JPS62214157A - 焼入れ性を保証した鋼材の製造方法 - Google Patents

焼入れ性を保証した鋼材の製造方法

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JPS62214157A
JPS62214157A JP5793786A JP5793786A JPS62214157A JP S62214157 A JPS62214157 A JP S62214157A JP 5793786 A JP5793786 A JP 5793786A JP 5793786 A JP5793786 A JP 5793786A JP S62214157 A JPS62214157 A JP S62214157A
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JP
Japan
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hardness
steel
specified
jominy
hrc
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JP5793786A
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English (en)
Inventor
Koji Kaneko
金子 晃司
Masaaki Horie
正明 堀江
Katsunori Kameno
亀野 勝則
Kenichi Fujii
謙一 藤井
Yoichi Akutagawa
芥川 洋一
Yuji Sawada
澤田 裕治
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、焼入れ性を保証した網材の製造方法に関し、
詳しくは、所定の範囲の化学成分を有する鋼種について
、ジョミニー一端焼入れ試験において、焼入れ端からの
指定された距離におけるジョミニー硬さの範囲が指定さ
れた場合に、かかる指定された焼入れ性を有するように
、鋼材におけるC % M n及びCr量を直ちに推定
して、化学成分設計を行ない、かかる化学成分を有する
鋼材を製造する鋼材の製造方法に関する。
(従来の技術) 構造用合金鋼からなる条鋼は、所定の強度と靭性とを得
るために、殆どの場合、焼入れ処理を施して製造されて
いる。従って、構造用合金鋼からなる条鋼において、焼
入れ性は重要な特性であり、かかる焼入れ性を推定する
ための方法が従来より種々提案されており、また、工業
的にも実用されている。例えば、丸棒の中心まで焼入れ
される限界を推定する方法として、例えば、理想臨界直
径り、に合金元素の焼入れ性倍数を乗じて、臨界直径を
求める方法がよく知られており、また、ジョミニー硬さ
曲線を推定する方法として、例えば、鋼の化学成分に基
づいて、焼入れ端からの各距離における硬さを直接に、
又は上記理想臨界直径から求める方法がよく知られてい
る。
かかる方法によれば、鋼における化学成分と焼入れ硬さ
との関係をある程度は推定することができ、また、これ
らに基づいて、所要の焼入れ硬さを有するような鋼材の
化学成分を推定することも、ある程度は可能である。し
かし、いずれにしても、上記した方法は、いずれも、所
要の焼入れ硬さが指定された場合に、かかる焼入れ硬さ
を満足する綱の化学成分を直ちに設計し得るものではな
く、また、従来、このように、所要の焼入れ硬さを満足
する化学成分を直接に設計する方法は未だ確立されてい
ない。
(発明の目的) そこで、本発明者らは、所定の範囲の化学成分を有する
鋼材について、ジョミニー一端焼入れ試験における焼入
れ端からの距離とそのジョミニー硬さとについて広範な
研究を重ねた結果、鋼材の焼入れ端から1.5mmの位
置におけるジョミニー硬さは、予期しないことに、焼入
れ性に実質的な効果を有する元素によって分類される鋼
種、例えば、Mn網、Cr鋼、Cr−Mo鋼、肌焼鋼等
の範囲内では、はぼC量のみによって規定されると共に
、特に、Cr肌焼鋼については、焼入れ端から5寵、7
n又は9mmの位置におけるジョミニー硬さは、Mnと
Crとの合計量にてほぼ規定され、その他の元素の影響
を実質的に受けないことを見出した。
そこで、本発明者らは、更に詳細且つ広範な研究を行な
った結果、所定の範囲の化学成分を有する鋼種の範囲内
にある鋼材について、ジョミニー一端焼入れ試験におけ
る焼入れ端から指定された距離において、そのジョミニ
ー硬さの範囲が指定された場合、これらに基づいて、指
定された焼入れ硬さを有するように、所要のC−、M 
n及びCr量を直ちに設定し得ることを見出して、本発
明に至ったものである。
(発明の構成) 本発明による焼入れ性を保証した鋼材の製造方法は、重
量%で C0.13〜0.26%、 Si0.15〜0.5%、 Mn  0.670.9%、 Cr  0.85〜1.20%、 A#0.01〜0.07%、 N   0.006〜0.020%、 P   0.035%以下、 S   0.035%以下、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼材の製造方法にお
いて、ジョミニー一端焼入れ試験において焼入れ端から
指定された距離におけるHRC硬さを距離1.5mmに
おける硬さをHRC(1,5)、距離5mmにおける硬
さをHie(5)、距離7vAにおける硬さをHRc(
7)、及び距離9寵における硬さをHRC(9) とするとき、指定されたジョミニー硬さHRC(1,5
)の上下限に基づいて、C量の上下限を又は のうち、それぞれ多い方にて規定し、且つ、指定された
ジョミニー硬さH+tC(1,5)とその他の距離にお
けるジョミニー硬さの少なくとも1つに基づいて、1.
6Mn(%)+Cr(%)(但し、元素記号(%)は当
該元素の鋼材における重量%を意味する。)の上下限を
、 及び/又は 53.8 1.4H++c(1,5)+Hic(7)及
び/又は 58.6 1.4 HRC(1,5) +HRC(9)
からそれぞれ規定される上下限について重複する範囲と
して規定し、更に、予め定められたMn/Cr重量比か
らMn及びCr量を規定し、かかるC −、M n及び
Cr量を有する鋼を溶製することを特徴とする。
先ず、本発明において鋼の化学成分を規定する理由を説
明する。
本発明の方法は、好ましくはCr肌焼鋼に適用されるも
のであり、従って、Cは、所要の強度を確保するために
、少なくとも0.13%を添加することが必要である。
しかし、0.26%を越えて過多に添加するときは、焼
入れ焼戻し後に靭性が劣化する。
Stは、脱酸剤として、少なくとも0.15%が添加さ
れるが、0.5%を越えるときは、靭性の低下を招く。
Mnも、鋼強度の確保と共に、脱酸のために少なくとも
0.6%が添加されるが、0.9%を越えて過多に添加
するときは、鋼の焼入れ性がよくなりすぎて、本発明に
おいて規定する式にてMn量を求めることができなくな
る。
Crは、鋼の焼入れ性を向上させる効果を有し、かかる
効果を有効に得るためには、0.85%以上を添加する
ことが必要である。しかし、1.20%よりも多量に添
加するときは、焼戻し軟化抵抗が大きくなり、靭性が劣
化する。
AAは、脱酸と共に、結晶粒の微細化に効果を有する。
かかる効果を有効に得るためには、少なくとも0.01
%を添加することが必要である。しかし、0.07%を
越える過多量の添加は、圧延時の分塊割れの原因となる
Nは、結晶粒の微細化のために、0.006%以上の範
囲にて添加されるが、0.020%を越える添加量は、
圧延時の分塊割れの原因となる。
P及びSは、いずれも冷間加工性に有害な影響を及ぼす
不純物元素であるので、鋼における含有量は少ないほど
よいが、余りに少ない量に規制することは、鋼溶製上、
経済的に著しい不利をもたらすので、本発明においては
、それぞれの元素について、0.035%以下の範囲で
含有することは許容される。
本発明の方法においては、C量は、ジョミニー一端焼入
れ試験において、焼入れ端から距離1.5mmにおける
焼入れ硬さHRC(1,5)によって、又は の多い方にて規定される。
即ち、通常、HRC(1,5)はある幅をもって指定さ
れることが多いが、その指定された上限を上記(1)及
び(2)式に代入すれば、そのうちの多い方にてC量の
上限が規定され、指定されたHRC(1,5)の下限を
上記fl)及び(2)式に代入すれば、そのうちの多い
方にてC量の下限が規定される。
MnとCr量は、先ず、1.6Mn(%) 十〇r(%
)(但し、元素記号(%)は当該元素の鋼材における重
量%を意味する。)の上下限が、HRC(1,5)と共
に距離51璽における指定された焼入t1硬すHRc 
(5) 、距離7mmにおける指定された焼入れ硬さH
RC(7) 、及び距離9flにおける指定された焼入
れ硬さHie(9)の上下限の少なくとも1つに基づい
て、 及び/又は 及び/又は から規定される。尚、HRc (1,5)が幅をもって
規定されている場合は、上式において、H++c(1゜
5)にはその中央値を用いるのが便利である。
上式に基づいて1.4Mn(%)+Cr(%)を求める
に際して、Htrc (1,5)以外に単一の距離にお
ける焼入れ硬さのみが指定されている場合は、その焼入
れ硬さの上下限に基づいて、上式のいずれか1つから直
ちに1.6Mn(%) +Cr (%)の上下限が規定
される。HRC(1,5)以外に異なる2つの距離にお
ける焼入れ硬さが指定されている場合には、それぞれの
距離における焼入れ硬さに基づいて、上式から1.6M
n(%)+Cr(%)の上下限を求め、次に、これら2
つの上下限の範囲のうち、相互に重複する範囲として1
.6 M n(%)+Cr (%)の上下限が規定する
具体的には、例えば、H,1e(5)がある幅をもって
指定された場合、その上限を上記(3)式に代入すれば
、1.6Mn(%) +Cr (%)の上限が規定され
、HRC(5)の下限を上記(3)式に代入すれば、1
.6Mn(%) +Cr (%)の下限が規定されるの
で、このようにして、1.6Mn(%)十Cr(%)の
上下限が規定される。焼入れ端から複数の距離における
ジョミニー硬さが指定された場合は、同様にして、1.
6Mn(%)+Cr(%)の上下限をそれぞれ求めれば
、これらの重複する範囲が上下限として規定される。
更に、通常、Cr肌焼鋼においては、Mn/Cr重量比
が規定されていることが多いので、上述した方法に従っ
て、Cr及びMnの合計量が規定されれば、上記重量比
に従って、Mn及びCrのそれぞれの上下限が規定され
る。
(発明の効果) 本発明の方法によれは、所定の範囲の化学成分を有する
Cr肌焼鋼について、焼入れ端から1.5mmの位置に
おけるジョミニー硬さが指定された場合、かかるジョミ
ニー焼入れ端硬さを与えるclを直ちに求めることがで
き、更に、焼入れ端から1.5酊の位置におけるジョミ
ニー硬さとその他の距離における指定されたジョミニー
硬さに基づいて、かかるジョミニー硬さを与えるMn及
びCr量を直ちに求めることができる。
従って、本発明の方法によれば、指定されたジコミニー
焼入れ硬さに対して、直ちにその化学成分設計を精密に
行なうことができる。
(実施例) 以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。
実施例I Cr肌焼鋼において、H,1e(1,5)が40〜42
、HRc(5)が29〜33である鋼材の化学成分を求
める。
先ず、前記(1)及び(2)式にHue (1,5)と
して42を代入することによって、A=0.187及び
B=0.165を得、このうち、多い方、即ち、0.1
87%をC量の上限として得る。また、前記(1)及び
(2)式にHRC(1,5)として40を代入すること
によって、A=0.167及びB=0.134を得、こ
のうち、多い方、即ち、0.167%をC量の下限とし
て得る。
次に、前記(3)式にH++c(5)として33及び2
9を代入して、1.6Mn(%)+Cr(%)の上14
゜ 限として2.36%を得、下限として2.03%を得る
。尚、HRC(1,5)としては、要求される焼入れ硬
さの範囲の厳しさに応じて、条件及び下限のいずれを用
いてもよいが、通常は、幅をもって指定されている場合
は、その中央値を代入すれば十分であり、上の計算にお
いても、HRC(1,5)の中央値41を採用した。
Cr肌焼鋼においては、通常、M n / Cr重量比
は0.7が好ましいとされているので、この重量比を採
用すれば、1.6Mn(%)+Cr(%)が2.03〜
2.36%に対応して、Crは0.96〜1゜11%、
Mnは0.67〜0.78%として規定される。
第1表及び第2表に指定された焼入れ硬さ、これらに基
づいて本発明に従って設計した化学成分及びかかる化学
成分範囲にある鋼材を溶製し、焼入れ硬さを測定した結
果を示す。
本発明に従って推定した化学成分を有する鋼材が、指定
された距離において指定されたジョミニー硬さを有する
ことが明らかである。
第1表 第2表 実施例2 Cr肌焼鋼において、HRe(1,5)が44〜46、
HRC(7)が30〜35、HRC(9)が25〜30
である鋼材の化学成分を求める。
先ず、前記(1)及び(2)式にHRC(1,5)とし
て46を代入することによって、A=0.227及びB
=0.229を得、このうち、多い方、即ち、0.22
9%をC量の上限として得る。また、前記(1)及び(
2)式にH+tc(1,5)として44を代入すること
によって、A=0.207及びB=0.197を得、こ
のうち、多い方、即ち、0.207%をC量の下限とし
て得る。
次に、前記(4)式にHRC(1,5)の中央値45を
代入し、HRC(7)の上限として35を、下限として
30を代入して、1.6Mn(%)+Cr(%)として
2.08〜2.58%を得る。次に、前記(5)式にH
+tc(1,5)の中央値45を代入し、HRC(9)
の上限として30を、下限として25を代入して、1.
6Mn、(%) 十Cr (%)として2.06〜2.
56%を得る。これらの重複する範囲として、2.08
〜2.56%を得る。
本実施例においても、M n / Cr重量比を0.7
とすると、1.6Mn(%)十Cr(%)が2.06〜
2.56%に対応して、Mnは0.69〜0.79%、
Crは0.98〜1.13%と規定される。
第3表及び第4表に指定された焼入れ硬さ、これらに基
づいて本発明に従って設計した化学成分及びかかる化学
成分範囲にある鋼材を溶製し、焼入れ硬さを測定した結
果を示す。
本発明に従って推定した化学成分を有する鋼材が、指定
された距離において指定されたジョミニー硬さを有する
ことが明らかである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で C 0.13〜0.26%、 Si 0.15〜0.5%、 Mn 0.6〜0.9%、 Cr 0.85〜1.20%、 Al 0.01〜0.07%、 N 0.006〜0.020%、 P 0.035%以下、 S 0.035%以下、 残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼材の製造方法にお
    いて、ジョミニー一端焼入れ試験において焼入れ端から
    指定された距離におけるH_R_C硬さを 距離1.5mmにおける硬さをH_R_C(1.5)、
    距離5mmにおける硬さをH_R_C(5)、距離7m
    mにおける硬さをH_R_C(7)、及び距離9mmに
    おける硬さをH_R_C(9)とするとき、指定された
    ジョミニー硬さH_R_C(1.5)の上下限に基づい
    て、C量の上下限をA=[H_R_C(1.5)−23
    .3]/100(%)又は B=[H_R_C(1.5)−31.6]/62.9(
    %)のうち、それぞれ多い方にて規定し、且つ、指定さ
    れたジョミニー硬さH_R_C(1.5)とその他の距
    離におけるジョミニー硬さの少なくとも1つに基づいて
    、1.6Mn(%)+Cr(%)(但し、元素記号(%
    )は当該元素の鋼材における重量%を意味する。)の上
    下限を、 [60.9−1.6H_R_C(1.5)+H_R_C
    (5)]/12及び/又は [53.8−1.4H_R_C(1.5)+H_R_C
    (7)]/10及び/又は [58.6−1.4H_R_C(1.5)+H_R_C
    (9)]/10からそれぞれ規定される上下限について
    重複する範囲として規定し、更に、予め定められたMn
    /Cr重量比からMn及びCr量を規定し、かかるC、
    Mn及びCr量を有する鋼を溶製することを特徴とする
    焼入れ性を保証した鋼材の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0890653A1 (fr) * 1997-07-10 1999-01-13 Ascometal Procédé de fabrication d'une pièce en acier cementée ou carbonitrurée et acier pour la fabrication de cette pièce

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0890653A1 (fr) * 1997-07-10 1999-01-13 Ascometal Procédé de fabrication d'une pièce en acier cementée ou carbonitrurée et acier pour la fabrication de cette pièce
FR2765890A1 (fr) * 1997-07-10 1999-01-15 Ascometal Sa Procede de fabrication d'une piece mecanique en acier cementee ou carbonitruree et acier pour la fabrication de cette piece
US6090225A (en) * 1997-07-10 2000-07-18 Ascometal (Societe Anonyme) Process for manufacturing a carburized or carbonitrided steel component, and steel for the manufacture of this component

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