KR101850805B1 - Steel material for machine structural use reduced in thermal deformation - Google Patents

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모리히코 나카사키
야스히로 마쓰모토
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산요오도꾸슈세이꼬 가부시키가이샤
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Abstract

자동차나 산업 기계 등에 사용되는 기어나 샤프트 등의 동력 전달용 부품으로서 사용되는 기계 구조용 강으로 이루어지는, 열처리 변형이 작은 강재(鋼材)가 제공된다. 이 강재는, 질량%로, C:0.16∼0.35 %, Si:0.10∼1.50 %, Mn:0.10∼1.20 %, P:0∼0.030 %, S:0∼0.030 %, Cr:1.30∼2.50 %, Cu:0∼0.30 %, Al:0.008∼0.800 %, O:0∼0.0030 %, N:0.0020∼0.0300 %, Ni:0∼3.00 %, Mo:0∼0.50 %, Ti:0∼0.200 %, Nb:0∼0.20 %를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어진다. 강재는 460℃ 이하의 마루텐사이트 변태 개시 온도(Ms점)를 가지고, 조미니(Jominy)식 1단 담금질법에 의해 측정한 경우에, 강재의 담금질단(端)으로부터의 거리 1.5 mm에 있어서의 경도 J1.5에 대한, 강재의 담금질단으로부터의 거리 9 mm에 있어서의 경도 J9의 비(J9/J1.5)가 0.68∼0.97의 범위에 있고, 또한 경도 J1.5에 대한, 강재의 담금질단으로부터의 거리 11 mm에 있어서의 경도 J11의 비(J11/J1.5)가 0.63∼0.94의 범위에 있다.There is provided a steel material which is made of steel for machine structural use and which is used as power transmission parts for gears, shafts, etc. used in automobiles, industrial machines, etc., and which has a small heat treatment strain. This steel material contains 0.16 to 0.35% of C, 0.10 to 1.50% of Si, 0.10 to 1.20% of Mn, 0 to 0.030% of P, 0 to 0.030% of S, Ni: 0.00 to 0.0300%, Ni: 0 to 3.00%, Mo: 0 to 0.50%, Ti: 0 to 0.20%, Nb : 0 to 0.20%, and the balance Fe and inevitable impurities. The steel has a Martensenite transformation starting temperature (Ms point) of 460 DEG C or less and is measured at a distance of 1.5 mm from the quenched end of the steel material when measured by a Jominy single stage quenching method (J9 / J1.5) of the hardness J9 at a distance of 9 mm from the quenched end of the steel to the hardness J1.5 of the steel is in the range of 0.68 to 0.97, And the ratio (J11 / J1.5) of hardness J11 at a distance of 11 mm from the quenching end is in the range of 0.63 to 0.94.

Description

열처리 변형이 작은 기계 구조용 강재{STEEL MATERIAL FOR MACHINE STRUCTURAL USE REDUCED IN THERMAL DEFORMATION}[0001] STEEL MATERIAL FOR MACHINE STRUCTURAL USED REDUCED IN THERMAL DEFORMATION [0002]

본 출원은, 2011년 3월 18일자에 출원된 일본 특허 출원 2011-61209호에 따른 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체의 개시 내용이 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.The present application claims priority to Japanese Patent Application No. 2011-61209 filed on March 18, 2011, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

본 발명은, 예를 들면, 자동차나 산업 기계 등에 사용되는 기어나 샤프트 등의 동력 전달 부품으로서 사용되는 기계 구조용 강에 관한 것이며, 특히 열처리 변형이 작은 기계 구조용 강(鋼)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steel for machine structural use, which is used, for example, as a power transmission component for gears and shafts used in automobiles and industrial machines, and particularly relates to steel for machine structural use with small heat treatment deformation.

담금질 등의 열처리에 의해 발생하는 강재(鋼材)의 변형(이하 「열처리 변형」이라고 함)은, 그 변형을 교정하기 위해 제조 공정수가 증가하거나 완전히는 교정할 수 없는 경우에는 부품 불량율이 증가하거나, 또는 구동계 부품으로서 내장된 경우에 변형에 기인하여 소음이나 진동을 발생시키는 악영향이 있다. 따라서, 열처리 변형을 가능한 작게 억제하는 것이 실용상 매우 중요한 과제로 되어 있다.Deformation of a steel material (hereinafter referred to as " heat treatment deformation ") caused by heat treatment such as quenching increases the number of manufacturing steps to correct the deformation, increases the component defective ratio when the number of manufacturing steps can not be completely corrected, Or when it is incorporated as a driveline component, there is an adverse effect of generating noise or vibration due to deformation. Therefore, it is a very important problem in practice to suppress heat treatment deformation as small as possible.

종래, 전술한 열처리 변형은 강재 이외에도 부품 형상, 열처리 전 공정의 영향, 담금질유 등의 냉매의 물성값, 냉각의 불균일성과 같은 다수의 요인에 의해 영향을 받는 것으로 여겨져, 이들을 적정화함으로써 열처리 변형의 경감을 도모하고 있었다. 예를 들면, 재료 대책으로서 담금질 강재의 심부(芯部)에 연질의 페라이트 상(相)을 석출(析出)시켜 열처리 불균일을 경감하는 방법에 대하여 제안하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).Conventionally, the aforementioned heat treatment deformation is considered to be influenced by many factors other than the steel material, such as the shape of the component, the influence of the pre-heat treatment process, the property value of the coolant such as quenching oil and the unevenness of cooling. . For example, Japanese Patent Application Laid-Open (JP-A) No. 2001-348868 proposes a method for reducing non-uniform heat treatment by precipitating a soft ferrite phase on a core portion of a quenched steel material as a countermeasure against a material (for example, refer to Patent Document 1) .

또한, 냉각 방법으로부터의 접근 방식으로서 종래형의 오일 담금질이 아닌 가압 가스 냉각을 이용하는 방법을 제안하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조). 또한, 열전달율을 촉진 또는 저감하는 수단을 사용하여 피냉각물의 균일 냉각화를 도모하는 방법을 제안하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 3 참조).In addition, a method of using pressurized gas cooling instead of conventional oil quenching as an approach from the cooling method has been proposed (see, for example, Patent Document 2). Further, there is proposed a method of uniformly cooling the object to be cooled by using a means for promoting or reducing the heat transfer rate (see, for example, Patent Document 3).

그리고, 특허 문헌 3에 있어서, 열전달율을 촉진하는 수단은, 냉각이 지연되는 부위에 설치된 냉각을 촉진하는 피막재 또는 냉각이 지연되는 부위의 주위에 형성된 냉각제의 대류에 의한 것이며, 열전달율 저감 수단은, 냉각이 진행되기 쉬운 부위를 덮는 유리 섬유 또는 단열 피막재에 의해 이루어지는 것으로 기재되어 있다.In Patent Document 3, the means for promoting the heat transfer rate is due to the convection of a coating material promoting cooling provided at a portion where cooling is delayed or a coolant formed around a portion where cooling is delayed, And is made of glass fiber or heat insulating coating material covering a portion where cooling is likely to proceed.

일본 특허출원 공개번호 1997-111408호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 1997-111408 일본 특허출원 공개번호 2008-121064호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-121064 일본 특허출원 공개번호 2010-174289호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-174289

그러나, 상기에서 제안되어 있는 종래의 방법에 있어서, 특허 문헌 1의 기술에서는, 부품 내부에 강도가 낮은 연질상이 도입되고, 특허 문헌 2의 기술에서는, 열처리로 그 자체를 변경하지 않으면 안되며, 특허 문헌 3의 기술에서는, 각각의 열처리 부품에 대한 처리가 필요하게 되는 등의 이유로 인해, 반드시 범용적인 수단은 아니었다.However, in the conventional method proposed in the above, in the technique of Patent Document 1, a soft phase having a low strength is introduced into the component, and in the technique of Patent Document 2, the heat treatment furnace itself must be changed, 3 is not always a general-purpose means because of the necessity of processing for each heat-treated part.

한편, 본 발명자들은, 페라이트와 같은 연질층에 의지하지 않고 충분한 강재 강도를 확보한 후, 오일 담금질 등의 일반적인 방법 하에서 부품의 냉각이 불균일하게 되는 경우라도, 열처리 변형이 작게 억제되는 강에 대하여 연구를 거듭하였다. 그 결과, 본 발명자들은, 강철의 화학 성분, 마루텐사이트 변태 개시 온도(Ms점), 조미니(Jominy)식 1단 담금질법에 의해 측정되는 담금질성을 적절하게 제어함으로써 열처리 변형이 작게 억제되는 것을 지견하였다.On the other hand, the inventors of the present invention have found that, even after sufficient steel strength is secured without relying on a soft layer such as ferrite, even if the cooling of the parts becomes uneven under a general method such as oil quenching and the like, Respectively. As a result, the present inventors have found that the heat treatment strain is suppressed to be small by properly controlling the chemical composition of the steel, the transformation temperature of the marutensite transformation initiation temperature (Ms point), and the hardenability measured by the Jominy single stage quenching method .

따라서, 본 발명의 목적은, 자동차나 산업 기계 등에 사용되는 기어나 샤프트 등의 동력 전달용 부품으로서 사용되는 기계 구조용 강으로 이루어지는, 열처리 변형이 작은 강재를 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to provide a steel material having mechanical strength for machine structural use, which is used for power transmission parts such as gears and shafts used in automobiles, industrial machines, etc., and which has a small heat treatment deformation.

본 발명의 일태양에 의하면, 열처리 변형이 작은 기계 구조용 강재로서, 상기 강재가, 질량%로,According to one aspect of the present invention, there is provided a mechanical structure steel material having a small thermal deformation, wherein the steel material comprises, by mass%

C:0.16∼0.35 %,C: 0.16 to 0.35%

Si:0.10∼1.50 %,Si: 0.10 to 1.50%

Mn:0.10∼1.20 %,Mn: 0.10 to 1.20%

P:0∼0.030 %,P: 0 to 0.030%,

S:0∼0.030 %,S: 0 to 0.030%,

Cr:1.30∼2.50 %,Cr: 1.30 to 2.50%

Cu:0∼0.30 %,Cu: 0 to 0.30%

Al:0.008∼0.800 %,Al: 0.008 to 0.800%

O:0∼0.0030 %,O: 0 to 0.0030%,

N:0.0020∼0.0300 %N: 0.0020 to 0.0300%

Ni:0∼3.00 %,Ni: 0 to 3.00%

Mo:0∼0.50 %Mo: 0 to 0.50%

Ti:0∼0.200 %,Ti: 0 to 0.200%,

Nb:0∼0.20 %Nb: 0 to 0.20%

를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 상기 강재가, 460℃ 이하의 마루텐사이트 변태 개시 온도(Ms점)를 가지고,And the balance Fe and inevitable impurities, wherein the steel has a maltitanium transformation start temperature (Ms point) of 460 DEG C or lower,

조미니식 1단 담금질법에 의해 측정한 경우에, 상기 강재의 담금질단으로부터의 거리 1.5 mm에 있어서의 경도 J1.5에 대한, 상기 강재의 담금질단으로부터의 거리 9 mm에 있어서의 경도 J9의 비(J9/J1.5)가 0.68∼0.97의 범위에 있고, 또한 상기 강재의 담금질단으로부터의 거리 1.5 mm에 있어서의 경도 J1.5에 대한, 상기 강재의 담금질단으로부터의 거리 11 mm에 있어서의 경도 J11의 비(J11/J1.5)가 0.63∼0.94의 범위에 있는, 기계 구조용 강재가 제공된다.The hardness of the steel material at a distance of 9 mm at a distance of 9 mm from the hardened end of the steel material to the hardness J1.5 at a distance of 1.5 mm from the hardened end of the steel material, (J9 / J1.5) is in the range of 0.68 to 0.97 and the distance from the quenching end of the steel to the hardness J1.5 at a distance of 1.5 mm from the quenching end of the steel is 11 mm (J11 / J1.5) of the hardness J11 of the steel is in the range of 0.63 to 0.94.

본 발명의 바람직한 일태양에 의하면, 상기 강재는 Ni, Mo, Ti 및 Nb를 실질적으로 포함하지 않거나 또는 불가피한 불순물의 레벨로 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the steel material contains Ni, Mo, Ti and Nb at a level substantially free of or unavoidable impurities.

본 발명의 다른 바람직한 일태양에 의하면, 상기 강재는, 질량%로, Ni:0.20∼3.00 % 및 Mo:0.05∼0.50 % 중 1종 또는 2종을 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the steel material contains one or two kinds of, by mass%, 0.20 to 3.0% of Ni and 0.05 to 0.50% of Mo.

본 발명의 다른 바람직한 일태양에 의하면, 상기 강재는, 질량%로, Ti:0.020∼0.200 % 및 Nb:0.02∼0.20 % 중 1종 또는 2종을 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the steel material includes one or two of Ti: 0.020 to 0.200% and Nb: 0.02 to 0.20% in mass%.

본 발명의 다른 바람직한 일태양에 의하면, 상기 강재는, 질량%로, Ni:0.20∼3.00 % 및 Mo:0.05∼0.50 % 중 1종 또는 2종과, Ti:0.020∼0.200 % 및 Nb:0.02∼0.20 % 중 1종 또는 2종을 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the steel material comprises, in mass%, one or two of Ni: 0.20 to 3.00% and Mo: 0.05 to 0.50%, Ti: 0.020 to 0.200% and Nb: 0.20%. ≪ / RTI >

이하에서 본 발명을 구체적으로 설명한다. 특별한 명시가 없는 한, 본 명세서에 있어서 「%」는 질량%를 의미한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present specification, "% " means mass%, unless otherwise specified.

본 발명에 의한 열처리 변형이 작은 기계 구조용 강재는, 질량%로, C:0.16∼0.35 %, Si:0.10∼1.50 %, Mn:0.10∼1.20 %, P:0∼0.030 %, S:0∼0.030 %, Cr:1.30∼2.50 %, Cu:0∼0.30 %, Al:0.008∼0.800 %, O:0∼0.0030 %, N:0.0020∼0.0300 %, Ni:0∼3.00 %, Mo:0∼0.50 %, Ti:0∼0.200 %, Nb:0∼0.20 %를 포함하고(comprising), 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 것이며, 바람직하게는 이들 원소 및 불가피적 불순물로부터 실질적으로 이루어지고(consisting essentially of), 보다 바람직하게는 이들 원소 및 불가피적 불순물만으로 이루어진다(consisting of).The steel material for mechanical structural use according to the present invention is characterized by containing 0.16 to 0.35% of C, 0.10 to 1.50% of Si, 0.10 to 1.20% of Mn, 0 to 0.030% of P, 0 to 0.030% of S, Al: 0.008 to 0.800%, O: 0 to 0.0030%, N: 0.0020 to 0.0300%, Ni: 0 to 3.00%, Mo: 0 to 0.50%, Cr: 1.30 to 2.50% , Ti: 0 to 0.200%, Nb: 0 to 0.20%, the balance being Fe and inevitable impurities, and preferably consisting essentially of these elements and inevitable impurities, More preferably consisting essentially of these elements and inevitable impurities.

본 발명에 의한 강재는 C를 0.16∼0.35 %, 바람직하게는 0.20∼0.30 %, 보다 바람직하게는 0.22∼0.27 % 포함한다. C는, 기계 구조용 부품으로서 강재의 담금질 템퍼링 후의 강도 또는 침탄(浸炭) 담금질 템퍼링 후의 심부 강도를 확보하기 위해 필요한 원소이며, 또한 열처리 변형을 작게 하기 위해 소정 범위로 조정할 필요가 있다. C의 함유량이 0.16% 미만에서는 강도를 확보하지 못하고, 0.35%를 초과하면 열처리에 의한 변형이 지나치게 커진다.The steel according to the present invention contains C in an amount of 0.16 to 0.35%, preferably 0.20 to 0.30%, more preferably 0.22 to 0.27%. C is an element necessary for securing strength after quenching and tempering of steel or core strength after tempering (carburizing) quenching and tempering, and it is necessary to adjust to a predetermined range in order to reduce heat treatment deformation. If the content of C is less than 0.16%, the strength can not be secured. If the content of C is more than 0.35%, the deformation due to the heat treatment becomes too large.

본 발명에 의한 강재는 Si를 0.10∼1.50 %, 바람직하게는 0.20∼1.00 % 포함한다. Si는, 탈산에 필요한 원소이며, 또한 강에 필요한 강도, 담금질성을 부여하기 위해 유효한 원소이다. 그러나, Si의 함유량이 0.10% 미만에서는 그 효과를 얻을 수 없고, 1.50%를 초과하면 기계 가공성을 저하시킨다.The steel according to the present invention contains 0.10 to 1.50%, preferably 0.20 to 1.00% of Si. Si is an element necessary for deoxidation and is an effective element for imparting strength and hardenability required for steel. However, if the content of Si is less than 0.10%, the effect can not be obtained. If the content exceeds 1.50%, the machinability is deteriorated.

본 발명에 의한 강재는 Mn을 0.10∼1.20 %, 바람직하게는 0.20∼0.80 %, 보다 바람직하게는 0.20∼0.55 % 포함한다. Mn은, 담금질성을 확보하기 위해 필요한 원소이다. 그러나, Mn의 함유량이 0.10% 미만에서는 담금질성에 대한 효과는 충분히 얻을 수 없고, 1.20%를 초과하면 기계 가공성을 저하시킨다.The steel according to the present invention contains Mn in an amount of 0.10 to 1.20%, preferably 0.20 to 0.80%, more preferably 0.20 to 0.55%. Mn is an element necessary for securing hardenability. However, when the Mn content is less than 0.10%, the effect on the hardenability can not be sufficiently obtained, and when it exceeds 1.20%, the machinability is deteriorated.

본 발명에 의한 강재는 P를 0∼0.030 %, 전형적으로는 0 초과 0.030% 이하 포함한다. P는, 스크랩으로부터 함유되는 불가피한 원소이지만, 그 함유량이 0.030%를 초과하면 입계(粒界)에 편석(偏析)하여 충격 강도나 굴곡 강도 등의 특성을 저하시킨다.The steel according to the present invention comprises 0 to 0.030% P, typically from greater than 0 to 0.030%. P is an inevitable element contained in scrap. When the content exceeds 0.030%, segregation occurs at the grain boundaries to deteriorate characteristics such as impact strength and bending strength.

본 발명에 의한 강재는 S를 0∼0.030 %, 전형적으로는 0 초과 0.030% 이하 포함한다. S는, 피삭성(被削性)을 향상시키는 원소이지만, 그 함유량이 0.030%를 초과하면 비금속 개재물인 MnS를 생성하여 가로 방향의 인성(靭性) 및 피로 강도를 저하시킨다.The steel according to the present invention comprises 0 to 0.030%, typically 0 to 0.030%, of S by weight. S is an element that improves machinability. When the content exceeds 0.030%, MnS, which is a nonmetallic inclusion, is generated to lower the toughness and fatigue strength in the transverse direction.

본 발명에 의한 강재는 Ni를 0∼3.00 %, 바람직하게는 0.20∼3.00 % 포함한다. Ni는, 담금질성 및 인성을 향상시키는 임의 원소이며, 그 효과를 얻기 위해서는 0.20% 이상의 첨가가 바람직하다. 그러나, Ni는 3.00%를 초과하여 함유하면 가공성을 현저하게 저하시키고, 또한 비용이 상승하게 된다.The steel according to the present invention contains 0 to 3.00%, preferably 0.20 to 3.00% Ni. Ni is an optional element for improving the hardenability and toughness, and in order to obtain the effect, it is preferable to add Ni in an amount of 0.20% or more. However, when Ni is contained in an amount exceeding 3.00%, the workability is remarkably lowered and the cost is increased.

본 발명에 의한 강재는 Cr을 1.30∼2.50 %, 바람직하게는 1.50∼2.25 % 포함한다. Cr은, 담금질성을 확보하기 위해 필요한 원소이다. Cr의 함유량이 1.30% 미만에서는 담금질성에 대한 효과는 충분히 얻을 수 없고, 2.50%를 초과하면 침탄을 저해하고, 또한 기계 가공성도 저하된다.The steel according to the present invention contains Cr at 1.30 to 2.50%, preferably 1.50 to 2.25%. Cr is an element necessary for securing hardenability. If the content of Cr is less than 1.30%, the effect on the hardenability can not be sufficiently obtained. If the content of Cr is more than 2.50%, the carburization is inhibited and the machinability also deteriorates.

본 발명에 의한 강재는 Mo를 0∼0.50 %, 바람직하게는 0.05∼0.50 %포함한다.The steel according to the present invention contains 0 to 0.50%, preferably 0.05 to 0.50% Mo.

Mo는, 담금질성 및 인성을 향상시키는 임의 원소이며, 그 효과를 얻으려면 0.05% 이상의 첨가가 필요하였다.Mo is an element which improves the hardenability and toughness, and the addition of 0.05% or more is necessary to obtain the effect.

그러나, Mo는 0.50%를 초과하여 함유하면 가공성을 저하시킨다.However, when Mo is contained in an amount exceeding 0.50%, workability is deteriorated.

본 발명에 의한 강재는 Cu를 0∼0.30 %, 전형적으로는 0% 초과 0.30% 이하 포함한다.The steel according to the present invention contains 0 to 0.30%, typically 0 to 0.30%, of Cu.

Cu는, 스크랩으로부터 함유되는 불가피한 원소이지만, 시 효성을 가지고, 강도를 상승시키는 효과가 있다.Although Cu is an inevitable element contained in scrap, it has a viability and has an effect of increasing the strength.

그러나, Cu의 함유량이 0.30%를 초과하면 열간 가공성을 저하된다.However, if the content of Cu exceeds 0.30%, the hot workability deteriorates.

본 발명에 의한 강재는 Al를 0.010∼0.800%, 바람직하게는 0.014∼0.600%포함한다.The steel according to the present invention contains 0.010 to 0.800% of Al, and preferably 0.014 to 0.600% of Al.

Al는, 탈산재로서 사용되는 원소이며, 또 후술하는 바와 같이 N와 결합하여 AlN로서 석출되어 결정입자 조대화 억제 효과를 가져온다.Al is an element used as a deacidification material, and as described later, it binds with N and precipitates as AlN to give a crystal particle coarsening inhibiting effect.

이 효과를 얻기 위하여, Al는 0.010% 이상의 첨가가 필요하였다.In order to obtain this effect, it was necessary to add 0.010% or more of Al.

한편, Al를 0.800%를 초과하여 첨가하면 대형의 알루미나계 개재물을 형성하고, 피로 특성 및 가공성을 저하된다.On the other hand, when Al is added in an amount exceeding 0.800%, large alumina inclusions are formed, and fatigue characteristics and workability are deteriorated.

본 발명에 의한 강재는 O를 0∼0.0030 %, 전형적으로는 0% 초과 0.0030% 이하, 바람직하게는 0.0020% 이하 포함한다. O는, 강철 중에 불가피하게 함유되는 원소이다. 그러나, O가 0.0030%를 초과하여 함유되면 산화물의 증가에 의한 가공성이나 피로 강도의 저하를 초래한다.The steel according to the present invention contains 0 to 0.0030% O, typically greater than 0% to less than 0.0030%, preferably less than 0.0020%. O is an element inevitably contained in steel. However, when O is contained in an amount exceeding 0.0030%, the workability and fatigue strength are lowered due to the increase of the oxide.

본 발명에 의한 강재는 N을 0.0020∼0.0300 %, 바람직하게는 0.0020∼0.0200 % 포함한다. N은, 강 중에서 AlN이나 Nb 질화물로서 미세 석출하고, 결정입자 조대화(粗大化)를 방지하는 효과가 있으며, 그 효과를 얻기 위해 0.0020% 이상 첨가할 필요가 있다. 그러나, 0.0300%를 초과하면 질화물이 증가하고, 피로 강도나 가공성이 저하된다. 다만, 특히 Ti를 0.020% 이상 함유하는 강에 있어서는, TiN의 과잉 생성에 의한 피로 강도의 저하를 회피하기 위하여, N은 0.0020∼0.0100 %로 하는 것이 바람직하다.The steel material according to the present invention contains N in an amount of 0.0020 to 0.0300%, preferably 0.0020 to 0.0200%. N is fine precipitated as AlN or Nb nitride in the steel to prevent crystal grain coarsening, and it is necessary to add 0.0020% or more to obtain the effect. However, if it exceeds 0.0300%, the nitride increases and the fatigue strength and workability deteriorate. However, in a steel containing 0.020% or more of Ti in particular, it is preferable that N is 0.0020 to 0.0100% in order to avoid a decrease in fatigue strength due to the excessive production of TiN.

본 발명에 의한 강재는 Ti를 0∼0.200 % 포함하고, 바람직하게는 0.020∼0.200 % 포함한다. Ti는, 강 중의 C와 결합하여 탄화물을 미세하게 형성하고, 결정 입자의 조대화를 방지하는 효과를 가져오는 임의 원소이지만, 그 효과를 얻고자 할 경우에는, Ti를 0.020% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 한편, 0.200%를 초과하는 첨가는 기계적 가공성을 해친다.The steel according to the present invention contains 0 to 0.200% of Ti, preferably 0.020 to 0.200%. Ti is an arbitrary element that combines with C in the steel to finely form a carbide and prevent coarsening of the crystal grains. However, when it is desired to obtain the effect, Ti is preferably added in an amount of 0.020% or more Do. On the other hand, addition of more than 0.200% deteriorates the mechanical workability.

본 발명에 의한 강재는 Nb를 0∼0.20 %, 바람직하게는 0.02∼0.20 %, 보다 바람직하게는 0.02∼0.12 % 포함한다. Nb는, 탄화물 또는 질화물을 형성하고, 결정 입자의 조대화 방지 효과가 있다. 특히 강 중에 미세하게 분산된 나노 오더 사이즈의 NbC 또는 Nb(C, N)가 결정 입자의 성장을 억제한다. Nb가 0.02% 미만에서는, 그 효과는 얻을 수 없으며, 0.20%를 초과하면 석출물의 양이 과잉이 되어 가공성을 저하시킨다.The steel according to the present invention contains 0 to 0.20% Nb, preferably 0.02 to 0.20%, more preferably 0.02 to 0.12% Nb. Nb forms a carbide or nitride, and has an effect of preventing coarsening of crystal grains. In particular, NbC or Nb (C, N) of nano-order size finely dispersed in the steel suppresses the growth of crystal grains. When Nb is less than 0.02%, the effect can not be obtained, and when Nb is more than 0.20%, the amount of precipitate becomes excessive and workability is deteriorated.

본 발명에 의한 강재에 있어서는, 강재의 열처리 변형을 작게 하기 위하여, 마루텐사이트 변태 개시 온도(Ms점)를 460℃ 이하, 바람직하게는 450℃ 이하로 규제한다. Ms점을 460℃ 이하로 규제함으로써 열처리 변형을 작게 할 수 있는 이유는, 담금질했을 때, 부품의 냉각이 설사 불균일하더라도, 냉매의 냉각 성능이 높은 온도 영역에서 마루텐사이트 변태가 일어나는 것을 회피할 수 있고, 그 결과, 마루텐사이트 변태 시기가 부품의 부위에 따라 크게 어긋나는 것을 억제할 수 있기 때문이다. 그리고, 이 경우의 열처리 변형이란, 축형 부품이 굴곡되거나 기어의 톱니가 스내핑(snapping)하거나 비틀리는 것을 말한다.In the steel material according to the present invention, the marutensite transformation starting temperature (Ms point) is regulated to 460 DEG C or lower, preferably 450 DEG C or lower, in order to reduce heat treatment deformation of the steel material. The reason why the heat treatment strain can be reduced by regulating the Ms point to 460 占 폚 or less is that it is possible to avoid the occurrence of the maltotensitic transformation in the temperature region where the cooling performance of the refrigerant is high even if the components are unevenly cooled As a result, it is possible to suppress a large deviation of the marutin site transformation timing depending on the part of the component. In this case, the heat treatment deformation means that the axial part is bent or the teeth of the gears snap or twist.

본 발명에 의한 강재에 있어서는, 조미니식 1단 담금질법에 의해 측정한 경우에, 상기 강재의 담금질단으로부터의 거리 1.5 mm에 있어서의 경도 J1.5에 대한, 상기 강재의 담금질단으로부터의 거리 9 mm에 있어서의 경도 J9의 비(J9/J1.5)가 0.68∼0.97의 범위에 있고, 또한 상기 강재의 담금질단으로부터의 거리 1.5 mm에 있어서의 경도 J1.5에 대한, 상기 강재의 담금질단으로부터의 거리 11 mm에 있어서의 경도 J11의 비(J11/J1.5)가 0.63∼0.94의 범위에 있도록 한다. 이와 같은 범위 내에서 있으면, 강재의 열처리 변형을 작게 억제할 수 있다. 여기서 말하는 열처리 변형이란, 부품의 담금질 전후에 있어서의 치수(길이, 직경, 두께)의 변화이다. 그리고, 조미니 담금질성의 적절한 제어에 의해, 열처리 변형이 억제되는 메카니즘에 대해서는, 아직도 밝혀지고 있지 않지만, 강재의 담금질성이 지나치게 낮아도, 또한, 지나치게 높아도 열처리 변형이 커지게 되는 것이 본 발명자들에 의해 실험적으로 밝혀지고 있다.In the case of the steel according to the present invention, when measured by the quenching method of the mini-mill method, the distance from the quenching end of the steel material to the hardness J1.5 at a distance of 1.5 mm from the quenching end of the steel material The ratio (J9 / J1.5) of the hardness J9 at 9 mm is in the range of 0.68 to 0.97 and the hardening of the steel with respect to the hardness J1.5 at the distance of 1.5 mm from the hardened end of the steel And the ratio J11 / J1.5 of the hardness J11 at a distance of 11 mm from the edge is in the range of 0.63 to 0.94. Within this range, heat treatment deformation of the steel can be suppressed to a small extent. The heat treatment deformation referred to here is a change in dimensions (length, diameter, thickness) before and after quenching of the component. The mechanism by which the annealing deformation is suppressed by appropriate control of the joining mini-quenchability is not yet clarified. However, the inventors of the present invention have found that the quenchability of the steel is too low and the heat treatment deformation becomes large even if it is excessively high It is experimentally revealed.

전술한 바와 같은 강철 성분의 한정, Ms점의 한정, 및 조미니식 1단 담금질법에 의해 측정되는 담금질성의 한정에 의해, 강재를 부품으로 가공한 후, 부품을 경화시키기 위한 담금질나 침탄 담금질을 행한 경우의 열처리 변형을 작게 할 수 있다. 이 결과, 본 발명은, 부품의 수율의 향상, 부품의 교정 공정의 간략화나 폐기, 또는 소음 및 진동 대책을 위한 기어의 치면 연삭의 생략이 가능한, 유익한 효과를 얻을 수 있다.The quenching and carburizing quenching to harden the components after the steel is processed into parts by the limitation of the steel component as described above, the limitation of the Ms point, and the quenching property measured by the quenching- It is possible to reduce the heat treatment deformation in the case of performing the heat treatment. As a result, according to the present invention, it is possible to obtain a beneficial effect that it is possible to improve the yield of parts, to simplify and dismantle the process of calibrating parts, and to omit tooth surface grinding of gears for noise and vibration countermeasures.

[실시예][Example]

본 발명에 따른 강재를 이하의 예에 의해, 구체적으로 설명한다.The steel material according to the present invention will be described in detail with reference to the following examples.

자동차나 산업 기계 등에 사용되는 기어나 샤프트 등의 동력 전달용 부품으로서 사용되는 기계 구조용 강으로서 표 1에 나타낸 본 발명예의 No.1∼23의 성분 조성과 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 기계 구조용 강을 진공 유도 용해로에 의해 용제(溶製)하여, 100 kg의 강괴(鋼塊)를 얻었다.Mechanical steels for machine structural use, which are used as components for power transmission such as gears and shafts used in automobiles and industrial machines, are composed of the composition of Nos. 1 to 23 of the present invention shown in Table 1 and the balance Fe and unavoidable impurities (Melting) by a vacuum induction melting furnace to obtain 100 kg of steel ingots.

[표 1][Table 1]

Figure 112013084394411-pct00001
Figure 112013084394411-pct00001

상기한 본 발명예와 마찬가지로, 자동차나 산업 기계 등에 사용되는 기어나 샤프트 등의 동력 전달용 부품으로서 사용되는 기계 구조용 강으로서 표 2에 나타낸 비교예의 No.1∼16의 성분 조성과 잔부 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 강철을 진공 유도 용해로에 의해 용제하여, 100 kg의 강괴를 얻었다.As the mechanical steels for use in power transmission parts such as gears and shafts used for automobiles and industrial machines, the compositions of Nos. 1-16 of comparative examples shown in Table 2 and the balance Fe and inevitable Steel made of an impurity was dissolved by a vacuum induction melting furnace to obtain a ingot of 100 kg.

[표 2][Table 2]

Figure 112013084394411-pct00002
Figure 112013084394411-pct00002

먼저, 이들 본 발명예 및 비교예의 강괴를 1250℃에서 5시간 가열한 후, 단조(鍛造) 연신하여 직경 32 mm의 봉강(棒鋼)으로 만들었다. 다음으로, 900℃에서 1.5시간 가열 유지한 후에 공랭하는 노멀라이징(normalizing)을 행하였다. 이어서, 직경 32 mm의 봉강으로부터 직경 20 mm, 길이 200 mm의 시험편을 제작하고, 이 시험편의 측면에 깊이 5 mm, 폭 8 mm, 길이 200 mm의 홈 가공을 행하였다. 이 홈 가공에 의해 담금질 시에, 시험편 내의 부위에 따라 냉각 속도가 크게 차이가 나도록 했다. 또한, 홈 가공 후의 시험편의 길이를 측정하였다. 이어서, 이들 시험편을 930℃에서 1시간 가열한 후, 노(爐) 내에서 850℃까지 강온(降溫)하고, 또한 1시간 유지한 후, 60℃의 담금질유 중에서 담금질하였다. 담금질 후, 충분히 냉각된 시험편에 대하여, 시험편의 굴곡 및 길이를 측정하였다.First, the ingot of these inventive and comparative examples was heated at 1250 占 폚 for 5 hours, and then forged (forged) and stretched to obtain a bar steel having a diameter of 32 mm. Next, heating and holding at 900 占 폚 for 1.5 hours were followed by normalizing by air cooling. Then, a test piece having a diameter of 20 mm and a length of 200 mm was prepared from a bar having a diameter of 32 mm, and a groove having a depth of 5 mm, a width of 8 mm and a length of 200 mm was formed on the side surface of the test piece. When the quenching is performed by this groove machining, the cooling rate is greatly different depending on the portion in the test piece. Further, the length of the test piece after the groove processing was measured. Subsequently, these test pieces were heated at 930 ° C for 1 hour, then cooled down to 850 ° C in a furnace, held for 1 hour, and then quenched in a quenching oil at 60 ° C. After quenching, the sufficiently cooled specimens were measured for flexure and length.

그리고, 열처리 후의 굴곡에 대해서는, 시험편의 양단을 V블록으로 유지하고, 시험편을 1주 회전시켰을 때의 시험편의 중앙부의 원주 상의 최대 변위와 최소 변위를 다이얼 게이지로 측정하고, 최대 변위와 최소 변위의 차이를 2로 나눗셈하여 구하였다. 이 측정 시에, 시험편의 원주 상에 존재하는 홈의 바닥의 부분의 변위는 무시하였다. 또한, 치수 변화의 지표로서, 열처리 전후의 시험편의 길이의 차이를 구하고, 그 절대값을 평가했다.With respect to the bending after the heat treatment, the maximum displacement and the minimum displacement on the circumference of the central portion of the test piece when the test piece was rotated for one week while holding both ends of the test piece with the V block were measured with a dial gauge, and the maximum displacement and the minimum displacement The difference was obtained by dividing by 2. In this measurement, the displacement of the bottom part of the groove present on the circumference of the test piece was ignored. In addition, as the index of dimensional change, the difference in length of the test piece before and after the heat treatment was obtained, and the absolute value thereof was evaluated.

또한, 상기 노멀라이징 후의 직경 32 mm의 봉강으로부터 직경 3 mm, 길이 10 mm의 시험편을 추출하여, 강재의 마루텐사이트 변태 개시 온도인 Ms점을, 전자동 변태 기록 측정 장치를 사용하여 측정하였다. 여기서 말하는 Ms점은 부품의 냉각 과정을 상정한 조건 하에서 측정되는 것이며, 본 실시예에 있어서는, 상기한 직경 20 mm의 홈이 형성된 시험편의 오일 온도 60℃의 경우의 오일 담금질를 상정하여, 담금질 시의 냉각 속도를 30℃/s로서 측정하였다. 강재의 조미니식 1단 담금질법에 따른 담금질성의 측정에 대해서는, 상기 단조 및 연신한 직경 32 mm의 봉강으로부터 시험편을 제작하고, JIS G 0561에 규정된 「강철의 담금질성 시험 방법(1단 담금질 방법)」에 준한 조건 하에서 시험을 행하여 평가했다.A test piece having a diameter of 3 mm and a length of 10 mm was extracted from the bar having a diameter of 32 mm after the normalization, and the Ms point of the marutensite transformation start temperature of the steel was measured using a fully automatic transformation recording apparatus. Here, the Ms point is measured under the condition assuming the cooling process of the component. In the present embodiment, assuming oil quenching at the oil temperature of 60 DEG C of the above-mentioned test piece having grooves with a diameter of 20 mm, The cooling rate was measured at 30 캜 / s. For the measurement of the quenchability according to the quenching method according to the first-stage quenching method of steels, test pieces were prepared from the forged and elongated bar having a diameter of 32 mm and the quenchability test method of steel specified in JIS G 0561 Method) " under the following conditions.

표 3에 본 발명예의 측정된 Ms점, 조미니식 1단 담금질법으로 측정한 담금질단으로부터의, 거리 1.5 mm에 있어서의 경도의 J1.5, 거리 9 mm에 있어서의 경도의 J9 및 거리 11 mm에 있어서의 경도의 J11의 각각의 값, 또한, 구한 (J9/J1.5)의 값 및 (J11/J1.5)의 값을 나타낸다. 또한, 상기 시험편의 담금질 후에 평가한 굴곡(mm), 및 열처리 전후의 시험편의 길이의 차의 절대값(mm)을 나타내었다. 발명예의 No.1∼23 이루어지는 강재에서는, 표 3에 나타낸 바와 같이, 마루텐사이트 변태 개시 온도 즉 Ms점이 372∼442 ℃의 범위에 있으므로, 이 강재의(J9/J1.5)의 하기에 나타내는 식(1)의 값이 0.70∼0.95의 범위에 있으며, (J11/J1.5)의 하기에 나타내는 식(2)의 값이 0.65∼0.90의 범위에 있으며, 열처리 후의 굴곡은 0.10∼0.36 mm이며, 열처리 전후의 시험편의 길이의 차의 절대값은 0.01∼0.20 mm였다.Table 3 shows J1.5 of the hardness at the distance of 1.5 mm, J9 of the hardness at the distance of 9 mm, and the distance from the quenched edge measured by the coarsened mini- mm and the values of J11 / J1.5 and J11 / J1.5, respectively. In addition, the curve (mm) evaluated after quenching of the test piece and the absolute value (mm) of the difference between the lengths of the test pieces before and after the heat treatment are shown. In the steels of Nos. 1 to 23 of the Inventive Examples, as shown in Table 3, the marutensite transformation start temperature, that is, the Ms point is in the range of 372 to 442 DEG C, and therefore the (J9 / J1.5) The value of the formula (1) is in the range of 0.70 to 0.95, the value of the formula (2) shown below in the formula (J11 / J1.5) is in the range of 0.65 to 0.90 and the bending after the heat treatment is 0.10 to 0.36 mm , And the absolute value of the difference in length between the test pieces before and after the heat treatment was 0.01 to 0.20 mm.

단,only,

(J9/J1.5) = (조미니식 1단 담금질법에 의해 측정되는 담금질단으로부터의 거리 9 mm의 경도)÷(조미니식 1단 담금질법에 의해 측정되는 담금질단으로부터의 거리 1.5 mm의 경도)……(1)(J9 / J1.5) = (hardness at a distance of 9 mm from the quenched end measured by the quenching method of the Mini-type formula 1) ÷ (distance from the quenching end measured by the quenching method of the Mini-Type 1step 1.5 mm Hardness of the ...) ... (One)

(J11/J1.5) = (조미니식 1단 담금질법에 의해 측정되는 담금질단으로부터의 거리 11 mm의 경도)÷(조미니식 1단 담금질법에 의해 측정되는 담금질단으로부터의 거리 1.5 mm의 경도)……(2)(J11 / J1.5) = (hardness at a distance of 11 mm from the quenched end measured by the quenching method of the Mini-Type 1 st step) ÷ (distance from the quenched end measured by the quenching method of the mini-formula 1 Hardness of the ...) ... (2)

[표 3][Table 3]

Figure 112013084394411-pct00003
Figure 112013084394411-pct00003

마찬가지로, 표 4에 비교예의 강철의 측정된 Ms점, 조미니식 1단 담금질법에 의해 측정한 담금질단으로부터의 거리 1.5 mm에 있어서의 경도의 J1.5, 거리 9 mm에 있어서의 경도의 J9 및 거리 11 mm에 있어서의 경도의 J11인 조미니 담금질성, 또한, 구한 (J9/J1.5)의 값 및 (J11/J1.5)의 값을 나타내었다. 또한, 상기 시험편의 담금질 후의 굴곡(mm), 및 열처리 전후의 시험편의 길이의 차의 절대값(mm)을 나타내었다.Similarly, in Table 4, the measured Ms point of the steel of the comparative example, the J1.5 of the hardness at the distance of 1.5 mm from the quenched end measured by the quenching method of the JSMIN method and the hardness of J9 at the distance of 9 mm (J11 / J1.5) and (J11 / J1.5), respectively, which are the J1 / J1.5 hardness at a distance of 11 mm and the J1 mini- In addition, the curve (mm) after quenching of the test piece and the absolute value (mm) of the difference between the lengths of the test pieces before and after the heat treatment are shown.

[표 4][Table 4]

Figure 112013084394411-pct00004
Figure 112013084394411-pct00004

상기한 발명예의 No.1∼23에서는, 강재의 Fe 및 Ni, Mo를 제외한 불가피한 불순물을 제외한 조성 범위를 표 1에 나타내고, Ms점을 460℃ 이하의 372∼442 ℃로 하고, 조미니식 1단 담금질법에 의해 측정되는 담금질성을 적절하게 제어하여, 식(1)으로부터 계산된 (J9/J1.5)의 값을 0.70∼0.95의 범위, 식(2)로부터 계산된 (J11/J1.5)의 값을 0.65∼0.90의 범위로 함으로써, 열처리 후의 시험편의 굴곡을 0.10∼0.36 mm의 작은 범위 내로, 또한 열처리 전후의 시험편의 길이의 차의 절대값을 0.01∼0.20 mm의 작은 범위 내로 억제할 수 있다.In the Nos. 1 to 23 of the inventive examples, the composition ranges excluding Fe, Ni, and Mo inevitable impurities of the steel are shown in Table 1, the Ms point is set to 372 to 442 캜 at 460 캜 or lower, However, the hardenability measured by the quenching method is appropriately controlled so that the value of (J9 / J1.5) calculated from the equation (1) falls within the range of 0.70 to 0.95, and the value calculated from the equation (2) 5) is set in the range of 0.65 to 0.90, the bending of the test piece after the heat treatment is controlled within a small range of 0.10 to 0.36 mm and the absolute value of the difference in length of the test piece before and after the heat treatment is controlled within a small range of 0.01 to 0.20 mm can do.

이에 비해, 상기한 비교예의 No.1∼16의, 강재의 Fe 및 Ni, Mo를 제외한 불가피한 불순물을 제외한 조성 범위를 표 2에 나타낸 것에는, No.2, No.16의 2예를 제외한, 나머지 14예는 본 발명의 조성 범위로부터 벗어나는 것이었다. 이들 No.1∼16의 비교예의 강 중에서, 측정된 Ms점이 460℃을 초과하는 10예는, 열처리 후의 시험편의 굴곡이 0.49∼0.76 mm이며, 발명예의 강에 비해 크다. 또한, 이들 No.1∼16의 비교강 중, 조미니식 1단 담금질법에 따라 측정한 경도로부터 식(1), 및 식(2)에 의해 구해진 (J9/J1.5)가 0.68∼0.97의 범위를 벗어나고, 및 (J11/J1.5)의 값이 0.63∼0.94의 범위를 벗어난 15예는, 열처리 전후의 시험편의 길이의 차의 절대값이 0.27∼0.45 mm가 되어, 발명예의 강에 비해 크다. 따라서, 비교예 중에서 열처리 후의 시험편의 굴곡 및 열처리 전후의 시험편의 길이의 차의 절대값이 모두 본 발명예의 강과 동등한 것은 1예도 없었다.On the other hand, the composition ranges of the compositions Nos. 1 to 16 of the comparative examples, except Fe and the inevitable impurities except for Ni and Mo, are shown in Table 2, except for the two cases of No. 2 and No. 16, The remaining 14 cases were deviated from the composition range of the present invention. Of the steels of the comparative examples Nos. 1 to 16, the ten specimens having Ms points exceeding 460 占 폚 have a flexural strength of 0.49 to 0.76 mm after heat treatment, which is larger than that of the inventive steel. Of the comparative steels of Nos. 1 to 16, (J9 / J1.5) obtained by the equations (1) and (2) from the hardness measured by the quench- And the values of (J11 / J1.5) out of the range of 0.63 to 0.94 are in the range of 0.27 to 0.45 mm, the absolute value of the length difference between the specimens before and after the heat treatment is 0.27 to 0.45 mm, Respectively. Therefore, in the comparative examples, none of the absolute values of the difference in the lengths of the specimens before and after the heat treatment and the bending of the test pieces after the heat treatment were equal to those of the inventive example.

측정한 Ms점이 청구의 범위를 벗어나는 비교예의 No.1∼3, 5∼7, 9, 10, 14, 15에 비해, Ms점이 청구의 범위를 만족하는 본 발명예의 No.1∼23은, 열처리 후의 시험편의 굴곡이 작고, 열처리 변형이 억제되어 있다. 또한, (J9/J1.5)의 값 및 (J11/J1.5)의 값이 청구의 범위를 벗어나는 비교예의 No.1, 3∼16에 비해, (J9/J1.5)의 값 및 (J11/J1.5)의 값이 청구의 범위를 만족하는 발명예의 No.1∼23은, 열처리 전후의 시험편의 길이의 차의 절대값이 작고, 열처리 변형이 억제되어 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 침탄 담금질이 아닌, 담금질에 의해 열처리 변형을 평가하고 있지만, 침탄 담금질한 경우라도, 본 청구항을 만족시키는 강재의 열처리 변형이 작은 것을 확인하였다. 그리고, 본 발명예의 강재는 담금질 후에 템퍼링을 행하고 나서 사용된다.Nos. 1 to 23 of the present invention, in which the Ms point satisfies the claimed range, as compared with the Nos. 1 to 3, 5 to 7, 9, 10, 14 and 15 of the comparative examples in which the measured Ms point is outside the claimed range, The bending of the test piece after the heat treatment is small and the heat treatment deformation is suppressed. In addition, the values of (J9 / J1.5) and (J11 / J1.5) and (J9 / J1.5) J11 / J1.5) satisfies the claims, the absolute value of the difference in the lengths of the test pieces before and after the heat treatment is small and the heat treatment deformation is suppressed. In the present embodiment, heat treatment deformation is evaluated by quenching instead of carburizing quenching, but it is confirmed that the heat treatment deformation of the steel material satisfying the present invention is small even in the case of carburizing quenching. The steel material of the present invention is used after quenching and tempering.

이상, 본 발명에 있어서의 강 성분의 한정 및 마루텐사이트 변태 개시 온도인 Ms점의 한정 및 조미니식 1단 담금질법에 의해 측정되는 담금질성의 한정에 의해, 강재를 부품으로 가공한 후, 부품을 경화시키기 위한 담금질나 침탄 담금질을 행한 경우의 열처리 변형을 작게 할 수 있다. 이와 같은 본 발명에 의한 강재는, 자동차나 산업 기계 등에 사용되는 기어나 샤프트 등의 동력 전달용 부품에 적용할 수 있는 강재이다. As described above, by limiting the steel component in the present invention, limiting the Ms point, which is the start temperature of the marutensite transformation, and quenching property measured by the quenching method of the mini-mill method, It is possible to reduce the deformation of the heat treatment in the case of performing quenching or carburizing quenching for curing. The steel material according to the present invention is a steel material applicable to power transmission parts such as gears and shafts used for automobiles and industrial machines.

Claims (10)

열처리 변형이 작은 기계 구조용 강재(鋼材)로서,
상기 강재가, 질량%로,
C:0.16%∼0.35%,
Si:0.10%∼1.50%,
Mn:0.10%∼0.48%,
P:0%∼0.030%,
S:0%∼0.030%,
Cr:1.30%∼2.50%,
Cu:0%∼0.30%,
Al:0.008%∼0.800%,
O:0%∼0.0030%,
N:0.0020%∼0.0300%,
Ni:0%∼3.00%,
Mo:0%∼0.50%,
Ti:0%∼0.200%,
Nb:0%∼0.20%
를 포함하고, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고,
상기 강재가, 460℃ 이하의 마루텐사이트 변태 개시 온도(Ms점)를 가지고,
조미니(Jominy)식 1단 담금질법에 의해 측정한 경우에, 상기 강재의 담금질단(端)으로부터의 거리 1.5 mm에 있어서의 경도 J1.5에 대한, 상기 강재의 담금질단으로부터의 거리 9 mm에 있어서의 경도 J9의 비(J9/J1.5)가 0.68∼0.97의 범위에 있고, 또한 상기 강재의 담금질단으로부터의 거리 1.5 mm에 있어서의 경도 J1.5에 대한, 상기 강재의 담금질단으로부터의 거리 11 mm에 있어서의 경도 J11의 비(J11/J1.5)가 0.63∼0.94의 범위에 있는,
기계 구조용 강재.
As a steel material for mechanical structure having small heat treatment strain,
The steel material according to claim 1,
C: 0.16% to 0.35%,
Si: 0.10% to 1.50%,
Mn: 0.10% to 0.48%,
P: 0% to 0.030%,
S: 0% to 0.030%,
Cr: 1.30% to 2.50%
Cu: 0% to 0.30%,
Al: 0.008% to 0.800%,
O: 0% to 0.0030%,
N: 0.0020% to 0.0300%,
Ni: 0% to 3.00%,
Mo: 0% to 0.50%,
Ti: 0% to 0.200%,
Nb: 0% to 0.20%
And the balance Fe and unavoidable impurities,
Wherein the steel has a marutensite transformation start temperature (Ms point) of 460 DEG C or lower,
A distance from the quenched end of the steel material to a hardness J1.5 at a distance of 1.5 mm from the quenched end of the steel material when measured by a Jominy single step quenching method is 9 mm (J9 / J1.5) of the hardness J9 in the range of 0.68 to 0.97 and the hardness J1.5 at a distance of 1.5 mm from the quenched end of the steel (J11 / J1.5) of the hardness J11 at a distance of 11 mm from the center to the center is in the range of 0.63 to 0.94,
Steel for machine structural use.
제1항에 있어서,
상기 강재가, Ni, Mo, Ti, 및 Nb를 실질적으로 포함하지 않는, 기계 구조용 강재.
The method according to claim 1,
Wherein the steel material is substantially free of Ni, Mo, Ti, and Nb.
제1항에 있어서,
상기 강재가, 질량%로, Ni:0.20%∼3.00% 및 Mo:0.05%∼0.50% 중 1종 또는 2종을 포함하는, 기계 구조용 강재.
The method according to claim 1,
The steel material according to claim 1, wherein the steel material contains one or two of Ni: 0.20% to 3.00% and Mo: 0.05% to 0.50% in mass%.
제1항에 있어서,
상기 강재가, 질량%로, Ti:0.020%∼0.200% 및 Nb:0.02%∼0.20% 중 1종 또는 2종을 포함하는, 기계 구조용 강재.
The method according to claim 1,
Wherein the steel material comprises one or two of Ti: 0.020% to 0.0200% and Nb: 0.02% to 0.20% in mass%.
제1항에 있어서,
상기 강재가, 질량%로, Ni:0.20%∼3.00% 및 Mo:0.05%∼0.50% 중 1종 또는 2종과, Ti:0.020%∼0.200% 및 Nb:0.02%∼0.20% 중 1종 또는 2종을 포함하는, 기계 구조용 강재.
The method according to claim 1,
Wherein the steel material comprises one or two of Ni: 0.20% to 3.00% and Mo: 0.05% to 0.50%, Ti: 0.020% to 0.200% and Nb: 0.02% to 0.20% Steel for machine structural use, including two kinds.
제1항에 있어서,
Mn의 함량이 0.10~0.45 질량%인, 기계 구조용 강재.
The method according to claim 1,
And the content of Mn is 0.10 to 0.45 mass%.
제1항에 있어서,
Mn의 함량이 0.10~0.43 질량%인, 기계 구조용 강재.
The method according to claim 1,
And the content of Mn is 0.10 to 0.43 mass%.
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