JPH10287953A - 機械的性質とドリル穴あけ加工性に優れた機械構造用鋼 - Google Patents
機械的性質とドリル穴あけ加工性に優れた機械構造用鋼Info
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- JPH10287953A JPH10287953A JP9131543A JP13154397A JPH10287953A JP H10287953 A JPH10287953 A JP H10287953A JP 9131543 A JP9131543 A JP 9131543A JP 13154397 A JP13154397 A JP 13154397A JP H10287953 A JPH10287953 A JP H10287953A
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- cao
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Abstract
(57)【要約】
【目的】機械的性質の異方性が小さく、かつドリル穴あ
け加工性に優れた機械構造用鋼を提供する。 【構成】合金元素の含有率が重量で，Ｃ：０．１０〜
０．６０％、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．３０〜
１．５０％、Ｓ：０．０１〜０．０７％、Ａｌ：０．０
０２〜０．０５％、Ｃａ：０．０００５〜０．００５
％、Ｏ：０．０００５〜０．００３％を含有し、更に必
要に応じて、Ｐｂ：０．０４〜０．４％、Ｂｉ：０．０
２〜０．３％、Ｓｅ：０．１〜０．５％、Ｔｅ：０．０
０３〜０．１％のうちの１種以上を含有し、残部がＦｅ
及び不可避不純物からなり、かつＣａＯを８〜６２％含
むカルシウムアルミネート酸化物介在物を内部に包み込
んだ、長径／短径比が５以下であるような紡錘型のＣａ
を１％以上含むカルシウムマンガン硫化物介在物を含有
することを特徴とする機械的性質とドリル穴あけ加工性
に優れた機械構造用鋼。
け加工性に優れた機械構造用鋼を提供する。 【構成】合金元素の含有率が重量で，Ｃ：０．１０〜
０．６０％、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．３０〜
１．５０％、Ｓ：０．０１〜０．０７％、Ａｌ：０．０
０２〜０．０５％、Ｃａ：０．０００５〜０．００５
％、Ｏ：０．０００５〜０．００３％を含有し、更に必
要に応じて、Ｐｂ：０．０４〜０．４％、Ｂｉ：０．０
２〜０．３％、Ｓｅ：０．１〜０．５％、Ｔｅ：０．０
０３〜０．１％のうちの１種以上を含有し、残部がＦｅ
及び不可避不純物からなり、かつＣａＯを８〜６２％含
むカルシウムアルミネート酸化物介在物を内部に包み込
んだ、長径／短径比が５以下であるような紡錘型のＣａ
を１％以上含むカルシウムマンガン硫化物介在物を含有
することを特徴とする機械的性質とドリル穴あけ加工性
に優れた機械構造用鋼。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械的性質とドリル穴
あけ加工性に優れた機械構造用鋼に関するものである。
あけ加工性に優れた機械構造用鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高い機械的性質を必要とする機械
構造部品などは、鍛造、圧延などの塑性加工で粗加工し
た後、切削加工によって所望の最終形状に仕上げるのが
一般的であった。
構造部品などは、鍛造、圧延などの塑性加工で粗加工し
た後、切削加工によって所望の最終形状に仕上げるのが
一般的であった。
【０００３】塑性加工後の切削加工を容易にする目的か
ら、被削性に優れた快削鋼に対する要求が近年ますます
増加してきている。
ら、被削性に優れた快削鋼に対する要求が近年ますます
増加してきている。
【０００４】その様な状況のもと、低速切削加工性に優
れた硫黄快削鋼や高速切削加工性に優れたカルシウム快
削鋼、ドリル穴あけ加工性に優れた硫黄、鉛快削鋼など
各種快削鋼が研究開発されており、切削加工条件に合わ
せた快削鋼が適宜使用されている。
れた硫黄快削鋼や高速切削加工性に優れたカルシウム快
削鋼、ドリル穴あけ加工性に優れた硫黄、鉛快削鋼など
各種快削鋼が研究開発されており、切削加工条件に合わ
せた快削鋼が適宜使用されている。
【０００５】しかしながら、一つの部品に適用される切
削加工は必ずしも一通りの加工ではなく、例えばドリル
穴あけ加工と高速切削加工の両方の加工が必要となる場
合は多い。この場合、両方の切削加工性を満足させるこ
とは非常に困難であった。
削加工は必ずしも一通りの加工ではなく、例えばドリル
穴あけ加工と高速切削加工の両方の加工が必要となる場
合は多い。この場合、両方の切削加工性を満足させるこ
とは非常に困難であった。
【０００６】高速切削加工性に優れることで知られるＣ
ａを添加した快削鋼は、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２
系の介在物によって被削性を向上させているため多量の
酸素を必要とし、鋼中に多量の酸化物が存在して、清浄
度に劣る場合が多く、機械的性質の制約から自ずと適用
範囲が限られていた。更にこうしたカルシウム快削鋼で
は、ドリル穴あけ加工性を向上させるような効果はなか
った。
ａを添加した快削鋼は、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２
系の介在物によって被削性を向上させているため多量の
酸素を必要とし、鋼中に多量の酸化物が存在して、清浄
度に劣る場合が多く、機械的性質の制約から自ずと適用
範囲が限られていた。更にこうしたカルシウム快削鋼で
は、ドリル穴あけ加工性を向上させるような効果はなか
った。
【０００７】清浄度向上のために酸素を低減させること
により酸化物を減少、微細化させる場合もあるが、この
場合はアルミナ主体の硬質酸化物が生成して工具に悪影
響を与え、被削性を低下させる。
により酸化物を減少、微細化させる場合もあるが、この
場合はアルミナ主体の硬質酸化物が生成して工具に悪影
響を与え、被削性を低下させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の問題点に着目し、機械的性質に優れかつドリル穴あ
け加工性に優れた機械構造用鋼を提供することを目的と
する。
来の問題点に着目し、機械的性質に優れかつドリル穴あ
け加工性に優れた機械構造用鋼を提供することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、種々の研究
を重ねた結果、低酸素硫黄快削鋼をベースにＣａを添加
する事によって、マンガン硫化物介在物の形状と組成、
アルミナ酸化物の組成、更にはそれらの析出形態をコン
トロールする事により下記（ａ）〜（ｃ）の知見を得る
に至った。
を重ねた結果、低酸素硫黄快削鋼をベースにＣａを添加
する事によって、マンガン硫化物介在物の形状と組成、
アルミナ酸化物の組成、更にはそれらの析出形態をコン
トロールする事により下記（ａ）〜（ｃ）の知見を得る
に至った。
【００１０】（ａ）Ａｌ：０．００２〜０．０５％かつ
Ｏ：０．０００５〜０．００３％の低酸素機械構造用鋼
に、Ｃａを添加する事によりマンガン硫化物介在物及び
従来のＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系介在物を有する
カルシウム快削鋼とは異なるアルミナ酸化物の双方に一
部Ｃａが含まれるようになる。
Ｏ：０．０００５〜０．００３％の低酸素機械構造用鋼
に、Ｃａを添加する事によりマンガン硫化物介在物及び
従来のＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系介在物を有する
カルシウム快削鋼とは異なるアルミナ酸化物の双方に一
部Ｃａが含まれるようになる。
【００１１】（ｂ）Ｃａを含有したマンガン硫化物介在
物（以下カルシウムマンガン硫化物という）はＣａを含
有しないマンガン硫化物介在物に比較して塑性変形能が
劣化するが故に鋳造後の圧延、鍛造時には比較的丸い紡
錘形状を維持する。
物（以下カルシウムマンガン硫化物という）はＣａを含
有しないマンガン硫化物介在物に比較して塑性変形能が
劣化するが故に鋳造後の圧延、鍛造時には比較的丸い紡
錘形状を維持する。
【００１２】（ｃ）Ｃａを含有したアルミナ酸化物介在
物（以下カルシウムアルミネート酸化物という）は、ア
ルミナ主体の硬質酸化物に比較して軟化するとともに、
Ｃａを仲立ちとしてカルシウムマンガン硫化物との親和
性を増加させるため、硫化物よりも融点の高いカルシウ
ムアルミネート酸化物が先に析出した後、これを核とし
てカルシウムアルミネート酸化物を包み込むような形で
カルシウムマンガン硫化物が析出する。
物（以下カルシウムアルミネート酸化物という）は、ア
ルミナ主体の硬質酸化物に比較して軟化するとともに、
Ｃａを仲立ちとしてカルシウムマンガン硫化物との親和
性を増加させるため、硫化物よりも融点の高いカルシウ
ムアルミネート酸化物が先に析出した後、これを核とし
てカルシウムアルミネート酸化物を包み込むような形で
カルシウムマンガン硫化物が析出する。
【００１３】上記知見に基づく本発明は、清浄度を確保
した低酸素鋼において、球状化した硫化物により機械的
性質の異方性を最小限に止めつつ、軟化した酸化物を更
に軟らかい硫化物で包み込む事により硬質酸化物と工具
の直接接触の回避して工具摩耗を低減してドリル穴あけ
加工性を向上させ、更にカルシウムアルミネート酸化物
による工具被覆効果で高速切削加工性をも向上させる機
械構造用鋼であり、下記（１）〜（２）の成分と介在物
形態を要旨とするものである。
した低酸素鋼において、球状化した硫化物により機械的
性質の異方性を最小限に止めつつ、軟化した酸化物を更
に軟らかい硫化物で包み込む事により硬質酸化物と工具
の直接接触の回避して工具摩耗を低減してドリル穴あけ
加工性を向上させ、更にカルシウムアルミネート酸化物
による工具被覆効果で高速切削加工性をも向上させる機
械構造用鋼であり、下記（１）〜（２）の成分と介在物
形態を要旨とするものである。
【００１４】（１）重量％で、Ｃ：０．１０〜０．６０
％、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．３０〜１．５０
％、Ｓ：０．０１〜０．０７％、Ａｌ：０．００２〜
０．０５％、Ｃａ：０．０００５〜０．００５％、Ｏ：
０．０００５〜０．００３％を含有し、残部がＦｅ及び
不可避不純物からなり、かつＣａＯを８〜６２％含むカ
ルシウムアルミネート酸化物介在物を内部に包み込ん
だ、長径／短径比が５以下であるような紡錘型のＣａを
１％以上含むカルシウムマンガン硫化物介在物を含有す
ることを特徴とする機械的性質とドリル穴あけ加工性に
優れた機械構造用鋼。
％、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．３０〜１．５０
％、Ｓ：０．０１〜０．０７％、Ａｌ：０．００２〜
０．０５％、Ｃａ：０．０００５〜０．００５％、Ｏ：
０．０００５〜０．００３％を含有し、残部がＦｅ及び
不可避不純物からなり、かつＣａＯを８〜６２％含むカ
ルシウムアルミネート酸化物介在物を内部に包み込ん
だ、長径／短径比が５以下であるような紡錘型のＣａを
１％以上含むカルシウムマンガン硫化物介在物を含有す
ることを特徴とする機械的性質とドリル穴あけ加工性に
優れた機械構造用鋼。
【００１５】（２）上記（１）に記載の合金成分に加え
て更に重量％で、Ｐｂ：０．０４〜０．４％、Ｂｉ：
０．０２〜０．３％、Ｓｅ：０．１〜０．５％、Ｔｅ：
０．００３〜０．１％のうちの１種以上を含有し、残部
がＦｅ及び不可避不純物からなり、かつＣａＯを８〜６
２％含むカルシウムアルミネート酸化物介在物を内部に
包み込んだ、長径／短径比が５以下であるような紡錘型
のＣａを１％以上含むマンガン硫化物介在物を含有する
ことを特徴とする機械的性質とドリル穴あけ加工性に優
れた機械構造用鋼。
て更に重量％で、Ｐｂ：０．０４〜０．４％、Ｂｉ：
０．０２〜０．３％、Ｓｅ：０．１〜０．５％、Ｔｅ：
０．００３〜０．１％のうちの１種以上を含有し、残部
がＦｅ及び不可避不純物からなり、かつＣａＯを８〜６
２％含むカルシウムアルミネート酸化物介在物を内部に
包み込んだ、長径／短径比が５以下であるような紡錘型
のＣａを１％以上含むマンガン硫化物介在物を含有する
ことを特徴とする機械的性質とドリル穴あけ加工性に優
れた機械構造用鋼。
【００１６】
【作用】以下に、本発明における鋼の化学組成及び介在
物形態を限定する理由について説明する。
物形態を限定する理由について説明する。
【００１７】Ｃ：Ｃは強度を確保するために必要な元素
であり、０．１０％未満では添加効果に乏しく、一方
０．６０％を越えると靭性が劣化するため、その含有量
を０．１０〜−０．６０％に限定する。
であり、０．１０％未満では添加効果に乏しく、一方
０．６０％を越えると靭性が劣化するため、その含有量
を０．１０〜−０．６０％に限定する。
【００１８】Ｓｉ：Ｓｉは溶製時の脱酸剤として含有さ
れ、焼入れ性を向上させる元素である。しかし、０．５
０％を越えて多量に添加されると熱間加工時に割れを発
生しやすくなるため、０．５０％以下に限定する。
れ、焼入れ性を向上させる元素である。しかし、０．５
０％を越えて多量に添加されると熱間加工時に割れを発
生しやすくなるため、０．５０％以下に限定する。
【００１９】Ｍｎ：Ｍｎは硫化物形成元素であり、０．
３０％未満では所望の効果が得られず、１．５０％を超
えると鋼の硬さを増大させて被削性を低下させるので、
その含有量を０．３０〜１．５０％に限定する。
３０％未満では所望の効果が得られず、１．５０％を超
えると鋼の硬さを増大させて被削性を低下させるので、
その含有量を０．３０〜１．５０％に限定する。
【００２０】Ｓ：Ｓは被削性の向上に有効な元素であ
る。従って０．０１％未満では所望の効果が得られず、
０．０７％を超えると靭性と延性を悪化させるばかり
か、更にはＣａと高融点のＣａＳを形成して鋳造工程に
多大なる障害をもたらすため、その含有量を０．０１〜
０．０７％に限定する。尚好ましい範囲は０．０３％〜
０．０７％である。
る。従って０．０１％未満では所望の効果が得られず、
０．０７％を超えると靭性と延性を悪化させるばかり
か、更にはＣａと高融点のＣａＳを形成して鋳造工程に
多大なる障害をもたらすため、その含有量を０．０１〜
０．０７％に限定する。尚好ましい範囲は０．０３％〜
０．０７％である。
【００２１】Ａｌ：Ａｌは脱酸に必要な元素であり、
０．００２％以上必要とする。しかし、０．０５％を超
えると酸化物中のＡｌ量が過多となってのカルシウムア
ルミネート酸化物を形成する事が不可能となるため、そ
の含有量を０．００２〜０．０５％に限定する。
０．００２％以上必要とする。しかし、０．０５％を超
えると酸化物中のＡｌ量が過多となってのカルシウムア
ルミネート酸化物を形成する事が不可能となるため、そ
の含有量を０．００２〜０．０５％に限定する。
【００２２】Ｃａ：Ｃａは本発明においてきわめて重要
な意味を持つ元素である。即ち、マンガン硫化物介在物
の変形能を小さくして塑性加工後の硫化物形状を紡錘型
に維持するとともに、アルミナ酸化物を軟化させて工具
に与える衝撃を緩和し、更には酸化物を硫化物が包み込
むように仲立ちをする。以上の効果を達成するために
０．０００５％以上含有する事が必要である。しかし、
０．００５％を超えると高融点のＣａＳを形成して鋳造
工程に多大なる障害をもたらすため、その含有量を０．
０００５〜０．００５％に限定する。
な意味を持つ元素である。即ち、マンガン硫化物介在物
の変形能を小さくして塑性加工後の硫化物形状を紡錘型
に維持するとともに、アルミナ酸化物を軟化させて工具
に与える衝撃を緩和し、更には酸化物を硫化物が包み込
むように仲立ちをする。以上の効果を達成するために
０．０００５％以上含有する事が必要である。しかし、
０．００５％を超えると高融点のＣａＳを形成して鋳造
工程に多大なる障害をもたらすため、その含有量を０．
０００５〜０．００５％に限定する。
【００２３】Ｏ：鋼中のＯは酸化物系介在物の形で存在
し、鋼の機械的性質に有害であり、極力低減させるのが
望ましい。Ａｌ０．００２〜０．０５％、Ｃａ０．００
０５〜０．００５％とした時低減可能なＯ量は０．００
０５％である。従来のＣａを含んだ快削鋼は主として、
ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の酸化物系介在物を鋼
中に生成させることにより、酸化物系の工具保護膜を形
成して被削性を向上させてきた。こうしたＣａＯ−Ａｌ
２Ｏ３−ＳｉＯ２系の酸化物介在物を生成させるには
０．００７好ましくは０．０１％以上のＯを必要として
いたため、鋼の清浄度と強度において劣る場合が多かっ
た。何故なら、Ｏは酸化物の生成エネルギーの観点か
ら、ＣａついでＡｌと結合する。従って、ＣａＯ−Ａｌ
２Ｏ３−ＳｉＯ２系の酸化物を生成させるためには、Ｃ
ａ及びＡｌと酸化物を形成する以上に多量のＯが必要で
あった。これに対して本発明では、カルシウムアルミネ
ート酸化物を形成する程度のＯ量で十分である。これに
伴って鋼の清浄度や強度が向上する。過剰なＯはかえっ
て鋼の強度を低下させるため、Ｏ量は０．００３％以下
としなければならない。以上の理由により、Ｏの含有量
を０．０００５％〜０．００３％に限定する。
し、鋼の機械的性質に有害であり、極力低減させるのが
望ましい。Ａｌ０．００２〜０．０５％、Ｃａ０．００
０５〜０．００５％とした時低減可能なＯ量は０．００
０５％である。従来のＣａを含んだ快削鋼は主として、
ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系の酸化物系介在物を鋼
中に生成させることにより、酸化物系の工具保護膜を形
成して被削性を向上させてきた。こうしたＣａＯ−Ａｌ
２Ｏ３−ＳｉＯ２系の酸化物介在物を生成させるには
０．００７好ましくは０．０１％以上のＯを必要として
いたため、鋼の清浄度と強度において劣る場合が多かっ
た。何故なら、Ｏは酸化物の生成エネルギーの観点か
ら、ＣａついでＡｌと結合する。従って、ＣａＯ−Ａｌ
２Ｏ３−ＳｉＯ２系の酸化物を生成させるためには、Ｃ
ａ及びＡｌと酸化物を形成する以上に多量のＯが必要で
あった。これに対して本発明では、カルシウムアルミネ
ート酸化物を形成する程度のＯ量で十分である。これに
伴って鋼の清浄度や強度が向上する。過剰なＯはかえっ
て鋼の強度を低下させるため、Ｏ量は０．００３％以下
としなければならない。以上の理由により、Ｏの含有量
を０．０００５％〜０．００３％に限定する。
【００２４】本発明の機械的性質とドリル穴あけ加工性
に優れた機械構造用鋼には、上記成分に加えて更にＰ
ｂ，Ｂｉ，Ｓｅ，Ｔｅのうちの１種以上を含んでいても
よい。これらの合金元素の効果と含有量を限定する理由
について説明する。
に優れた機械構造用鋼には、上記成分に加えて更にＰ
ｂ，Ｂｉ，Ｓｅ，Ｔｅのうちの１種以上を含んでいても
よい。これらの合金元素の効果と含有量を限定する理由
について説明する。
【００２５】Ｐｂ、Ｂｉ：Ｐｂ、Ｂｉは単独で或いは硫
化物外周に付着する様な形で存在し、それ自身が被削性
を向上させる効果を有する。こうした効果を得るために
は、Ｐｂで０．０４％、Ｂｉで０．０２％以上が必要で
ある。過剰な場合にはＰｂ、Ｂｉの鋼への溶解度を超
え、かつその大きな比重のためにＰｂ，Ｂｉは単独で凝
集、沈殿して鋼中の欠陥となるため、含有量をＰｂで
０．０４％〜０．４％、Ｂｉで０．０２％〜０．３％に
限定する。
化物外周に付着する様な形で存在し、それ自身が被削性
を向上させる効果を有する。こうした効果を得るために
は、Ｐｂで０．０４％、Ｂｉで０．０２％以上が必要で
ある。過剰な場合にはＰｂ、Ｂｉの鋼への溶解度を超
え、かつその大きな比重のためにＰｂ，Ｂｉは単独で凝
集、沈殿して鋼中の欠陥となるため、含有量をＰｂで
０．０４％〜０．４％、Ｂｉで０．０２％〜０．３％に
限定する。
【００２６】Ｓｅ、Ｔｅ：Ｓｅ、Ｔｅも良く知られた被
削性を向上させる元素である。こうした効果を得るため
には、Ｓｅで０．１％、Ｔｅで０．００３％以上が必要
である。過剰な添加は熱間加工時に割れを発生しやすく
なるため、含有量をＳｅで０．１％〜０．５％、Ｔｅで
０．００３％〜０．１％に限定する。
削性を向上させる元素である。こうした効果を得るため
には、Ｓｅで０．１％、Ｔｅで０．００３％以上が必要
である。過剰な添加は熱間加工時に割れを発生しやすく
なるため、含有量をＳｅで０．１％〜０．５％、Ｔｅで
０．００３％〜０．１％に限定する。
【００２７】介在物の形態：アルミナ主体の酸化物は非
常に硬質であり、工具と直接接触した場合には工具の摩
耗を促進する事が知られている。この酸化物にＣａＯを
含ませる事により酸化物自身を軟化させる事が可能であ
る。このためには少なくともアルミナ主体の酸化物をＣ
ａＯ−６Ａｌ２Ｏ３以上のＣａＯを含有した低融点酸化
物とする事が必要であり、ＣａＯの比率を８％以上にし
なければならない。逆に過剰なＣａＯも酸化物の硬質化
を引き起こすので３ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３以下のＣａＯ含
有量とする必要があり、ＣａＯの比率を６２％以下にし
なければならない。一方、通常のマンガン硫化物は鍛
造、圧延などの塑性加工に際して非常に良く展伸し、鋼
の機械的性質の異方性を助長する。展伸性を制限するた
めマンガン硫化物にＣａを１％以上含ませる事によりマ
ンガン硫化物の展伸性を減じる。また、正確に異方性を
評価する時、長径／短径比が５以下である様な紡錘形状
のマンガン硫化物を有する場合に鋼の機械的性質の異方
性は軽減される。更には相対的に硬質な酸化物を相対的
に軟質の硫化物が包み込む事により工具の摩耗は低減さ
れる。
常に硬質であり、工具と直接接触した場合には工具の摩
耗を促進する事が知られている。この酸化物にＣａＯを
含ませる事により酸化物自身を軟化させる事が可能であ
る。このためには少なくともアルミナ主体の酸化物をＣ
ａＯ−６Ａｌ２Ｏ３以上のＣａＯを含有した低融点酸化
物とする事が必要であり、ＣａＯの比率を８％以上にし
なければならない。逆に過剰なＣａＯも酸化物の硬質化
を引き起こすので３ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３以下のＣａＯ含
有量とする必要があり、ＣａＯの比率を６２％以下にし
なければならない。一方、通常のマンガン硫化物は鍛
造、圧延などの塑性加工に際して非常に良く展伸し、鋼
の機械的性質の異方性を助長する。展伸性を制限するた
めマンガン硫化物にＣａを１％以上含ませる事によりマ
ンガン硫化物の展伸性を減じる。また、正確に異方性を
評価する時、長径／短径比が５以下である様な紡錘形状
のマンガン硫化物を有する場合に鋼の機械的性質の異方
性は軽減される。更には相対的に硬質な酸化物を相対的
に軟質の硫化物が包み込む事により工具の摩耗は低減さ
れる。
【００２８】
【実施例】本発明鋼の特徴を実施例を用いて説明する。
表１及び表２に示す化学組成を有する鋼を５ｔｏｎアー
ク炉にて溶製した。表１中のＡ１からＡ９とａ１からａ
９はＪＩＳ規格のＳ４５Ｃに相当または類似した鋼であ
る。表１中のＢ１からＢ４とｂ１からｂ４はＪＩＳ規格
のＳ５５Ｃに相当または類似した鋼である。表１中のＣ
１からＣ３とｃ１からｃ４はＪＩＳ規格のＳＣＭ４１５
に相当した鋼である。表１中のＤ１からＤ７とｄ１から
ｄ２はＪＩＳ規格のＳＣＭ４４０に相当または類似した
鋼である。表２中のＡ６とＥ１からＥ５とｅ１からｅ４
はＪＩＳ規格のＳ４５Ｃに表中記載の各元素を添加した
鋼である。
表１及び表２に示す化学組成を有する鋼を５ｔｏｎアー
ク炉にて溶製した。表１中のＡ１からＡ９とａ１からａ
９はＪＩＳ規格のＳ４５Ｃに相当または類似した鋼であ
る。表１中のＢ１からＢ４とｂ１からｂ４はＪＩＳ規格
のＳ５５Ｃに相当または類似した鋼である。表１中のＣ
１からＣ３とｃ１からｃ４はＪＩＳ規格のＳＣＭ４１５
に相当した鋼である。表１中のＤ１からＤ７とｄ１から
ｄ２はＪＩＳ規格のＳＣＭ４４０に相当または類似した
鋼である。表２中のＡ６とＥ１からＥ５とｅ１からｅ４
はＪＩＳ規格のＳ４５Ｃに表中記載の各元素を添加した
鋼である。
【００２９】圧延と鍛造により、断面が１１０ｍｍ×５
０ｍｍの角材を作製した。圧延と直角方向の機械的性質
を調査するために、引張試験と衝撃試験を実施した。引
張試験用として圧延と直角方向からＪＩＳ４号試験片を
作成し、試験はＪＩＳ Ｚ２２４１に従って実施した。
衝撃試験用として圧延と直角方向からＪＩＳ３号試験片
を作成し、ＪＩＳ Ｚ ２２４２に従って実施した。
０ｍｍの角材を作製した。圧延と直角方向の機械的性質
を調査するために、引張試験と衝撃試験を実施した。引
張試験用として圧延と直角方向からＪＩＳ４号試験片を
作成し、試験はＪＩＳ Ｚ２２４１に従って実施した。
衝撃試験用として圧延と直角方向からＪＩＳ３号試験片
を作成し、ＪＩＳ Ｚ ２２４２に従って実施した。
【００３０】試験前処理として、各試験片に表３に示す
熱処理を実施した。
熱処理を実施した。
【００３１】圧延材の縦断面の検鏡試料を作成し、各試
料毎に最大長さ５μｍ以上の介在物２０個を任意に選び
出し、画像解析により介在物の最大径Ｌと最小径Ｗを測
定した。これより算出されるＬ／Ｗを表１、２中のＬ／
Ｗとした。
料毎に最大長さ５μｍ以上の介在物２０個を任意に選び
出し、画像解析により介在物の最大径Ｌと最小径Ｗを測
定した。これより算出されるＬ／Ｗを表１、２中のＬ／
Ｗとした。
【００３２】前述の各試料毎２０個の介在物で、光学顕
微鏡を用いて観察した場合に黒色に見える内部の酸化物
相当部と薄灰色に見える周辺の硫化物相当部それぞれに
ついて、それらの組成をＥＰＭＡにて測定した。酸化物
の測定値の中で最大のＣａＯ比率（百分率）を示した値
を表１、２中のＣａＯ−Ｏとし、硫化物の測定値の中で
最大のＣａ比率（百分率）を示した値を表１、２中のＣ
ａ−Ｓとした。
微鏡を用いて観察した場合に黒色に見える内部の酸化物
相当部と薄灰色に見える周辺の硫化物相当部それぞれに
ついて、それらの組成をＥＰＭＡにて測定した。酸化物
の測定値の中で最大のＣａＯ比率（百分率）を示した値
を表１、２中のＣａＯ−Ｏとし、硫化物の測定値の中で
最大のＣａ比率（百分率）を示した値を表１、２中のＣ
ａ−Ｓとした。
【００３３】ドリル穴あけ加工性を評価するために、ハ
イスドリルを用いた寿命試験を実施した。切削条件を表
４に示す。ドリルの破損に至るまでの加工終了穴数をも
ってドリル寿命とした。
イスドリルを用いた寿命試験を実施した。切削条件を表
４に示す。ドリルの破損に至るまでの加工終了穴数をも
ってドリル寿命とした。
【００３４】製造性として、鋳造性と圧延性を評価し
た。５ｔｏｎの溶鋼全量が２．５ｔｏｎインゴット２本
に鋳造完了しなかった場合を製造性劣とした。更に鋳造
完了した中でも、直径１００ｍｍの丸棒に圧延していく
工程において、１０％以上の外観疵による不良が発生し
た場合を製造性やや劣とし、２０％以上の外観疵による
不良が発生した場合を製造性劣とした。
た。５ｔｏｎの溶鋼全量が２．５ｔｏｎインゴット２本
に鋳造完了しなかった場合を製造性劣とした。更に鋳造
完了した中でも、直径１００ｍｍの丸棒に圧延していく
工程において、１０％以上の外観疵による不良が発生し
た場合を製造性やや劣とし、２０％以上の外観疵による
不良が発生した場合を製造性劣とした。
【００３５】表２中の鋼については、圧延後の丸棒にて
発汗試験を実施し、異常の認められたものについては、
表６中に内部欠陥有りとした。
発汗試験を実施し、異常の認められたものについては、
表６中に内部欠陥有りとした。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】
【表４】
【００４０】
【表５】
【００４１】
【表６】
【００４２】表１、表５よりＡの本発明鋼は少なくとも
ドリル寿命が１４以上である。これに対して、ａ１はＣ
成分が規定範囲を超えるため硬さ増加、靭性劣化により
ドリル寿命は短い。ａ２はＭｎ成分が規定範囲より少な
いため十分な量の硫化物が生成せずドリル寿命は短い。
ａ３はＭｎ成分が規定範囲を超えるため硬さ増加により
ドリル寿命は短い。ａ４，ａ５の場合ドリル寿命は開発
鋼並みであるが、ａ４では過剰なＳにより機械的性質が
大きく劣化するとともに鋳造時にはＣａＳの析出により
長時間鋳造を続けるのが困難である。ａ５では鋳造時に
はＡｌ２Ｏ３の析出により長時間鋳造を続けるのが困難
である。ａ６からａ９についてはＡｌ、Ｃａ成分が規定
範囲を外れるため、介在物中のＣａＯ、Ｃａ比率が小さ
くなってドリル寿命は短い。
ドリル寿命が１４以上である。これに対して、ａ１はＣ
成分が規定範囲を超えるため硬さ増加、靭性劣化により
ドリル寿命は短い。ａ２はＭｎ成分が規定範囲より少な
いため十分な量の硫化物が生成せずドリル寿命は短い。
ａ３はＭｎ成分が規定範囲を超えるため硬さ増加により
ドリル寿命は短い。ａ４，ａ５の場合ドリル寿命は開発
鋼並みであるが、ａ４では過剰なＳにより機械的性質が
大きく劣化するとともに鋳造時にはＣａＳの析出により
長時間鋳造を続けるのが困難である。ａ５では鋳造時に
はＡｌ２Ｏ３の析出により長時間鋳造を続けるのが困難
である。ａ６からａ９についてはＡｌ、Ｃａ成分が規定
範囲を外れるため、介在物中のＣａＯ、Ｃａ比率が小さ
くなってドリル寿命は短い。
【００４３】表１中のＢ、Ｃ、Ｄの発明鋼についてもＡ
発明鋼とほぼ同様な結果であった。
発明鋼とほぼ同様な結果であった。
【００４４】表６から明らかな様にＰｂ，Ｂｉ，Ｓｅ，
Ｔｅの各快削元素を添加する事によりドリル寿命は大幅
に長くなる。しかし、ｅ１からｅ４の様に、規格範囲を
超える過剰な添加は鋼の製造性を著しく悪化させる。
Ｔｅの各快削元素を添加する事によりドリル寿命は大幅
に長くなる。しかし、ｅ１からｅ４の様に、規格範囲を
超える過剰な添加は鋼の製造性を著しく悪化させる。
【００４５】
【発明の効果】以上の説明で明らかな様に本発明鋼は、
機械的性質及び製造性の劣化を招くことなくドリル穴あ
け加工性を大幅に向上させる事ができるものである。こ
れにより、従来は機械的性質上の問題から被削性を犠牲
にしてきた機械構造部品への適用が可能となり、産業上
の利点が極めて大きい。
機械的性質及び製造性の劣化を招くことなくドリル穴あ
け加工性を大幅に向上させる事ができるものである。こ
れにより、従来は機械的性質上の問題から被削性を犠牲
にしてきた機械構造部品への適用が可能となり、産業上
の利点が極めて大きい。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．１０〜０．６０％、
Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．３０〜１．５０％、
Ｓ：０．０１〜０．０７％、Ａｌ：０．００２〜０．０
５％、Ｃａ：０．０００５〜０．００５％、Ｏ：０．０
００５〜０．００３％を含有し、残部がＦｅ及び不可避
不純物からなり、かつＣａＯを８〜６２％含むカルシウ
ムアルミネート酸化物介在物を内部に包み込んだ、長径
／短径比が５以下であるような紡錘型のＣａを１％以上
含むカルシウムマンガン硫化物介在物を含有することを
特徴とする機械的性質とドリル穴あけ加工性に優れた機
械構造用鋼。 - 【請求項２】 請求項１に記載の合金成分に加えて更に
重量％で、Ｐｂ：０．０４〜０．４％、Ｂｉ：０．０２
〜０．３％、Ｓｅ：０．１〜０．５％、Ｔｅ：０．００
３〜０．１％のうちの１種以上を含有し、残部がＦｅ及
び不可避不純物からなり、かつＣａＯを８〜６２％含む
カルシウムアルミネート酸化物介在物を内部に包み込ん
だ、長径／短径比が５以下であるような紡錘型のＣａを
１％以上含むカルシウムマンガン硫化物介在物を含有す
ることを特徴とする機械的性質とドリル穴あけ加工性に
優れた機械構造用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9131543A JPH10287953A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 機械的性質とドリル穴あけ加工性に優れた機械構造用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9131543A JPH10287953A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 機械的性質とドリル穴あけ加工性に優れた機械構造用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10287953A true JPH10287953A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=15060544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9131543A Pending JPH10287953A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 機械的性質とドリル穴あけ加工性に優れた機械構造用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10287953A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1264912A1 (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-11 | Daido Steel Co., Ltd. | Free-cutting steel for machine structural use having good machinability in cutting by cemented carbide tool |
| WO2003064715A1 (fr) * | 2002-01-29 | 2003-08-07 | Tanaka Seimitsu Kogyo Co., Ltd. | Acier non raffine de type bainite pour nitruration, procede de production correspondant et produit nitrure |
| EP1063454A3 (en) * | 1999-06-25 | 2003-09-17 | Hitachi Metals, Ltd. | Self-lubricating piston ring material for internal combustion engine and piston ring |
| JP2005273000A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-10-06 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 被削性に優れた機械構造用鋼 |
| JP2005350702A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 被削性に優れた機械構造用鋼 |
| WO2005123973A1 (en) * | 2004-06-10 | 2005-12-29 | Hoeganaes Corporation | Powder metallurgical compositions and parts made therefrom |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS579860A (en) * | 1981-02-18 | 1982-01-19 | Daido Steel Co Ltd | Free cutting steel for high-performance gear and its manufacture |
| JPS5845351A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-16 | Daido Steel Co Ltd | 構造用鋼 |
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| JPH03177539A (ja) * | 1989-12-07 | 1991-08-01 | Nippon Steel Corp | 被削性の優れた機械構造用電気抵抗溶接鋼管 |
-
1997
- 1997-04-16 JP JP9131543A patent/JPH10287953A/ja active Pending
Patent Citations (6)
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| WO2005123973A1 (en) * | 2004-06-10 | 2005-12-29 | Hoeganaes Corporation | Powder metallurgical compositions and parts made therefrom |
| US7300489B2 (en) | 2004-06-10 | 2007-11-27 | Hoeganaes Corporation | Powder metallurgical compositions and parts made therefrom |
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