JPH09157786A - 靭性に優れた黒鉛均一分散鋼及びその製造方法 - Google Patents
靭性に優れた黒鉛均一分散鋼及びその製造方法Info
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- JPH09157786A JPH09157786A JP33767895A JP33767895A JPH09157786A JP H09157786 A JPH09157786 A JP H09157786A JP 33767895 A JP33767895 A JP 33767895A JP 33767895 A JP33767895 A JP 33767895A JP H09157786 A JPH09157786 A JP H09157786A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷間加工（鍛造、切削）後に焼入れ・焼戻し
して使用される靭性に優れた冷間加工用黒鉛均一分散鋼
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．１０〜１．０％、Ｓ
ｉ：０．５０〜２．０％、Ｍｎ：０．１０〜１．０％、
Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．００１〜０．１０％、
Ｂ：０．０００１〜０．０１％、Ｎ：０．０００２〜
０．０２％、Ｍｇ：０．１％以下を基本成分とする鋼
を、ＢＮの溶体化温度以上に加熱した後冷却し、次いで
Ａｒ3とＢＮの溶体化温度との間の温度範囲に再加熱後
焼入れ、６２０℃〜７４０℃の温度範囲で黒鉛化処理
し、粒子径が０．１〜５．０μｍである酸化物または酸
化物とＭｎＳの複合体の粒子を１０3 〜１０6個／ｍｍ2
含有し、かつ平均粒径５．０μｍ以下の黒鉛を含有し、
黒鉛化率が８０％以上である。
して使用される靭性に優れた冷間加工用黒鉛均一分散鋼
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．１０〜１．０％、Ｓ
ｉ：０．５０〜２．０％、Ｍｎ：０．１０〜１．０％、
Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．００１〜０．１０％、
Ｂ：０．０００１〜０．０１％、Ｎ：０．０００２〜
０．０２％、Ｍｇ：０．１％以下を基本成分とする鋼
を、ＢＮの溶体化温度以上に加熱した後冷却し、次いで
Ａｒ3とＢＮの溶体化温度との間の温度範囲に再加熱後
焼入れ、６２０℃〜７４０℃の温度範囲で黒鉛化処理
し、粒子径が０．１〜５．０μｍである酸化物または酸
化物とＭｎＳの複合体の粒子を１０3 〜１０6個／ｍｍ2
含有し、かつ平均粒径５．０μｍ以下の黒鉛を含有し、
黒鉛化率が８０％以上である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷間加工（鍛造、切
削）後に焼入れ・焼戻して使用される棒鋼に関わり、特
に黒鉛を微細かつ均一に分散させることにより焼入れ・
焼戻し後の靭性に優れた黒鉛均一分散鋼およびその製造
方法に関わるものである。
削）後に焼入れ・焼戻して使用される棒鋼に関わり、特
に黒鉛を微細かつ均一に分散させることにより焼入れ・
焼戻し後の靭性に優れた黒鉛均一分散鋼およびその製造
方法に関わるものである。
【０００２】
【従来の技術】中炭素鋼中のフェライト＋パーライト組
織をフェライト＋黒鉛の２相組織にすることによりその
冷間鍛造性および切削性が向上することは日本金属学会
誌ｖｏｌ．５３（１９８９）Ｐ．２０６、日本金属学会
誌ｖｏｌ．５２（１９８８）Ｐ．１２８５の研究論文に
報告されている。また工業的にも特公昭６３−９５８０
号、特公昭５３−１５４５０号、特公昭５３−１５４５
１号、特公昭５３−４６７７４号、特公昭５３−５３６
７号、特公昭５４−１１７７３号、特開平２−１１８４
２号の各公報に開示されている。これらの従来技術で得
られる黒鉛粒径は特公昭５３−４６７７４号公報で述べ
られているように約３０μｍ程度と粗大であり、この程
度の黒鉛粒径では焼入れ加熱の際に黒鉛が未分解のまま
残存し、あるいは炭素が拡散して黒鉛の存在していた箇
所が３０μｍ程度の空孔として残存するという問題点が
残されていた。この欠点を解決するには黒鉛を微細に分
散させればよい。特開平２−１１１８４２号公報では黒
鉛微細化の具体的な方法として、ＢＮを黒鉛の析出核と
して利用すること、酸素含有量を３０ｐｐｍ以下にする
ことが有効であることが開示されている。しかしこの方
法ではＢＮの分散状態が制御されていないため得られる
黒鉛粒径は約５〜１０μｍ程度と微細化されているもの
の、焼入れ後には依然空孔は残存し靭性が低い。この理
由は、よく知られているようにＢＮは結晶粒界に偏析す
るという特徴があるためＢＮを核生成サイトとして析出
する黒鉛も粒界に析出し黒鉛分散は不均一となり、黒鉛
間距離の変動が大きくなりその最大値も大きくなる。特
に高周波加熱焼入れのような加熱保持時間が数秒と短い
場合には、黒鉛間距離の最大値が大きくなると炭素の拡
散が不十分となり均一なオーステナイト組織になりにく
い。このような鋼では、たとえ黒鉛粒径を小さくして黒
鉛の分解時間を短くしても、拡散律速となってマルテン
サイト＋フェライトの混合組織となる。このような従来
鋼は、混在組織と空孔が原因で、破壊靭性値（衝撃値）
が低い欠点がある。
織をフェライト＋黒鉛の２相組織にすることによりその
冷間鍛造性および切削性が向上することは日本金属学会
誌ｖｏｌ．５３（１９８９）Ｐ．２０６、日本金属学会
誌ｖｏｌ．５２（１９８８）Ｐ．１２８５の研究論文に
報告されている。また工業的にも特公昭６３−９５８０
号、特公昭５３−１５４５０号、特公昭５３−１５４５
１号、特公昭５３−４６７７４号、特公昭５３−５３６
７号、特公昭５４−１１７７３号、特開平２−１１８４
２号の各公報に開示されている。これらの従来技術で得
られる黒鉛粒径は特公昭５３−４６７７４号公報で述べ
られているように約３０μｍ程度と粗大であり、この程
度の黒鉛粒径では焼入れ加熱の際に黒鉛が未分解のまま
残存し、あるいは炭素が拡散して黒鉛の存在していた箇
所が３０μｍ程度の空孔として残存するという問題点が
残されていた。この欠点を解決するには黒鉛を微細に分
散させればよい。特開平２−１１１８４２号公報では黒
鉛微細化の具体的な方法として、ＢＮを黒鉛の析出核と
して利用すること、酸素含有量を３０ｐｐｍ以下にする
ことが有効であることが開示されている。しかしこの方
法ではＢＮの分散状態が制御されていないため得られる
黒鉛粒径は約５〜１０μｍ程度と微細化されているもの
の、焼入れ後には依然空孔は残存し靭性が低い。この理
由は、よく知られているようにＢＮは結晶粒界に偏析す
るという特徴があるためＢＮを核生成サイトとして析出
する黒鉛も粒界に析出し黒鉛分散は不均一となり、黒鉛
間距離の変動が大きくなりその最大値も大きくなる。特
に高周波加熱焼入れのような加熱保持時間が数秒と短い
場合には、黒鉛間距離の最大値が大きくなると炭素の拡
散が不十分となり均一なオーステナイト組織になりにく
い。このような鋼では、たとえ黒鉛粒径を小さくして黒
鉛の分解時間を短くしても、拡散律速となってマルテン
サイト＋フェライトの混合組織となる。このような従来
鋼は、混在組織と空孔が原因で、破壊靭性値（衝撃値）
が低い欠点がある。
【０００３】微細な黒鉛を均一分散させるための従来技
術の製造方法について、黒鉛核発生箇所を導入して黒鉛
化を促進させるための従来知見が日本金属学会誌ｖｏ
ｌ．３０（１９６６）Ｐ．２７９、日本金属学会誌ｖｏ
ｌ．４３（１９７９）Ｐ．６４０に報告されている。黒
鉛核発生箇所としてマルテンサイト変態歪や加工歪を利
用し、黒鉛化の前処理として焼入れや冷間加工が有効で
あることが報告されている。日本金属学会誌ｖｏｌ．４
３（１９７９）Ｐ．６４０によると黒鉛分散状況は焼入
れ温度により大きく変化し、Ａｃ１変態温度７４０℃付
近からの焼入れが最も黒鉛化微細化に有効であると報告
されている。また工業的にも炭素過飽和の状態（マルテ
ンサイト組織）とマルテンサイト変態歪を利用する方法
として特開昭４９−６７８１７号公報に開示されてい
る。これによると特定の化学組成を有する鋼を、熱延
後、７５０〜９５０℃に再加熱して焼入れしてマルテン
サイト変態させ、これを再々加熱し６００〜７５０℃で
焼鈍することにより黒鉛分散鋼が得られている。また特
開平７−４１８５１号公報には特定の成分からなる鋼を
ＢＮおよびＡｌＮ固溶温度以上に加熱してから、８００
〜９５０℃に加熱して焼ならし処理をし、その後３００
〜６００℃の温度域に一時的に保持するか、またはこの
保持を経ることなく直接６５０〜７４０℃の温度域に昇
温して５時間以上保持する焼鈍を施し鋼中Ｃを黒鉛化す
る製造方法が開示されている。しかしこれらの従来技術
の製造方法では黒鉛粒径が５μｍ以上と粗大であり焼入
れ焼戻し後の靭性値が低いことや、または黒鉛化処理に
長時間を有し熱処理コストが高いこと等の理由から、依
然実用化には至っていない。
術の製造方法について、黒鉛核発生箇所を導入して黒鉛
化を促進させるための従来知見が日本金属学会誌ｖｏ
ｌ．３０（１９６６）Ｐ．２７９、日本金属学会誌ｖｏ
ｌ．４３（１９７９）Ｐ．６４０に報告されている。黒
鉛核発生箇所としてマルテンサイト変態歪や加工歪を利
用し、黒鉛化の前処理として焼入れや冷間加工が有効で
あることが報告されている。日本金属学会誌ｖｏｌ．４
３（１９７９）Ｐ．６４０によると黒鉛分散状況は焼入
れ温度により大きく変化し、Ａｃ１変態温度７４０℃付
近からの焼入れが最も黒鉛化微細化に有効であると報告
されている。また工業的にも炭素過飽和の状態（マルテ
ンサイト組織）とマルテンサイト変態歪を利用する方法
として特開昭４９−６７８１７号公報に開示されてい
る。これによると特定の化学組成を有する鋼を、熱延
後、７５０〜９５０℃に再加熱して焼入れしてマルテン
サイト変態させ、これを再々加熱し６００〜７５０℃で
焼鈍することにより黒鉛分散鋼が得られている。また特
開平７−４１８５１号公報には特定の成分からなる鋼を
ＢＮおよびＡｌＮ固溶温度以上に加熱してから、８００
〜９５０℃に加熱して焼ならし処理をし、その後３００
〜６００℃の温度域に一時的に保持するか、またはこの
保持を経ることなく直接６５０〜７４０℃の温度域に昇
温して５時間以上保持する焼鈍を施し鋼中Ｃを黒鉛化す
る製造方法が開示されている。しかしこれらの従来技術
の製造方法では黒鉛粒径が５μｍ以上と粗大であり焼入
れ焼戻し後の靭性値が低いことや、または黒鉛化処理に
長時間を有し熱処理コストが高いこと等の理由から、依
然実用化には至っていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するため案出されたものであり、成分及び製造条
件に改良を加えることにより、黒鉛の平均粒径（焼入れ
後の空孔の平均寸法）を小さくし、かつ、粒界に留まら
ずフェライト粒内にも黒鉛を均一に分散させた靭性に優
れた黒鉛均一分散鋼とその製造方法を提供するものであ
る。
を解決するため案出されたものであり、成分及び製造条
件に改良を加えることにより、黒鉛の平均粒径（焼入れ
後の空孔の平均寸法）を小さくし、かつ、粒界に留まら
ずフェライト粒内にも黒鉛を均一に分散させた靭性に優
れた黒鉛均一分散鋼とその製造方法を提供するものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは種々検討を
重ねた結果、Ｍｇを特定の量添加することにより、その
酸化物とＭｎＳ複合体がＢＮの核生成サイトとして機能
しフェライト結晶粒内に黒鉛が生成し黒鉛の均一分散が
実現可能であることを見出した。結晶粒界あるいは単独
ＢＮが黒鉛サイトとなる場合と異なり、酸化物あるいは
酸化物とＭｎＳの複合体は鋼中に均一にかつ微細に分散
しており、それらを生成サイトとするＢＮや黒鉛も鋼中
に均一に微細分散している。高周波加熱のように加熱保
持時間が短い場合にも従来鋼のようなマルテンサイト＋
フェライト混合組織とはならず、また黒鉛が分解した後
の粗大な空孔も残存しないため、高い破壊靭性値が確保
できる。
重ねた結果、Ｍｇを特定の量添加することにより、その
酸化物とＭｎＳ複合体がＢＮの核生成サイトとして機能
しフェライト結晶粒内に黒鉛が生成し黒鉛の均一分散が
実現可能であることを見出した。結晶粒界あるいは単独
ＢＮが黒鉛サイトとなる場合と異なり、酸化物あるいは
酸化物とＭｎＳの複合体は鋼中に均一にかつ微細に分散
しており、それらを生成サイトとするＢＮや黒鉛も鋼中
に均一に微細分散している。高周波加熱のように加熱保
持時間が短い場合にも従来鋼のようなマルテンサイト＋
フェライト混合組織とはならず、また黒鉛が分解した後
の粗大な空孔も残存しないため、高い破壊靭性値が確保
できる。
【０００６】本発明者らはこのような知見に基づいて、
従来困難であった黒鉛の均一分散化と微細化を実現し、
靭性に優れた冷間加工用黒鉛均一分散鋼およびその製造
方法を発明するに至った。その要旨は以下の通りであ
る。 （１）重量％で、Ｃ ：０．１０〜１．０％、Ｓｉ：
０．５０〜２．０％、Ｍｎ：０．１０〜１．０％、Ｐ
：０．０３％以下、Ｓ ：０．００１〜０．１０％、
Ｂ ：０．０００１〜０．０１％、Ｎ ：０．０００２
〜０．０２％、Ｍｇ：０．１％以下を基本成分とし、残
部がＦｅ及び不可避的不純物から成り、粒子径が０．１
〜５．０μｍである酸化物または酸化物とＭｎＳの複合
体の粒子を１０3〜１０6個／ｍｍ2含有し、かつ平均粒
径が５．０μｍ以下の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０
％以上であることを特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分
散鋼である。 （２）重量％で、Ｃ ：０．１０〜１．０％、Ｓｉ：
０．５０〜２．０％、Ｍｎ：０．１０〜１．０％、Ｐ
：０．０３％以下、Ｓ ：０．００１〜０．１０％、
Ｂ ：０．０００１〜０．０１％、Ｎ ：０．０００２
〜０．０２％、Ｍｇ：０．１％以下、Ｍｏ：０．０５〜
０．５％を基本成分とし、残部がＦｅ及び不可避的不純
物から成り、粒子径が０．１〜５．０μｍである酸化物
または酸化物とＭｎＳの複合体の粒子を１０3〜１０6個
／ｍｍ2含有し、かつ平均粒径が５．０μｍ以下の黒鉛
を有し、かつ黒鉛化率が８０％以上であることを特徴と
する靭性に優れた黒鉛均一分散鋼である。 （３）（１）記載の成分から成る鋼を、Ａｒ3とＢＮの
溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋
５．２４で与えられるＢＮ溶体化温度との間の温度範囲
内に加熱した後、熱間圧延し、冷却開始温度をＡｒ1点
以上の温度から平均冷却速度３０〜１００℃／ｓｅｃの
範囲で冷却終了温度Ｍｓ点以下へ強制冷却し、さらに自
然冷却し、次いで加熱温度６２０℃〜７４０℃の温度範
囲で黒鉛化処理することにより、平均粒径が５．０μｍ
以下の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０％以上であるこ
とを特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分散鋼の製造方法
である。 （４）（１）記載の成分から成る鋼を、ＢＮの溶解度
積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋５．２４
で与えられるＢＮ溶体化温度以上に加熱した後、熱間圧
延し、冷却終了温度Ａｒ1点以下まで冷却した後、Ａｒ3
とＢＮの溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０
／Ｔ＋５．２４で与えられるＢＮ溶体化温度との間の温
度範囲内に再加熱した後、冷却開始温度をＡｒ1点以上
の温度から平均冷却速度３０〜１００℃／ｓｅｃの範囲
で冷却終了温度Ｍｓ点以下へ強制冷却し、さらに自然冷
却し、次いで加熱温度６２０℃〜７４０℃の温度範囲で
黒鉛化処理することにより、平均粒径が５．０μｍ以下
の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０％以上であることを
特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分散鋼の製造方法であ
る。 （５）（２）記載の成分から成る鋼を、Ａｒ3とＢＮの
溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋
５．２４で与えられるＢＮ溶体化温度との間の温度範囲
内に加熱した後、熱間圧延し、冷却開始温度をＡｒ1点
以上の温度から平均冷却速度３０〜１００℃／ｓｅｃの
範囲で冷却終了温度Ｍｓ点以下へ強制冷却し、さらに自
然冷却し、次いで加熱温度６２０℃〜７４０℃の温度範
囲で黒鉛化処理することにより、平均粒径が５．０μｍ
以下の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０％以上であるこ
とを特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分散鋼の製造方法
である。 （６）（２）記載の成分から成る鋼を、ＢＮの溶解度
積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋５．２４
で与えられるＢＮ溶体化温度以上に加熱した後、熱間圧
延し、冷却終了温度Ａｒ1点以下まで冷却した後、Ａｒ3
とＢＮの溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０
／Ｔ＋５．２４で与えられるＢＮ溶体化温度との間の温
度範囲内に再加熱した後、冷却開始温度をＡｒ1点以上
の温度から平均冷却速度３０〜１００℃／ｓｅｃの範囲
で冷却終了温度Ｍｓ点以下へ強制冷却し、さらに自然冷
却し、次いで加熱温度６２０℃〜７４０℃の温度範囲で
黒鉛化処理することにより、平均粒径が５．０μｍ以下
の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０％以上であることを
特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分散鋼の製造方法であ
る。
従来困難であった黒鉛の均一分散化と微細化を実現し、
靭性に優れた冷間加工用黒鉛均一分散鋼およびその製造
方法を発明するに至った。その要旨は以下の通りであ
る。 （１）重量％で、Ｃ ：０．１０〜１．０％、Ｓｉ：
０．５０〜２．０％、Ｍｎ：０．１０〜１．０％、Ｐ
：０．０３％以下、Ｓ ：０．００１〜０．１０％、
Ｂ ：０．０００１〜０．０１％、Ｎ ：０．０００２
〜０．０２％、Ｍｇ：０．１％以下を基本成分とし、残
部がＦｅ及び不可避的不純物から成り、粒子径が０．１
〜５．０μｍである酸化物または酸化物とＭｎＳの複合
体の粒子を１０3〜１０6個／ｍｍ2含有し、かつ平均粒
径が５．０μｍ以下の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０
％以上であることを特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分
散鋼である。 （２）重量％で、Ｃ ：０．１０〜１．０％、Ｓｉ：
０．５０〜２．０％、Ｍｎ：０．１０〜１．０％、Ｐ
：０．０３％以下、Ｓ ：０．００１〜０．１０％、
Ｂ ：０．０００１〜０．０１％、Ｎ ：０．０００２
〜０．０２％、Ｍｇ：０．１％以下、Ｍｏ：０．０５〜
０．５％を基本成分とし、残部がＦｅ及び不可避的不純
物から成り、粒子径が０．１〜５．０μｍである酸化物
または酸化物とＭｎＳの複合体の粒子を１０3〜１０6個
／ｍｍ2含有し、かつ平均粒径が５．０μｍ以下の黒鉛
を有し、かつ黒鉛化率が８０％以上であることを特徴と
する靭性に優れた黒鉛均一分散鋼である。 （３）（１）記載の成分から成る鋼を、Ａｒ3とＢＮの
溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋
５．２４で与えられるＢＮ溶体化温度との間の温度範囲
内に加熱した後、熱間圧延し、冷却開始温度をＡｒ1点
以上の温度から平均冷却速度３０〜１００℃／ｓｅｃの
範囲で冷却終了温度Ｍｓ点以下へ強制冷却し、さらに自
然冷却し、次いで加熱温度６２０℃〜７４０℃の温度範
囲で黒鉛化処理することにより、平均粒径が５．０μｍ
以下の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０％以上であるこ
とを特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分散鋼の製造方法
である。 （４）（１）記載の成分から成る鋼を、ＢＮの溶解度
積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋５．２４
で与えられるＢＮ溶体化温度以上に加熱した後、熱間圧
延し、冷却終了温度Ａｒ1点以下まで冷却した後、Ａｒ3
とＢＮの溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０
／Ｔ＋５．２４で与えられるＢＮ溶体化温度との間の温
度範囲内に再加熱した後、冷却開始温度をＡｒ1点以上
の温度から平均冷却速度３０〜１００℃／ｓｅｃの範囲
で冷却終了温度Ｍｓ点以下へ強制冷却し、さらに自然冷
却し、次いで加熱温度６２０℃〜７４０℃の温度範囲で
黒鉛化処理することにより、平均粒径が５．０μｍ以下
の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０％以上であることを
特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分散鋼の製造方法であ
る。 （５）（２）記載の成分から成る鋼を、Ａｒ3とＢＮの
溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋
５．２４で与えられるＢＮ溶体化温度との間の温度範囲
内に加熱した後、熱間圧延し、冷却開始温度をＡｒ1点
以上の温度から平均冷却速度３０〜１００℃／ｓｅｃの
範囲で冷却終了温度Ｍｓ点以下へ強制冷却し、さらに自
然冷却し、次いで加熱温度６２０℃〜７４０℃の温度範
囲で黒鉛化処理することにより、平均粒径が５．０μｍ
以下の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０％以上であるこ
とを特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分散鋼の製造方法
である。 （６）（２）記載の成分から成る鋼を、ＢＮの溶解度
積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋５．２４
で与えられるＢＮ溶体化温度以上に加熱した後、熱間圧
延し、冷却終了温度Ａｒ1点以下まで冷却した後、Ａｒ3
とＢＮの溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０
／Ｔ＋５．２４で与えられるＢＮ溶体化温度との間の温
度範囲内に再加熱した後、冷却開始温度をＡｒ1点以上
の温度から平均冷却速度３０〜１００℃／ｓｅｃの範囲
で冷却終了温度Ｍｓ点以下へ強制冷却し、さらに自然冷
却し、次いで加熱温度６２０℃〜７４０℃の温度範囲で
黒鉛化処理することにより、平均粒径が５．０μｍ以下
の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０％以上であることを
特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分散鋼の製造方法であ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の化学成分の請求範囲を上
記のように定めた理由を以下に示す。
記のように定めた理由を以下に示す。
【０００８】Ｃは焼入れ後の強度を確保するため、その
下限値を０．１％とした。上限は冷間加工後の熱処理に
おける焼き割れを防止するために１．０％とした。
下限値を０．１％とした。上限は冷間加工後の熱処理に
おける焼き割れを防止するために１．０％とした。
【０００９】Ｓｉは鋼中の炭素原子との結合力が小さ
く、黒鉛化を促進する有力な元素の一つであることから
必須の元素である。焼入れ＋焼鈍処理により十分な黒鉛
を析出させて高い黒鉛化率とするためにはＳｉを添加す
ることが必要であり、その下限値を０．５％とした。た
だしＳｉ含有量が増大するとフェライト層が固溶硬化し
冷間加工性の劣化を招くので、上限値を２．０％とし
た。
く、黒鉛化を促進する有力な元素の一つであることから
必須の元素である。焼入れ＋焼鈍処理により十分な黒鉛
を析出させて高い黒鉛化率とするためにはＳｉを添加す
ることが必要であり、その下限値を０．５％とした。た
だしＳｉ含有量が増大するとフェライト層が固溶硬化し
冷間加工性の劣化を招くので、上限値を２．０％とし
た。
【００１０】ＭｎはＳと結合してＭｎＳ介在物として存
在し、酸化物との複合体を形成し、黒鉛あるいはＢＮの
生成サイトとなることから必要な元素でもあることか
ら、その下限値を０．１％とした。ただしＭｎ量が大き
くなると黒鉛化を著しく阻害するので上限値は１．０％
とした。
在し、酸化物との複合体を形成し、黒鉛あるいはＢＮの
生成サイトとなることから必要な元素でもあることか
ら、その下限値を０．１％とした。ただしＭｎ量が大き
くなると黒鉛化を著しく阻害するので上限値は１．０％
とした。
【００１１】Ｐは鋼中で粒界偏析や中心偏析を起こし靭
性劣化の原因となるので、その上限値を０．０３％とし
た。
性劣化の原因となるので、その上限値を０．０３％とし
た。
【００１２】ＳはＭｎと結合してＭｎＳ介在物として存
在し、酸化物の複合体を形成し、黒鉛あるいはＢＮの核
生成サイトとして有効である。ただし０．００１％未満
ではＢＮの核生成サイトとしての効果が現れないことか
ら下限値を０．００１％とした。またＳ量が多すぎると
冷間加工性を劣化させるため上限値を０．１％とした。
在し、酸化物の複合体を形成し、黒鉛あるいはＢＮの核
生成サイトとして有効である。ただし０．００１％未満
ではＢＮの核生成サイトとしての効果が現れないことか
ら下限値を０．００１％とした。またＳ量が多すぎると
冷間加工性を劣化させるため上限値を０．１％とした。
【００１３】ＢはＮと結合してＢＮを生成し黒鉛の析出
サイトとして機能する。このため黒鉛微細化に有効であ
る。微細化効果を得るには０．０００１％以上を添加し
なければならない。ただし０．０１％以上添加すると逆
に微細化効果が減少するため上限値を０．０１％とし
た。
サイトとして機能する。このため黒鉛微細化に有効であ
る。微細化効果を得るには０．０００１％以上を添加し
なければならない。ただし０．０１％以上添加すると逆
に微細化効果が減少するため上限値を０．０１％とし
た。
【００１４】ＮはＢと結合してＢＮを生成する。０．０
００１％〜０．０１％のＢをＢＮにするための必要な
量、つまり０．０００２％〜０．０２％である。
００１％〜０．０１％のＢをＢＮにするための必要な
量、つまり０．０００２％〜０．０２％である。
【００１５】Ｍｇは酸化物を形成し、この酸化物または
酸化物とＭｎＳの複合体の粒子は鋼中に均一に分散し、
黒鉛あるいはＢＮの核生成サイトを与え黒鉛を微細化す
る。ただし０．１％以上添加すると、微細化効果は飽和
し、靭性を劣化させる。
酸化物とＭｎＳの複合体の粒子は鋼中に均一に分散し、
黒鉛あるいはＢＮの核生成サイトを与え黒鉛を微細化す
る。ただし０．１％以上添加すると、微細化効果は飽和
し、靭性を劣化させる。
【００１６】Ｍｏは焼入性を確保するために必要に応じ
て添加される。焼入性の効果を十分得るために、添加量
の下限値を０．０５％とした、また０．５％を超えて添
加するとフェライト地の硬さが上昇し冷間加工性が損な
われるため上限値を０．５％とした。
て添加される。焼入性の効果を十分得るために、添加量
の下限値を０．０５％とした、また０．５％を超えて添
加するとフェライト地の硬さが上昇し冷間加工性が損な
われるため上限値を０．５％とした。
【００１７】本発明鋼は特定の範囲の大きさの酸化物ま
たは酸化物とＭｎＳの複合体の粒子を特定の範囲の個数
含有する。この酸化物または酸化物とＭｎＳの複合体の
粒子は鋼中に均一に分散し黒鉛あるいはＢＮの核生成サ
イトを与え、黒鉛を微細化する。しかしながら、酸化物
またはＭｎＳと酸化物の個数が１０3個／ｍｍ2未満であ
れば黒鉛は均一に分散することなく、平均粒径５．０μ
ｍを超える黒鉛が形成する。個数の上限を１０6個／ｍ
ｍ2としたのは０．１μｍ以上の酸化物をこれ以上増や
すのは困難だからである。なお、ここで、酸化物または
ＭｎＳと酸化物の複合体の粒子の粒径を０．１〜５．０
μｍと限定したのは、０．１μｍ以下では核生成サイト
として無効であり、５．０μｍ超では酸化物自体が破壊
の起点となり靭性の劣化を招くためである。
たは酸化物とＭｎＳの複合体の粒子を特定の範囲の個数
含有する。この酸化物または酸化物とＭｎＳの複合体の
粒子は鋼中に均一に分散し黒鉛あるいはＢＮの核生成サ
イトを与え、黒鉛を微細化する。しかしながら、酸化物
またはＭｎＳと酸化物の個数が１０3個／ｍｍ2未満であ
れば黒鉛は均一に分散することなく、平均粒径５．０μ
ｍを超える黒鉛が形成する。個数の上限を１０6個／ｍ
ｍ2としたのは０．１μｍ以上の酸化物をこれ以上増や
すのは困難だからである。なお、ここで、酸化物または
ＭｎＳと酸化物の複合体の粒子の粒径を０．１〜５．０
μｍと限定したのは、０．１μｍ以下では核生成サイト
として無効であり、５．０μｍ超では酸化物自体が破壊
の起点となり靭性の劣化を招くためである。
【００１８】黒鉛の平均粒径は靭性（衝撃特性）の点か
らその上限を５μｍとしなければならない。５μｍを超
えると、焼入れ組織がフェライト＋マルテンサイトの混
合組織となって衝撃値が低下する。
らその上限を５μｍとしなければならない。５μｍを超
えると、焼入れ組織がフェライト＋マルテンサイトの混
合組織となって衝撃値が低下する。
【００１９】黒鉛化率は次式により算出した。
【００２０】 （鋼中黒鉛含有量／鋼の炭素含有量）×１００（％） フェライト地を十分に軟質化させるためには、黒鉛化率
は８０％以上でなくてはならない。
は８０％以上でなくてはならない。
【００２１】本発明の製造条件を請求項３および請求項
５のように限定した理由を以下に示す。熱間圧延の際の
加熱温度は圧延後急冷を行いマルテンサイト組織にする
ためＡｒ 3点以上でなくてはならない。しかしながら加
熱温度をＢＮの溶体化温度以上に加熱すると黒鉛析出サ
イトのＢＮが消滅し、黒鉛化した際、１０μｍ程度の粗
大な黒鉛が形成される。そのため加熱温度の上限はＢＮ
の固溶温度とした。ここでＢＮの固溶温度は溶解度積 ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋５．２４ から求められるＴ（Ｋ）である。［Ｂ］，［Ｎ］はそれ
ぞれＢ，Ｎの重量％である。冷却開始温度はマルテンサ
イト変態歪と圧延歪を同時に発生させて黒鉛析出サイト
および黒鉛化の際の炭素および鉄の拡散経路を確保する
ため、Ａｒ1点以上でなければならない。冷却終了温度
は十分なマルテンサイト変態組織を得て黒鉛生成を容易
にするためＭｓ点以下でなくてはならない。平均冷却速
度の下限値を３０℃／ｓとしたのは、マルテンサイト変
態組織を得るために加工歪を残留させて黒鉛化を容易に
するためであり、上限値を１００℃／ｓとしたのは、こ
れ以上で急冷却してもマルテンサイト変態量は増加しな
いためである。黒鉛化焼鈍温度の下限値を６２０℃、上
限値を７４０℃にしたのはこの温度範囲における黒鉛化
時間が最も短いためである。
５のように限定した理由を以下に示す。熱間圧延の際の
加熱温度は圧延後急冷を行いマルテンサイト組織にする
ためＡｒ 3点以上でなくてはならない。しかしながら加
熱温度をＢＮの溶体化温度以上に加熱すると黒鉛析出サ
イトのＢＮが消滅し、黒鉛化した際、１０μｍ程度の粗
大な黒鉛が形成される。そのため加熱温度の上限はＢＮ
の固溶温度とした。ここでＢＮの固溶温度は溶解度積 ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋５．２４ から求められるＴ（Ｋ）である。［Ｂ］，［Ｎ］はそれ
ぞれＢ，Ｎの重量％である。冷却開始温度はマルテンサ
イト変態歪と圧延歪を同時に発生させて黒鉛析出サイト
および黒鉛化の際の炭素および鉄の拡散経路を確保する
ため、Ａｒ1点以上でなければならない。冷却終了温度
は十分なマルテンサイト変態組織を得て黒鉛生成を容易
にするためＭｓ点以下でなくてはならない。平均冷却速
度の下限値を３０℃／ｓとしたのは、マルテンサイト変
態組織を得るために加工歪を残留させて黒鉛化を容易に
するためであり、上限値を１００℃／ｓとしたのは、こ
れ以上で急冷却してもマルテンサイト変態量は増加しな
いためである。黒鉛化焼鈍温度の下限値を６２０℃、上
限値を７４０℃にしたのはこの温度範囲における黒鉛化
時間が最も短いためである。
【００２２】本発明の製造条件を請求項４および請求項
６のように限定した理由を以下に示す。オフラインの加
熱炉にてＢＮ析出処理を行うことを前提にＢＮの溶体化
温度以上に加熱して熱間圧延して、ＢＮあるいはＢ偏析
帯を一旦オーステナイト中に固溶させる。その際の加熱
温度の下限はＢＮの固溶温度以上でなくてはならない。
ここでＢＮの固溶温度は溶解度積 ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋５．２４ から求められるＴ（Ｋ）である。［Ｂ］，［Ｎ］はそれ
ぞれＢ，Ｎの重量％である。その後Ａｒ1以下まで水冷
または空冷により冷却する。ＭｎＳがＢＮの有効な核生
成サイトとしての機能を持つためには、ＭｎＳと鉄との
界面が非整合でなければならない。ＭｎＳ／オーステナ
イトの界面の格子整合性は良好であるため、一旦フェラ
イト単相域まで冷却しなくてはならない。即ち冷却終了
温度はＡｒ1点以下でなくてはならない。望ましくはよ
り多数のＢＮ析出サイトを確保するため水冷による冷却
でＭｓ点以下まで冷却する。その後ＢＮを析出させるた
め再加熱する。加熱温度は加熱後の冷却の際、急冷を行
いマルテンサイト組織にするためＡｒ3点以上でなくて
はならない。この熱処理中即ち加熱昇温中あるいは加熱
炉にて保定中に非整合ＭｎＳまたは酸化物あるいはγ粒
界を析出サイトとして微細かつ均一に分散したＢＮが形
成される。加熱温度がＢＮの溶体化温度以上になると黒
鉛析出サイトのＢＮが消滅し、黒鉛化した際、１０μｍ
程度の粗大な黒鉛が形成される。そのため加熱温度の上
限はＢＮの固溶温度とした。ここでＢＮの固溶温度は溶
解度積 ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋５．２４ から求められるＴ（Ｋ）である。［Ｂ］，［Ｎ］はそれ
ぞれＢ，Ｎの重量％である。冷却開始温度はマルテンサ
イト変態歪と圧延歪を同時に発生させて黒鉛析出サイト
および黒鉛化の際の炭素および鉄の拡散経路を確保する
ため、Ａｒ1点以上でなければならない。冷却終了温度
は十分なマルテンサイト変態組織を得て黒鉛生成を容易
にするためＭｓ点以下でなくてはならない。平均冷却速
度の下限値を３０℃／ｓとしたのは、マルテンサイト変
態組織を得るために加工歪を残留させて黒鉛化を容易に
するためであり、上限値を１００℃／ｓとしたのは、こ
れ以上で急冷却してもマルテンサイト変態量は増加しな
いためである。黒鉛化焼鈍温度の下限値を６２０℃、上
限値を７４０℃にしたのはこの温度範囲における黒鉛化
時間が最も短いためである。
６のように限定した理由を以下に示す。オフラインの加
熱炉にてＢＮ析出処理を行うことを前提にＢＮの溶体化
温度以上に加熱して熱間圧延して、ＢＮあるいはＢ偏析
帯を一旦オーステナイト中に固溶させる。その際の加熱
温度の下限はＢＮの固溶温度以上でなくてはならない。
ここでＢＮの固溶温度は溶解度積 ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋５．２４ から求められるＴ（Ｋ）である。［Ｂ］，［Ｎ］はそれ
ぞれＢ，Ｎの重量％である。その後Ａｒ1以下まで水冷
または空冷により冷却する。ＭｎＳがＢＮの有効な核生
成サイトとしての機能を持つためには、ＭｎＳと鉄との
界面が非整合でなければならない。ＭｎＳ／オーステナ
イトの界面の格子整合性は良好であるため、一旦フェラ
イト単相域まで冷却しなくてはならない。即ち冷却終了
温度はＡｒ1点以下でなくてはならない。望ましくはよ
り多数のＢＮ析出サイトを確保するため水冷による冷却
でＭｓ点以下まで冷却する。その後ＢＮを析出させるた
め再加熱する。加熱温度は加熱後の冷却の際、急冷を行
いマルテンサイト組織にするためＡｒ3点以上でなくて
はならない。この熱処理中即ち加熱昇温中あるいは加熱
炉にて保定中に非整合ＭｎＳまたは酸化物あるいはγ粒
界を析出サイトとして微細かつ均一に分散したＢＮが形
成される。加熱温度がＢＮの溶体化温度以上になると黒
鉛析出サイトのＢＮが消滅し、黒鉛化した際、１０μｍ
程度の粗大な黒鉛が形成される。そのため加熱温度の上
限はＢＮの固溶温度とした。ここでＢＮの固溶温度は溶
解度積 ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋５．２４ から求められるＴ（Ｋ）である。［Ｂ］，［Ｎ］はそれ
ぞれＢ，Ｎの重量％である。冷却開始温度はマルテンサ
イト変態歪と圧延歪を同時に発生させて黒鉛析出サイト
および黒鉛化の際の炭素および鉄の拡散経路を確保する
ため、Ａｒ1点以上でなければならない。冷却終了温度
は十分なマルテンサイト変態組織を得て黒鉛生成を容易
にするためＭｓ点以下でなくてはならない。平均冷却速
度の下限値を３０℃／ｓとしたのは、マルテンサイト変
態組織を得るために加工歪を残留させて黒鉛化を容易に
するためであり、上限値を１００℃／ｓとしたのは、こ
れ以上で急冷却してもマルテンサイト変態量は増加しな
いためである。黒鉛化焼鈍温度の下限値を６２０℃、上
限値を７４０℃にしたのはこの温度範囲における黒鉛化
時間が最も短いためである。
【００２３】
【実施例】以下に本発明の効果を実施例によりさらに具
体的に示す。
体的に示す。
【００２４】表１に供試鋼の化学成分、黒鉛化率、０．
１〜５．０μｍの酸化物またはＭｎＳと酸化物の複合体
粒子数、黒鉛平均粒径、黒鉛間最大距離及び黒鉛化後に
焼入れ焼戻した場合のシャルピー吸収エネルギーを示
す。この際の製造条件は分塊圧延後空冷し、９５０℃に
再加熱し熱間圧延し、熱延ラインの延長線上に設置した
水冷装置により全表面に単位面積当たり０．３〜０．５
トンの冷却水を均一に散水することにより冷却した。そ
の後オフラインの焼鈍炉にて７００℃で黒鉛化処理を行
なった。黒鉛化率は次式により算出した。
１〜５．０μｍの酸化物またはＭｎＳと酸化物の複合体
粒子数、黒鉛平均粒径、黒鉛間最大距離及び黒鉛化後に
焼入れ焼戻した場合のシャルピー吸収エネルギーを示
す。この際の製造条件は分塊圧延後空冷し、９５０℃に
再加熱し熱間圧延し、熱延ラインの延長線上に設置した
水冷装置により全表面に単位面積当たり０．３〜０．５
トンの冷却水を均一に散水することにより冷却した。そ
の後オフラインの焼鈍炉にて７００℃で黒鉛化処理を行
なった。黒鉛化率は次式により算出した。
【００２５】 （鋼中黒鉛含有量／鋼の炭素含有量）×１００（％） 鋼の炭素含有量は化学分析により定量した。黒鉛含有量
は平均黒鉛粒子径、密度及び黒鉛粒子数から算出した。
酸化物またはＭｎＳと酸化物の複合体の粒子数は、抽出
レプリカ試料を作製し電子顕微鏡にて５０００倍の写真
を２０視野撮影し、粒子数を測定した。黒鉛粒径は黒鉛
粒子に電子線を照射して、反射電子線の強度を２値化し
て画像解析システムを利用して測定した。黒鉛粒間最大
距離は光学顕微鏡写真上に黒鉛が存在しない領域のみを
含むを含む円弧を描き、その直径の最大値を黒鉛間の最
大距離とした。シャルピー衝撃値は黒鉛析出状態の棒鋼
を用い、焼入れ（８５０℃×３０分→水冷）、焼戻し
（６００℃×６０分→水冷）を行った後、２ｍｍＵノッ
チシャルピー衝撃試験片（ＪＩＳ Ｚ２２０２ Ｎｏ
３）を採取し、試験温度２０℃でシャルピー衝撃試験を
行った。
は平均黒鉛粒子径、密度及び黒鉛粒子数から算出した。
酸化物またはＭｎＳと酸化物の複合体の粒子数は、抽出
レプリカ試料を作製し電子顕微鏡にて５０００倍の写真
を２０視野撮影し、粒子数を測定した。黒鉛粒径は黒鉛
粒子に電子線を照射して、反射電子線の強度を２値化し
て画像解析システムを利用して測定した。黒鉛粒間最大
距離は光学顕微鏡写真上に黒鉛が存在しない領域のみを
含むを含む円弧を描き、その直径の最大値を黒鉛間の最
大距離とした。シャルピー衝撃値は黒鉛析出状態の棒鋼
を用い、焼入れ（８５０℃×３０分→水冷）、焼戻し
（６００℃×６０分→水冷）を行った後、２ｍｍＵノッ
チシャルピー衝撃試験片（ＪＩＳ Ｚ２２０２ Ｎｏ
３）を採取し、試験温度２０℃でシャルピー衝撃試験を
行った。
【００２６】表１に示したように本発明鋼の成分範囲を
満足する鋼１〜５はいずれも黒鉛平均粒径が５μｍ以下
であるのに対しＭｇの添加量が請求範囲を下回る鋼６〜
８あるいはＳの添加量が請求範囲を下回る鋼７はいずれ
も７μｍ以上である。また黒鉛間の最大距離は本発明鋼
の成分範囲を満足する鋼１〜５は比較例の鋼６〜８と比
べ小さく黒鉛が均一微細分散していることがわかる。焼
入れ焼戻し後のシャルピー吸収エネルギーは鋼１〜５で
は比較例の鋼６〜８と比べ著しく大きく、本発明鋼は靭
性に優れていることがわかる。
満足する鋼１〜５はいずれも黒鉛平均粒径が５μｍ以下
であるのに対しＭｇの添加量が請求範囲を下回る鋼６〜
８あるいはＳの添加量が請求範囲を下回る鋼７はいずれ
も７μｍ以上である。また黒鉛間の最大距離は本発明鋼
の成分範囲を満足する鋼１〜５は比較例の鋼６〜８と比
べ小さく黒鉛が均一微細分散していることがわかる。焼
入れ焼戻し後のシャルピー吸収エネルギーは鋼１〜５で
は比較例の鋼６〜８と比べ著しく大きく、本発明鋼は靭
性に優れていることがわかる。
【００２７】
【表１】 表２に本発明鋼を種々の条件で製造した際の製造条件を
示す。表３に黒鉛化率、黒鉛平均粒径、黒鉛間の最大距
離及び焼入れ焼戻し後のシャルピー衝撃値を示す。
示す。表３に黒鉛化率、黒鉛平均粒径、黒鉛間の最大距
離及び焼入れ焼戻し後のシャルピー衝撃値を示す。
【００２８】冷却開始温度、冷却終了温度は鋼材の表面
温度を放射温度計で測定した値であり、平均冷却速度は
冷却開始温度と冷却終了温度との差を冷却時間で除すこ
とにより求めた。表３に示したように本発明の製造条件
を満足するＮｏ．１〜５はいずれも黒鉛平均粒径が５μ
ｍ以下であるのに対し製造条件を満たさないＮｏ．６〜
８はいずれも５μｍ以上である。また黒鉛間の最大距離
は本発明の製造条件を満足するＮｏ．１〜５は比較例の
Ｎｏ．６〜８と比べ小さく黒鉛が均一微細分散している
ことがわかる。焼入れ焼戻し後のシャルピー吸収エネル
ギーはＮｏ．１〜５では比較例のＮｏ．６〜８と比べ著
しく大きく、本発明の製造条件は靭性に優れた黒鉛均一
分散鋼が製造可能であることがわかる。
温度を放射温度計で測定した値であり、平均冷却速度は
冷却開始温度と冷却終了温度との差を冷却時間で除すこ
とにより求めた。表３に示したように本発明の製造条件
を満足するＮｏ．１〜５はいずれも黒鉛平均粒径が５μ
ｍ以下であるのに対し製造条件を満たさないＮｏ．６〜
８はいずれも５μｍ以上である。また黒鉛間の最大距離
は本発明の製造条件を満足するＮｏ．１〜５は比較例の
Ｎｏ．６〜８と比べ小さく黒鉛が均一微細分散している
ことがわかる。焼入れ焼戻し後のシャルピー吸収エネル
ギーはＮｏ．１〜５では比較例のＮｏ．６〜８と比べ著
しく大きく、本発明の製造条件は靭性に優れた黒鉛均一
分散鋼が製造可能であることがわかる。
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように本発
明によれば、切削性及び冷間鍛造性に優れ、かつ焼入れ
焼戻し後の靭性の優れた黒鉛均一分散鋼を提供すること
が可能であり、産業上の効果は極めて顕著なるものがあ
る。
明によれば、切削性及び冷間鍛造性に優れ、かつ焼入れ
焼戻し後の靭性の優れた黒鉛均一分散鋼を提供すること
が可能であり、産業上の効果は極めて顕著なるものがあ
る。
Claims (6)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ ：０．１０〜１．０％、 Ｓｉ：０．５０〜２．０％、 Ｍｎ：０．１０〜１．０％、 Ｐ ：０．０３％以下、 Ｓ ：０．００１〜０．１０％、 Ｂ ：０．０００１〜０．０１％、 Ｎ ：０．０００２〜０．０２％、 Ｍｇ：０．１％以下 を基本成分とし、残部がＦｅ及び不可避的不純物から成
り、粒子径が０．１〜５．０μｍである酸化物または酸
化物とＭｎＳの複合体の粒子を１０3〜１０6個／ｍｍ2
含有し、かつ平均粒径が５．０μｍ以下の黒鉛を有し、
かつ黒鉛化率が８０％以上であることを特徴とする靭性
に優れた黒鉛均一分散鋼。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃ ：０．１０〜１．０％、 Ｓｉ：０．５０〜２．０％、 Ｍｎ：０．１０〜１．０％、 Ｐ ：０．０３％以下、 Ｓ ：０．００１〜０．１０％、 Ｂ ：０．０００１〜０．０１％、 Ｎ ：０．０００２〜０．０２％、 Ｍｇ：０．１％以下、 Ｍｏ：０．０５〜０．５％ を基本成分とし、残部がＦｅ及び不可避的不純物から成
り、粒子径が０．１〜５．０μｍである酸化物または酸
化物とＭｎＳの複合体の粒子を１０3〜１０6個／ｍｍ2
含有し、かつ平均粒径が５．０μｍ以下の黒鉛を有し、
かつ黒鉛化率が８０％以上であることを特徴とする靭性
に優れた黒鉛均一分散鋼。 - 【請求項３】 請求項１記載の成分から成る鋼を、Ａｒ
3とＢＮの溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７
０／Ｔ＋５．２４で与えられるＢＮ溶体化温度との間の
温度範囲内に加熱した後、熱間圧延し、冷却開始温度を
Ａｒ1点以上の温度から平均冷却速度３０〜１００℃／
ｓｅｃの範囲で冷却終了温度Ｍｓ点以下へ強制冷却し、
さらに自然冷却し、次いで加熱温度６２０℃〜７４０℃
の温度範囲で黒鉛化処理することにより、平均粒径が
５．０μｍ以下の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０％以
上であることを特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分散鋼
の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の成分から成る鋼を、ＢＮ
の溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋
５．２４で与えられるＢＮ溶体化温度以上に加熱した
後、熱間圧延し、冷却終了温度Ａｒ1点以下まで冷却し
た後、Ａｒ3とＢＮの溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝
−１３９７０／Ｔ＋５．２４で与えられるＢＮ溶体化温
度との間の温度範囲内に再加熱した後、冷却開始温度を
Ａｒ1点以上の温度から平均冷却速度３０〜１００℃／
ｓｅｃの範囲で冷却終了温度Ｍｓ点以下へ強制冷却し、
さらに自然冷却し、次いで加熱温度６２０℃〜７４０℃
の温度範囲で黒鉛化処理することにより、平均粒径が
５．０μｍ以下の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０％以
上であることを特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分散鋼
の製造方法。 - 【請求項５】 請求項２記載の成分から成る鋼を、Ａｒ
3とＢＮの溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７
０／Ｔ＋５．２４で与えられるＢＮ溶体化温度との間の
温度範囲内に加熱した後、熱間圧延し、冷却開始温度を
Ａｒ1点以上の温度から平均冷却速度３０〜１００℃／
ｓｅｃの範囲で冷却終了温度Ｍｓ点以下へ強制冷却し、
さらに自然冷却し、次いで加熱温度６２０℃〜７４０℃
の温度範囲で黒鉛化処理することにより、平均粒径が
５．０μｍ以下の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０％以
上であることを特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分散鋼
の製造方法。 - 【請求項６】 請求項２記載の成分から成る鋼を、ＢＮ
の溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝−１３９７０／Ｔ＋
５．２４で与えられるＢＮ溶体化温度以上に加熱した
後、熱間圧延し、冷却終了温度Ａｒ1点以下まで冷却し
た後、Ａｒ3とＢＮの溶解度積：ｌｏｇ［Ｂ］［Ｎ］＝
−１３９７０／Ｔ＋５．２４で与えられるＢＮ溶体化温
度との間の温度範囲内に再加熱した後、冷却開始温度を
Ａｒ1点以上の温度から平均冷却速度３０〜１００℃／
ｓｅｃの範囲で冷却終了温度Ｍｓ点以下へ強制冷却し、
さらに自然冷却し、次いで加熱温度６２０℃〜７４０℃
の温度範囲で黒鉛化処理することにより、平均粒径が
５．０μｍ以下の黒鉛を有し、かつ黒鉛化率が８０％以
上であることを特徴とする靭性に優れた黒鉛均一分散鋼
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33767895A JP3172075B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 靭性に優れた黒鉛均一分散鋼及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33767895A JP3172075B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 靭性に優れた黒鉛均一分散鋼及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09157786A true JPH09157786A (ja) | 1997-06-17 |
| JP3172075B2 JP3172075B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=18310935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33767895A Expired - Fee Related JP3172075B2 (ja) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | 靭性に優れた黒鉛均一分散鋼及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3172075B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999045162A1 (fr) * | 1998-03-04 | 1999-09-10 | Nippon Steel Corporation | Aciers a forger a froid et leur procede de fabrication |
| EP1184477A1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-06 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Free machining steel for use in machine structure of excellent mechanical characteristics |
| KR100516520B1 (ko) * | 2001-12-27 | 2005-09-26 | 주식회사 포스코 | 고강도 저항복비를 갖는 가공물의 제조방법 |
| KR100516518B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2005-09-26 | 주식회사 포스코 | 냉간성형성과 지연파괴 저항성이 우수한 고강도 강과 강가공물의 제조방법 |
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