JPS62167855A - 耐疲労特性の優れた熱間鍛造用非調質鋼 - Google Patents

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】 「発明の目的」 本発明は耐疲労時性の優れた熱間鍛造用非調質−のｊｌ
ｉ１］束に係り、熱聞鍛造恢の境入れ焼戻しのような熱
処坤を省略せしめ、しかも耐疲労特性に優れると共に祉
削性についても良好で自動車部品などの素材として好適
な非調質鋼を提供しようとＴるものである。

産業上の利用分野 熱間鍛造用の耐疲労特性に優れた非調質鋼。

従来の技術 熱間取遺品は従来において熱間鍛造してから焼入れ焼戻
しの調質を行っていたが、近年省エネルギー的峻点から
この調質を省略した、即ち熱間鍛造ままで調質鋼と同号
の特性を有する非調質鋼が開発され、本発明者等も特開
昭５９−１００２５６号の如きを提案している。即ちこ
のような従来のものは特に非調質鋼の短所である靭性の
改善を目的としたものが多（、■単独添加鋼と、Ｖ　−
ｎ　ａ合添加鋼から成っている。

発明が解決しようとする問題点 ところが上記したよりな従来のものにおいては、それが
英際に便用されることの多い自動車前の部品として用い
られた場合において要求される耐疲労特性の如きにおい
て必ずしも好ましいものでない。即ち前記したＶ単独添
加鋼はオーステナイト粒径が太き（、耐疲労特性も調節
鋼に比較すると劣っている。又Ｖ　　ＴＬ複合添加鋼で
はオーステナイト粒は細か（なるが硬質の７ＺＮ介在物
が生成し、やはり耐疲労特性が劣化する。

「発明の構成」 問題点を解決するための手段 １、　Ｃ：　０．２Ｕ〜０．４５ｗｔ％、　Ｓｉ：　０
．０１〜１．５ｗｔ％、Ｍｔｌ　：　０．８〜２．Ｏｗ
ｔ％、　　　Ｖ　：　０．８〜２．０ｗｔ％、Ｔｔ　：
　０．００３〜０．０１０ｗｔ％、を含有すると共１ｃ
Ｎを下式の間係を満足するように含有し、残部がＦｅお
よび不可避的不純物から成ることを特徴とする耐疲労特
性の優れた熱間鍛造用非調質鋼。

０．２　＜Ｔｉ／Ｎ＜　２．５ 作用 Ｃが０．２０ｖｔ％以上、Ｓが０．０１　ｗ　ｔ％以上
、Ｍｎが０６８ｗｔ％以上、■が０．０１ｗｔ％以上含
有されることによって強度を確保し、又Ｃを０．４５　
ｗ　ｔ％以下とすることＫより所要強度を太き（超える
ことな（、Ｓｉが１．５甑チ以下、Ｍｎが２．　Ｏｖｒ
ｔ％以下とされることＫよって靭性上好ましくない組織
の顕われることを回避する。■を０．２（ｈｖｔ％以下
とすることにより、経済性と有効性を６に保する。１ｚ
が０．００３　ｗ　ｔ　％以上貧有させることでオース
テナイト粒の微細化を図って耐疲労特性を向上し、又０
．０１（１％以下とすることでＴＬ　Ｎのサイズ、量が
共に大ぎくなり耐疲労特性劣化を回避する。

Ｎを０．２　＜　ＴＬ／Ｎ　＜　２．５とすることで必
要強度を確保する。

実施例 上記したような本発明について更に説明すると、本発明
者寺は上述したよ５な従来のものにおける問題点を解決
することについて研死な重ねた結果、ｎを前記したよう
な範囲内とし、７’ｊＮ量、サイズを適邑なものとする
ことにより耐疲労特性が適切に改＠されることを見出し
た。

即ち前記したような本発明によるものの成分組成限定理
由についｔ、ｖｔ％（以下単にチという）により説明す
ると以下の如（である。

Ｃ：　０．２０〜０．４５％。

Ｃが０．４５％を超える１所要の強度を大きく超えてし
まうので、０．４５％を上限とした。またこのＣが０．
２０％未満では必要強度確保のためのＴｏ等の添加室が
多くならざるを得す、経済的に不利となるので、０．２
０％を下限とした。

ｓｔ：　０．０１〜１．５％。

ＳＬは、脱酸剤として、あるいは強度上昇を図るために
必要な元素であるが、１．５％を超えると靭性上好まし
くない組織が顕われることかあり、また０、０１％未満
では前記したような効果が不充分であるので、０．０１
〜１．５％とした。

ＭＲ：ｏ、ｓ〜２．０％ 強度の確保からは廟が０．８％以上とすることが必要で
あり、これを下限とした。また２、０％を超えると靭性
上好ましくない組織が顕われることがあるので上限を２
．０％とする。

ｖ　：　０．８〜２．０％。

■は析出硬化により強度ｊ￥！ｌ加をもたらすのに必要
な元素であって、このためには０．０１％以上とするこ
とが必要である。一方０．２０％を超えることは経済性
および有効性からそれぞれ不利となるのでこれを上限と
した。

几：　０．００３〜０．０１０％。

ｎは本発明において最も重安な元素であって、耐疲労特
性の向上のためには０．００３％以上で、しかも０．０
１０％を上限とすべきである。即ち０．００３％未満で
はオーステナイト粒の微細化をなし得ないため耐疲労特
性が劣化し、又０．０１０チな超えるとＴｉ　ｐＪのサ
イズ、童とも大きなものとなり耐疲労時性が劣化する。

Ｎ　：　０．’ｌ＜Ｔｉ／Ｎ＜２．５ ＮはＶと窒化物ン形成し析出強化に必要な元素であるが
、ＴＬ／Ｎ　＞　２．５ではＴＬ　Ｎ生ＩＪｋによつＶ
と結びつくＮが少（なり過ぎて必要頻度が涛られない。

また１２２〆Ｎ＜０．２ではＴＬ　Ｎの生成か少なすぎ
て必吸な特件が得られない。これらの関係から、０．２
　＜　Ｔｉ／Ｎ　＜　２．５にＮの範囲を規定すること
が必要である。

更に几Ｎ介在物については最大サイズを７．５μｍ以下
に抑えることにより疲労の起点となると考えられる５μ
ｍ超えのＩＺ　Ｎの数（−当り）を大きく抑えることが
でき、耐疲労特性を向上させ得る。Ｍｊちこの関係につ
いては第２図に示す通りであって、ＴｔＮの最大サイズ
を７．５μｍ以下とすることにより５μｍ超えＩＮＮ数
を１〜２個／−以下とすることができて耐疲労特性を充
分に向上することができる。

本発明によるものの具体的な製造例について、比較例と
共に示すと以下の如（である。

製造例１゜ 次の菓１表に示す化学成分を有する本発明鋼Ｉ＠３．４
および比ｅ＠ｍ１．２と５．６を１５０に２大気溶解炉
で浴製し、６０ｖｍ厚の板に圧延した。

これらの鋼板は１２００℃に加熱し、３パスで３゜−厚
まで圧延する熱間鍛造をシュミレーションした圧延を行
ったものを供試材とした。

圧延ままで、圧延方向の板厚中心から引張、疲労試験片
を採取し、引張はＪＩＳ４号（平行部１４ｍφ、標点距
離５０　ｍ　）、疲労は小野式回転曲げ試片（平行部１
０ｗφ）を用いた。

これらの試験結果は次の第２表に示す通りである。

第２表　引張及び疲労特性 然して疲労については疲労限度比（疲労限／引張強さ）
で祭壇し、ｎ量との関係を示すと第１図の如くである。

即ちこの第１図から１１！！解されるようにｎが０．０
０３〜０．０１０％で耐疲労特性が大きく吹音されてい
る。これは前記した第２図のように７Ｚ　＞　０．０１
０％ではＴｉ　Ｎの最大サイズが７．５μｍを超えてし
まい、結果としＣ５μｍ超えのＴｃ　Ｎの数が増加し耐
疲労特性が劣化すること、および第３図に示すようにＴ
ｔ＜０．００３％ではオーステナイト粒の微細化が達成
できないため、耐疲労特性が劣化することがらｎが０．
００３〜０．０１０％がＲ過であることを示している。

製造例２゜ 次の第３表に示す化学成分をもった本発明鋼Ａおよび比
較鋼Ｂを５トン真空浴解炉で浴製した。

鋼Ａは連続鋳造で、１鋼Ｂは鋼塊として造塊し、その後
前記した製造例１と同様の方法で試験片を作成し、試験
を行った結果は次の第４表に示す如（であるが、ＴＬ　
Ｎ介在物の最大サイズが７．５μｍ以下である本発明鋼
Ａのものが耐疲労特性におい１優れていることが明かで
ある。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは、熱間鍛造後の
熱処理を省略できることは勿論、耐疲労特性において優
れ、史には被削性についてもｎが上記のような範囲内で
は問題がないことになり自動車部品等の素材として好適
な鋼を提供し得ろものであって、工業的にその効果の大
きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
はｎ量と疲労限度比との関係を示した図表、第２図はＴ
Ｌ　１１ｉｔと几Ｎ最大サイズおよび５μｍ超Ｔｉ　Ｎ
の数の関係を示した図表、巣３図は加熱協度とオーステ
ナイト粒径との関係を示した図表である。 特許出願人　　　日本鉋管株式会社 発　　明　　　者　　　　　　白　　　神　　　哲　　
　大同　　　　　　　　　　　　大　　　鈴　　　弘　
　　忠節　　／　國 Ｔｉｔ１／、＋ 第　２　　圓 ム゛（％） 手続補正書伯之） ４１　　も１．２．′２４８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：０．２０〜０．４５ｗｔ％、Ｓｉ：０．０１〜
   １．５ｗｔ％、Ｍｎ：０．８〜２．０ｗｔ％、Ｖ：０．
   ０１〜０．２０ｗｔ％、Ｔｉ：０．００３〜０．０１０
   ｗｔ％、 を含有すると共にＮを下式の関係を満足するように含有
   し、残部がＦｅおよび不可避的不純物から成ることを特
   徴とする耐疲労特性の優れた熱間鍛造用非調質鋼。 ０．２＜Ｔｉ／Ｎ＜２．５ ２、ＴｉＮｉ介在物の最大サイズが７．５μｍ以下であ
   る特許請求の範囲第１項に記載の耐疲労特性の優れた熱
   間鍛造用非調質鋼。