JPS62260040A - 高強度非調質強靭鋼 - Google Patents

高強度非調質強靭鋼

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JPS62260040A
JPS62260040A JP10336886A JP10336886A JPS62260040A JP S62260040 A JPS62260040 A JP S62260040A JP 10336886 A JP10336886 A JP 10336886A JP 10336886 A JP10336886 A JP 10336886A JP S62260040 A JPS62260040 A JP S62260040A
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bainite
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Katsunori Takada
高田 勝典
Toshimitsu Fujii
利光 藤井
Kenji Isogawa
礒川 憲二
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co 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) 本発明は高強度非調質強靭鋼に関する。
(従来の技術及び問題点) 機械構造用鋼のうちでも特に強度を必要とする強靭鋼は
、従来、主として焼入れ焼戻しにょる調質を施して使用
されていたが、近年の省エネルギー化の要請に伴い、焼
入れ焼戻しを施さないで使用できる非調質鋼が開発され
た。
非調質鋼の場合、焼入れ焼戻しに代え得る手段としては
、例えば、C20,35%を含む炭素鋼を対象とし、フ
ェライト+パーライト組織のフェライト基地中にV炭窒
化物を析出させてVの析出硬化を利用したもの、或いは
更にMnを若干高めたもの等がある。
しかし、この種のものを一例とする従来の非調質鋼では
、特に靭性が低いという欠点があるため。
靭性を必要とする機械構造部品、例えばナックルアーム
等々の自動車用足廻り部品に使用するには十分でない。
本発明は、上記従来技術の欠点を解消し1強度を有する
と共に優れた靭性を備え、必要に応じて良好な被削性を
備えた非調質鋼を提供することを目的とするものである
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明者は、従来の非調質鋼
について化学成分、組織、製造プロセスなど各面から再
検討を試みた結果1組織中にパーライトやマルテンサイ
トが存在すると靭性が得られず、特にパーライトが共存
すると靭性劣化が著しくなることが判明したため、これ
らを含まないベイナイト又はベイナイト+フェライト組
織とし、これと化学成分との関係について更に実験研究
を重ね、本発明をなしたものである。
すなわち、本発明に係る高強度非調質強靭鋼は、C:0
.10〜0.30%、 Si51%、Mn:0.4〜2
.0%及びMO二0.1〜0.7%を含み、必要に応じ
て、Cr52%及びNi52%のうちの1種又は2種と
、Nb:0.01〜0.1%、Ti:O,O”1〜0.
1%、V:0.05〜0.5%及びAl:0゜01〜0
.5%のうちの1種又は2種以上と、S≦0.15%、
Pb≦0.30%、Ca≦0.0100%、Bi≦0.
30%及びTe≦0.30%のうちの1種又は2種以上
とを単独又は組合わせて含み、残部がFe及び不可避的
不純物からなる鋼であって、鍛造、冷却後の組織がベイ
ナイト又はベイナイト中フェライトであることを特徴と
するものである。
以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明の非調質鋼における化学成分の限定理由を
説明する。
Cは強度を確保するために少なくとも0.10%を必要
とするが、多量に含有せしめると靭性劣化をもたらすの
で、0.30%を上限とする。
Siは脱酸元素として添加するが、多すぎると靭性が劣
化するため、1%以下で添加する。
Mnは強度を確保するために0.4%以上、望ましくは
0.9%以上を添加する。しかし、過度に添加すると被
削性を悪化させるので、上限を2゜0%とする。
MOは強度を増し靭性を確保する元素であると共にベイ
ナイトの析出を容易にするので、そのために0.1%以
上を添加する。しかし、多すぎると靭性の劣化をまねく
ので、0.7%を上限とする。
以上の各元素は必須成分として含有せしめるが、以下に
示す元素を必要に応じて添加することができる。
Cr、Niは特に強度を必要とする場合に適宜添加する
ことができる。添加するときは、それらの1種又は2種
をCr52%、N162%の範囲で添加するが、各元素
とも上限を超えて多くすると、靭性の劣化をまねくので
好ましくない。
Nb、Ti、V、Alは強度が必要な場合並びに鍛造に
よる組織微細化を可能にして靭性も改善できるので、適
宜添加することができる。添加するときは、それらの1
種又は2種以上をNb:0.01〜0.1%、Ti:0
.01〜0.1%、V:0.05〜0.5%、Al:0
.01〜0.5%の範囲テ添加する。各元素ともその下
限は上記効果を得るために必要な量であり、その上限を
超えて多く添加すると靭性の劣化をまねくので好ましく
ない。
S、Pb、Ca、Bi、Teは被削性を必要とする場合
、それらの1種又は2種以上を適宜添加することができ
る。添加するときは、S≦0.15%、Pb≦0.30
%、Ca≦0.0100%、Bi≦0.30%、Te≦
0.30%の範囲で添加するのが好ましく、各元素とも
上限を超えて多くすると、熱間加工性や靭性の劣化をま
ねくことになる。
上記化学成分を有する鋼は、焼入れ焼戻しによる調質を
せずに製造され、熱間鍛造の後、空冷等により冷却し、
その際に冷却速度をコントロールしてベイナイト又はベ
イナイト+フェライトの組織を得る。従来の非調質鋼は
フェライト+パーライト組織を有し、パーライトが存在
するために靭性が劣っていたのに対し、本発明では上記
の如く特定の化学成分を有する鋼につきベイナイトを主
体とする組織、すなわち、フェライトを共存させ得るが
、パーライトやマルテンサイトを含まない組織にするこ
とにより、特に靭性の向上を図ったものである。ベイナ
イト+マルテンサイトの場合。
高強度は得られるものの靭性が劣化し、またベイナイト
+フェライトにパーライトを共存させると、強度は一応
のレベルに達するものの、やはり靭性が劣る。
次に本発明の一実施例を示す。
(実施例) 第1表に示す化学成分(wt%)を有する鋼を溶製、造
塊後、60D圧延材を製造し、これを1000℃で鍛伸
して25D鍛造材を得、空冷にて冷却速度をコントロー
ルしてベイナイト又はベイナイト+フェライト組織を得
た。但し、同表中の従来材Nα1は、従来法によりフェ
ライト+パーライト組織とした。
得られた鍛造材について硬さを測定すると共にシャルピ
ー衝撃試験(J I S a号試験片、 2mmUノツ
チ)による衝撃値を求めた。これらの結果を第2表に示
す。第2表から明らかなように、従来材Nα1は靭性が
劣っているのに対し、本発明材Nα4〜11はいずれも
衝撃値5〜6kgf−m/cIlf以上、硬さくHv)
約240以上を十分満たしており、高強度で靭性に優れ
ている。なお、比較材Nα2.3は、いずれかの成分が
本発明範囲外であるため、特に硬さが得られていない。
次に、非調質鋼における組織と強度及び靭性との関係を
調べるために、本発明範囲内の化学成分を有する第1表
中の供試材Nα6について、60D圧延材を1200’
C:で鍛伸して25D鍛造材を得。
冷却速度をコントロールして第3表に示すミクロ組織を
得た。その結果、第3表に示すとうり、ベイナイト又は
ベイナイト+フェライト組織の本発明材A、Bは靭性、
強度とも優れているのに対し。
マルテンサイトが共存する比較材C及びパーライトが共
存する比較材りはいずれも靭性が劣っている。
また、被削性を調べるために、第1表に示す供試材Nα
4.11について、50D圧延材を1200℃に加熱し
て鍛造し、30D鍛造材を得、冷却速度をコントロール
して硬さを調整した後、超硬旋削による切削テストを行
った。なお、得られたミクロ組織はベイナイトに微量フ
ェライトを含むものであった。また、切削テストは次の
条件で行い、切削速度を変化させて工具寿命(min)
により被削性を評価し、その結果を第4表に示す。
切削テスト・・・工  具: PIO 送   リ: 0.2mm/rev 切込み:2mm 工具寿命:vB=0.211I11゜ 切削油:なし 第4表かられかるように、快削元素を適量含む供試材N
α11は、Nα4にくらべて顕著に被削性が改善されて
いる。
第3表 第4表 (発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、従来の非調質鋼
に比べて高強度であると共に特に靭性が優れ、被削性も
改善することができるので、非調質鋼の適用範囲を著し
く拡大することが可能となる。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で(以下、同じ)、C:0.10〜0.3
    0%、Si≦1%、Mn:0.4〜2.0%及びMo:
    0.1〜0.7%を含み、残部がFe及び不可避的不純
    物からなる鋼であって、鍛造、冷却後の組織がベイナイ
    ト又はベイナイト+フェライトであることを特徴とする
    高強度非調質強靭鋼。
  2. (2)C:0.10〜0.30%、Si≦1%、Mn:
    0.4〜2.0%及びMo:0.1〜0.7%を含み、
    更にCr≦2%及びNi≦2%のうちの1種又は2種を
    含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼であっ
    て、鍛造、冷却後の組織がベイナイト又はベイナイト+
    フェライトであることを特徴とする高強度非調質強靭鋼
  3. (3)C:0.10〜0.30%、Si≦1%、Mn:
    0.4〜2.0%及びMo:0.1〜0.7%を含み、
    更にNb:0.01〜0.1%、Ti:0.01〜0.
    1%、V:0.05〜0.5%及びAl:0.01〜0
    .5%のうちの1種又は2種以上を含み、残部がFe及
    び不可避的不純物からなる鋼であって、鍛造、冷却後の
    組織がベイナイト又はベイナイト+フェライトであるこ
    とを特徴とする高強度非調質強靭鋼。
  4. (4)C:0.10〜0.30%、Si≦1%、Mn:
    0.4〜2.0%及びMo:0.1〜0.7%を含み、
    更にS≦0.15%、Pb≦0.30%、Ca≦0.0
    100%、Bi≦0.30%及びTe≦0.30%のう
    ちの1種又は2種以上を含み、残部がFe及び不可避的
    不純物からなる鋼であって、鍛造、冷却後の組織がベイ
    ナイト又はベイナイト+フェライトであることを特徴と
    する高強度非調質強靭鋼。
  5. (5)C:0.10〜0.30%、Si≦1%、Mn:
    0.4〜2.0%及びMo:0.1〜0.7%を含み、
    更にCr≦2%及びNi≦2%のうちの1種又は2種と
    、Nb:0.01〜0.1%、Ti:0.01〜0.1
    %、V:0.05〜0.5%及びAl:0.01〜0.
    5%のうちの1種又は2種以上とを含み、残部がFe及
    び不可避的不純物からなる鋼であって、鍛造、冷却後の
    組織がベイナイト又はベイナイト+フェライトであるこ
    とを特徴とする高強度非調質強靭鋼。
  6. (6)C:0.10〜0.30%、Si≦1%、Mn:
    0.4〜2.0%及びMo:0.1〜0.7%を含み、
    更にCr≦2%及びNi≦2%のうちの1種又は2種と
    、S≦0.15%、Pb≦0.30%、Ca≦0.01
    00%、Bi≦0.30%及びTe≦0.30%のうち
    の1種又は2種以上とを含み、残部がFe及び不可避的
    不純物からなる鋼であって、鍛造、冷却後の組織がベイ
    ナイト又はベイナイト+フェライトであることを特徴と
    する高強度非調質強靭鋼。
  7. (7)C:0.10〜0.30%、Si≦1%、Mn:
    0.4〜2.0%及びMo:0.1〜0.7%を含み、
    更にNb:0.01〜0.1%、Ti:0.01〜0.
    1%、V:0.05〜0.5%及びAl:0.01〜0
    .5%のうちの1種又は2種以上と、S≦0.15%、
    Pb≦0.30%、Ca≦0.0100%、Bi≦0.
    30%及びTe≦0.30%のうちの1種又は2種以上
    とを含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる鋼で
    あって、鍛造、冷却後の組織がベイナイト又はベイナイ
    ト+フェライトであることを特徴とする高強度非調質強
    靭鋼。
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