JP6916909B2 - 鋼製部品の製造方法及び対応する鋼製部品 - Google Patents
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Description
−鋼を鋳造して半製品を得る工程であって、前記鋼は、
0.10重量%≦C≦0.35重量%
0.8重量%≦Si≦2.0重量%
1.8重量%≦Mn≦2.5重量%
P≦0.1重量%
0重量%≦S≦0.4重量%
0重量%≦Al≦1.0重量%
N≦0.015重量%
0重量%≦Mo≦0.4重量%
0.02重量%≦Nb≦0.08重量%
0.02重量%≦Ti≦0.05重量%
0.001重量%≦B≦0.005重量%
0.5重量%≦Cr≦1.8重量%
0重量%≦V≦0.5重量%
0重量%≦Ni≦0.5重量%
を含み、残部はFe及び製錬に起因する不可避的不純物である組成を有する工程、
−半製品を1000℃を超える熱間圧延開始温度で熱間圧延し、それによって得られた製品を室温まで空冷によって冷却することにより熱間圧延鋼製部品を得る工程であって、前記熱間圧延鋼製部品は、室温への空冷後、表面比率で、70%〜90%のベイナイト、5%〜25%のM/A化合物、及び最大で25%のマルテンサイトからなる微細構造を有し、ベイナイト及びM/A化合物は、鋼中の残留オーステナイトの総含有量が5%〜25%となるように残留オーステナイトを含有し、残留オーステナイトの炭素含有量は0.8重量%〜1.5重量%である工程、を含む鋼製部品の製造方法に関する。
−方法は、熱間圧延前に半製品を1000℃〜1250℃の温度に再加熱する工程をさらに含み、熱間圧延は再加熱された半製品に対して実行される;
−鋼は、0.9重量%〜2.0重量%のシリコン、より詳しくは1.0重量%〜2.0重量%のシリコン、さらにより詳しくは1.1重量%〜2.0重量%のシリコン、及びさらにより詳しくは1.2重量%〜2.0重量%のシリコンを含む;
−鋼は、1.8重量%〜2.2重量%のマンガンを含む;
−鋼は、0重量%〜0.030重量%のアルミニウムを含む;
−鋼は、0.05重量%〜0.2重量%のモリブデンを含む;
−チタン及び窒素の含有量は、Ti≧3.5×Nとなる;
−鋼は、0.5重量%〜1.5重量%のクロムを含む;
−熱間圧延後、熱間圧延鋼製部品は室温まで冷却され、冷却は、好ましくは空冷、特に自然空冷又は制御パルス空冷により実施される;
−室温までの冷却後、熱間圧延鋼製部品を冷間成形、特に冷間プレス成形することで熱間圧延異形鋼製部品が得られる、
−方法は、熱間圧延工程後、前記熱間圧延鋼製部品を鋼のAc3温度以上の熱処理温度に10分〜120分間加熱する工程に続いて、前記熱処理温度から室温まで冷却して熱間圧延及び熱処理された鋼製部品を得る工程をさらに含む;
−前記冷却は空冷、特に自然空冷又は制御パルス空冷である;
−熱間圧延鋼製部品を熱処理温度まで加熱する工程と室温まで冷却する工程との間で、熱間圧延鋼製部品は熱間成形、特に熱間プレス成形され、熱間圧延及び熱処理された鋼製部品は、熱間圧延され、熱処理された異形鋼製部品である;
−熱処理温度から室温への冷却後、熱間圧延及び熱処理された鋼製部品は、冷間成形、特に冷間プレス成形され、熱間圧延及び熱処理された異形鋼製部品が得られる。
0.10重量%≦C≦0.35重量%
0.8重量%≦Si≦2.0重量%
1.8重量%≦Mn≦2.5重量%
P≦0.1重量%
0重量%≦S≦0.4重量%
0重量%≦Al≦1.0重量%
N≦0.015重量%
0重量%≦Mo≦0.4重量%
0.02重量%≦Nb≦0.08重量%
0.02重量%≦Ti≦0.05重量%
0.001重量%≦B≦0.005重量%
0.5重量%≦Cr≦1.8重量%
0重量%≦V≦0.5重量%
0重量%≦Ni≦0.5重量%
を含み、残部はFe及び製錬に起因する不可避的不純物である組成を有する熱間圧延鋼製部品に関し、
熱間圧延鋼製部品は、表面比率で、70%〜90%のベイナイト、5%〜25%のM/A化合物、及び最大で25%のマルテンサイトからなる微細構造を有し、ベイナイト及びM/A化合物は、鋼中の残留オーステナイトの総含有量が5%〜25になるように残留オーステナイトを含有し、残留オーステナイトの炭素含有量は0.8重量%〜1.5重量%である。
−前記熱間圧延鋼製部品は、750MPa以上の降伏強度(YS)、1000MPa以上の引張強度(TS)、及び10%以上の伸び(EI)を有する;
−熱間圧延鋼製部品は、25〜100mmの直径を有するソリッドバーである;
−熱間圧延鋼製部品は、5〜35mmの直径を有するワイヤである。
0.10重量%≦C≦0.35重量%、及びより詳しくは0.15重量%≦C≦0.30重量%、
0.8重量%≦Si≦2.0重量%、及び好ましくは1.2重量%≦Si≦1.5重量%、
1.8重量%≦Mn≦2.5重量%、及び好ましくは1.8重量%≦Mn≦2.2重量%、
P≦0.1重量%、
0重量%≦S≦0.4重量%、より詳しくは0重量%≦S≦0.01重量%、
0重量%≦Al≦1重量%、及び好ましくは0重量%≦Al≦0.030重量%、
N≦0.015重量%、
0重量%≦Mo≦0.4重量%、及び好ましくは0.05重量%≦Mo≦0.2重量%、
0.02重量%≦Nb≦0.08重量%、及び好ましくは0.04重量%≦Nb≦0.06重量%、
0.02重量%≦Ti≦0.05重量%、
0.001重量%≦B≦0.005重量%、
0.5重量%≦Cr≦1.8重量%、より詳しくは0.5重量%≦Cr≦1.5重量%、及び好ましくは0.65重量%≦Cr≦1.2重量%、
0重量%≦V≦0.5重量%、
0重量%≦Ni≦0.5重量%、
を含み、残部はFe及び製錬に起因する不可避的不純物である組成を有する。
サンプルの断面に基づいて、微細構造を分析した。より詳しくは、断面に存在する構造を、光学顕微鏡(LOM)及び走査電子顕微鏡(SEM)によって特徴付けた。
試験片タイプTR03(Φ=5mm、L=75mm)を使用して、引張試験を実施した。各値は、2つの測定値の平均である。
LB=下部ベイナイト
M/A=マルテンサイト/残留オーステナイト化合物
RA=残留オーステナイト。
−温度:1200℃
−保持時間(温度で):75分
−不活性:アルゴン雰囲気。
鋼1:400℃で15分間
鋼2:380℃で15分間
鋼3:360℃で60分間
上記の各鋼において、「アズロール」、「熱処理」、及び「オーステンパ」サンプルを、それらの微細構造、残留オーステナイト含有量、硬度、焼入性、機械的特性(降伏強度、引張強度、面積の拡大及び減少、靭性)について分析した。上記で開示される通り、微細構造の特徴及び機械的特性を決定した。
・保持時間:50分
この試験では、上記で試験した全ての鋼において「平坦な」ジョミニー曲線が示された。したがって、上記で試験された全ての鋼種は、非常に良好な焼入性を備えており、均一な機械的特性を備えた高強度の大径部品を製造するように適合している。
Claims (22)
- 以下の連続工程を含む鋼製部品の製造方法であって:
鋼を鋳造して半製品を得る工程であって、前記鋼は、
0.10重量%≦C≦0.35重量%
0.8重量%≦Si≦2.0重量%
1.8重量%≦Mn≦2.5重量%
P≦0.1重量%
0重量%≦S≦0.4重量%
0重量%≦Al≦1.0重量%
N≦0.015重量%
0重量%≦Mo≦0.4重量%
0.02重量%≦Nb≦0.08重量%
0.02重量%≦Ti≦0.05重量%
0.001重量%≦B≦0.005重量%
0.5重量%≦Cr≦1.8重量%
0重量%≦V≦0.5重量%
0重量%≦Ni≦0.5重量%
を含み、残部はFe及び製錬に起因する不可避的不純物である組成を有する工程、
前記半製品を1000℃を超える熱間圧延開始温度で熱間圧延し、それによって得られた製品を室温まで空冷によって冷却することにより熱間圧延鋼製部品を得る工程、を含み、熱間圧延終了温度から室温までの空冷中の熱間圧延製品のコアの冷却速度は、0.2℃/秒以上であり、
前記熱間圧延鋼製部品は、室温への空冷後、表面比率で、70%〜90%のベイナイト、5%〜25%のマルテンサイト/残留オーステナイト化合物、及び最大で25%のマルテンサイトからなる微細構造を有し、前記ベイナイト及び前記マルテンサイト/残留オーステナイト化合物は、前記鋼中の残留オーステナイトの総含有量が5%〜25%となるように前記残留オーステナイトを含有し、残留オーステナイトの炭素含有量は0.8重量%〜1.5重量%である、方法。 - 熱間圧延の前に半製品を1000℃〜1250℃の温度に再加熱する工程をさらに含み、前記熱間圧延は前記再加熱された半製品に対して実行される、請求項1に記載の鋼製部品の製造方法。
- 鋼が、0.9重量%〜2.0重量%のシリコンを含む、請求項1〜2のいずれか一項に記載の鋼製部品の製造方法。
- 鋼が、1.8重量%〜2.2重量%のマンガンを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の鋼製部品の製造方法。
- 鋼が、0重量%〜0.030重量%のアルミニウムを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の鋼製部品の製造方法。
- 鋼が、0.05重量%〜0.2重量%のモリブデンを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の鋼製部品の製造方法。
- チタン及び窒素の含有量は、Ti≧3.5×Nとなる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の鋼製部品の製造方法。
- 鋼が、0.5重量%〜1.5重量%のクロムを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の鋼製部品の製造方法。
- 室温への冷却が、自然空冷又は制御された強制空冷により実施される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の鋼製部品の製造方法。
- 室温までの冷却後、熱間圧延鋼製部品を冷間成形して、熱間圧延異形鋼製部品を得る、請求項1〜9のいずれか一項に記載の鋼製部品の製造方法。
- 熱間圧延鋼製部品を冷間プレス成形して、熱間圧延異形鋼製部品を得る、請求項10に記載の鋼製部品の製造方法。
- 熱間圧延工程の後に、熱間圧延鋼製部品を、鋼のAc3温度以上の熱処理温度で、10分〜120分間加熱する工程に続き、前記熱処理温度から室温まで冷却して熱間圧延及び熱処理された鋼製部品を得る工程をさらに含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 冷却が、空冷である、請求項12に記載の方法。
- 空冷が、自然空冷又は制御された強制空冷である、請求項13に記載の方法。
- 熱間圧延鋼製部品を熱処理温度まで加熱する工程と、室温まで冷却する工程との間に、熱間圧延鋼製部品が、熱間成形され、熱間圧延及び熱処理された鋼製部品は、熱間圧延され、熱処理された異形鋼製部品である、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 熱間圧延鋼製部品を熱処理温度まで加熱する工程と、室温まで冷却する工程との間に、熱間圧延鋼製部品が、熱間プレス成形される、請求項15に記載の方法。
- 熱処理温度から室温までの冷却後、熱間圧延及び熱処理された鋼製部品を冷間成形して、熱間圧延され、熱処理された異形鋼製部品を得る、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 熱処理温度から室温までの冷却後、熱間圧延及び熱処理された鋼製部品を冷間プレス成形する、請求項17に記載の方法。
- 熱間圧延鋼製部品であって、
0.10重量%≦C≦0.35重量%
0.8重量%≦Si≦2.0重量%
1.8重量%≦Mn≦2.5重量%
P≦0.1重量%
0重量%≦S≦0.4重量%
0重量%≦Al≦1.0重量%
N≦0.015重量%
0重量%≦Mo≦0.4重量%
0.02重量%≦Nb≦0.08重量%
0.02重量%≦Ti≦0.05重量%
0.001重量%≦B≦0.005重量%
0.5重量%≦Cr≦1.8重量%
0重量%≦V≦0.5重量%
0重量%≦Ni≦0.5重量%
を含み、残部はFe及び製錬に起因する不可避的不純物である組成を有し、
前記熱間圧延鋼製部品は、表面比率で、70%〜90%のベイナイト、5%〜25%のマルテンサイト/残留オーステナイト化合物、及び最大で25%のマルテンサイトからなる微細構造を有し、ベイナイト及びマルテンサイト/残留オーステナイト化合物は、鋼中の残留オーステナイトの総含有量が5%〜25%になるように残留オーステナイトを含有し、前記残留オーステナイトの炭素含有量は0.8重量%〜1.5重量%である、熱間圧延鋼製部品。 - 熱間圧延鋼製部品が、750MPa以上の降伏強度(YS)、1000MPa以上の引張強度(TS)、及び10%以上の伸び(EI)を有する、請求項19に記載の熱間圧延鋼製部品。
- 熱間圧延鋼製部品が、25〜100mmの直径を有するソリッドバーである、請求項19又は20のいずれか一項に記載の熱間圧延鋼製部品。
- 熱間圧延鋼製部品が、5〜35mmの直径を有するワイヤである、請求項19又は20のいずれか一項に記載の熱間圧延鋼製部品。
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