JPS60208414A - 直接焼入れ熱間鍛造品の製造方法 - Google Patents

直接焼入れ熱間鍛造品の製造方法

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JPS60208414A
JPS60208414A JP6482984A JP6482984A JPS60208414A JP S60208414 A JPS60208414 A JP S60208414A JP 6482984 A JP6482984 A JP 6482984A JP 6482984 A JP6482984 A JP 6482984A JP S60208414 A JPS60208414 A JP S60208414A
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forging
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forged
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Koji Kaneko
金子 晃司
Tsuguyuki Kinoshita
木下 次之
Hideo Tatematsu
立松 英夫
Jiro Koarai
小新井 治朗
Motohisa Imafu
今府 基久
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/02Hardening articles or materials formed by forging or rolling, with no further heating beyond that required for the formation

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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】 本発明は直接焼入れpp+ 17jl鍛造品の製造方法
に関する。
従来、高強度を要求される自動車や建設機械に用いられ
る機械構造用部品は、鋼材を熱間12造した後、再加熱
し、焼入れ焼戻し等の調質処理を施して、目的、用途に
応した強度特性を41与して製造され、使用に供されζ
いる。このように、鍛造後に」1記熱処理を行なう方法
においては、用いる鋼材には、焼入れ性を確保するため
にCrやMOのような合金元素が添加さ、れており、更
に、オーステナイト結晶粒を微細化して、焼入れ焼戻し
後の靭性を確保するために、Ap、Nb、Ti、V芸の
Jlr出硬出車化型合元ス;が添加されζいる。
し2かし、熱間鍛造後の上記熱処理は、必然的に処理−
1″稈の増加と仕掛り品の増大を伴うと共に、4人の−
〔ネルギー費用を要し、更に、用いる鋼(ACごは1.
記のように種々の合金元素を添加°3る必要があるため
に、製造費用が高くならざるを1:)ない。
このために、近年、製造費用を低減すると共に、l稈を
簡略化するために、高価な合金元素の添加量を極力減ら
した鋼)Aを熱間鍛造後に直接焼入れして鍛造品を得る
方法が要望されるに至つ°Cいる。
しかし、1−記したような鋼材を熱間鍛造後に直接焼入
れするとき、鍛造前の加熱温度や鍛造条件によって、鍛
造品は焼入れ後の硬さにばらつきを生しる。即ち、ト記
したような合金元素を含有するれ1月を、例えば125
0°Cのように高温に加熱して鍛造すれば、調料は高温
加熱によってオースチーJ°41−粒がlil大化し、
次いで、熱間鍛造によ゛つて細粒化するものの、その後
に直ちに成長して再びin大化するの°ζ、鍛造後に直
接焼入れしても焼入れ性は良好である。しかし、鍛造温
度が1050℃以下に低下した場合や、鍛造を繰り返し
た場合は、オーステナ、イト粒は均一な粗粒に成長−ロ
ず、細粒の混入した混粒になり、従って、鍛造後に直接
焼入れすると、鍛造品には焼入れ性の不均一が生じ、硬
さが十分に高くならない位置が生して、硬さむらを生じ
る。
このような硬さむらの発生を避けるために、従来は、鋼
材を鍛造n:」に1200 ’C以上の高温に加づフ1
すると共に、鍛造後の焼入れもCきる限り高い温度から
開始されている。しかし、高温鍛造によればダイス寿命
が短くなり、また、焼入れ前に酸化物層が形成され、表
面部に焼きむらを発生ずる問題もある。
本発明者らは上記した問題を解決するために鋭意研究し
た結果、鋼材における化学組成につい°ζ、特にAA’
とNの■を規制すると共に、鍛造前の加熱温度と焼入れ
温度を所定の範囲とするごとにより、熱間鍛造後に直接
焼入れして、焼入れ性が良好で且つ均一な鍛造品を得る
ことができることを見出して、本発明に至ったものであ
る。
本発明による直接焼入れ鍛造品の製造方法は、10■%
で CO,26〜0.50%、 Si0.50%以下及び M n 0.30〜1.8%を含有し、P 0.020
%以下、 S O,01〜0.2%、 △E 0.00696以ト及び N O,005%以下に規制した銅相を900〜120
0℃の温度に加熱し、た後に鍛造し、次いζ、850℃
以上の温度で焼入れすることを特徴とする。
先ず、本発明の方法において素材鋼として用いる銀目4
の組成の限定理由を説明する。
Cは、熱間鍛造後の直接焼入れ焼戻し処理によつζ犠造
晶の強度を確保するために必要不可欠の元素として添加
されるが、その含有量が0.26%未満(はかかる強化
効果に乏しく、一方、0.50%を越えるときは、鍛造
後の直接焼入れ時の焼きFl’lれマ)置8すれを11
.シる。従って、Cの添加U範囲は0.26〜0.50
%とする。
Siは脱酸のために添加されるが、過多に添加するとき
は延性を劣化させる。従つ°]、Siの添加量範囲は0
.5%以下とする。
Mnは擬固時の表面割れを防止のために少なくとも0.
3%を添加することが必要であり、更に、焼入れ性を改
善し、また、強度を高めるのに効果がある。しかし、1
.8%を越え°C多量に含有さ・已ると、焼き割れの原
因にもなるので、その上限は1.8%とする。
Pは鋼材の延性を劣化させ、焼き割れを助長し、焼戻し
時の靭性を劣化させるために、含f1mは0゜020%
以下とする。
Sは鍛造品の被削性を改善するために有効であるが、反
面、延性を低下させる。槌って、延性が重要であるとき
は、上限は0.03%が好ましく、被削性が重要である
ときは、その上限を0.20%とする。
AIは強力な脱酸剤として添加されるが、0.006%
を越えて添加するときは、鍛造後の焼入れ1にA−ステ
ナイト粒の混粒を生して、焼きむらを発生さゼるごとが
あるのご、−L限を上記のように0.006%とする。
NはAeと結合力が強いために、鋼中に多量に含f1さ
れるとは、脱酸剤としてのAeと結合し、やはり鍛造後
の焼入れ時にオーステナイト混粒をノドしる結果、焼き
むらを生じさ−Uる。ごのため、本発明においどは、N
 filは0.006%以下とする。
史に、本発明においC用いる素拐鋼は、例えば、鍛造品
の表面映化を1iなう場合の焼入れ性を増す等、機械的
11質の種々の改善のために、必要に応してC「及びM
oから選ばれる少なくとも1種をに9加するごとがごき
る。これら元素の添加量のFIll! Iよ、(゛【及
びMoについてそれぞれ1.2%及びIl、 3 %5
とする。これらの添加量がそれぞれL起上1;kを越オ
るときは、焼き割れを生じるからである。
11、た、12造品の被削性を改善するために、前記し
たSと共に、又はSに代えてPbを0.05〜0.30
%の範囲こ添加しこもよい。
本発明によれば、特に鋼にお)ノる八1とNの■を微■
に抑えることにより、鋼を熱間鍛造後焼入れ時にオース
テナイト粒の混粒が/−トして焼きむらを生しるのを未
然に防止することができたので、900〜1200℃の
温度に加熱した後に鍛造し、次いで、850℃以上の温
度で焼入れし、常法に従って450〜650°C程度で
焼戻しすれば、焼入れ性が良好均一で、且つ、靭性にず
くれた鍛造品を得ることができる。焼入れ温度が850
℃よりも低いときは焼入れ性が低下し、焼むらを牛しる
ことがあるので好ましくない。
従来の鋼材を用いる場合には、1100〜1000℃の
温度範囲で鍛造し、直接焼入れJれば、オーステナイト
粒が混粒化し、焼きむらが41シこ、焼入れが均一に入
らず、一方、1000°C以下の低温で鍛造した後に直
接焼入れすれば、オーステナイト粒が細粒化して、焼入
れ性が劣化するのに月して、本発明によれば、1100
〜900°CO)ような低温にて鍛造をすることができ
て、しかも、焼入れ性が良好且つ均一である鍛造品を得
ることができる。更に、本発明の方法によれば、使用す
る。’r2(A I4 ニは高1111114C合令几
J )添加をf・l!1’、又は′11に焼入れ性を1
1j、めるために極く少頃の合金元本を添加°4れ(1
vりるので、素4A費川も低減されろ。
以1・に実施例を%(すC,4,発明を説19目る。
実施例1 第1ス、Δ〜1・゛に示づ化学組成を有する301径t
Ki:、ilを9001:、1000℃、1100℃又
は12 tl tl ’L:に加熱し、に後、20am
径に型鍛造し、次1、)C5それぞれ8 [i 0 ’
c、92 tl ’c、950℃及び1030℃の温度
から水冷して、得られた鍛造品に一つい°ζ横断面の硬
さ分布を測定した。結果を第1図に示す。本発明鋼によ
れば、鍛造後、直ちにオーステナイト結晶粒が粗大化す
るために、鍛造前の加仏温度が低くとも、鍛造後の焼入
れ性が良好−(あって、中心部までよく焼入れされてい
る。
むかし、An量が本発明で規定する■よりも多いfiC
来鋼によれば、鍛造前の加熱温度がそれぞれ900℃、
I 000 ’c及び1100℃であるときは焼入れ時
にオーステナイト粒が細粒に、また、1200℃である
ときは混粒になり、 ・力、Nilか本発明で規定”づ
る量よりも多い比較鋼は900°〔:に加熱したときは
fl[1粒に、また、それ以上の高い温度に加熱したと
きは混粒になるため、これらの場合には鍛造後の焼入れ
性か著しく不均一である。
次に第1表A−Dに示す化学組成を有づ°る40龍径の
棒鋼を1000°Cに加熱し、251+1径に型鍛造し
た後、900°Cの温度から水冷し、引張強さが同じに
なるように、本発明鋼は500℃で、従来鋼と比較鋼は
420 ’cで2時間焼戻しした。
このようζごして得た各鍛造品より引張jA′験ハとツ
ヤルビー試験片を丸棒中央より採取し、試験した。
結果を第2表に示す。強度が同等の場合、本発明鋼は靭
性がずくれている。
実施例2 第1表E及びFに示ず化学組成を有jる75畠−角材を
1050℃に加熱し、5〇−負径捧鋼に熱間鍛造した後
、950℃の温度から油焼入れ後、横断面の硬さ分布を
測定した。結果を第2図に示す。
Cr及びMOを添加して焼入れ性を改善した鋼金柑いる
本発明の方法によれば、鍛造焼入れの際の焼入れ+’)
が史に改りされ(いる。
実施例3 第1表(′J及び11に示ず化″γ組成により快削性を
りえた3011jTJ材を1000℃に加熱し、20I
IIIiイ1ぐ鋼に加・偽鍛造した後、900°にの温
瓜から水冷した後、溝断面の硬さ分布を41す定した。
結果を第3図に示゛4゜
【図面の簡単な説明】
・f)1図(f)l;1本発明により得られノご直接焼
入れ513 iも品の硬さ分市会示すグラフ、(シl)
はjJt来のI、法に、1−り青ら!2に直1妥鍛造品
についての同1.トのグうソ゛ζあり、横軸は鍛造品の
中心からの昨月1を示す。第2図はじr及びMOを含む
鋼を105(] C’(’jlD、造移II”I接焼入
れし7た鍛JΔ品の映さ分布を小・1クノソ、第3図は
S及び1)l)を含む鋼を1.000 ’t: ’<’
 7!! 1til jf受造後ll′I接焼入れし、
た鍛造品の硬さ分布、ド小ずグリフごある。 1′4“rL+kQnA nA*u2*r4ffjD)
E君代理人 弁理1 牧 野 逸 部丈) 87一

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 Ill +li晴%ζ (: fl、 26〜o、 tl (196、S i 
    (1,5096以ト及び !vln o、3o〜1.89z、を含rfb、1’ 
    (1,020%以下、 二) 0.(11〜(1,256、 △i1’0.006%以「及び N O,00596以[・に規制した鋼材を900〜I
     20 (1’t’の温度に加熱した後に鍛造し、次い
    c’、115(1’t・l;21の温度ご焼入れするこ
    と’E−IY tikと4るH(+接焼入れp4H間鍛
    造品の製造方法。 i2+ (:0.2 (i〜F1.50%、5it)、
    50 艮石以 ト−1 M n O,:l fl〜1.896、t:+12%以
    1・及びM D O,3%以下から選ばれイ)小・、1
    くとも1種を含(rし、 P O,020%以下、 S O,01〜0.2%、 Ai O,006%以下及び N O,005%以下に規制した鋼材を900〜120
    0℃の温度ζご加熱した後6ご鍛造し、次いで、850
     ’C以−Lの温度で焼入れする、ことを特徴とする直
    接焼入れ熱間鍛造品の製ja方法。
JP6482984A 1984-03-31 1984-03-31 直接焼入れ熱間鍛造品の製造方法 Granted JPS60208414A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995010635A1 (fr) * 1993-10-12 1995-04-20 Nippon Steel Corporation Procede de production d'acier de forgeage a chaud presentant d'excellentes caracteristiques de resistance a la fatigue et a la deformation et une tres bonne aptitude a la coupe
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