。次に該鋼塊を仕上げ温度95
0℃以上、鍛錬比約100以上となるような熱間圧延を
行ない得られた鋼材から各種試験片を採取した。各供試
材の成分組成を第1表に示す。
する取鍋に移注する際の溶鋼流に添加することも可能で
ある。Teと必要に応じてPb、 BiおよびCaを含
有した溶鋼はおのおの下注ぎ法により1,3tの溶塊に
製造した。なお本発明鋼は一般の連続鋳造法などによる
鋳片の製造も可能である。次に該鋼塊を仕上げ温度95
0℃以上、鍛錬比約100以上となるような熱間圧延を
行ない得られた鋼材から各種試験片を採取した。各供試
材の成分組成を第1表に示す。
第 2 表
※1 ム:900℃浸炭、830℃水冷、200℃空冷
B: 830℃高周波水冷、200℃空冷0: 900
℃浸炭、830℃油冷、200℃空冷※2 會:900
℃空冷 b: 850℃炉冷 o:850℃空冷 (1)硫化物の性状 各供試材の硫化物の性状を調べるために顕微鏡で倍率4
00により10視野での硫化物の長径(L)が10μ以
上のものについてその長径(L)と短径(W)を測定し
、長短比(L/W)が5以下のものが測定した硫化物中
に占める割合(百分率)を調べ第1表に併記した。第1
表によると比較鋼がいずれも20%以下であるのに対し
本発明鋼は全て80%以上であった。これは本発明鋼の
硫化物が実質的に球状であることを示している。
B: 830℃高周波水冷、200℃空冷0: 900
℃浸炭、830℃油冷、200℃空冷※2 會:900
℃空冷 b: 850℃炉冷 o:850℃空冷 (1)硫化物の性状 各供試材の硫化物の性状を調べるために顕微鏡で倍率4
00により10視野での硫化物の長径(L)が10μ以
上のものについてその長径(L)と短径(W)を測定し
、長短比(L/W)が5以下のものが測定した硫化物中
に占める割合(百分率)を調べ第1表に併記した。第1
表によると比較鋼がいずれも20%以下であるのに対し
本発明鋼は全て80%以上であった。これは本発明鋼の
硫化物が実質的に球状であることを示している。
(2) アルミナクラスター量
各供試材のアルミナクラスター量を調べるためJI8G
O555により、試験片中15×長20の顕微鏡試験を
行いアルミナクラスターの占める面積百分率を算出し第
1表に併記した。
O555により、試験片中15×長20の顕微鏡試験を
行いアルミナクラスターの占める面積百分率を算出し第
1表に併記した。
第1表による“と本発明鋼は比較鋼に比べいちぢるしく
少く良好な清浄度であることが分る。これは低酸素の効
果を示すものである。
少く良好な清浄度であることが分る。これは低酸素の効
果を示すものである。
(3)転動疲労強度
各鋼種に適した熱処理を施した第1表の供試材より転動
疲労強度を調べるためにφ12 X22gの試験片を作
成し、BIO寿命(全数の10%が破損する繰返し数)
、B50寿命(全数の50%が破損する繰返し数)を調
べ第2表に示した。
疲労強度を調べるためにφ12 X22gの試験片を作
成し、BIO寿命(全数の10%が破損する繰返し数)
、B50寿命(全数の50%が破損する繰返し数)を調
べ第2表に示した。
第3表にはその時の試験条件を示した。第1表によれば
本発明鋼の転動疲労強度は比較鋼に比べいちぢるしく向
上しているのが分る。
本発明鋼の転動疲労強度は比較鋼に比べいちぢるしく向
上しているのが分る。
第 3 表
(4)被削性
各鋼種に適した熱処理を施した第1表の供試材の被削性
を調べるため第4表に示す切削条件で試験を行なった。
を調べるため第4表に示す切削条件で試験を行なった。
その結果を第2表に併記した。
第 4 表
第2表の切削試験結果にみられるとおり、本発明鋼は比
較鋼に比べすぐれた被削性を有することが分る。
較鋼に比べすぐれた被削性を有することが分る。
以上のとおり本発明鋼は従来の機械構造用快削鋼に代っ
て、適量のTeおよびSを含有させるにあたり%Te/
%Sを0.04以上とし、さらに0.Nを適正範囲に限
定することにより球状の硫化物を効果的に生成し、かつ
アルミナクラスター数を減少して、冷間鍛造性はもとよ
り、転動疲労強度をいちぢるしく向上させ、かつ被削性
をも改善したことを特徴とするものであり、その用途と
して歯車、軸受、可動継手などにも適し、従来の機械構
造用快削鋼の使用範囲を一層拡大したものでありその工
業的価値が多大なものである。
て、適量のTeおよびSを含有させるにあたり%Te/
%Sを0.04以上とし、さらに0.Nを適正範囲に限
定することにより球状の硫化物を効果的に生成し、かつ
アルミナクラスター数を減少して、冷間鍛造性はもとよ
り、転動疲労強度をいちぢるしく向上させ、かつ被削性
をも改善したことを特徴とするものであり、その用途と
して歯車、軸受、可動継手などにも適し、従来の機械構
造用快削鋼の使用範囲を一層拡大したものでありその工
業的価値が多大なものである。
Claims (4)
- (1)重量でC:0.08〜0.6%、Si:1.0%
以下、Mn:2.0%以下、S:0.04〜0.4%、
Te:0.1%以下(ただし%Te/%S:0.04以
上)、O:0.0030%以下、N:0.020%以下
、Al:2.0%以下、とV:0.5%以下、Ti:0
.5%以下、Nb:0.5%以下、Zr:0.5%以下
のいずれか1種または2種を含有し残余が実質的にFe
からなり、実質的に球状の硫化物(長径10μ以上の硫
化物中長短比5以下のものが80%以上を占める)が均
一に分散し、かつアルミナクラスターの面積率が0.5
%以下であることを特徴とする転動疲労強度のすぐれた
快削鋼。 - (2)重量でC:0.08〜0.6%、Si:1.0%
以下、Mn:2.0%以下、S:0.04〜0.4%、
Te:0.1%以下(ただし%Te/%S:0.04以
上)、O:0.0030%以下、N:0.020%以下
、Al:2.0%以下、とB:0.010%以下、およ
びV:0.5%以下、Ti:0.5%以下、Nb:0.
5%以下、Zr:0.5%以下、のいずれか1種または
2種を含有し残余が実質的にFeからなり、実質的に球
状の硫化物(長径10μ以上の硫化物中長短比5以下の
ものが80%以上を占める)が均一に分散し、かつアル
ミナクラスターの面積率が0.5%以下であることを特
徴とする転動疲労強度のすぐれた快削鋼。 - (3)重量でC:0.08〜0.6%、Si:1.0%
以下、Mn:2.0%以下、S:0.04〜0.4%、
Te:0.1%以下、(ただし%Te/%S:0.04
以上)、O:0.0030%以下、N:0.020%以
下、Al:2.0%以下、とV:0.5%以下、Ti:
0.5%以下、Nb:0.5%以下、Zr:0.5%以
下、の1種または2種と、さらに、Pb:0.3%以下
、Bi:0.3%以下、(ただしPb+Bi:0.4%
以下)、Se:0.4%以下(ただしS+Se:0.4
%以下)、Ca:0.0100%以下の1種または2種
以上とを含有し、残余が実質的にFeからなり、実質的
に球状の硫化物(長径10μ以上の硫化物中長短比5以
下のものが80%以上占める)が均一に分散し、かつア
ルミナクラスターの面積率が0.5%以下であることを
特徴とする転動疲労強度のすぐれた快削鋼。 - (4)重量でC:0.08〜0.6%、Si:1.0%
以下、Mn:2.0%以下、S:0.04〜0.4%、
Te:0.1%以下、(ただし%Te/%S:0.04
以上)、O:0.0030%以下、N:0.020%以
下、Al:2.0%以下、とB:0.010%以下およ
びV:0.5%以下、Ti:0.5%以下、Nb:0.
5%以下、Zr:0.5%以下、の1種または2種と、
さらに、Pb:0.3%以下、Bi:0.3%以下、(
ただしPb+Bi:0.4%以下)、Se:0.4%以
下(ただしS+Se:0.4%以下)、Ca:0.01
00%以下の1種または2種以上とを含有し、残余が実
質的にFeからなり、実質的に球状の硫化物(長径10
μ以上の硫化物中長短比5以下のものが80%以上占め
る)が均一に分散し、かつアルミナクラスターの面積率
が0.5%以下であることを特徴とする転動疲労強度の
すぐれた快削鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24716985A JPS61291955A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 転動疲労強度のすぐれた快削鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24716985A JPS61291955A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 転動疲労強度のすぐれた快削鋼 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4251979A Division JPS55138064A (en) | 1978-12-25 | 1979-04-10 | Free-cutting steel having excellent rolling fatigue strength |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61291955A true JPS61291955A (ja) | 1986-12-22 |
Family
ID=17159465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24716985A Pending JPS61291955A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 転動疲労強度のすぐれた快削鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61291955A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6421012A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-24 | Kobe Steel Ltd | Production of shaft-shaped parts induction-hardened after cold forging |
JPH01168849A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-07-04 | Aichi Steel Works Ltd | 高疲労強度快削鋼及びその製造方法 |
JPH01188622A (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温延性の高い非調質テルル快削鋼の製造法 |
JPH02243714A (ja) * | 1989-03-16 | 1990-09-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温延性の高い非調質快削鍛鋼品の製造方法 |
-
1985
- 1985-11-06 JP JP24716985A patent/JPS61291955A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6421012A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-24 | Kobe Steel Ltd | Production of shaft-shaped parts induction-hardened after cold forging |
JPH0745695B2 (ja) * | 1987-07-17 | 1995-05-17 | 株式会社神戸製鋼所 | 冷間鍛造後高周波焼入れされる軸状部品の製造方法 |
JPH01168849A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-07-04 | Aichi Steel Works Ltd | 高疲労強度快削鋼及びその製造方法 |
JPH01188622A (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温延性の高い非調質テルル快削鋼の製造法 |
JPH02243714A (ja) * | 1989-03-16 | 1990-09-27 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高温延性の高い非調質快削鍛鋼品の製造方法 |
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