JPH1143738A - 熱間鍛造用低延性非調質鋼 - Google Patents
熱間鍛造用低延性非調質鋼Info
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- JPH1143738A JPH1143738A JP9214140A JP21414097A JPH1143738A JP H1143738 A JPH1143738 A JP H1143738A JP 9214140 A JP9214140 A JP 9214140A JP 21414097 A JP21414097 A JP 21414097A JP H1143738 A JPH1143738 A JP H1143738A
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- steel
- low
- hot forging
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- F16C2204/62—Low carbon steel, i.e. carbon content below 0.4 wt%
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
- F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
- F16C7/023—Constructions of connecting-rods with constant length for piston engines, pumps or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
- F16C9/04—Connecting-rod bearings; Attachments thereof
- F16C9/045—Connecting-rod bearings; Attachments thereof the bearing cap of the connecting rod being split by fracturing
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた強制破断分離性，低延性，高い疲労強
度，優れた被削性，という４つの特性を具備する熱間鍛
造用低延性非調質鋼を提供すること。 【解決手段】 重量％において，Ｃ：０．１５〜０．５
０％，Ｓｉ：０．０１〜０．８０％，Ｍｎ：０．２０〜
１．５０％，Ｐ：０．０１〜０．１０％，Ｓ：０．０３
〜０．２０％，Ｃｒ：０．０２〜０．５０％，Ａｌ：
０．０６％以下，Ｖ：０．１０〜０．５０％，Ｔｉ：
０．０１〜０．０６％，Ｃａ：０．０００５〜０．００
６０％を含有し，かつ，Ｂを０．０００５〜０．０１０
０％を含有すると共に，ｓｏｌ−Ｂを０．０００４〜
０．０１００％含有し，残部はＦｅ及び不可避不純物か
らなる。さらに，Ｖ，Ｐ，ｓｏｌ−Ｂは，０．２３≦Ｖ
（％）＋２Ｐ（％）＋１００ｓｏｌ−Ｂ（％）≦１．０
の関係にある。
度，優れた被削性，という４つの特性を具備する熱間鍛
造用低延性非調質鋼を提供すること。 【解決手段】 重量％において，Ｃ：０．１５〜０．５
０％，Ｓｉ：０．０１〜０．８０％，Ｍｎ：０．２０〜
１．５０％，Ｐ：０．０１〜０．１０％，Ｓ：０．０３
〜０．２０％，Ｃｒ：０．０２〜０．５０％，Ａｌ：
０．０６％以下，Ｖ：０．１０〜０．５０％，Ｔｉ：
０．０１〜０．０６％，Ｃａ：０．０００５〜０．００
６０％を含有し，かつ，Ｂを０．０００５〜０．０１０
０％を含有すると共に，ｓｏｌ−Ｂを０．０００４〜
０．０１００％含有し，残部はＦｅ及び不可避不純物か
らなる。さらに，Ｖ，Ｐ，ｓｏｌ−Ｂは，０．２３≦Ｖ
（％）＋２Ｐ（％）＋１００ｓｏｌ−Ｂ（％）≦１．０
の関係にある。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，例えばコネクティングロッド，
大端部の強制破断分離コンロッド等の自動車エンジン部
品等に好適な，疲労強度と被削性に優れた熱間鍛造用低
延性非調質鋼に関する。
大端部の強制破断分離コンロッド等の自動車エンジン部
品等に好適な，疲労強度と被削性に優れた熱間鍛造用低
延性非調質鋼に関する。
【０００２】
【従来技術】鋼の熱間鍛造品を用いた部品としては，例
えば後述するコネクティングロッド１（図１）がある。
コネクティングロッド１は，キャップ２と組合わさっ
て，クランクシャフトのピン（図示略）と係合し，エン
ジンに組み込まれる部品である。従来，このコネクティ
ングロッド１とキャップ２とは，互いに別体としてそれ
ぞれ別個に製造されていた。
えば後述するコネクティングロッド１（図１）がある。
コネクティングロッド１は，キャップ２と組合わさっ
て，クランクシャフトのピン（図示略）と係合し，エン
ジンに組み込まれる部品である。従来，このコネクティ
ングロッド１とキャップ２とは，互いに別体としてそれ
ぞれ別個に製造されていた。
【０００３】一方，近年における自動車部品の低コスト
化の要求はコネクティングロッド１等においても例外で
はなく，その製造工程の合理化が検討されてきた。その
結果，図１に示すごとく，コネクティングロッド１とキ
ャップ２とを一体的に一体部品１０として熱間鍛造によ
り作製し，その後，図２に示すごとく，２つの部品に強
制的に破断分離するという合理的な新たな製造方法（新
製造方法）が考え出された。
化の要求はコネクティングロッド１等においても例外で
はなく，その製造工程の合理化が検討されてきた。その
結果，図１に示すごとく，コネクティングロッド１とキ
ャップ２とを一体的に一体部品１０として熱間鍛造によ
り作製し，その後，図２に示すごとく，２つの部品に強
制的に破断分離するという合理的な新たな製造方法（新
製造方法）が考え出された。
【０００４】この新製造方法に適用可能な材料として
は，強制的な破断分離を容易に行うことができる特性
（強制破断分離性）に優れていなければならない。か
つ，分離された破面同士を当接させることにより，元の
形状に復帰できることが必要とされる。そのため，破断
時にほとんど延性を示さず，破面全体が脆性破面となる
特性（低延性）にも優れていなければならない。
は，強制的な破断分離を容易に行うことができる特性
（強制破断分離性）に優れていなければならない。か
つ，分離された破面同士を当接させることにより，元の
形状に復帰できることが必要とされる。そのため，破断
時にほとんど延性を示さず，破面全体が脆性破面となる
特性（低延性）にも優れていなければならない。
【０００５】さらに上記材料としては，コネクティング
ロッド１及びキャップ２に本来求められる高い疲労強度
及び優れた被削性をも具備しなければならない。即ち，
上記新製造方法に適用するための材料としては，（１）
優れた強制破断分離性，（２）低延性，（３）高い疲労
強度，（４）優れた被削性，という４つの特性を具備す
る必要がある。
ロッド１及びキャップ２に本来求められる高い疲労強度
及び優れた被削性をも具備しなければならない。即ち，
上記新製造方法に適用するための材料としては，（１）
優れた強制破断分離性，（２）低延性，（３）高い疲労
強度，（４）優れた被削性，という４つの特性を具備す
る必要がある。
【０００６】
【解決しようとする課題】ところが，従来の熱間鍛造用
鋼においては，上記新製造方法に対応するための上記４
つの要件を全て具備するものが存在しないのが現状であ
る。即ち，例えばコネクティングロッド用の従来鋼であ
るＪＩＳ規格のＳ５５ＣＳ１においては，いわゆる衝撃
試験における衝撃値が高いため強制破断分離性に劣り，
疲労強度も低いため軽量化が困難である。
鋼においては，上記新製造方法に対応するための上記４
つの要件を全て具備するものが存在しないのが現状であ
る。即ち，例えばコネクティングロッド用の従来鋼であ
るＪＩＳ規格のＳ５５ＣＳ１においては，いわゆる衝撃
試験における衝撃値が高いため強制破断分離性に劣り，
疲労強度も低いため軽量化が困難である。
【０００７】また，欧州においてコネクティングロッド
に用いられているＣ７０Ｓ６ＢＹ鋼（欧州における鋼番
号）においては，強制破断分離性には優れるが，疲労強
度が低いため軽量化が困難である。さらにこの鋼は，硬
度が高いため，被削性が非常に悪いという問題もある。
また，その他の熱間鍛造用鋼においても，上記４つの要
件を全て満たすものはない。
に用いられているＣ７０Ｓ６ＢＹ鋼（欧州における鋼番
号）においては，強制破断分離性には優れるが，疲労強
度が低いため軽量化が困難である。さらにこの鋼は，硬
度が高いため，被削性が非常に悪いという問題もある。
また，その他の熱間鍛造用鋼においても，上記４つの要
件を全て満たすものはない。
【０００８】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，優れた強制破断分離性，低延性，高い疲
労強度，優れた被削性，という４つの特性を具備する熱
間鍛造用低延性非調質鋼を提供しようとするものであ
る。
されたもので，優れた強制破断分離性，低延性，高い疲
労強度，優れた被削性，という４つの特性を具備する熱
間鍛造用低延性非調質鋼を提供しようとするものであ
る。
【０００９】
【課題の解決手段】請求項１の発明は，重量％におい
て，Ｃ：０．１５〜０．５０％，Ｓｉ：０．０１〜０．
８０％，Ｍｎ：０．２０〜１．５０％，Ｐ：０．０１〜
０．１０％，Ｓ：０．０３〜０．２０％，Ｃｒ：０．０
２〜０．５０％，Ａｌ：０．０６％以下，Ｖ：０．１０
〜０．５０％，Ｔｉ：０．０１〜０．０６％，Ｃａ：
０．０００５〜０．００６０％を含有し，かつ，Ｂを
０．０００５〜０．０１００％を含有すると共に，ｓｏ
ｌ−Ｂを０．０００４〜０．０１００％含有し，残部は
Ｆｅ及び不可避不純物からなり，さらに，Ｖ，Ｐ，ｓｏ
ｌ−Ｂは，０．２３≦Ｖ（％）＋２Ｐ（％）＋１００ｓ
ｏｌ−Ｂ（％）≦１．０の関係にあることを特徴とする
熱間鍛造用低延性非調質鋼にある。
て，Ｃ：０．１５〜０．５０％，Ｓｉ：０．０１〜０．
８０％，Ｍｎ：０．２０〜１．５０％，Ｐ：０．０１〜
０．１０％，Ｓ：０．０３〜０．２０％，Ｃｒ：０．０
２〜０．５０％，Ａｌ：０．０６％以下，Ｖ：０．１０
〜０．５０％，Ｔｉ：０．０１〜０．０６％，Ｃａ：
０．０００５〜０．００６０％を含有し，かつ，Ｂを
０．０００５〜０．０１００％を含有すると共に，ｓｏ
ｌ−Ｂを０．０００４〜０．０１００％含有し，残部は
Ｆｅ及び不可避不純物からなり，さらに，Ｖ，Ｐ，ｓｏ
ｌ−Ｂは，０．２３≦Ｖ（％）＋２Ｐ（％）＋１００ｓ
ｏｌ−Ｂ（％）≦１．０の関係にあることを特徴とする
熱間鍛造用低延性非調質鋼にある。
【００１０】本発明において最も注目すべきことは，Ｂ
を０．０００５〜０．０１００％を含有すると共に，そ
のうちｓｏｌ−Ｂを０．０００４〜０．０１００％含有
し，さらに，Ｖ，Ｐ，ｓｏｌ−Ｂは，０．２３≦Ｖ
（％）＋２Ｐ（％）＋１００ｓｏｌ−Ｂ（％）≦１．０
の関係にあることである。即ち，重要な点は，ｓｏｌ−
Ｂを所定量確保すると共に，Ｖ，Ｐ，ｓｏｌ−Ｂの複合
添加量を上記特定の関係式に基づいて限定することであ
る。
を０．０００５〜０．０１００％を含有すると共に，そ
のうちｓｏｌ−Ｂを０．０００４〜０．０１００％含有
し，さらに，Ｖ，Ｐ，ｓｏｌ−Ｂは，０．２３≦Ｖ
（％）＋２Ｐ（％）＋１００ｓｏｌ−Ｂ（％）≦１．０
の関係にあることである。即ち，重要な点は，ｓｏｌ−
Ｂを所定量確保すると共に，Ｖ，Ｐ，ｓｏｌ−Ｂの複合
添加量を上記特定の関係式に基づいて限定することであ
る。
【００１１】以下に，上記化学組成等を上記のように限
定する理由について説明する。尚，％はすべて重量％を
意味する。 Ｃ：０．１５〜０．５０％， Ｃは鋼の硬度を高くする効果を発揮する元素であるが，
硬度が高すぎると被削性が低下するため０．５０％以
下，好ましくは０．４０％以下とする。一方，添加量が
少なすぎると製品に必要な強度，硬度が得られないた
め，０．１５％以上，好ましくは０．２０％以上とす
る。
定する理由について説明する。尚，％はすべて重量％を
意味する。 Ｃ：０．１５〜０．５０％， Ｃは鋼の硬度を高くする効果を発揮する元素であるが，
硬度が高すぎると被削性が低下するため０．５０％以
下，好ましくは０．４０％以下とする。一方，添加量が
少なすぎると製品に必要な強度，硬度が得られないた
め，０．１５％以上，好ましくは０．２０％以上とす
る。
【００１２】Ｓｉ：０．０１〜０．８０％， Ｓｉは鋼の脱酸を促進させるため０．０１％以上，好ま
しくは０．１０％以上添加する。一方，Ｓｉの過剰添加
は被削性を低下させてしまうため，その添加量は０．８
０％以下，好ましくは０．６０％以下とする。
しくは０．１０％以上添加する。一方，Ｓｉの過剰添加
は被削性を低下させてしまうため，その添加量は０．８
０％以下，好ましくは０．６０％以下とする。
【００１３】Ｍｎ：０．２０〜１．５０％， Ｍｎは脱酸を促進させると共に，強度，硬度を向上させ
るため０．２０％以上，好ましくは０．４０％以上添加
する。一方，Ｍｎの過剰添加によって硬度が高くなりす
ぎると被削性が低下するため，その添加量は１．５０％
以下，好ましくは１．００％以下に添加量を抑える。
るため０．２０％以上，好ましくは０．４０％以上添加
する。一方，Ｍｎの過剰添加によって硬度が高くなりす
ぎると被削性が低下するため，その添加量は１．５０％
以下，好ましくは１．００％以下に添加量を抑える。
【００１４】Ｐ：０．０１〜０．１０％， Ｐは鋼を脆化させる作用を有し，特に後述のＶ，ｓｏｌ
−Ｂとの複合添加によって強制破断分離を容易とするた
め０．０１％以上添加する。一方，Ｐ量が過剰となると
圧延性，熱間鍛造性等が低下するため，その添加量は
０．１０％以下，好ましくは０．０８％以下とする。
−Ｂとの複合添加によって強制破断分離を容易とするた
め０．０１％以上添加する。一方，Ｐ量が過剰となると
圧延性，熱間鍛造性等が低下するため，その添加量は
０．１０％以下，好ましくは０．０８％以下とする。
【００１５】Ｓ：０．０３〜０．２０％， Ｓは被削性を向上させる作用を発揮するため０．０３％
以上，好ましくは０．０４％以上添加する。一方，Ｓは
Ｐと同様に圧延性，熱間鍛造性を低下させるため，その
添加量は０．２０％以下，好ましくは０．１５％以下に
抑える。
以上，好ましくは０．０４％以上添加する。一方，Ｓは
Ｐと同様に圧延性，熱間鍛造性を低下させるため，その
添加量は０．２０％以下，好ましくは０．１５％以下に
抑える。
【００１６】Ｃｒ：０．０２〜０．５０％， Ｃｒは必要な強度，硬さを確保するため０．０２％以
上，好ましくは０．１０％以上添加する。一方，硬さが
高くなりすぎると被削性を低下させるため，Ｃｒ添加量
は０．５０％以下，好ましくは０．３０％以下に抑え
る。
上，好ましくは０．１０％以上添加する。一方，硬さが
高くなりすぎると被削性を低下させるため，Ｃｒ添加量
は０．５０％以下，好ましくは０．３０％以下に抑え
る。
【００１７】Ａｌ：０．０６％以下， Ａｌは被削性，強制破断分離性を低下させるため本来添
加する必要はない。ただし，製造上不純物として含有さ
れるためこれを０．０６％以下に抑える。
加する必要はない。ただし，製造上不純物として含有さ
れるためこれを０．０６％以下に抑える。
【００１８】Ｖ：０．１０〜０．５０％， Ｖはｓｏｌ−Ｂ及びＰとの複合添加により，鋼の脆化を
促して強制破断分離性を向上させ，かつ，疲労強度向上
にも寄与する元素であるため，その効果を発揮させるべ
く０．１０％以上，好ましくは０．１５％以上添加す
る。一方，あまり添加量を増やしても発揮させる効果が
飽和し，却ってコスト上昇を招くため，その添加量は
０．５０％以下，０．３５％以下に抑える。
促して強制破断分離性を向上させ，かつ，疲労強度向上
にも寄与する元素であるため，その効果を発揮させるべ
く０．１０％以上，好ましくは０．１５％以上添加す
る。一方，あまり添加量を増やしても発揮させる効果が
飽和し，却ってコスト上昇を招くため，その添加量は
０．５０％以下，０．３５％以下に抑える。
【００１９】Ｔｉ：０．０１〜０．０６％， ＴｉはＮとの親和性が強く，Ｂを添加した際のｓｏｌ−
Ｂ量増加を促進させる元素であるため，０．０１％以上
添加する。一方，あまり添加量を増やしても発揮される
効果が飽和し，却ってコスト上昇を招くため，その添加
量は０．０６％以下に抑える。
Ｂ量増加を促進させる元素であるため，０．０１％以上
添加する。一方，あまり添加量を増やしても発揮される
効果が飽和し，却ってコスト上昇を招くため，その添加
量は０．０６％以下に抑える。
【００２０】Ｃａ：０．０００５〜０．００６０％， Ｃａは被削性を確保するため０．０００５％以上添加す
る。一方，過剰に添加しても発揮される効果が飽和する
と共にコスト上昇を招くため，その添加量は０．００６
０％以下とする。
る。一方，過剰に添加しても発揮される効果が飽和する
と共にコスト上昇を招くため，その添加量は０．００６
０％以下とする。
【００２１】Ｂ：合計０．０００５〜０．０１００％， Ｂは鋼中において固溶状態となるｓｏｌ−Ｂと，化合物
等として析出状態で存在するｉｎｓｏｌ−Ｂとに分かれ
る。このうちｓｏｌ−Ｂの必要量を確保するためＢは
０．０００５％以上添加する。一方，あまり添加量を増
やしても発揮される効果が飽和し，却ってコスト上昇を
招くため，その添加量は０．０１００％以下，好ましく
は０．００５０％以下に抑える。
等として析出状態で存在するｉｎｓｏｌ−Ｂとに分かれ
る。このうちｓｏｌ−Ｂの必要量を確保するためＢは
０．０００５％以上添加する。一方，あまり添加量を増
やしても発揮される効果が飽和し，却ってコスト上昇を
招くため，その添加量は０．０１００％以下，好ましく
は０．００５０％以下に抑える。
【００２２】ｓｏｌ−Ｂ：０．０００４〜０．０１００
％， ｓｏｌ−Ｂは，Ｐ，Ｖとの複合添加により鋼を脆化さ
せ，強制破断分離性を向上させるため，０．０００４％
以上添加する。一方，あまり添加量を増やしても発揮さ
れる効果が飽和し，却ってコスト上昇を招くため，その
添加量は０．０１００％以下，好ましくは０．００５０
％以下に抑える。
％， ｓｏｌ−Ｂは，Ｐ，Ｖとの複合添加により鋼を脆化さ
せ，強制破断分離性を向上させるため，０．０００４％
以上添加する。一方，あまり添加量を増やしても発揮さ
れる効果が飽和し，却ってコスト上昇を招くため，その
添加量は０．０１００％以下，好ましくは０．００５０
％以下に抑える。
【００２３】次に，Ｖ，Ｐ，ｓｏｌ−Ｂは，０．２３≦
Ｖ（％）＋２Ｐ（％）＋１００ｓｏｌ−Ｂ（％）≦１．
０の関係を満たすように添加する。これにより，特に強
制破断分離性を格段に向上させることができる。これ
は，これらの３つの元素の適度な複合添加によって，フ
ェライト・パーライト相の脆化を図ることができるため
であると考えられる。
Ｖ（％）＋２Ｐ（％）＋１００ｓｏｌ−Ｂ（％）≦１．
０の関係を満たすように添加する。これにより，特に強
制破断分離性を格段に向上させることができる。これ
は，これらの３つの元素の適度な複合添加によって，フ
ェライト・パーライト相の脆化を図ることができるため
であると考えられる。
【００２４】上式の値が０．２３未満の場合には，たと
えＶ，Ｐ，ｓｏｌ−Ｂの添加量が上述した個々の最適範
囲内であっても上記の強制破断分離性の向上効果があま
り得られない。一方，上式の値が１．０を超えても効果
が飽和すると共に，熱間加工性の低下を招くので１．０
以下に抑える。
えＶ，Ｐ，ｓｏｌ−Ｂの添加量が上述した個々の最適範
囲内であっても上記の強制破断分離性の向上効果があま
り得られない。一方，上式の値が１．０を超えても効果
が飽和すると共に，熱間加工性の低下を招くので１．０
以下に抑える。
【００２５】次に，本発明の作用につき説明する。本発
明の熱間鍛造用低延性非調質鋼は，上記特定の成分範囲
及び，上記特定の関係式を満足する組成を有している。
そのため，疲労強度，被削性等の製品性能に求められる
特性を高く維持しつつ，優れた強制破断分離性，低延性
を得ることができる。したがって，本発明によれば，高
い疲労強度，優れた被削性，という４つの特性を具備す
る熱間鍛造用低延性非調質鋼を提供することができる。
明の熱間鍛造用低延性非調質鋼は，上記特定の成分範囲
及び，上記特定の関係式を満足する組成を有している。
そのため，疲労強度，被削性等の製品性能に求められる
特性を高く維持しつつ，優れた強制破断分離性，低延性
を得ることができる。したがって，本発明によれば，高
い疲労強度，優れた被削性，という４つの特性を具備す
る熱間鍛造用低延性非調質鋼を提供することができる。
【００２６】次に，請求項２の発明のように，さらにＰ
ｂ：０．０５〜０．３０％，Ｂｉ：０．０１〜０．３０
％のうちいずれか一方又は双方を含有していることが好
ましい。即ち，これらＰｂ，Ｂｉはいずれも被削性をさ
らに向上させる効果を発揮するため，Ｐｂは０．０５％
以上，Ｂｉは０．０１％以上添加することが好ましい。
一方，いずれも過剰に加えても効果が飽和しコスト上昇
を招くため，Ｐｂは０．３０％以下，Ｂｉは０．３０％
以下とすることが好ましい。
ｂ：０．０５〜０．３０％，Ｂｉ：０．０１〜０．３０
％のうちいずれか一方又は双方を含有していることが好
ましい。即ち，これらＰｂ，Ｂｉはいずれも被削性をさ
らに向上させる効果を発揮するため，Ｐｂは０．０５％
以上，Ｂｉは０．０１％以上添加することが好ましい。
一方，いずれも過剰に加えても効果が飽和しコスト上昇
を招くため，Ｐｂは０．３０％以下，Ｂｉは０．３０％
以下とすることが好ましい。
【００２７】次に，請求項３の発明のように，上記熱間
鍛造用低延性非調質鋼を強制破断分離させた際の破面の
面粗さＲｚは３０〜１０００μｍであることが好まし
い。これにより，強制破断分離により分離された２つの
部品を上記破面をあわせて一体化させる際に，その位置
合わせを容易に行うことができる。
鍛造用低延性非調質鋼を強制破断分離させた際の破面の
面粗さＲｚは３０〜１０００μｍであることが好まし
い。これにより，強制破断分離により分離された２つの
部品を上記破面をあわせて一体化させる際に，その位置
合わせを容易に行うことができる。
【００２８】一方，上記破面の面粗さＲｚが３０μｍ未
満の場合には，破面同士の合致性が悪くなるという問題
があり，また，１０００μｍを超える場合には欠け，チ
ッピング等，分離後の破面損傷が生じやすくなるという
問題がある。ここで，上記強制破断分離とは，例えばシ
ャルピー衝撃試験の手法に見られるように，例えば強い
衝撃を瞬間的に材料に与えることによって材料を破断，
分離させることをいう。
満の場合には，破面同士の合致性が悪くなるという問題
があり，また，１０００μｍを超える場合には欠け，チ
ッピング等，分離後の破面損傷が生じやすくなるという
問題がある。ここで，上記強制破断分離とは，例えばシ
ャルピー衝撃試験の手法に見られるように，例えば強い
衝撃を瞬間的に材料に与えることによって材料を破断，
分離させることをいう。
【００２９】
実施形態例１ 本発明の実施形態例にかかる熱間鍛造用低延性非調質鋼
につき，比較鋼，従来鋼と比較しつつ説明する。本例に
おいては，表１，表２に示すごとく，本発明鋼としての
６種類の組成の鋼（Ｅ１〜Ｅ６）と，比較鋼としての１
０種類の組成の鋼（Ｃ７〜Ｃ１６）と，従来鋼としての
３種類の組成の鋼（Ｃ１７〜Ｃ１９）をそれぞれ準備し
た。
につき，比較鋼，従来鋼と比較しつつ説明する。本例に
おいては，表１，表２に示すごとく，本発明鋼としての
６種類の組成の鋼（Ｅ１〜Ｅ６）と，比較鋼としての１
０種類の組成の鋼（Ｃ７〜Ｃ１６）と，従来鋼としての
３種類の組成の鋼（Ｃ１７〜Ｃ１９）をそれぞれ準備し
た。
【００３０】上記本発明鋼は，いずれも上述した請求項
１の発明又は請求項２の発明に示した組成範囲及び関係
式を満たすものである。また，上記比較鋼（Ｃ７〜Ｃ１
２）について説明すると，それぞれ本発明の組成範囲に
対して，Ｃ７は高Ｃ，Ｃ８は高Ｍｎ，Ｃ９は低Ｐ，Ｃ１
０は低Ｖ，Ｃ１１は低ｓｏｌ−Ｂ，Ｃ１２は低Ｓ及び低
Ｃａという特徴を有するものである。また，Ｃ９は，
０．２３≦Ｖ（％）＋２Ｐ（％）＋１００ｓｏｌ−Ｂ
（％）≦１．０の関係式についても満足していない。
１の発明又は請求項２の発明に示した組成範囲及び関係
式を満たすものである。また，上記比較鋼（Ｃ７〜Ｃ１
２）について説明すると，それぞれ本発明の組成範囲に
対して，Ｃ７は高Ｃ，Ｃ８は高Ｍｎ，Ｃ９は低Ｐ，Ｃ１
０は低Ｖ，Ｃ１１は低ｓｏｌ−Ｂ，Ｃ１２は低Ｓ及び低
Ｃａという特徴を有するものである。また，Ｃ９は，
０．２３≦Ｖ（％）＋２Ｐ（％）＋１００ｓｏｌ−Ｂ
（％）≦１．０の関係式についても満足していない。
【００３１】また，比較鋼Ｃ１３〜Ｃ１６は，いずれも
各化学成分自体は本発明の範囲内であるが，上記関係式
を満足しないものである。即ち，Ｃ１３，Ｃ１４は上記
関係式の値が上限１．０を超えるものであり，Ｃ１５，
Ｃ１６は上記関係式の値が下限０．２３を切るものであ
る。
各化学成分自体は本発明の範囲内であるが，上記関係式
を満足しないものである。即ち，Ｃ１３，Ｃ１４は上記
関係式の値が上限１．０を超えるものであり，Ｃ１５，
Ｃ１６は上記関係式の値が下限０．２３を切るものであ
る。
【００３２】また，従来鋼は，いずれも従来コネクティ
ングロッド用として用いられていた鋼である。その特徴
を説明すると，Ｃ１７，Ｃ１８はいずれも非常にＣが高
い一方，Ｖ，Ｔｉ，Ｃａ，ｓｏｌ−Ｂを含まないもので
ある。Ｃ１９はＴｉ，ｓｏｌ−Ｂを含まないものであ
る。また，これら従来鋼は，いずれも上記の関係式を満
たさない。
ングロッド用として用いられていた鋼である。その特徴
を説明すると，Ｃ１７，Ｃ１８はいずれも非常にＣが高
い一方，Ｖ，Ｔｉ，Ｃａ，ｓｏｌ−Ｂを含まないもので
ある。Ｃ１９はＴｉ，ｓｏｌ−Ｂを含まないものであ
る。また，これら従来鋼は，いずれも上記の関係式を満
たさない。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】次に，上記組成の各鋼について機械的性質
等を測定した。まず，強度を評価するため，次のように
試験片を作製し，それぞれ硬さ及び引張強さを測定し
た。試験片は，３０ｋｇＶＩＭ溶解炉にて溶解した鋼塊
を，直径４０ｍｍの丸棒に熱間鍛造し，さらにこれを１
２００℃にて３０分間加熱保持した後１５ｍｍ厚みの板
状体に熱間鍛造し，空冷することにより作製した。そし
て，得られた試験片を用いて硬さ試験及び引張試験を実
施した。
等を測定した。まず，強度を評価するため，次のように
試験片を作製し，それぞれ硬さ及び引張強さを測定し
た。試験片は，３０ｋｇＶＩＭ溶解炉にて溶解した鋼塊
を，直径４０ｍｍの丸棒に熱間鍛造し，さらにこれを１
２００℃にて３０分間加熱保持した後１５ｍｍ厚みの板
状体に熱間鍛造し，空冷することにより作製した。そし
て，得られた試験片を用いて硬さ試験及び引張試験を実
施した。
【００３６】次に，強制破断分離性に影響する延靱性を
評価するため，シャルピー衝撃試験を行った。試験片と
しては，上記の強度評価用のものからＪＩＳ４号Ｖノッ
チシャルピー衝撃試験片に加工したものを用いた。そし
て，常温においてシャルピー衝撃試験を行い，衝撃値，
脆性破面率，及び破面の面粗さを測定した。
評価するため，シャルピー衝撃試験を行った。試験片と
しては，上記の強度評価用のものからＪＩＳ４号Ｖノッ
チシャルピー衝撃試験片に加工したものを用いた。そし
て，常温においてシャルピー衝撃試験を行い，衝撃値，
脆性破面率，及び破面の面粗さを測定した。
【００３７】次に，疲労特性を評価するため，疲れ限度
及び耐久比を測定した。試験片としては，上記の強度評
価用のものから平行部直径８ｍｍの小野式回転曲げ疲労
試験片に加工したものを用いた。ここに，耐久比は疲れ
限度を引張強さにより割った値（疲れ限度／引張強さ）
である。
及び耐久比を測定した。試験片としては，上記の強度評
価用のものから平行部直径８ｍｍの小野式回転曲げ疲労
試験片に加工したものを用いた。ここに，耐久比は疲れ
限度を引張強さにより割った値（疲れ限度／引張強さ）
である。
【００３８】次に，被削性を評価するため，ドリル穿孔
試験を行った。試験片としては，上記の強度評価用のも
のをそのまま用いた。また，ドリル穿孔試験は，５ｍｍ
φのストレートシャンクドリル（材質：ＳＫＨ９）を用
い，ドリル回転数１７１０ｒｐｍ，切削油無し，荷重７
５ｋｇの条件により，上記試験片を孔あけすることによ
り行った。そして，得られた各穿孔距離について，従来
鋼Ｃ１７における穿孔距離を１００として，それぞれの
穿孔距離をその正数比により求めた。上記各試験結果を
表３，表４に示す。
試験を行った。試験片としては，上記の強度評価用のも
のをそのまま用いた。また，ドリル穿孔試験は，５ｍｍ
φのストレートシャンクドリル（材質：ＳＫＨ９）を用
い，ドリル回転数１７１０ｒｐｍ，切削油無し，荷重７
５ｋｇの条件により，上記試験片を孔あけすることによ
り行った。そして，得られた各穿孔距離について，従来
鋼Ｃ１７における穿孔距離を１００として，それぞれの
穿孔距離をその正数比により求めた。上記各試験結果を
表３，表４に示す。
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
【００４１】表３，表４より知られるごとく，まず従来
鋼Ｃ１７においては衝撃値が高く，脆性破面率が低いこ
とから強制破断分離性に劣っていることが分かる。ま
た，疲労強度，ドリル被削性についてもさらなる向上が
求められる。またＣ１８においては，強制破断分離性に
は優れるものの，疲労強度，被削性が劣る。Ｃ１９につ
いては，疲労強度，被削性には優れるが，衝撃値が高
く，強制破断分離性に劣る。
鋼Ｃ１７においては衝撃値が高く，脆性破面率が低いこ
とから強制破断分離性に劣っていることが分かる。ま
た，疲労強度，ドリル被削性についてもさらなる向上が
求められる。またＣ１８においては，強制破断分離性に
は優れるものの，疲労強度，被削性が劣る。Ｃ１９につ
いては，疲労強度，被削性には優れるが，衝撃値が高
く，強制破断分離性に劣る。
【００４２】これに対し，本発明鋼Ｅ１〜Ｅ６はいずれ
も，いずれの試験項目においても良好な結果が得られ
た。また，Ｐｂ又はＢｉの一方又は双方を添加したＥ
２，Ｅ３，Ｅ５の結果から，これらの元素の添加によ
り，被削性を低下させることなく強度の向上を図ること
ができることも分かる。
も，いずれの試験項目においても良好な結果が得られ
た。また，Ｐｂ又はＢｉの一方又は双方を添加したＥ
２，Ｅ３，Ｅ５の結果から，これらの元素の添加によ
り，被削性を低下させることなく強度の向上を図ること
ができることも分かる。
【００４３】一方，比較鋼Ｃ７，Ｃ８は，いずれも強制
破断分離性は良好であるが，ドリル被削性を向上させる
ことができなかった。これは，ぞれぞれＣ量，Ｍｎ量の
過剰による硬さ及び引張強度の大幅な向上に起因してい
ると考えられる。また，比較鋼Ｃ９〜Ｃ１１は，いずれ
もドリル被削性は良好であるが，衝撃値が高く，かつ脆
性破面率が低く，強制破断分離性に劣る結果となった。
これはそれぞれＰ，Ｖ又はｓｏｌ−Ｂの個々の添加量が
低いことと上記関係式の値を満たしていないことによる
ものだと考えられる。
破断分離性は良好であるが，ドリル被削性を向上させる
ことができなかった。これは，ぞれぞれＣ量，Ｍｎ量の
過剰による硬さ及び引張強度の大幅な向上に起因してい
ると考えられる。また，比較鋼Ｃ９〜Ｃ１１は，いずれ
もドリル被削性は良好であるが，衝撃値が高く，かつ脆
性破面率が低く，強制破断分離性に劣る結果となった。
これはそれぞれＰ，Ｖ又はｓｏｌ−Ｂの個々の添加量が
低いことと上記関係式の値を満たしていないことによる
ものだと考えられる。
【００４４】また，比較鋼Ｃ１２は強制破断分離性は良
好であるが，ドリル被削性に非常に劣る結果となった。
これは，被削性を向上させるＳ，Ｃａ添加量が少なかっ
たこと及び硬度，引張強さが高かったことに起因すると
考えられる。また，比較鋼Ｃ１３，Ｃ１４については，
試験片作製前の熱間鍛造時に割れを発生させたため，評
価ができなかった。これは，これらの鋼の上記関係式の
値が１．０を超えるために，熱間加工性の低下を招いた
ものと考えられる。
好であるが，ドリル被削性に非常に劣る結果となった。
これは，被削性を向上させるＳ，Ｃａ添加量が少なかっ
たこと及び硬度，引張強さが高かったことに起因すると
考えられる。また，比較鋼Ｃ１３，Ｃ１４については，
試験片作製前の熱間鍛造時に割れを発生させたため，評
価ができなかった。これは，これらの鋼の上記関係式の
値が１．０を超えるために，熱間加工性の低下を招いた
ものと考えられる。
【００４５】また，比較鋼Ｃ１５，Ｃ１６については，
Ｐ，Ｖ，ｓｏｌ−Ｂの単独での添加量が本発明の範囲内
であるにも関わらず良好な強制破断分離性を得ることが
できなった。この理由はこれらの鋼の上記関係式の値が
０．２３未満であるためと考えられる。
Ｐ，Ｖ，ｓｏｌ−Ｂの単独での添加量が本発明の範囲内
であるにも関わらず良好な強制破断分離性を得ることが
できなった。この理由はこれらの鋼の上記関係式の値が
０．２３未満であるためと考えられる。
【００４６】また，本発明鋼Ｅ１〜Ｅ６は，いずれも破
面の面粗さが２７５〜３２９μｍであった。そして，こ
れら本発明鋼Ｅ１〜Ｅ６は，いずれも破断分離された試
験片を破面を合わせて当接させることにより，密接し，
元の形状を忠実に再現することができた。
面の面粗さが２７５〜３２９μｍであった。そして，こ
れら本発明鋼Ｅ１〜Ｅ６は，いずれも破断分離された試
験片を破面を合わせて当接させることにより，密接し，
元の形状を忠実に再現することができた。
【００４７】以上の結果から，本発明鋼Ｅ１〜Ｅ６は，
従来鋼に比べ，優れた強制破断分離性，低延性，高い疲
労強度，優れた被削性，という４つの特性を具備するも
のであることがわかった。したがって，上記のごとく組
成範囲を特定範囲に限定すると共に，Ｖ，Ｐ，ｓｏｌ−
Ｂについて，０．２３≦Ｖ（％）＋２Ｐ（％）＋１００
ｓｏｌ−Ｂ（％）≦１．０という関係式を満足させるこ
とによって，優れた強制破断分離性，低延性，高い疲労
強度，優れた被削性，という４つの特性を具備する熱間
鍛造用低延性非調質鋼を得ることができる。
従来鋼に比べ，優れた強制破断分離性，低延性，高い疲
労強度，優れた被削性，という４つの特性を具備するも
のであることがわかった。したがって，上記のごとく組
成範囲を特定範囲に限定すると共に，Ｖ，Ｐ，ｓｏｌ−
Ｂについて，０．２３≦Ｖ（％）＋２Ｐ（％）＋１００
ｓｏｌ−Ｂ（％）≦１．０という関係式を満足させるこ
とによって，優れた強制破断分離性，低延性，高い疲労
強度，優れた被削性，という４つの特性を具備する熱間
鍛造用低延性非調質鋼を得ることができる。
【００４８】実施形態例２ 次に，図１，図２に示すごとく，本例においては，実施
形態例１における本発明鋼Ｅ１，Ｅ２を用い，コネクテ
ィングロッド１及びキャップ２を作製した。
形態例１における本発明鋼Ｅ１，Ｅ２を用い，コネクテ
ィングロッド１及びキャップ２を作製した。
【００４９】即ち，図１に示すごとく，本発明鋼Ｅ１，
Ｅ２を通常の条件により熱間鍛造し，コネクティングロ
ッド１とキャップ２とが一体となった一体部品１０を成
形した。また，一体部品の穴部１４の内周面には，強制
破断分離する際の破面位置に溝状のノッチ１５を設け
た。次いで，図２に示すごとく，一体部品１０に強い衝
撃を与えることによってコネクティングロッド１とキャ
ップ２とを強制破断分離した。
Ｅ２を通常の条件により熱間鍛造し，コネクティングロ
ッド１とキャップ２とが一体となった一体部品１０を成
形した。また，一体部品の穴部１４の内周面には，強制
破断分離する際の破面位置に溝状のノッチ１５を設け
た。次いで，図２に示すごとく，一体部品１０に強い衝
撃を与えることによってコネクティングロッド１とキャ
ップ２とを強制破断分離した。
【００５０】その結果，いずれのコネクティングロッド
１及びキャップ２も，脆性破面率が１００％であり，か
つ面粗さＲｚが２００〜４００μｍの優れた破面１８，
２８を有するものとなった。そして，強制破断分離され
たコネクティングロッド１及びキャップ２は，破面１
８，２８を当接させることによって，元の形状を忠実に
再現させることができた。
１及びキャップ２も，脆性破面率が１００％であり，か
つ面粗さＲｚが２００〜４００μｍの優れた破面１８，
２８を有するものとなった。そして，強制破断分離され
たコネクティングロッド１及びキャップ２は，破面１
８，２８を当接させることによって，元の形状を忠実に
再現させることができた。
【００５１】
【発明の効果】上述のごとく，本発明によれば，優れた
強制破断分離性，低延性，高い疲労強度，優れた被削
性，という４つの特性を具備する熱間鍛造用低延性非調
質鋼を提供することができる。
強制破断分離性，低延性，高い疲労強度，優れた被削
性，という４つの特性を具備する熱間鍛造用低延性非調
質鋼を提供することができる。
【図１】実施形態例２における，一体部品を示す説明
図。
図。
【図２】実施形態例２における，コネクティングロッド
とキャップとを強制破断分離させた状態を示す説明図。
とキャップとを強制破断分離させた状態を示す説明図。
１．．．コネクティングロッド， １０．．．一体部品， １５．．．ノッチ， １８，２８．．．破面， ２．．．キャップ，
Claims (3)
- 【請求項１】 重量％において，Ｃ：０．１５〜０．５
０％，Ｓｉ：０．０１〜０．８０％，Ｍｎ：０．２０〜
１．５０％，Ｐ：０．０１〜０．１０％，Ｓ：０．０３
〜０．２０％，Ｃｒ：０．０２〜０．５０％，Ａｌ：
０．０６％以下，Ｖ：０．１０〜０．５０％，Ｔｉ：
０．０１〜０．０６％，Ｃａ：０．０００５〜０．００
６０％を含有し，かつ，Ｂを０．０００５〜０．０１０
０％を含有すると共に，ｓｏｌ−Ｂを０．０００４〜
０．０１００％含有し，残部はＦｅ及び不可避不純物か
らなり，さらに，Ｖ，Ｐ，ｓｏｌ−Ｂは，０．２３≦Ｖ
（％）＋２Ｐ（％）＋１００ｓｏｌ−Ｂ（％）≦１．０
の関係にあることを特徴とする熱間鍛造用低延性非調質
鋼。 - 【請求項２】 請求項１において，さらにＰｂ：０．０
５〜０．３０％，Ｂｉ：０．０１〜０．３０％のうちい
ずれか一方又は双方を含有していることを特徴とする熱
間鍛造用低延性非調質鋼。 - 【請求項３】 請求項１又は２において，上記熱間鍛造
用低延性非調質鋼を強制破断分離させた際の破面の面粗
さＲｚは３０〜１０００μｍであることを特徴とする熱
間鍛造用低延性非調質鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9214140A JPH1143738A (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 熱間鍛造用低延性非調質鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9214140A JPH1143738A (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 熱間鍛造用低延性非調質鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1143738A true JPH1143738A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16650898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9214140A Pending JPH1143738A (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | 熱間鍛造用低延性非調質鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1143738A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003000A (ja) * | 2005-05-24 | 2007-01-11 | Yamaha Motor Co Ltd | コンロッドおよびそれを備えた内燃機関ならびに自動車両 |
| WO2007108365A1 (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | 破断分離性に優れた破断分離型コネクティングロッド用圧延材、破断分離性に優れた破断分離型コネクティングロッド用熱間鍛造部品、及び破断分離型コネクティングロッド |
| WO2012115201A1 (ja) | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 日本精工株式会社 | 分割軌道輪およびその製造方法 |
| JP2013011341A (ja) * | 2011-05-27 | 2013-01-17 | Nsk Ltd | 分割軌道輪およびその製造方法 |
| US9845519B2 (en) | 2012-03-26 | 2017-12-19 | Kobe Steel, Ltd. | Boron-added high strength steel for bolt and high strength bolt having excellent delayed fracture resistance |
-
1997
- 1997-07-23 JP JP9214140A patent/JPH1143738A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007003000A (ja) * | 2005-05-24 | 2007-01-11 | Yamaha Motor Co Ltd | コンロッドおよびそれを備えた内燃機関ならびに自動車両 |
| WO2007108365A1 (ja) * | 2006-03-15 | 2007-09-27 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | 破断分離性に優れた破断分離型コネクティングロッド用圧延材、破断分離性に優れた破断分離型コネクティングロッド用熱間鍛造部品、及び破断分離型コネクティングロッド |
| WO2012115201A1 (ja) | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 日本精工株式会社 | 分割軌道輪およびその製造方法 |
| CN102782351A (zh) * | 2011-02-25 | 2012-11-14 | 日本精工株式会社 | 剖分轴承套圈及其制造方法 |
| US8956055B2 (en) | 2011-02-25 | 2015-02-17 | Nsk Ltd. | Method for manufacturing split bearing ring |
| EP2679844A4 (en) * | 2011-02-25 | 2017-07-05 | NSK Ltd. | Split bearing ring, and manufacturing method for same |
| JP2013011341A (ja) * | 2011-05-27 | 2013-01-17 | Nsk Ltd | 分割軌道輪およびその製造方法 |
| US9845519B2 (en) | 2012-03-26 | 2017-12-19 | Kobe Steel, Ltd. | Boron-added high strength steel for bolt and high strength bolt having excellent delayed fracture resistance |
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