JPS63103052A - 冷間鍛造用肌焼鋼 - Google Patents
冷間鍛造用肌焼鋼Info
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- JPS63103052A JPS63103052A JP24914486A JP24914486A JPS63103052A JP S63103052 A JPS63103052 A JP S63103052A JP 24914486 A JP24914486 A JP 24914486A JP 24914486 A JP24914486 A JP 24914486A JP S63103052 A JPS63103052 A JP S63103052A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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
（産業上の利用分野）
本発明は肌焼鋼に係り、特に冷間鍛造用素材として好適
な肌焼鋼に関するものである。 （従来の技術） 自動車、各種機械の動力伝達用部品等には、その用途上
必要とする機械的性質を得るために肌焼鋼が広く用いら
れている。これは、成形加工された前記部品に浸炭或い
は浸炭窒化等の表面硬化処理を施して、表面の強度、耐
摩耗性及び耐ピツチング性と芯部の強度及び靭性向上に
よって所要特性を得るためである。 ところで、前記部品は肌焼鋼を加工して製造されるが、
その代表的な加工法としては、熱間鍛造、冷間鍛造が一
般に知られている。熱間鍛造は成形荷重が小さく、また
変形能が優れているが、スケールの発生、脱炭及び仕上
がり精度に問題があり、一方、冷間鍛造には、成形荷重
が大きく、変形能が劣しているという問題がある。 後者の冷間鍛造においては、圧延材又は焼ならし材をそ
のまま冷間鍛造すると、成形荷重が大きく、また変形能
が低いという問題があるため１通常、炭化物を球状化さ
せて硬さを低下させる球状化焼なまし処理を施した後、
冷間鍛造を行なうが。 その後の浸炭処理において結晶粒が粗大化し易いという
問題がある。 このように結晶粒が粗大化すると、部品の機械的性質、
特に靭性や疲労強度が劣化し、また、結晶粒が部分的に
粗大化した混粒或いは異常成長が生じると前記問題に重
畳して熱処理歪が大きくなるという問題も発生する。こ
のため、浸炭処理後の結晶粒はＮα７よりも細粒にする
ことが好ましいと云われている。 （発明の目的） 本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであって、冷間鍛造による加工法において冷間
鍛造性に優れ、かつ、鍛造部品の表面硬化処理による結
晶粒の粗大化を効果的に防止でき、必要に応じて更に強
度、靭性、被削性等も向上し得る冷間鍛造用肌焼鋼を提
供することを目的とするものである。 （発明の構成） 上記目的を達成するため、本発明者は、従来の肌焼鋼を
化学成分面から再検討を加え、結晶粒の粗大化をもたら
す原因について分析し、その対策を見出すべく鋭意研究
を重ねた結果、特に適量のＮｂの添加とＮ量の規制によ
って結晶粒の粗大化を防止できるとの知見を得、更に詳
細に化学成分を検討し、ここに本発明をなしたものであ
る。 すなわち、本発明は、 Ｃ：０．１０〜０．２５ ％、
Ｓｉ≦０．１５％、Ｍｎ≦０．６％、Ｔｉ≦０．０５％
。 Ｂ：Ｏ，ＯＯＯ５〜０．００５０％、ｓｏＭＡＱ：０゜
０１５〜０．０５０％、Ｎ≦ｏ、ｏ Ｏ８％及びＮｂ：
０．０１〜０．２０％を含み、更に必要に応じてＣｒ≦
１．５％、Ｍｏ≦０．５％及びＮｉ６３％のうちの１種
又は２種以上を含み、残余が実質的にＦｅよりなること
を特徴とする冷間鍛造性と冷間鍛造後の表面硬化処理時
の耐結晶粒粗大化性に優れた冷間鍛造用肌焼鋼を要旨と
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、本発明の肌焼鋼における化学成分の限定理由を説
明する。 Ｃは部品の芯部強度を確保するために０．１０％以上必
要であるが、多すぎると冷間鍛造性を劣化させるので、
０．２５％を上限とする。 Ｓｉは脱酸のために必要とするが、０．１５％を超える
と鍛造時に割れ等が発生して冷間鍛造性を劣化するので
、０．１５％以下とする。 ＭｎはＳＬと同様、脱酸作用元素として添加するが、多
すぎると冷間鍛造性の劣化をもたらすので。 ０．６％以下とする。 Ｂは焼入性を向上すると共に芯部強度を増大する元素で
あり、そのためには０．０００５％以上を必要とするが
、多すぎると靭性の劣化をもたらすので、０．００５０
％を上限とする。 Ｔｉは鋼中のＮをＴｉＮで固定してＢＮの生成を阻止す
るため上記、Ｂ添加による焼入性向上を安定化させる作
用があるが、多すぎると靭性や冷間鍛造性の劣化をもた
らすので、０．０５％以下で添加する。 ｓｏΩＡＱは脱酸のために０．０１５％以上必要である
が、多すぎるとＡＱＮが局部的に凝集し、混粒又は異常
成長が発生し易くなるので、結晶粒の粗大化を防止する
ために０．０５０％を上限とする。 Ｎは低いほどよく、多いと５ｏＱＡＱと結合してＡＱＮ
を生成し、ＡＱＮの凝集により結晶粒が異常成長するの
で、これを防止するために０．００８％以下に規制する
必要がある。 Ｎｂは冷間鍛造後に行なう浸炭、浸炭窒化等の表面硬化
処理時に結晶粒が粗大化するのを防止するのに有効な元
素であり、そのためには０．０１％以上を添加する必要
がある。しかし、多すぎると冷間鍛造性を劣化させるの
で、上限を０．２０％とする。 上記の必須成分のほか、以下に示す元素を必要に応じて
添加することができる。 Ｎ ｌｌ−Ｃｒ −Ｍ ｏは強度を向上させる元素であ
り、添加するときはそれらの１種又は２種以上をＮｉ５
３％、Ｃｒ≦１．５％、Ｍｏ≦０．５％の範囲で添加す
る。各元素とも上限を超えて多量に添加すると冷間鍛造
性の劣化を招くと共にコスト高をもたらすので好ましく
ない。 上記化学成分を有する肌焼鋼は、鋼塊或いは鋳片として
冷間鍛造に供された後、浸炭、浸炭窒化等の表面硬化処
理が施されるが、冷間鍛造性に優れ、しかも表面硬化処
理で結晶粒は粗大化せず、混粒がなく、整細粒の組織を
得ることができる。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表に示す化学成分（ｗｔ％）の各種肌焼鋼を５０ｋ
ｇ真空溶解炉で溶製し、それぞれ５０ｋｇｍ塊とした後
、１２００℃で３２１１ＩＩｌφ×１０１００Ｏ＋の丸
棒に鍛伸した。鍛伸後、３２ＩＩＩＩｌφＸ１００＋ａ
ｍに切り出し、これを７６０℃Ｘ８ｈｒの加熱後、３０
℃／ｈｒの冷却速度で冷却する球状化焼なまし処理を施
し、供試材とした。 これらの供試材について、まず単純圧縮試験により割れ
が発生するまでの限界圧縮率を求めた。 その結果を第２表に示す。 また上記圧縮試験片についてオーステナイト結晶粒粗大
化温度を測定した。この測定では、冷間鍛造後の浸炭処
理温度域８５０〜１０５０℃に０．５ｈｒ保持して水冷
し、オーステナイト結晶粒度Ｎα５以下の粗粒が観察さ
れ始めた温度をオーステナイト結晶粒粗大化温度とした
。その結果を第３表に示す。
な肌焼鋼に関するものである。 （従来の技術） 自動車、各種機械の動力伝達用部品等には、その用途上
必要とする機械的性質を得るために肌焼鋼が広く用いら
れている。これは、成形加工された前記部品に浸炭或い
は浸炭窒化等の表面硬化処理を施して、表面の強度、耐
摩耗性及び耐ピツチング性と芯部の強度及び靭性向上に
よって所要特性を得るためである。 ところで、前記部品は肌焼鋼を加工して製造されるが、
その代表的な加工法としては、熱間鍛造、冷間鍛造が一
般に知られている。熱間鍛造は成形荷重が小さく、また
変形能が優れているが、スケールの発生、脱炭及び仕上
がり精度に問題があり、一方、冷間鍛造には、成形荷重
が大きく、変形能が劣しているという問題がある。 後者の冷間鍛造においては、圧延材又は焼ならし材をそ
のまま冷間鍛造すると、成形荷重が大きく、また変形能
が低いという問題があるため１通常、炭化物を球状化さ
せて硬さを低下させる球状化焼なまし処理を施した後、
冷間鍛造を行なうが。 その後の浸炭処理において結晶粒が粗大化し易いという
問題がある。 このように結晶粒が粗大化すると、部品の機械的性質、
特に靭性や疲労強度が劣化し、また、結晶粒が部分的に
粗大化した混粒或いは異常成長が生じると前記問題に重
畳して熱処理歪が大きくなるという問題も発生する。こ
のため、浸炭処理後の結晶粒はＮα７よりも細粒にする
ことが好ましいと云われている。 （発明の目的） 本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであって、冷間鍛造による加工法において冷間
鍛造性に優れ、かつ、鍛造部品の表面硬化処理による結
晶粒の粗大化を効果的に防止でき、必要に応じて更に強
度、靭性、被削性等も向上し得る冷間鍛造用肌焼鋼を提
供することを目的とするものである。 （発明の構成） 上記目的を達成するため、本発明者は、従来の肌焼鋼を
化学成分面から再検討を加え、結晶粒の粗大化をもたら
す原因について分析し、その対策を見出すべく鋭意研究
を重ねた結果、特に適量のＮｂの添加とＮ量の規制によ
って結晶粒の粗大化を防止できるとの知見を得、更に詳
細に化学成分を検討し、ここに本発明をなしたものであ
る。 すなわち、本発明は、 Ｃ：０．１０〜０．２５ ％、
Ｓｉ≦０．１５％、Ｍｎ≦０．６％、Ｔｉ≦０．０５％
。 Ｂ：Ｏ，ＯＯＯ５〜０．００５０％、ｓｏＭＡＱ：０゜
０１５〜０．０５０％、Ｎ≦ｏ、ｏ Ｏ８％及びＮｂ：
０．０１〜０．２０％を含み、更に必要に応じてＣｒ≦
１．５％、Ｍｏ≦０．５％及びＮｉ６３％のうちの１種
又は２種以上を含み、残余が実質的にＦｅよりなること
を特徴とする冷間鍛造性と冷間鍛造後の表面硬化処理時
の耐結晶粒粗大化性に優れた冷間鍛造用肌焼鋼を要旨と
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、本発明の肌焼鋼における化学成分の限定理由を説
明する。 Ｃは部品の芯部強度を確保するために０．１０％以上必
要であるが、多すぎると冷間鍛造性を劣化させるので、
０．２５％を上限とする。 Ｓｉは脱酸のために必要とするが、０．１５％を超える
と鍛造時に割れ等が発生して冷間鍛造性を劣化するので
、０．１５％以下とする。 ＭｎはＳＬと同様、脱酸作用元素として添加するが、多
すぎると冷間鍛造性の劣化をもたらすので。 ０．６％以下とする。 Ｂは焼入性を向上すると共に芯部強度を増大する元素で
あり、そのためには０．０００５％以上を必要とするが
、多すぎると靭性の劣化をもたらすので、０．００５０
％を上限とする。 Ｔｉは鋼中のＮをＴｉＮで固定してＢＮの生成を阻止す
るため上記、Ｂ添加による焼入性向上を安定化させる作
用があるが、多すぎると靭性や冷間鍛造性の劣化をもた
らすので、０．０５％以下で添加する。 ｓｏΩＡＱは脱酸のために０．０１５％以上必要である
が、多すぎるとＡＱＮが局部的に凝集し、混粒又は異常
成長が発生し易くなるので、結晶粒の粗大化を防止する
ために０．０５０％を上限とする。 Ｎは低いほどよく、多いと５ｏＱＡＱと結合してＡＱＮ
を生成し、ＡＱＮの凝集により結晶粒が異常成長するの
で、これを防止するために０．００８％以下に規制する
必要がある。 Ｎｂは冷間鍛造後に行なう浸炭、浸炭窒化等の表面硬化
処理時に結晶粒が粗大化するのを防止するのに有効な元
素であり、そのためには０．０１％以上を添加する必要
がある。しかし、多すぎると冷間鍛造性を劣化させるの
で、上限を０．２０％とする。 上記の必須成分のほか、以下に示す元素を必要に応じて
添加することができる。 Ｎ ｌｌ−Ｃｒ −Ｍ ｏは強度を向上させる元素であ
り、添加するときはそれらの１種又は２種以上をＮｉ５
３％、Ｃｒ≦１．５％、Ｍｏ≦０．５％の範囲で添加す
る。各元素とも上限を超えて多量に添加すると冷間鍛造
性の劣化を招くと共にコスト高をもたらすので好ましく
ない。 上記化学成分を有する肌焼鋼は、鋼塊或いは鋳片として
冷間鍛造に供された後、浸炭、浸炭窒化等の表面硬化処
理が施されるが、冷間鍛造性に優れ、しかも表面硬化処
理で結晶粒は粗大化せず、混粒がなく、整細粒の組織を
得ることができる。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） 第１表に示す化学成分（ｗｔ％）の各種肌焼鋼を５０ｋ
ｇ真空溶解炉で溶製し、それぞれ５０ｋｇｍ塊とした後
、１２００℃で３２１１ＩＩｌφ×１０１００Ｏ＋の丸
棒に鍛伸した。鍛伸後、３２ＩＩＩＩｌφＸ１００＋ａ
ｍに切り出し、これを７６０℃Ｘ８ｈｒの加熱後、３０
℃／ｈｒの冷却速度で冷却する球状化焼なまし処理を施
し、供試材とした。 これらの供試材について、まず単純圧縮試験により割れ
が発生するまでの限界圧縮率を求めた。 その結果を第２表に示す。 また上記圧縮試験片についてオーステナイト結晶粒粗大
化温度を測定した。この測定では、冷間鍛造後の浸炭処
理温度域８５０〜１０５０℃に０．５ｈｒ保持して水冷
し、オーステナイト結晶粒度Ｎα５以下の粗粒が観察さ
れ始めた温度をオーステナイト結晶粒粗大化温度とした
。その結果を第３表に示す。
第２表から明らかなように、比較例の肌焼鋼は限界圧縮
率が低いのに対し１本発明例の肌焼鋼はいずれも８０％
を超える値を示し、良好な冷間鍛造性を示した。 また、第３表に示す如く、オーステナイト結晶粒粗大化
温度についても、本発明例の肌焼鋼はいずれも９７５℃
を超える温度を示し、耐結晶粒粗大化性に優れている。 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、冷間鍛造による
加工法において割れ等の欠陥が発生せず。 鍛造後の表面硬化処理でも結晶粒の粗大化を極めて効果
的に防止することができるので、従来のような冷間鍛造
材に生ずる部品の機械的性質の劣化。 熱処理歪等の問題を解消することができ、更に必要に応
じて強度、靭性の向上も可能である。
率が低いのに対し１本発明例の肌焼鋼はいずれも８０％
を超える値を示し、良好な冷間鍛造性を示した。 また、第３表に示す如く、オーステナイト結晶粒粗大化
温度についても、本発明例の肌焼鋼はいずれも９７５℃
を超える温度を示し、耐結晶粒粗大化性に優れている。 （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、冷間鍛造による
加工法において割れ等の欠陥が発生せず。 鍛造後の表面硬化処理でも結晶粒の粗大化を極めて効果
的に防止することができるので、従来のような冷間鍛造
材に生ずる部品の機械的性質の劣化。 熱処理歪等の問題を解消することができ、更に必要に応
じて強度、靭性の向上も可能である。
Claims (2)
- （１）重量％で（以下、同じ）、Ｃ：０．１０〜０． ２５％、Ｓｉ≦０．１５％、Ｍｎ≦０．６％、Ｔｉ≦０
．０５％、Ｂ：０．０００５〜０．００５０％、ｓｏｌ
Ａｌ：０．０１５〜０．０５０％、Ｎ≦０．００８％及
びＮｂ：０．０１〜０．２０％を含み、残余が実質的に
Ｆｅよりなることを特徴とする冷間鍛造性と冷間鍛造後
の表面硬化処理時の耐結晶粒粗大化性に優れた冷間鍛造
用肌焼鋼。 - （２）Ｃ：０．１０〜０．２５％、Ｓｉ≦０．１５％、
Ｍｎ≦０．６％、Ｔｉ≦０．０５％、Ｂ：０．０００５
〜０．００５０％、ｓｏｌＡｌ：０．０１５〜０．０５
０％、Ｎ≦０．００８％及びＮｂ：０．０１〜０．２０
％を含み、更にＣｒ≦１．５％、Ｍｏ≦０．５％及びＮ
ｉ≦３％のうちの１種又は２種以上を含み、残余が実質
的にＦｅからなることを特徴とする冷間鍛造性と冷間鍛
造後の表面硬化処理時の耐結品粒粗大化性に優れた冷間
鍛造用肌焼鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61249144A JPH0765140B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 冷間鍛造用肌焼鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61249144A JPH0765140B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 冷間鍛造用肌焼鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63103052A true JPS63103052A (ja) | 1988-05-07 |
| JPH0765140B2 JPH0765140B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=17188575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61249144A Expired - Lifetime JPH0765140B2 (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 冷間鍛造用肌焼鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765140B2 (ja) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPH02259012A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-19 | Nippon Steel Corp | 高疲労強度肌焼き品の製造方法 |
| JP2008081841A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-04-10 | Kobe Steel Ltd | 冷間鍛造性および結晶粒粗大化防止特性に優れた肌焼鋼およびそれから得られる機械部品 |
| JP2016141821A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 大同特殊鋼株式会社 | 冷間鍛造性及び耐結晶粒粗大化特性に優れた鋼材の軟化熱処理方法 |
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| JPS4963615A (ja) * | 1972-10-23 | 1974-06-20 | ||
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| JPS58117856A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-07-13 | Daido Steel Co Ltd | 高強度ボルト用鋼 |
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-
1986
- 1986-10-20 JP JP61249144A patent/JPH0765140B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2016141821A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-08 | 大同特殊鋼株式会社 | 冷間鍛造性及び耐結晶粒粗大化特性に優れた鋼材の軟化熱処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0765140B2 (ja) | 1995-07-12 |
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