JPH1129838A - 非調質鋼 - Google Patents
非調質鋼Info
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- JPH1129838A JPH1129838A JP18947597A JP18947597A JPH1129838A JP H1129838 A JPH1129838 A JP H1129838A JP 18947597 A JP18947597 A JP 18947597A JP 18947597 A JP18947597 A JP 18947597A JP H1129838 A JPH1129838 A JP H1129838A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】中Ｃの機械構造用炭素鋼などに調質処理と軟窒
化処理を施したのと同等の耐疲労特性を有するシャフト
類用鋼として好適な非調質鋼を提供する。 【解決手段】重量％で、C ：0.20〜0.50％、Si：0.05〜
0.70％、Mn：0.60％を超え1.00％まで、S：0.01〜0.07
％、V：0.02〜0.50％、Ti：0〜0.05％、Zr：0〜0.05％
でTi＋0.5Zr：0.005〜0.06％、N：0.002 〜0.03％、P：
0〜0.050％、Cu：0〜0.30％、Ni：0〜0.30％、Cr：0〜
1.00％、Mo：0〜0.30％、W：0〜0.50％、Nb：0〜0.05
％、Al：0〜0.050％、Pb：0〜0.30％、Ca：0〜0.010
％、Te：0〜0.10％、Bi：0〜0.10％、残部はFe及び不純
物からなり、fn1＝C＋0.1Si＋（Mn／6）＋（Cr／3）＋5
N＋1.65V≧0.60％及び（C／fn1）≦0.60である非調質
鋼。但し、上記式における元素記号は重量％での含有量
を意味する。
化処理を施したのと同等の耐疲労特性を有するシャフト
類用鋼として好適な非調質鋼を提供する。 【解決手段】重量％で、C ：0.20〜0.50％、Si：0.05〜
0.70％、Mn：0.60％を超え1.00％まで、S：0.01〜0.07
％、V：0.02〜0.50％、Ti：0〜0.05％、Zr：0〜0.05％
でTi＋0.5Zr：0.005〜0.06％、N：0.002 〜0.03％、P：
0〜0.050％、Cu：0〜0.30％、Ni：0〜0.30％、Cr：0〜
1.00％、Mo：0〜0.30％、W：0〜0.50％、Nb：0〜0.05
％、Al：0〜0.050％、Pb：0〜0.30％、Ca：0〜0.010
％、Te：0〜0.10％、Bi：0〜0.10％、残部はFe及び不純
物からなり、fn1＝C＋0.1Si＋（Mn／6）＋（Cr／3）＋5
N＋1.65V≧0.60％及び（C／fn1）≦0.60である非調質
鋼。但し、上記式における元素記号は重量％での含有量
を意味する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱間での加工後に
調質処理及び軟窒化処理を施さなくとも良好な耐疲労特
性を有し、自動車エンジン部品のクランクシャフトなど
シャフト類の素材として好適な非調質鋼に関する。
調質処理及び軟窒化処理を施さなくとも良好な耐疲労特
性を有し、自動車エンジン部品のクランクシャフトなど
シャフト類の素材として好適な非調質鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】機械構造用部品、なかでも自動車エンジ
ン部品のクランクシャフトやピニオンシャフトなどシャ
フト類は、従来、熱間加工や機械加工によって所定の形
状に加工された後、焼入れ焼戻しの調質処理を受け、そ
の後耐疲労特性を高める目的で軟窒化処理を施されて製
造されることが多かった。すなわち、従来はＪＩＳの機
械構造用炭素鋼であるＳ４５ＣやＳ５０Ｃ、あるいはこ
れらにＳ、Ｐｂ、Ｃａなどの快削元素を添加した鋼を所
要の形状に加工した後、調質処理と軟窒化処理を施して
製造されることが多かった。
ン部品のクランクシャフトやピニオンシャフトなどシャ
フト類は、従来、熱間加工や機械加工によって所定の形
状に加工された後、焼入れ焼戻しの調質処理を受け、そ
の後耐疲労特性を高める目的で軟窒化処理を施されて製
造されることが多かった。すなわち、従来はＪＩＳの機
械構造用炭素鋼であるＳ４５ＣやＳ５０Ｃ、あるいはこ
れらにＳ、Ｐｂ、Ｃａなどの快削元素を添加した鋼を所
要の形状に加工した後、調質処理と軟窒化処理を施して
製造されることが多かった。
【０００３】ところが、前記の熱処理には多くのエネル
ギーとコストを費やす。そのため近年、先ず省エネルギ
ーと低コスト化の観点から熱間加工の状態で調質鋼と同
等の特性を持つ非調質鋼、なかでも中炭素鋼をベースと
してこれに炭化物や炭窒化物を形成するＶ、ＮｂやＴｉ
といった元素を添加した鋼が開発され、これに軟窒化処
理を施してシャフト類を製造することが試みられてき
た。
ギーとコストを費やす。そのため近年、先ず省エネルギ
ーと低コスト化の観点から熱間加工の状態で調質鋼と同
等の特性を持つ非調質鋼、なかでも中炭素鋼をベースと
してこれに炭化物や炭窒化物を形成するＶ、ＮｂやＴｉ
といった元素を添加した鋼が開発され、これに軟窒化処
理を施してシャフト類を製造することが試みられてき
た。
【０００４】しかしながら、上記背景の下に提案された
非調質鋼に対しては、耐疲労特性を高めるために、上述
のようにやはり５３０〜５７０℃で５〜８時間の軟窒化
処理が行われており、経済性の点で問題があった。
非調質鋼に対しては、耐疲労特性を高めるために、上述
のようにやはり５３０〜５７０℃で５〜８時間の軟窒化
処理が行われており、経済性の点で問題があった。
【０００５】あるいは軟窒化処理を施さないで非調質鋼
の疲労強度を高めるために、引張強度を高くする手段も
講じられているが、引張強度を高めることは被削性の劣
化につながるので好ましくない。
の疲労強度を高めるために、引張強度を高くする手段も
講じられているが、引張強度を高めることは被削性の劣
化につながるので好ましくない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、調質処理と軟窒化処理の両方共を
施さなくとも、上記機械構造用炭素鋼などに調質処理し
た後軟窒化処理を施す場合と同等の６００ＭＰａ以上の
引張強度と３２０ＭＰａ以上の疲労強度が得られる各種
シャフト類の素材として好適な非調質鋼を提供すること
を課題とする。
鑑みなされたもので、調質処理と軟窒化処理の両方共を
施さなくとも、上記機械構造用炭素鋼などに調質処理し
た後軟窒化処理を施す場合と同等の６００ＭＰａ以上の
引張強度と３２０ＭＰａ以上の疲労強度が得られる各種
シャフト類の素材として好適な非調質鋼を提供すること
を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記に
示す非調質鋼にある。
示す非調質鋼にある。
【０００８】すなわち、「重量％で、Ｃ：０．２０〜
０．５０％、Ｓｉ：０．０５〜０．７０％、Ｍｎ：０．
６０％を超え１．００％以下、Ｓ：０．０１〜０．０７
％、Ｖ：０．０２〜０．５０％、Ｔｉ：０〜０．０５％
及びＺｒ：０〜０．０５％でＴｉ＋０．５Ｚｒ：０．０
０５〜０．０６％、Ｎ：０．００２〜０．０３％、Ｐ：
０〜０５％、Ｃｕ：０〜０．３０％、Ｎｉ：０〜０．３
０％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｍｏ：０〜０．３０％、
Ｗ：０〜０．５０％、Ｎｂ：０〜０．０５％、Ａｌ：０
〜０．０５％、Ｐｂ：０〜０．３０％、Ｃａ：０〜０．
０１０％、Ｔｅ：０〜０．１０％、Ｂｉ：０〜０．１０
％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなり、且
つ式中の元素記号をその元素の重量％での含有量とし
て、下記式で表されるｆｎ１がｆｎ１≧０．６０％、
及び下記式で表されるｆｎ２がｆｎ２≦０．６０であ
ることを特徴とする非調質鋼。
０．５０％、Ｓｉ：０．０５〜０．７０％、Ｍｎ：０．
６０％を超え１．００％以下、Ｓ：０．０１〜０．０７
％、Ｖ：０．０２〜０．５０％、Ｔｉ：０〜０．０５％
及びＺｒ：０〜０．０５％でＴｉ＋０．５Ｚｒ：０．０
０５〜０．０６％、Ｎ：０．００２〜０．０３％、Ｐ：
０〜０５％、Ｃｕ：０〜０．３０％、Ｎｉ：０〜０．３
０％、Ｃｒ：０〜１．００％、Ｍｏ：０〜０．３０％、
Ｗ：０〜０．５０％、Ｎｂ：０〜０．０５％、Ａｌ：０
〜０．０５％、Ｐｂ：０〜０．３０％、Ｃａ：０〜０．
０１０％、Ｔｅ：０〜０．１０％、Ｂｉ：０〜０．１０
％を含有し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなり、且
つ式中の元素記号をその元素の重量％での含有量とし
て、下記式で表されるｆｎ１がｆｎ１≧０．６０％、
及び下記式で表されるｆｎ２がｆｎ２≦０．６０であ
ることを特徴とする非調質鋼。
【０００９】 ｆｎ１＝Ｃ＋０．１Ｓｉ＋（Ｍｎ／６）＋１．６５Ｖ＋５Ｎ＋（Ｃｒ／３）・ ・・・・、ｆｎ２＝（Ｃ／ｆｎ１）・・・・・」である。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明者らは、前記の課題を解決
するため種々検討を重ねた結果、下記の知見を得た。
するため種々検討を重ねた結果、下記の知見を得た。
【００１１】（ａ）Ｎは非調質鋼の静的強度（引張強
度）を高めるだけではなく、疲労強度の向上に対しても
極めて大きな効果を有する。
度）を高めるだけではなく、疲労強度の向上に対しても
極めて大きな効果を有する。
【００１２】（ｂ）鋼の化学組成が重量％で、Ｃ：０．
２０〜０．５０％、Ｓｉ：０．０５％以上、Ｍｎ：０．
６０％超、Ｃｒ：１．００％以下、Ｖ：０．０２％以上
及びＮ：０．００２％以上の場合において、熱間加工ま
まの状態での疲労強度は前記の式で整理できる。但
し、前記した式の値が０．６０以下の場合に限る。
２０〜０．５０％、Ｓｉ：０．０５％以上、Ｍｎ：０．
６０％超、Ｃｒ：１．００％以下、Ｖ：０．０２％以上
及びＮ：０．００２％以上の場合において、熱間加工ま
まの状態での疲労強度は前記の式で整理できる。但
し、前記した式の値が０．６０以下の場合に限る。
【００１３】（ｃ）式で表されるｆｎ１が０．６０％
以上、且つ式で表されるｆｎ２が０．６０以下であれ
ば、従来の機械構造用炭素鋼などに調質処理した後軟窒
化処理を施す場合と同等の３２０ＭＰa 以上の疲労強度
を得ることができる。
以上、且つ式で表されるｆｎ２が０．６０以下であれ
ば、従来の機械構造用炭素鋼などに調質処理した後軟窒
化処理を施す場合と同等の３２０ＭＰa 以上の疲労強度
を得ることができる。
【００１４】本発明は上記の知見に基づいて完成された
ものである。
ものである。
【００１５】以下、本発明における鋼の化学組成を前記
のように限定する理由について説明する。なお、成分含
有量の「％」は「重量％」を意味する。
のように限定する理由について説明する。なお、成分含
有量の「％」は「重量％」を意味する。
【００１６】Ｃ：Ｃは、鋼に所望の静的強度を付与する
のに必要な元素であるが、反面被削性を低下させ、又、
一定量を超えると疲労強度を低下させる元素でもある。
本発明が目的とする静的強度（引張強度で６００ＭＰａ
以上）を得るには０．２０％以上の含有量とすることが
必要である。一方、０．５０％を超えて含有させると、
被削性が低下するとともに疲労強度（疲労限度、σw ）
の低下を招く。したがって、Ｃの含有量を０．２０〜
０．５０％とした。
のに必要な元素であるが、反面被削性を低下させ、又、
一定量を超えると疲労強度を低下させる元素でもある。
本発明が目的とする静的強度（引張強度で６００ＭＰａ
以上）を得るには０．２０％以上の含有量とすることが
必要である。一方、０．５０％を超えて含有させると、
被削性が低下するとともに疲労強度（疲労限度、σw ）
の低下を招く。したがって、Ｃの含有量を０．２０〜
０．５０％とした。
【００１７】Ｓｉ：Ｓｉは、脱酸を促進するとともにフ
ェライト中に固溶してフェライトを強化し、静的強度と
疲労強度を高める作用がある。しかし、その含有量が
０．０５％未満では所望の効果が得られず、一方、０．
７０％を超えて含有すると切削性の劣化をきたす場合が
あるので、その含有量を０．０５〜０．７０％とした。
ェライト中に固溶してフェライトを強化し、静的強度と
疲労強度を高める作用がある。しかし、その含有量が
０．０５％未満では所望の効果が得られず、一方、０．
７０％を超えて含有すると切削性の劣化をきたす場合が
あるので、その含有量を０．０５〜０．７０％とした。
【００１８】Ｍｎ：Ｍｎは、静的強度を向上させる作用
を有する。しかし、その含有量が０．６０％以下では添
加効果に乏しい。一方、１．００％を超えて含有させて
もその効果は飽和し、コストのみが上昇して経済性を損
う。したがって、Ｍｎの含有量を０．６０％を超え１．
００％までとした。
を有する。しかし、その含有量が０．６０％以下では添
加効果に乏しい。一方、１．００％を超えて含有させて
もその効果は飽和し、コストのみが上昇して経済性を損
う。したがって、Ｍｎの含有量を０．６０％を超え１．
００％までとした。
【００１９】Ｓ：Ｓは、被削性を高める作用がある。そ
の効果を充分発揮させるためには０．０１％以上の含有
量が必要である。一方、０．０７％を超えて含有させる
と疲労強度の劣化をきたすことがある。したがって、Ｓ
の含有量を０．０１〜０．０７％とした。
の効果を充分発揮させるためには０．０１％以上の含有
量が必要である。一方、０．０７％を超えて含有させる
と疲労強度の劣化をきたすことがある。したがって、Ｓ
の含有量を０．０１〜０．０７％とした。
【００２０】Ｖ：Ｖは、静的強度及び疲労強度を高める
作用がある。しかし、その含有量が０．０２％未満では
添加効果に乏しく、０．５０％を超えて含有しても前記
効果は飽和し、コストのみが上昇して経済性を損うよう
になるので、その含有量を０．０２〜０．５０％とし
た。
作用がある。しかし、その含有量が０．０２％未満では
添加効果に乏しく、０．５０％を超えて含有しても前記
効果は飽和し、コストのみが上昇して経済性を損うよう
になるので、その含有量を０．０２〜０．５０％とし
た。
【００２１】Ｔｉ及びＺｒ：Ｔｉ及びＺｒは、単独であ
るいは複合して添加されると、強度と靭性を高めて強度
−靭性バランスを良好にする作用を有する。その効果を
確保するためにはＴｉと０．５Ｚｒの和で０．００５％
以上の含有量が必要である。しかし、Ｔｉ及びＺｒをそ
れぞれ０．０５％を超えて含有させると、又、Ｔｉと
０．５Ｚｒの和で０．０６％を超えて含有させると、却
って靭性が低下するようになる。したがって、ＴｉとＺ
ｒについては、Ｔｉ含有量が０〜０．０５％及びＺｒ含
有量が０〜０．０５％で、Ｔｉと０．５Ｚｒの和で表さ
れる含有量を０．００５〜０．０６％とした。
るいは複合して添加されると、強度と靭性を高めて強度
−靭性バランスを良好にする作用を有する。その効果を
確保するためにはＴｉと０．５Ｚｒの和で０．００５％
以上の含有量が必要である。しかし、Ｔｉ及びＺｒをそ
れぞれ０．０５％を超えて含有させると、又、Ｔｉと
０．５Ｚｒの和で０．０６％を超えて含有させると、却
って靭性が低下するようになる。したがって、ＴｉとＺ
ｒについては、Ｔｉ含有量が０〜０．０５％及びＺｒ含
有量が０〜０．０５％で、Ｔｉと０．５Ｚｒの和で表さ
れる含有量を０．００５〜０．０６％とした。
【００２２】Ｎ：Ｎは、非調質鋼の静的強度を高めるだ
けではなく、疲労強度の向上に対しても極めて大きな効
果を有する。これらの効果を充分発揮させるためには、
Ｎは０．００２％以上含有させることが必要である。一
方、０．０３％を超えて含有させてもその効果は飽和す
るばかりか、熱間加工性の劣化を招くようになる。した
がって、Ｎの含有量を０．００２〜０．０３％とした。
なお、総合的な面からＮの含有量は０．００５〜０．０
２２％とすることが好ましい。
けではなく、疲労強度の向上に対しても極めて大きな効
果を有する。これらの効果を充分発揮させるためには、
Ｎは０．００２％以上含有させることが必要である。一
方、０．０３％を超えて含有させてもその効果は飽和す
るばかりか、熱間加工性の劣化を招くようになる。した
がって、Ｎの含有量を０．００２〜０．０３％とした。
なお、総合的な面からＮの含有量は０．００５〜０．０
２２％とすることが好ましい。
【００２３】Ｐ：Ｐは含有させなくても良い。含有させ
れば疲労強度を高める作用がある。この効果を確実に得
るには、Ｐは０．００５％以上の含有量とすることが好
ましい。しかし、その含有量が０．０５％を超えると靭
性の大きな劣化をきたすようになって疲労強度が却って
劣化するので、その含有量を０〜０．０５％とした。
れば疲労強度を高める作用がある。この効果を確実に得
るには、Ｐは０．００５％以上の含有量とすることが好
ましい。しかし、その含有量が０．０５％を超えると靭
性の大きな劣化をきたすようになって疲労強度が却って
劣化するので、その含有量を０〜０．０５％とした。
【００２４】Ｃｕ：Ｃｕは添加しなくても良い。添加す
れば焼入れ性を高める作用がある。この効果を確実に得
るには、Ｃｕは０．０１％以上の含有量とすることが好
ましい。しかし、その含有量が０．３０％を超えると熱
間加工性の劣化を招くようになる。したがって、Ｃｕの
含有量を０〜０．３０％とした。
れば焼入れ性を高める作用がある。この効果を確実に得
るには、Ｃｕは０．０１％以上の含有量とすることが好
ましい。しかし、その含有量が０．３０％を超えると熱
間加工性の劣化を招くようになる。したがって、Ｃｕの
含有量を０〜０．３０％とした。
【００２５】Ｎｉ：Ｎｉも添加しなくても良い。添加す
れば焼入れ性を向上させるとともに靱性を向上させる作
用を有する。この効果を確実に得るには、Ｎｉは０．０
１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その
含有量が０．３０％を超えると被削性の劣化をきたすよ
うになるし、経済性の面でも不利になる。したがって、
Ｎｉの含有量を０〜０．３０％とした。
れば焼入れ性を向上させるとともに靱性を向上させる作
用を有する。この効果を確実に得るには、Ｎｉは０．０
１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その
含有量が０．３０％を超えると被削性の劣化をきたすよ
うになるし、経済性の面でも不利になる。したがって、
Ｎｉの含有量を０〜０．３０％とした。
【００２６】Ｃｒ：Ｃｒは添加しなくても良い。添加す
れば焼入れ性を高めるとともに疲労強度を向上させる作
用を有する。これらの効果を確実に得るには、Ｃｒは
０．０２％以上の含有量とすることが好ましい。しか
し、１．００％を超えて含有させてもその効果は飽和
し、コストのみが上昇して経済性を損うことになる。し
たがって、Ｃｒの含有量を０〜１．００％とした。
れば焼入れ性を高めるとともに疲労強度を向上させる作
用を有する。これらの効果を確実に得るには、Ｃｒは
０．０２％以上の含有量とすることが好ましい。しか
し、１．００％を超えて含有させてもその効果は飽和
し、コストのみが上昇して経済性を損うことになる。し
たがって、Ｃｒの含有量を０〜１．００％とした。
【００２７】Ｍｏ：Ｍｏは添加しなくても良い。添加す
れば焼入れ性を向上させるとともに靱性を向上させる作
用を有する。この効果を確実に得るには、Ｍｏは０．０
１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その
含有量が０．３０％を超えると前記効果は飽和して経済
性を損なうこととなる。したがって、Ｍｏの含有量を０
〜０．３０％とした。
れば焼入れ性を向上させるとともに靱性を向上させる作
用を有する。この効果を確実に得るには、Ｍｏは０．０
１％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、その
含有量が０．３０％を超えると前記効果は飽和して経済
性を損なうこととなる。したがって、Ｍｏの含有量を０
〜０．３０％とした。
【００２８】Ｗ：０〜０．５０％ Ｗも添加しなくても良い。添加すればＭｏと同様に、焼
入れ性及び靭性を高める作用を有する。この効果を確実
に得るには、Ｗは０．０１％以上の含有量とすることが
好ましい。しかし、０．５０％を超えて含有させても前
記の効果は飽和するのでコストのみが嵩んで経済性の面
で不利となる。したがって、Ｗの含有量を０〜０．５０
％とした。
入れ性及び靭性を高める作用を有する。この効果を確実
に得るには、Ｗは０．０１％以上の含有量とすることが
好ましい。しかし、０．５０％を超えて含有させても前
記の効果は飽和するのでコストのみが嵩んで経済性の面
で不利となる。したがって、Ｗの含有量を０〜０．５０
％とした。
【００２９】Ｎｂ：０〜０．０５％ Ｎｂは添加しなくても良い。添加すれば靭性を高める作
用がある。この効果を確実に得るには、Ｎｂは０．００
５％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、０．
０５％を超えて含有させても前記効果は飽和し、コスト
のみが上昇して経済性を損うようになる。したがって、
Ｎｂの含有量を０〜０．０５％とした。
用がある。この効果を確実に得るには、Ｎｂは０．００
５％以上の含有量とすることが好ましい。しかし、０．
０５％を超えて含有させても前記効果は飽和し、コスト
のみが上昇して経済性を損うようになる。したがって、
Ｎｂの含有量を０〜０．０５％とした。
【００３０】Ａｌ：Ａｌは添加しなくても良い。添加す
れば鋼の脱酸の安定化及び均質化の作用がある。この効
果を確実に得るには、Ａｌは０．００１％以上の含有量
とすることが望ましい。しかし、その含有量が０．０５
％を超えると酸化物系の介在物が増加して切削時に工具
寿命の低下を招く。したがって、Ａｌの含有量を０〜
０．０５％とした。なお被削性を高めるために、鋼にＰ
ｂ、Ｃａ、Ｔｅ、Ｂｉを添加する場合には、Ａｌ含有量
の上限を０．０１０％に規制することが好ましい。
れば鋼の脱酸の安定化及び均質化の作用がある。この効
果を確実に得るには、Ａｌは０．００１％以上の含有量
とすることが望ましい。しかし、その含有量が０．０５
％を超えると酸化物系の介在物が増加して切削時に工具
寿命の低下を招く。したがって、Ａｌの含有量を０〜
０．０５％とした。なお被削性を高めるために、鋼にＰ
ｂ、Ｃａ、Ｔｅ、Ｂｉを添加する場合には、Ａｌ含有量
の上限を０．０１０％に規制することが好ましい。
【００３１】Ｐｂ：Ｐｂは添加しなくても良い。添加す
れば被削性を高める作用を有する。この効果を確実に得
るには、Ｐｂは０．０１％以上の含有量とすることが好
ましい。しかし、その含有量が０．３０％を超えると耐
疲労特性の劣化をきたすようになる。したがって、Ｐｂ
の含有量を０〜０．３０％とした。
れば被削性を高める作用を有する。この効果を確実に得
るには、Ｐｂは０．０１％以上の含有量とすることが好
ましい。しかし、その含有量が０．３０％を超えると耐
疲労特性の劣化をきたすようになる。したがって、Ｐｂ
の含有量を０〜０．３０％とした。
【００３２】Ｃａ：Ｃａは添加しなくても良い。添加す
れば被削性を高める作用を有する。この効果を確実に得
るには、Ｃａは０．０００３％以上の含有量とすること
が好ましい。しかし、０．０１０％を超えて含有させて
もその効果は飽和し、経済性を損うこととなる。したが
って、Ｃａの含有量を０〜０．０１０％とした。
れば被削性を高める作用を有する。この効果を確実に得
るには、Ｃａは０．０００３％以上の含有量とすること
が好ましい。しかし、０．０１０％を超えて含有させて
もその効果は飽和し、経済性を損うこととなる。したが
って、Ｃａの含有量を０〜０．０１０％とした。
【００３３】Ｔｅ：Ｔｅも添加しなくても良い。添加す
れば被削性を高める作用を有する。この効果を確実に得
るには、Ｔｅは０．０１％以上の含有量とすることが好
ましい。しかし、０．１０％を超えて含有させてもその
効果は飽和し、経済性を損うこととなる。したがって、
Ｔｅの含有量を０〜０．１０％とした。
れば被削性を高める作用を有する。この効果を確実に得
るには、Ｔｅは０．０１％以上の含有量とすることが好
ましい。しかし、０．１０％を超えて含有させてもその
効果は飽和し、経済性を損うこととなる。したがって、
Ｔｅの含有量を０〜０．１０％とした。
【００３４】Ｂｉ：Ｂｉは添加しなくても良い。添加す
れば被削性を高める作用を有する。この効果を確実に得
るには、Ｂｉは０．００５％以上の含有量とすることが
好ましい。しかし、０．１０％を超えて含有させてもそ
の効果は飽和し、経済性を損うこととなる。したがっ
て、Ｂｉの含有量を０〜０．１０％とした。
れば被削性を高める作用を有する。この効果を確実に得
るには、Ｂｉは０．００５％以上の含有量とすることが
好ましい。しかし、０．１０％を超えて含有させてもそ
の効果は飽和し、経済性を損うこととなる。したがっ
て、Ｂｉの含有量を０〜０．１０％とした。
【００３５】ｆｎ１：鋼の化学組成が重量％で、Ｃ：
０．２０〜０．５０％、Ｓｉ：０．０５％以上、Ｍｎ：
０．６０％超、Ｃｒ：１．００％以下、Ｖ：０．０２％
以上及びＮ：０．００２％以上の場合において、熱間加
工ままの状態での疲労強度は前記式のｆｎ１で整理で
きる。そして、この値が０．６０％以上で、且つ前記
式のｆｎ２が０．６０以下の場合に、従来の機械構造用
炭素鋼などに調質処理した後軟窒化処理を施す場合と同
等の３２０ＭＰa 以上の疲労強度を得ることができる。
したがって、ｆｎ１を０．６０％以上とした。
０．２０〜０．５０％、Ｓｉ：０．０５％以上、Ｍｎ：
０．６０％超、Ｃｒ：１．００％以下、Ｖ：０．０２％
以上及びＮ：０．００２％以上の場合において、熱間加
工ままの状態での疲労強度は前記式のｆｎ１で整理で
きる。そして、この値が０．６０％以上で、且つ前記
式のｆｎ２が０．６０以下の場合に、従来の機械構造用
炭素鋼などに調質処理した後軟窒化処理を施す場合と同
等の３２０ＭＰa 以上の疲労強度を得ることができる。
したがって、ｆｎ１を０．６０％以上とした。
【００３６】ｆｎ２：前記式のｆｎ２が０．６０を超
えると上記したｆｎ１が０．６０％以上であってもフェ
ライトを強化する元素の量が不足するため、非調質鋼の
耐疲労特性が劣化してしまう。したがって、ｆｎ２を
０．６０以下とした。
えると上記したｆｎ１が０．６０％以上であってもフェ
ライトを強化する元素の量が不足するため、非調質鋼の
耐疲労特性が劣化してしまう。したがって、ｆｎ２を
０．６０以下とした。
【００３７】上記の化学組成を有する鋼は通常の方法で
溶製された後、例えば通常の方法による熱間での圧延及
び鍛造を受け、更に必要に応じて機械加工されて所定形
状のシャフト類に仕上げられる。
溶製された後、例えば通常の方法による熱間での圧延及
び鍛造を受け、更に必要に応じて機械加工されて所定形
状のシャフト類に仕上げられる。
【００３８】
【実施例】表１〜３に示す化学組成の鋼を通常の方法に
よって試験炉を用いて２００ｋｇ真空溶製した。表１、
２における鋼１〜１５は本発明鋼、表２、３における鋼
１６〜３０は成分のいずれかが本発明で規定する範囲か
ら外れた比較鋼である。
よって試験炉を用いて２００ｋｇ真空溶製した。表１、
２における鋼１〜１５は本発明鋼、表２、３における鋼
１６〜３０は成分のいずれかが本発明で規定する範囲か
ら外れた比較鋼である。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】次いで、これらの鋼を通常の方法によって
鋼片となした後、１２５０℃に加熱してから、１２００
〜９５０℃の温度で直径２０ｍｍの丸棒に熱間鍛造し、
その後常温まで空冷した。
鋼片となした後、１２５０℃に加熱してから、１２００
〜９５０℃の温度で直径２０ｍｍの丸棒に熱間鍛造し、
その後常温まで空冷した。
【００４３】こうして得られた丸棒から平行部径が８ｍ
ｍの小野式回転曲げ疲労試験片を切り出して常温、大気
中、３０００ｒｐｍの条件で疲労試験を行なった。又、
ＪＩＳ４号引張試験片を切り出し常温で引張試験を行っ
た。
ｍの小野式回転曲げ疲労試験片を切り出して常温、大気
中、３０００ｒｐｍの条件で疲労試験を行なった。又、
ＪＩＳ４号引張試験片を切り出し常温で引張試験を行っ
た。
【００４４】なお参考のために、鋼２５の上記２０ｍｍ
丸棒を８７０℃に加熱して水焼入れし、６００℃で焼戻
ししてから平行部径が８ｍｍの小野式回転曲げ疲労試験
片とＪＩＳ４号引張試験片を切り出し、これらに５３０
℃で６時間の軟窒化処理を行って上記の条件で疲労試験
と引張試験を行った。
丸棒を８７０℃に加熱して水焼入れし、６００℃で焼戻
ししてから平行部径が８ｍｍの小野式回転曲げ疲労試験
片とＪＩＳ４号引張試験片を切り出し、これらに５３０
℃で６時間の軟窒化処理を行って上記の条件で疲労試験
と引張試験を行った。
【００４５】試験結果を表４に示す。
【００４６】
【表４】
【００４７】本発明鋼である鋼１〜１５については、い
ずれも所望の６００ＭＰａ以上の引張強度と３２０ＭＰ
ａ以上の疲労強度が得られている。
ずれも所望の６００ＭＰａ以上の引張強度と３２０ＭＰ
ａ以上の疲労強度が得られている。
【００４８】これに対して、成分のいずれかが本発明で
規定する含有量の範囲から外れた比較鋼のうち、Ｃ量、
Ｓｉ量、Ｍｎ量、Ｎ量、Ｖ量及びｆｎ１がそれぞれ低目
に外れた鋼１６、鋼１８、鋼１９、鋼２１、鋼２２、鋼
２３と鋼２９は疲労強度が３２０ＭＰａに達していな
い。更に上記の鋼のうち鋼１６、鋼１８、鋼１９、鋼２
２及び鋼２９では引張強度も６００ＭＰａに未達であ
る。
規定する含有量の範囲から外れた比較鋼のうち、Ｃ量、
Ｓｉ量、Ｍｎ量、Ｎ量、Ｖ量及びｆｎ１がそれぞれ低目
に外れた鋼１６、鋼１８、鋼１９、鋼２１、鋼２２、鋼
２３と鋼２９は疲労強度が３２０ＭＰａに達していな
い。更に上記の鋼のうち鋼１６、鋼１８、鋼１９、鋼２
２及び鋼２９では引張強度も６００ＭＰａに未達であ
る。
【００４９】又、Ｃ量、Ｐ量、Ｐｂ量及びｆｎ２がそれ
ぞれ高目に外れた鋼１７、鋼２０、鋼２４〜２８及び鋼
３０では、引張強度は６００ＭＰａを超えているもの
の、疲労強度が３２０ＭＰａに達していない。
ぞれ高目に外れた鋼１７、鋼２０、鋼２４〜２８及び鋼
３０では、引張強度は６００ＭＰａを超えているもの
の、疲労強度が３２０ＭＰａに達していない。
【００５０】なお表４に参考例として示したように、鋼
２５に焼入れ焼戻しの調質処理を施し、その後軟窒化処
理した従来タイプの場合には引張強度と疲労強度は共に
目標値（引張強度：６００ＭＰａ、疲労強度：３２０Ｍ
Ｐａ）に達している。
２５に焼入れ焼戻しの調質処理を施し、その後軟窒化処
理した従来タイプの場合には引張強度と疲労強度は共に
目標値（引張強度：６００ＭＰａ、疲労強度：３２０Ｍ
Ｐａ）に達している。
【００５１】
【発明の効果】本発明による非調質鋼を用いれば、調質
処理と軟窒化処理の両方を施すことなく、機械構造用炭
素鋼などに調質処理した後軟窒化処理を施す場合と同等
の耐疲労特性をシャフト類に付与できるので、産業上の
効果は大きい。
処理と軟窒化処理の両方を施すことなく、機械構造用炭
素鋼などに調質処理した後軟窒化処理を施す場合と同等
の耐疲労特性をシャフト類に付与できるので、産業上の
効果は大きい。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で、Ｃ：０．２０〜０．５０％、Ｓ
ｉ：０．０５〜０．７０％、Ｍｎ：０．６０％を超え
１．００％以下、Ｓ：０．０１〜０．０７％、Ｖ：０．
０２〜０．５０％、Ｔｉ：０〜０．０５％及びＺｒ：０
〜０．０５％でＴｉ＋０．５Ｚｒ：０．００５〜０．０
６％、Ｎ：０．００２〜０．０３％、Ｐ：０〜０５％、
Ｃｕ：０〜０．３０％、Ｎｉ：０〜０．３０％、Ｃｒ：
０〜１．００％、Ｍｏ：０〜０．３０％、Ｗ：０〜０．
５０％、Ｎｂ：０〜０．０５％、Ａｌ：０〜０．０５
％、Ｐｂ：０〜０．３０％、Ｃａ：０〜０．０１０％、
Ｔｅ：０〜０．１０％、Ｂｉ：０〜０．１０％を含有
し、残部はＦｅ及び不可避不純物からなり、且つ下記
式で表されるｆｎ１がｆｎ１≧０．６０％、及び下記
式で表されるｆｎ２がｆｎ２≦０．６０であることを特
徴とする非調質鋼。 ｆｎ１＝Ｃ＋０．１Ｓｉ＋（Ｍｎ／６）＋１．６５Ｖ＋５Ｎ＋（Ｃｒ／３）・ ・・・・、ｆｎ２＝（Ｃ／ｆｎ１）・・・・・ なお、式中の元素記号はその元素の重量％での含有量を
表す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18947597A JPH1129838A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 非調質鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18947597A JPH1129838A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 非調質鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1129838A true JPH1129838A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=16241890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18947597A Pending JPH1129838A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 非調質鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1129838A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1548141A1 (en) * | 2002-09-25 | 2005-06-29 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Machine part and method for manufacturing same |
| EP1803831A2 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-04 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Nitrocarburized microalloyed steel member |
| KR101467029B1 (ko) * | 2012-06-28 | 2014-12-01 | 현대제철 주식회사 | 강재 |
| CN110592475A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-20 | 江苏联峰实业有限公司 | 一种大规格高碳硅锰钢及其制造方法 |
-
1997
- 1997-07-15 JP JP18947597A patent/JPH1129838A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1548141A1 (en) * | 2002-09-25 | 2005-06-29 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Machine part and method for manufacturing same |
| EP1548141A4 (en) * | 2002-09-25 | 2006-02-08 | Honda Motor Co Ltd | MACHINE PART AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
| EP1803831A2 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-04 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Nitrocarburized microalloyed steel member |
| EP1803831A3 (en) * | 2005-12-28 | 2011-02-23 | Honda Motor Co., Ltd. | Nitrocarburized microalloyed steel member |
| KR101467029B1 (ko) * | 2012-06-28 | 2014-12-01 | 현대제철 주식회사 | 강재 |
| CN110592475A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-20 | 江苏联峰实业有限公司 | 一种大规格高碳硅锰钢及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040914 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050125 |