JP6593111B2 - Zr含有鍛造用鋼材 - Google Patents
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ことを特徴とするZr含有鍛造用鋼材。
4.5×(%CaO)+(%ZrO2)≧135 ・・・(1)
ここで、(%Al2O3):Al2O3の質量%
(%CaO) :CaOの質量%
(%ZrO2) :ZrO2の質量%
成分組成が、質量%で、C:0.20〜0.60%、Si:0.15〜2.50%、Mn:0.20〜2.00%、P:0.010〜0.150%、S:0.040〜0.150%、V:0.10〜0.50%、Al:0.001〜0.010%、Zr:0.0005〜0.0050%、Ca:0.0004〜0.0050%、N:0.002〜0.020%を含み、O:0.0035%以下に制限し、残部がFe及び不可避的不純物よりなり、鋼材中に含まれる、圧延方向に垂直な幅が5μm以上の酸化物系介在物であって、(%Al2O3)+(%CaO)+(%ZrO2)=100%(%は質量%)と規格化したとき、下記(1)式を満足する酸化物系介在物の個数が、個数比率で合計20%以上である
ことを特徴とする。
4.5×(%CaO)+(%ZrO2)≧135 ・・・(1)
ここで、(%Al2O3):Al2O3の質量%
(%CaO) :CaOの質量%
(%ZrO2) :ZrO2の質量%
(b)溶鋼中介在物は、連続鋳造ノズルに付着した付着物とほぼ同じである。即ち、連続鋳造ノズルの閉塞の原因は、溶鋼中に存在する介在物である。
4.5×(%CaO)+(%ZrO2)≧135 ・・・(1)
(%CaO) :CaOの質量%
(%ZrO2):ZrO2の質量%
Cは、部品の引張強度を確保し、かつ、延性と靭性の低いパーライト組織の分率を高めて、破断分離性の向上に寄与する元素である。0.20%未満では、添加効果が十分に得られないので、Cは0.20%以上とする。好ましくは0.25%以上である。
Siは、固溶強化によってフェライトを強化し、延性と靭性を低下させて、破断分離性の向上に寄与する元素である。0.15%未満では、添加効果が十分に得られないので、Siは0.15%以上とする。好ましくは0.30%以上である。
Mnは、固溶強化によってフェライトを強化し、延性と靭性を低下させて、破断分離性の向上に寄与する元素である。0.20%未満では、添加効果が十分に得られないので、Mnは0.20%以上とする。好ましくは0.30%以上である。
Pは、フェライト及びパーライトの延性と靭性を低下させて、破断分離性の向上に寄与する元素である。0.010%未満では、添加効果が十分に得られないので、Pは0.010%以上とする。好ましくは0.015%以上である。
Sは、Mnと結合してMnS(MnS系介在物)を形成し、被削性の向上に寄与する元素である。また、Sは、微量のZr及びCaを添加し、Al添加量を制限した場合、破断分割時に亀裂の伝播経路となるアスペクト比が小さいMnS系介在物を、鋼中に、多量に微細分散させて、破断分離性の向上に寄与する元素である。
Vは、熱間鍛造後の冷却時に、主に、炭化物や炭窒化物を形成して、析出強化によりフェライトを強化し、延性と靭性を低下させて、破断分離性の向上と、降伏比の向上に寄与する元素である。0.10%未満では、添加効果が十分に得られないので、Vは0.10%以上とする。好ましくは0.30%以上である。
Zr:0.0005〜0.0050%
Ca:0.0004〜0.0050%
Al、Zr、及び、Caの添加量を同時に制御して、介在物組成を所定の範囲に制御する。加えて、アスペクト比が小さいMnS系介在物を、鋼中に、多量に微細分散させることができる。MnS系介在物は、破断分割時に、亀裂の伝播経路となるので、破断分離性を高める作用をなす。
Nは、熱間鍛造後の冷却時に、フェライトの変態核として機能するV窒化物や、V炭窒化物を形成してフェライト変態を促進し、破断分離性を大幅に損なうベイナイト組織の生成を抑制する作用をなす元素である。好ましくは0.005%以上である。より好ましくは0.008%以上である。
Oは、本発明鋼材中に過剰に存在すると、介在物の組成制御を困難にする元素である。0.0035%を超えると、介在物の組成制御が著しく困難となるので、Oは0.0035%以下に制限する。好ましくは0.0030%以下、より好ましくは0.0025%以下である。
Crは、Mnと同様に、固溶強化によってフェライトを強化し、延性と靭性を低下させて、破断分離性の向上に寄与する元素である。0.05%未満では、添加効果が十分に得られないので、Crは0.05%以上とする。好ましくは0.10%以上である。
Nbは、熱間鍛造後の冷却時に、主に、炭化物や炭窒化物を形成し、析出強化によりフェライトを強化して、延性と靭性を低下させて、破断分離性の向上に寄与する元素である。0.005%未満では、添加効果が十分に得られないので、Nbは0.005%以上とする。好ましくは0.010%以上である。
Tiは、熱間鍛造後の冷却時に、主に、炭化物や炭窒化物を形成し、析出強化によりフェライトを強化して、延性と靭性を低下させて、破断分離性の向上に寄与する元素である。0.005%未満では、添加効果が十分に得られないので、Tiは0.005%以上とする。好ましくは0.010%以上である。
Mgは、脱酸元素であり、MnS系介在物の晶出、析出核となり、MnS系介在物を均一に微細分散させ、異方性を改善する作用をなすMg酸化物を形成する元素である。また、Mgは、MnS系介在物に固溶して複合硫化物を形成し、その変形能を低下させて、圧延時や熱間鍛造時のMnS系介在物の延伸を抑制する作用をなす元素である。
容量300トンの転炉で一次精錬した溶鋼を取鍋に出鋼する際、金属Alを添加してAl脱酸を実施した。次に、取鍋加熱式精錬装置とRH式脱ガス精錬装置を用いて、脱ガス処理と成分調整を実施した。その後、溶鋼に、Fe−Zr合金を用いてZrを添加した。Zr添加後、均一混合時間以上の時間をかけて撹拌を行い、介在物の除去を進めた。
Claims (3)
- 成分組成が、質量%で、C:0.20〜0.60%、Si:0.15〜2.50%、Mn:0.20〜2.00%、P:0.010〜0.150%、S:0.040〜0.150%、V:0.10〜0.50%、Al:0.001〜0.010%、Zr:0.0005〜0.0050%、Ca:0.0004〜0.0050%、N:0.002〜0.020%を含み、O:0.0035%以下に制限し、残部がFe及び不可避的不純物からなり、鋼材中に含まれる、圧延方向に垂直な幅が5μm以上の酸化物系介在物であって、(%Al2O3)+(%CaO)+(%ZrO2)=100%(%は質量%)と規格化したとき、(%Al 2 O 3 )が9%以上、(%CaO)が14%以上、かつ(%ZrO 2 )が5%以上であり、下記(1)式を満足する酸化物系介在物の個数が、個数比率で合計20%以上である
ことを特徴とするZr含有鍛造用鋼材。
4.5×(%CaO)+(%ZrO2)≧135 ・・・(1)
ここで、(%Al2O3):Al2O3の質量%
(%CaO) :CaOの質量%
(%ZrO2) :ZrO2の質量% - 前記成分組成が、更に、質量%で、Cr:0.05〜2.00%、Nb:0.005〜0.050%、Ti:0.005〜0.050%の1種又は2種以上を含むことを特徴とする請求項1に記載のZr含有鍛造用鋼材。
- 前記成分組成が、更に、質量%で、Mg:0.0005〜0.0050%を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のZr含有鍛造用鋼材。
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JP2015217878A JP6593111B2 (ja) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Zr含有鍛造用鋼材 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015217878A JP6593111B2 (ja) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Zr含有鍛造用鋼材 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2015217878A Active JP6593111B2 (ja) | 2015-11-05 | 2015-11-05 | Zr含有鍛造用鋼材 |
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Country | Link |
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