JPS5916950A - 軟窒化用鋼 - Google Patents

軟窒化用鋼

Info

Publication number
JPS5916950A
JPS5916950A JP12303482A JP12303482A JPS5916950A JP S5916950 A JPS5916950 A JP S5916950A JP 12303482 A JP12303482 A JP 12303482A JP 12303482 A JP12303482 A JP 12303482A JP S5916950 A JPS5916950 A JP S5916950A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soft
hardness
steel
surface hardness
effective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP12303482A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0447023B2 (ja
Inventor
Susumu Kanbara
神原 進
Yasuo Otani
大谷 泰夫
Fukukazu Nakazato
中里 福和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP12303482A priority Critical patent/JPS5916950A/ja
Publication of JPS5916950A publication Critical patent/JPS5916950A/ja
Publication of JPH0447023B2 publication Critical patent/JPH0447023B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (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】 本発明は軟窒化用鋼、特に軟窒化処理後の硬化特性(硬
化深さ、表面硬さ)にすぐれ、かつ芯部硬さも十分に高
く、疲労強度、耐ピツチング性の点で理想的な硬化曲線
を示す軟窒化用mK関する。
軟窒化処理は、A1  変態点以下、一般に570℃程
度の温度で、例えばシアン系化合物の塩浴、RXガス(
吸熱型変性ガスンまたはNXガス(発熱型変性ガス)等
圧より被処理物を処理して、窒素と共に一部の炭素を劇
中に侵入させ、表層部を硬化させる表面硬化法の1種で
ある。
この方法は浸炭−焼入法の如く被処理物に大きな歪を生
じさせることがなく、また窒化法の如く長時間を要する
こともないので、機械部品等の量産に適した方法である
が、これに適する鋼種としての軟窒化用鋼の開発は未だ
十分でなく、短時間の軟窒化処理で所望の特性が得られ
るものけこれまでみられなかった。
従来、軟窒化用鋼としては、JIS−8CM 420(
0,2C−0,75Mn −1,I Cr −0,2M
o )やSCM435(0,35C−0,75Mn −
1、ICr −0,2Mo )が多用されていたが、こ
れらの鋼の軟窒化処理後の有効硬化深さ (微小ビッカ
ース硬さ Hv = 500に対応する表面からの距離
)はたかだか0.10隨程度であり、表面硬さく表面下
25μmでの微小ビッカース硬さ)も)(、v 650
以上にはならないため、疲労強度、耐摩耗性の点で満足
のゆくものではなかった。
また、これらの欠点を改善するために、窒化特性を向上
させるAlおよびCrを多量に添加したJIS −SA
CM645 (0,45C−0,4Si−1,5Cr−
0,2Mo −1,0AI)の場合には、軟窒化処理に
よって表面硬さはHV 800〜1100と非常に高く
なるが、有効硬化深さはせいぜい0.15w程度と小さ
いため、表面部から芯部への硬さ勾配が急激になりすぎ
る。そのため、高負荷の下で使用される歯車やベアリン
グなどでは、表面硬化部上芯部の境界付近からの剥離現
象か起きやすく、耐ピツチング性あるいは耐スポーリン
グ性が劣っていた。
さらに、Cr糸肌焼鋼に硬化深さ向上に有効なVを添加
した軟窒化用鋼も提案されており、外国規格(AISI
 6118)もある。
しかし、上述した従来Wiは、既述の欠点以外に、いず
れも芯部硬さが低く、疲労強度の点で不満があった。
よって、本発明の目的は、疲労強度、耐摩耗性にすぐれ
ていると同時に、耐ピツチング性、耐スポ−リング性に
もすぐれている軟窒化用鋼を提供することである。
本発明者らは、通常の条件下での軟窒化処理により表面
硬さをHv 650以上、有効硬化深さを0.2n以上
、芯部硬さを)lv230以上として疲労強度、耐摩耗
性の向上を図ると同時に、表面硬さは一方でHV750
以下に制限して、表面部から芯部への硬さ勾配の緩やか
な硬化曲線を得るようKすれば、耐ピツチング性、耐ス
ポーリング性の向上も図れるとの知見を得た。
このような知見に基き研究を進めた結果、上記のHv6
50〜750の範囲内の表面硬さを得るためには表面硬
さを高めるCrとMの添加量を調整することが必要であ
ることが判明した。また、緩やかな硬化曲線を得るため
に、まず、表面硬さをそれtなど増加させずに硬化深さ
を大きくするのに有効なVを添加し、さらに芯部硬さを
大きくするために、Cのほかに、固溶強化と焼戻し軟化
抵抗の向上により芯部硬さ増大に寄与するStを従来よ
り多量に添加することにより、耐ピツチング性、耐スポ
ーリング性の点で非常に有利な硬さ勾配の緩やかな硬化
曲線が得られることも見出された。
必要に応じてBを添加すると、芯部硬さのより一層の向
上が図られ、疲労強度が向上する。
さらに、軟窒化処理前に切削を施す場合には、切削性向
上に有効なs、pbまたはCaを添加するのが好ましい
ここに、本発明は、 C: 0.15〜0.35%、  Si : 0.35
〜1.20%。
Mn:0.60〜1.30%、  Cr : 0.70
%を越え、1.50%以下。
V : 0.05〜0.20%。
sol、JjJ : 0.02〜0.10%、 N :
 0.006〜0.020%。
さらに必要により、B : 0.0005〜0.005
0%、ならびに/もしくはS : 0.04〜0.13
%、  Pb : 0.03〜0.35%およびCa 
: 0.0010〜0.0100% のうちの1種もし
くは2種以上を含有し、 残部Feおよび不可避的不純物からなる軟窒化用鋼にあ
る。
本発明に係る軟窒化用鋼の組成を上記の範囲内に限定し
た理由について次に述べる。
C:Cは強度確保のための基本成分であり、芯部強度確
保のためには最低0.15%必要である。しかし、0.
35%を越えると芯部の延性、靭性が低下し、切削性、
冷間加工性が低下すると共に、軟窒化後の表面硬さ、硬
化深さが急激に減少し始める。したがって、本発明にお
けるC量は下限を0.15%、上限を0.35%とした
Si : Stは通常、脱酸剤として添加されるが、固
溶強化および焼戻し軟化抵抗の向上にも有効で、結果と
して軟窒化処理後の芯部硬さを高め、疲労強度を向上さ
せる。このためには少なくとも0.35%必要であるが
、1.20%を越えると軟窒化特性の劣化が始まる。特
に表面硬さの低下が著しくなるとともに、冷間加工性や
溶接性にも害を及ばずので、上限を1.20%とした。
Mn : Mnは製鋼時の脱酸剤として不可欠であると
共に、芯部の強度・靭性の向上にも有効であって、軟窒
化処理品の性能確保のために最低0.60%は必要であ
る。しかし、1.30%を越えろと切削性が著しく低下
し始めるので、下限を0.60%、上限を1.30%と
した。
Cr : Crは軟窒化による侵入Nと結合して表面硬
さを高め、且つ硬化深さを大きくする極めて有効な元素
である。その効果を十分に発揮せしめるには0.70%
を越える量のCr量が必要であるが、1.50%を越え
ると通常の軟窒化処理条件下での軟窒化後に表面硬さが
Hv 750以上になるため、上限を1.50%とした
■:■は軟窒化による侵入Nおよび侵入Cと結合して表
面層に微細なV炭窒化物を析出することにより、表面硬
さおよび表面深さを向上させる。特に、VはOrに比し
て、表面硬さの上昇に対する寄与は比較的小さいが、硬
化深さの増加に対する寄与が大きく、シたがって、表面
硬さをあまり増大させずに硬化深さを大きくする。同時
に、■は含有Nとの結合によるV窒化物の析出硬化によ
って、芯部硬さの向上にも寄与する。この両者の効果が
相まって、表面から芯部への硬さ勾配が緩やかな硬化曲
線が得られ、疲労強度の向上に有効となる。
このためにけ■は少なくとも0.05%必要である。
しかし、0.20%を越えて添加しても硬化深さ増大効
果はあまり期待できないばかりか、芯部硬さの向上が急
激になりすぎ、軟窒化処理後に大きな熱処理歪を伴なう
ようになるので、下限を0.05%、上限を0.20%
とした。
sol、Al: AlもCrと同様に侵入Nと結合して
表面硬さを高めるが、硬化深さ向上にはあまり有効でな
い。特に、本発明におけるようにVとの複合添加では、
0.10%を越えて添加すると硬化深さはむしろ低下す
る。しかし、表面硬さに対してけ微1でも有効であり、
Hv650以上の表面硬さを確保するためには少なくと
も0.02%の添加が必要であるので、下限を0.02
%、上限を0.10%とした。
NUNけ結晶粒度を微細化させ、それ罠より芯部の靭性
な向上させる。このためにはO,0C16%以上必要で
あるが、0.020%を越えると、芯部における■窒化
物の生成が顕著になり、逆に芯部の靭性が劣化しはじめ
るので、下限を0.006%゛、上限を0.020%と
した。
BIBを微量添加すると焼入性が向上するため、軟窒化
処理前の加工(熱間圧延、熱間鍛造)あるいは熱処理(
焼ならし等)後の硬さが大きくなる。
したがって、これに軟窒化処理を施すと、結果として芯
部硬さが向上するので、疲労強度が向上する。そのため
、Bの添加は特に高い疲労強度が要求される場合に有効
である。Bを添加する場合、上記の向上を得るには少な
くとも0.0005%の量が必要であるが、0.005
0 %を越えるとその効果が飽和しはじめるので、下限
を帆0005%、上限を0.0050 %とした。
S、  Pb、  Ca :これらの成分は、軟窒化処
理前に切削を施す場合の切削性向上に有効である。軟窒
化処理前に深穴穿孔、重切削、高速切削などが施される
場合には、切削性が要求される度合いに応じて、これら
の元素の1種又Fi2種以上を含有させることができる
。これらの元素は硬化特性に対しては影響を及げさない
構造用鋼の切削性を高めるのに必要最少限の添加ffi
は、S : 0.04%、 Pb : 0.03%、C
a:0.0010%である。またSけ0.13%、Pb
け0.35%を越えると強度・靭性の低下が甚しくなり
、一方CaIf′i溶製上0.0100%を越えて添加
するのは困難であるので、Sについては下限を0.04
%、上限を0.13%、Pbについては下限を0.03
%、上限を0.35%、Caについては下限を0.00
10%、上限なo、oioo%とじた。
次に本発明を実施例によって説明する。
実施例 第1表に示す組成を有する鋼を高周波溶解炉により大気
溶解し、銅塊にしたのち、1250℃に加熱し、直径3
0龍の丸棒に熱間鍛造し、鍛造ままの材料およびさらに
950℃で1時間の焼ならしなした材料のそれぞれにつ
いて機械加工により直径25龍×厚さ10闘の円板状試
験片な作成した。
これら一連の試験片に対し、アンモニアガス十RXガス
(1: 1)の混合ガス中において570℃で4時間の
ガス軟窒化処理を施した。この軟窒イヒ処理後、円板状
試験片の表面硬さく HV )、芯6硬さく’HV)お
よび有効硬化深さくmlを測定した。
結果を第1表にまとめて示す。
鋼種N111〜20は本発明に係る鋼であり、Wi種N
21,22,23,24けそれぞれV含有量、Cr含有
量、St含有量、sol、AJ含有量の点で本発明の範
囲外となる比較用の錆である。また鋼種%25.26は
それぞれJIS −SCM435 およびJIS−8A
CM645に相当する従来鋼である。
第1表の結果から明らかなように、本発明鋼はいずれも
表面硬さがHv650〜750 の範囲内にあり、有効
硬化深さも0.2關以上ある。さらに芯部硬さもすべて
J(v 230以上である。したがって、耐ピツチング
性および耐スポーリング性の向上をもたらす表面から芯
部への緩やかな硬さ勾配が得られると共に、疲労強度の
点でもすぐれていることが予期される。
これに対して、比較鋼であるW4種Nn21,22゜2
4.25.26では有効硬化深さが0.16m以下と小
さい上に、N124〜26では表面硬さも本発明で目標
とするMy 650〜750の範囲外にある。一方、比
較鋼の鋼種NQ23にあっては、表面硬さと有効硬化深
さはともに満足のゆくものであるが、芯部硬さがHv 
20 B以下と小さく、すぐれた疲労強度は望めない。
出願人代理人 弁理士広瀬章−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11C: 0.15〜0.35%、  Si : 0
    .35〜1.20%。 Mn : 0.60〜1.30%、  Cr : 0.
    70%を越え、1.50%以下 V : 0.05〜0.20%。 sol、A170.02〜0.10%、 N:0.00
    6〜0.020%。 残部Feと不可避的不純物からなる軟窒化用鋼。 (2)  C: O,15〜0.35%、  St :
     0.35〜1.20%。 Mn : 0.60〜1.30%、  Cr : 0.
    70%を越え、1.50%以下、 V : 0.05〜0.20%、 so1.Al: 0.02〜0.020 N : 0.
    006〜0.020 %。 B : 0.0005〜0.0050%。 残部Feと不可避的不純物からなる軟窒化用鋼。 (3)  C: 0.15〜0.35%、  St :
     0.35〜1.20%。 Mn : 0.60〜1.30%、  Cr : 0.
    70%を越え、1.50%以下、 v :  0.05〜0.20%。 sol、AJ : 0.02〜0.10%、 N j 
    0.006〜0.020%。 さらにS : 0.04〜0.13%、 Pb : 0
    .03〜0.35%およびCa : 0.0010〜0
    .0100%のうちの1種または2種以上を含有し、 残部Feと不可避的不純物からなる軟窒化用鋼。 (4)C:0゜15〜0.35%、  Si : 0.
    35〜1.20%。 Mn : 0.60〜1.30%、  Cr : 0.
    70%を越え、1.50%以下、 V : 0.05〜0.20%。 801−AA! : 0.02〜0.10%、 N :
     0.006〜0.020%。 B i O,0005〜0.0050%。 さらにS : 0.04〜0.13%、 Pb : 0
    .03〜0.35%およびCa : 0.0010〜0
    .0100%のうちの1種または2種以上を含有し、 残部Feと不可避的不純物からなる軟窒化用W4゜
JP12303482A 1982-07-16 1982-07-16 軟窒化用鋼 Granted JPS5916950A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12303482A JPS5916950A (ja) 1982-07-16 1982-07-16 軟窒化用鋼

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12303482A JPS5916950A (ja) 1982-07-16 1982-07-16 軟窒化用鋼

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5916950A true JPS5916950A (ja) 1984-01-28
JPH0447023B2 JPH0447023B2 (ja) 1992-07-31

Family

ID=14850569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12303482A Granted JPS5916950A (ja) 1982-07-16 1982-07-16 軟窒化用鋼

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5916950A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS619555A (ja) * 1984-06-25 1986-01-17 Komatsu Ltd 迅速軟窒化用鋼
US4930909A (en) * 1988-07-11 1990-06-05 Nippon Seiko Kabushiki Kaisha Rolling bearing
JP2007332421A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Sumitomo Metal Ind Ltd 軟窒化部品の製造方法
CN103834877A (zh) * 2014-03-26 2014-06-04 武汉钢铁(集团)公司 一种薄板坯生产切割鞋模用钢及其制备方法
CN109790591A (zh) * 2016-10-13 2019-05-21 卡特彼勒公司 一种用于机器履带链组件的氮化履带销

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS556456A (en) * 1978-06-29 1980-01-17 Daido Steel Co Ltd Blank for surface hardened material having less heat treatment strain
JPS5871359A (ja) * 1981-10-22 1983-04-28 Sumitomo Metal Ind Ltd 軟窒化用鋼

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS556456A (en) * 1978-06-29 1980-01-17 Daido Steel Co Ltd Blank for surface hardened material having less heat treatment strain
JPS5871359A (ja) * 1981-10-22 1983-04-28 Sumitomo Metal Ind Ltd 軟窒化用鋼

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS619555A (ja) * 1984-06-25 1986-01-17 Komatsu Ltd 迅速軟窒化用鋼
US4930909A (en) * 1988-07-11 1990-06-05 Nippon Seiko Kabushiki Kaisha Rolling bearing
JP2007332421A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Sumitomo Metal Ind Ltd 軟窒化部品の製造方法
CN103834877A (zh) * 2014-03-26 2014-06-04 武汉钢铁(集团)公司 一种薄板坯生产切割鞋模用钢及其制备方法
CN109790591A (zh) * 2016-10-13 2019-05-21 卡特彼勒公司 一种用于机器履带链组件的氮化履带销

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0447023B2 (ja) 1992-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017150738A1 (ja) ステンレス鋼部材およびその製造方法、ならびに、ステンレス鋼部品およびその製造方法
JPH0421718A (ja) 耐硫化物応力割れ性に優れた高強度鋼の製造法
JP2006348321A (ja) 窒化処理用鋼
JPS5916949A (ja) 軟窒化用鋼
JPS5916950A (ja) 軟窒化用鋼
JPH08176733A (ja) 軟窒化用鋼
JPH06271975A (ja) 耐水素脆化特性に優れた高強度鋼およびその製法
WO2009122653A1 (ja) 軟窒化クランクシャフト用素材及びその製造方法
JPS5916948A (ja) 軟窒化用鋼
US4853049A (en) Nitriding grade alloy steel article
JPH01191764A (ja) 浸炭焼入れ用快削鋼
JPH04371547A (ja) 高強度強靭鋼の製造方法
JP2009221497A (ja) 黒皮外周旋削性とねじり強度に優れた鋼材
JPH0227408B2 (ja)
JPS627243B2 (ja)
JPH07238348A (ja) 高周波焼入用耐銹・耐摩耗用鋼
JPH04297548A (ja) 高強度高靭性非調質鋼とその製造方法
JPS6131184B2 (ja)
JPH04160135A (ja) 浸炭用鋼
JP2000345292A (ja) 軟窒化用鋼および軟窒化部品の製造方法
JP2006328457A (ja) 軟窒化用鋼及び軟窒化部品
JPH02149643A (ja) 温間鍛造用肌焼鋼
JPH01177338A (ja) 窒化用非調質鋼
JPH02179841A (ja) 高周波焼入用非調質鋼およびその製造方法
JPS58171558A (ja) 機械部品用強靭窒化用鋼