JPS58126922A - 低炭素ポロン鋼部品の製造方法 - Google Patents

低炭素ポロン鋼部品の製造方法

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JPS58126922A
JPS58126922A JP842082A JP842082A JPS58126922A JP S58126922 A JPS58126922 A JP S58126922A JP 842082 A JP842082 A JP 842082A JP 842082 A JP842082 A JP 842082A JP S58126922 A JPS58126922 A JP S58126922A
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cold
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Taisuke Miyamoto
泰介 宮本
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment

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  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は低炭素ゾロン鋼を素材としてボルトやこれに
類する部品等の構造用部品を製造する方法に関するもの
である。
周知のように低炭素鋼にホウ素(B)を小量添加すれば
、CrやMe等の高価表特殊元素を用いることなく低コ
ストで焼入れ性を著しく向上させることができ、そのた
め低炭素ゲロン鋼は自動車構造用部品、例えばボルト等
に適した鋼材として注目され、最近では種々検討・実用
化が図られている。
しかしながらがロン鋼はオーステナイト結晶粒の粗大化
温度が従来の他の鋼種、例えば通常の炭素鋼やクロム鋼
、クロムモリブデン鋼等と比較して低いため、焼入加熱
時に結晶粒度が粗大化し易く、その結果靭性が低下して
しまうおそれがある。すなわち、本発明者等が第1表に
示すようが組成の低炭素がロン鋼およびクロム鋼につい
て850〜1200℃に種々温度を変えて1時間加熱処
理後水焼入れを施し、旧オーステナイト結晶粒度を測定
したところ、第1図に示す結晶粒粗大化曲線が得られた
第1図から、クロム鋼の場合には850〜900℃の温
度範囲ではオーステナイト結晶粒が細粒であシ、950
℃程度以上から急激に粗大化されるのに対し、がロン鋼
の場合には850℃から急激に結晶粒が粗大化すること
が明らかである。
上述のようにボロン鋼が比較的低温で結晶粒が粗大化す
る原因は次のように考えられる。すなわちボロン鋼の場
合には、微量添加したBをBNとして析出させずに鋼中
に固溶させて焼入性向上効果を発揮させるため、TI等
の添加によって鋼中音素をTIN等として固定させるこ
とが行なわれておシ、そのため通常の焼入れ加熱温度範
囲における結晶粒粗大化防止に効果があるA4Nの析出
が充分でないことに起因すると考えられる。
上述のような特性のボロン鋼を素材とする製品のオース
テナイト結晶粒を微細化する方法としては、前述のとこ
ろから明らかなように焼入れ加熱温度を低くして焼入加
熱時の結晶粒粗大化を防止 秀する方法が考えられる。
しかしながら素材の焼鈍を省略して冷間鍛造等の冷間加
工を行う場合には、素材としてC0,30%以下の低炭
素がロン鋼を使用する必要があり、この場合には低炭素
であるためAI変態点が高く、そのため素材を880℃
程度以下の低温から焼入れた場合には焼入れ不良が生じ
てしまうから、このように焼入加熱温度を低温とするこ
とは実用上困難である。
一方、焼入れ加熱時間を短縮することによって結晶粒の
粗大化を防止することも考、見られる。しかしながら本
発明者等が前記同様に第1表に示される゛組成のボロン
鋼について焼入れ加熱温度を880℃とし、種々加熱時
間を変化させて焼入れる実験を行ったところ、オーステ
ナイト結晶粒炭鉱15分の短時間加熱でもA8TM粒度
番号で5以下の粗粒となってしまい、かつまた混粒傾向
が認められた。したがって加熱時間の短縮によシ結晶粒
粗大化を防止する方法も通常の炉加熱では実現困難であ
る。
このほか、焼入加熱温度までの昇温速度を小さくすれは
細粒を得やすくなる傾向が認められるが、その影響は顕
著ではなく、シたがって昇温速度を小さくする方法は細
粒化の目的に対し実用的に充分な程度の効果を得ること
は困難′である。
以上のようにボロン鋼、特にC0,30%以下の低炭素
ボロン鋼においては、焼入れ加熱時における結晶粗大化
を確実に防止して靭性低下を確実に防止することは、熱
処理条件の変更では達成困難であった。
この発明は以上のような事情に鑑みてなされたもので、
冷間鍛造等の冷間加工後焼入れ焼もどしを行って使用さ
れるメルト等の部品に00.30%以下の低炭素ボロン
鋼を適用するに際して、結晶粒の粗大化を防止して、焼
入れ稜の旧オーステナイト結晶粒度がASTM粒度番号
で5以上の細粒を確実に得ることを目的とするものであ
る。
本発明者等は上述の目的を達成するべく鋭意実験・検討
を重ねた結果、C0,30%以下の低炭素ボロン鋼から
なる素材を加工率(断面積比)で13チ以上の冷間鍛造
岬の冷間加工を行った後に焼入れ焼もどしを施すことK
よって、ASTM粒度番号で5以上の細粒が得られるこ
とを見田し、この発明をなすに至った。すなわちこの発
明の製造方法は、C0,15〜0.30%、 Sl O
,15〜0.35%、Mn 0.60〜1.60 %、
 C1,20%以下、B O,0005〜0.0030
 %、Ti O,01〜0.04 %、 A70.01
〜0.04%を含有しかつ残部F・および不可避的不純
物よりなる鋼を素材とし、かつ製品形状よシも大きい形
状の素材を用い、加工率13チ以上で冷間鍛造等の冷間
加工を施した後、焼入れ焼もどしを施すことを特徴とす
るものである。
以・下この発明の方法についてさらに詳細に説明する。
先ずこの発明の方法で対象とする鋼の成分限定理由につ
いて説明する。
Cは焼入れ焼もどし後の強度を確保するために少くとも
0.15%含有している必要がある。またC含有量が増
せばそれだけA3変態点が低下するから焼入加熱温度を
低くすることにょシより一層の細粒化を図ることが可能
であるが、C量が0.30チを鍼えれば焼鈍を行なわず
に冷間加工を行うことが困難となり、またB添加による
焼入性向上動Siは溶鋼の脱酸に有効な元素であるが、
過剰に添加すれば介在物量が増大して製品の機械的性質
を低下させることから、適正な範囲をo、15〜0.3
5%とした。
Mnは焼入性を向上させるに効果があるが、0.60優
未満ではその効果が充分ではなく、一方励が過剰に含有
されれば冷間加工性を損う。この発明では加工率13チ
以上の冷間加工を行う必要があるから、冷間加工性に問
題のない範囲として、0.60〜1.60%とした。
Crも焼入性を向上させる元素であるが、過剰に含有さ
れれば冷間加工性を損うから上限を1.20チとした。
Ti 、 A1.はともに鋼中のN、0を固定し5.B
を鋼中に固溶させてB添加による顕著な焼入性向上効果
を発揮させる効果があるが、それぞれ0.01    
 ’−未満てはその効果が充分ではない。またTIは0
.04%を越えれば大型のTINの析出が多くなって製
品の機械的性雀に悪影響を与えることから、TIの添加
量を0.01〜0.04優とした。一方尼も0.04−
を越えればAt20.等の粗大な介在物が多くなって機
械的性質を損うから、0゜01〜0.04%の範囲に規
制した。
Bは前述のように鋼中に固溶して焼入性を顕著に向上さ
せる効果があるが、o、ooos%未満ではその効果が
充分ではなく、一方0.0030%’を越えて添加して
もそれ以上焼入性は向上せず、またF・2Bによる脆化
や赤熱脆性を招くから、o、ooos〜O)OO30−
とした。
次に上述のような成分範囲の鋼に冷間加工を加えた場合
の冷間加工率とオーステナイト結晶粒度との関係につい
て説明する。
本発明者等は前記成分範囲の鋼として第1!!にメロン
鋼として示した組成の鋼を用意し、その鋼に対し種々の
加工率で冷間鍛造を施し、その後、集用熱処理条件の範
囲内で最も粗大化し易い条件と考えられる熱処理、すな
わち900℃×1時間均熱処理を施し、焼入れした後の
旧オーステナイ得られた。第3図から明らかなように冷
間加工率が高くなるに従って細粒化されて、特に冷間加
工率が13優以上であればA8TM粒度番号で5以上の
細粒が得られることが確認された。このように焼入れ加
熱条件を結晶粒粗大化が生じ易い条件としても、予め加
工率13%以上の冷間鍛造等の冷間加工を施しておくこ
とによp ASTM粒度番号5以上の細粒を得ることが
可能となるから、焼入れ加熱温度は特に低温化する必要
はなくなるが、よシ一層の細粒化を図るためにはA、変
態点以上の可及的に低温とすることが望ましい。なお焼
入れ後の焼もどし処理は、常法にしたがってA1変態点
未満の温度で行えば良い。
なおこの発明の製造方法はゲルトあるいはそれに類する
製品に最も好適に適用されるが冷間鍛造によってがルト
を製造する場合、通常は据込鍛造が採用されるから、冷
間加工率はポル)11部で最も高くなり、がルト軸部が
最も低くなるのが通常である。とのためがルト細部の冷
間加工率が13加工率が13−以上となり、その結果製
品全体の旧オーステナイト結晶粒度をASTM粒度番号
5以上に細粒化することができる。このようにゲルト軸
部の冷間加工率(断面積比)を13チ以上とするためK
は、素材として製品のゲルトの軸部最大径の1.07倍
以上のものを用いれば良い。
以下この発明の実施例を記す。
実施例 CO,28俤、810.2356. Mn 1.06%
、Cr011・5%、Bo、012%、?10.023
%%AL0.03嘔、残部F・ および不可避的不純物
よりなる低炭素?ロン鋼の外径12IEIIの棒材(従
来法)、および同じ成分の低炭素がロン鋼からなる外径
13mの棒材(本発明法)を用いてそれぞれ呼び径12
■のゲルトを冷間鍛造によシ作成し、900℃において
1時間均熱した後、焼入れし、その後500℃において
焼もどしを行った。焼入れ後のゲルト軸の旧オーステナ
イト結晶粒度を調べたところ、第2表に示す結果が得ら
れた。
第2表から明らかなように、軸部加工率が〜〇−の場合
と比較して軸部加工率が17−の場合には焼入れ後の旧
オーステナイト結晶粒度が著しく大きくなり、A8TM
粒度番号で6以上の細粒となることが確認された。
以上の説明で明らかなようKこの発明の製造方法によれ
ば、低炭素ボロン鋼を用いてがルト等の部品を製造する
にあたって、焼入れ加熱前に加工率1311以上の冷間
鍛造等の冷間加工を施しておくこ゛とによシ、焼入れ後
の旧オーステナイト結晶粒としてA8TM粒度番号5以
上の細粒を確実かつ容易に得ることができ、したがって
確実かつ容易に靭性の優れたゲルト等の製品を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の通常のゲロン鋼およびクロム鋼における
オーステナイト結晶粒粗大化曲線を示す線図、第2図は
従来のがロン鋼における焼入加熱時間とオーステナイト
結晶粒度との関係を示す線率とオーステナイト結晶粒度
との関係を示す線図である。 出願人 トヨタ自動車工業株式会社 代理人 弁理士 豊 1)武 久 (ほか1名) 1     (8鷹、Ll崎関均亀) 0 880・C1=bするη日亭ζ、珂閏 (今夕第3図 友聞〃Ω二参   % ヰ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. C0,15〜0.30%(重量%、以下同じ)、S10
    .15〜0.35 %、 Mn 0.60〜1.60 
    %、Cr1.20チ以下、Bo、0005〜0.003
    0チ、Ti O,01〜0.04チ、kl 0.01〜
    0.04fi を含有しかつ残部F・および不可避的不
    純物からなる鋼を素材とし、かつその素材の形状を製品
    形状よりも大きいものとし、その素材に13−以上の加
    工率で冷間加工を施し死後、焼入れ焼もどしすることを
    特徴とする低炭素ゾロン鋼部品の製造方法。
JP842082A 1982-01-22 1982-01-22 低炭素ポロン鋼部品の製造方法 Granted JPS58126922A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6286149A (ja) * 1985-09-02 1987-04-20 Kobe Steel Ltd 強靭ボルト用鋼
DE102009012940A1 (de) * 2009-03-12 2010-09-16 Volkswagen Ag Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Blechbauteils sowie Fertigungsstraße zur Herstellung des Bauteils
US20140116105A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Hyundai Motor Company Method and apparatus for forming ultrahigh tensile steel

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DE102009012940B4 (de) * 2009-03-12 2017-12-07 Volkswagen Ag Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Blechbauteils sowie Fertigungsstraße zur Herstellung des Bauteils
US20140116105A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Hyundai Motor Company Method and apparatus for forming ultrahigh tensile steel

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