JP2009074151A - 転がり疲労寿命に優れた鋼の製造方法 - Google Patents
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- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
【解決手段】 アーク溶解炉または転炉にて製造された溶鋼を取鍋精錬炉にて精錬し、脱ガスを行った後、鋳造して鋳塊を製造する鋼の製造工程において、機械部品に使用する際の鋼の表面硬さが58HRC以上であり、かつ、質量割合で、Oが20ppm以下、Alが0.010%未満を満足する機械構造用鋼の製造方法であって、溶鋼を精錬する際にAl以外でかつSiを含有する脱酸剤によって脱酸を行い、次いで溶鋼中の酸素量が30ppm以下となった時点で、溶鋼中のAlが0.010%未満を満足するAl量を含有する脱酸剤で脱酸することにより転がり疲労寿命に優れた機械用部品に使用の鋼の製造方法。
【選択図】 なし
Description
最大介在物径=(縦×横)1/2
Oは鋼中に残存して、軸受転走中に、はく離の起点となる酸化物系介在物を形成するので、可能な限り低い方が望ましい。望ましくは15ppm以下、より望ましくは10ppm以下である。本発明では、15μm以上の大きさを有するAl2O3系の介在物の生成を可能な限り避ける必要がある。そのためには、転炉または電気炉による酸化精錬後の脱酸工程において、極めて強い脱酸力を有するAlを可能な限り投入せずに、SiやMnなどをそれらの合金形状は問わないで添加して脱酸を行う必要がある。その場合には、Alを投入した脱酸に比べてOは高くなる。しかし、20ppm以下、望ましくは15ppm以下、より望ましくは10ppm以下、であれば、本発明の効果は得られる。
従来のAlを投入した脱酸工程を経た場合の、鋼中のAl量は0.015〜0.025%程度である。この程度のAl量を含有する場合、Al2O3を多量に含む酸化物となり易い。そのため、出来るだけAlは少ない方が望ましく、0.010%未満が望ましい。また、脱酸工程にてAlを投入することなくその他の脱酸合金により脱酸を行っても、スクラップといった原材料やスラグおよび炉材からAlが混入する場合がある。Alが混入したとしても、脱酸合金にAlを使用しなければ、Alで0.008%未満は容易に達成することができる。かつ、本発明の請求項2の手段のとおり、SiO2を30%以上とした酸化物系非金属介在物の組成を容易に得ることができる。一方でAlの混入を防止するために、原材料や炉材質を厳選した場合には、製造原価の高騰を招く。
酸化物系非金属介在物組成のうち、SiO2が30%未満であれば、母相と酸化物系非金属介在物の界面に空洞が生成し、転がりにおける短寿命はく離を招き易くなる。特に、Al2O3やCaOが増えれば、増えるほど短寿命はく離が顕著になる。さらに、鋼中にAlを含有する場合には、たとえ僅かな含有量であっても、Al2O3の標準自由エネルギーが他の酸化物に比べて低いため、Al2O3系酸化物の生成は不可避である。しかしながら、Alの含有量が本発明の範囲内であれば、生成するAl2O3系酸化物は小さい。また、その大きさが20μm以下であれば、従来から知られているように転がり疲労に対する有害度は小さい。
鋼中にAl2O3、CaO−Al2O3やMgO−Al2O3といったAl2O3系の非金属介在物が主体である鋼であれば、20μm以上の大型の酸化物系非金属介在物を極めて少なくすることが重要であるが、15μm以上の介在物径を有する酸化物系非金属介在物の組成がSiO2が30%以上であれば、母相と酸化物系非金属介在物の界面に空洞が生成しないため、転がりにおける短寿命はく離を抑制することができる。ただし、それでも最大介在物径が70μmを超える場合には、短寿命はく離を招きかねない。
Claims (3)
- アーク溶解炉または転炉にて製造された溶鋼を取鍋精錬炉にて精錬し、脱ガスを行った後、鋳造して鋳塊を製造する鋼の製造工程において、機械部品に使用する際の鋼の表面硬さが58HRC以上であり、かつ、質量割合で、Oが20ppm以下、Alが0.010%未満を満足する機械構造用鋼の製造方法であって、溶鋼を精錬する際にAl以外でかつSiを含有する脱酸剤によって脱酸を行い、次いで溶鋼中の溶存酸素量が30ppm以下となった時点で、溶鋼中のAlが0.010%未満を満足するAl量を含有する脱酸剤により脱酸することを特徴とする転がり疲労寿命に優れた機械用部品に使用される鋼の製造方法。
- 請求項1に記載の鋼の製造方法において、鋳造または造塊後の鋼中に存在する検鏡面積3,000mm2中に存在する下記の式で示す最大介在物径を有する酸化物系非金属介在物および15μm以上の介在物径を有する全ての酸化物系非金属介在物の組成が質量割合でSiO2を30%以上に制御することを特徴とする転がり疲労寿命に優れた機械用部品に使用される鋼の製造方法。
最大介在物径=(縦×横)1/2 - 鋼中に存在する酸化物系非金属介在物の内、検鏡面積3,000mm2中に存在する最大介在物径が70μm以下であることを特徴とする請求項2記載の転がり疲労寿命に優れた機械用部品に使用される鋼の製造方法。
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