JPS6112851A - 高靭性耐摩耗鋼 - Google Patents
高靭性耐摩耗鋼Info
- Publication number
- JPS6112851A JPS6112851A JP13301484A JP13301484A JPS6112851A JP S6112851 A JPS6112851 A JP S6112851A JP 13301484 A JP13301484 A JP 13301484A JP 13301484 A JP13301484 A JP 13301484A JP S6112851 A JPS6112851 A JP S6112851A
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- JP
- Japan
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- toughness
- hardness
- wear resistance
- wear resistant
- present
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔本発明の技術分野〕
本発明は、ティース、サイドカッター等の油圧シャベル
部材やりツバポイント、カッティングエツジ等のモータ
グレーダ及びブルドーザ部材に好適な高靭性耐摩耗鋼に
関し、特に焼戻軟化抵抗が大きい高靭性耐摩耗鋼に関す
る。
部材やりツバポイント、カッティングエツジ等のモータ
グレーダ及びブルドーザ部材に好適な高靭性耐摩耗鋼に
関し、特に焼戻軟化抵抗が大きい高靭性耐摩耗鋼に関す
る。
モータグレーダのカッティングエツジは耐摩耗性が要求
されるだけではなく、運転中の衝撃の観点より高い靭性
(一般には、シャルピー値で3 kl −m 1012
以上必要と考えられている〕が要求され、高硬度と靭
性の両者を備えた材料が必、要とされている。また、カ
ッティングエツジ劇は使用中にアスファルト、コンクリ
ート及び土砂と摩擦することにより発生する熱によって
焼戻され、硬度が低下し、耐摩耗性が著しく低下するこ
とが明らかになった。特に積雪地でアスファルト道路の
除雪作業に使用されるカッティングエツジは、氷やアス
ファルトとの摩擦による発熱が大でカッティングエツジ
先端が500〜600℃を超える高温にさらされるため
、この傾向が大きく一般には、消耗品として考えられて
いるが、耐久性向上の要求が大きい。
されるだけではなく、運転中の衝撃の観点より高い靭性
(一般には、シャルピー値で3 kl −m 1012
以上必要と考えられている〕が要求され、高硬度と靭
性の両者を備えた材料が必、要とされている。また、カ
ッティングエツジ劇は使用中にアスファルト、コンクリ
ート及び土砂と摩擦することにより発生する熱によって
焼戻され、硬度が低下し、耐摩耗性が著しく低下するこ
とが明らかになった。特に積雪地でアスファルト道路の
除雪作業に使用されるカッティングエツジは、氷やアス
ファルトとの摩擦による発熱が大でカッティングエツジ
先端が500〜600℃を超える高温にさらされるため
、この傾向が大きく一般には、消耗品として考えられて
いるが、耐久性向上の要求が大きい。
通常、モータグレーダ−のカッテイグエツジ材として使
用されている材料としては、JIS規格のscr sあ
るいは、 Si 含有量を高めて鋼の耐焼戻性能を改
良した高Si系鋼(特公昭47−9901等〕があり、
比較的温度上昇が小さい整地作業や小型のものでは優れ
た耐摩耗性を有するが、大型機種や除雪作業のようにカ
ッティングエツジ先端温度が600℃を超える温度とな
る条件下で使用される場合、耐摩耗性が著しく小さいと
いう欠点を有している。また、耐摩耗性の点では、工具
鋼の中に比較的高温に曝されても耐摩耗性が優れるもの
があるが、高価な合金元素全多量に含むため耐摩耗性が
向上する割合にカッティングエツジの価格が上昇すると
ともに、靭性、加工性が劣るた゛め、モータグレーダ羽
としては適していない。
用されている材料としては、JIS規格のscr sあ
るいは、 Si 含有量を高めて鋼の耐焼戻性能を改
良した高Si系鋼(特公昭47−9901等〕があり、
比較的温度上昇が小さい整地作業や小型のものでは優れ
た耐摩耗性を有するが、大型機種や除雪作業のようにカ
ッティングエツジ先端温度が600℃を超える温度とな
る条件下で使用される場合、耐摩耗性が著しく小さいと
いう欠点を有している。また、耐摩耗性の点では、工具
鋼の中に比較的高温に曝されても耐摩耗性が優れるもの
があるが、高価な合金元素全多量に含むため耐摩耗性が
向上する割合にカッティングエツジの価格が上昇すると
ともに、靭性、加工性が劣るた゛め、モータグレーダ羽
としては適していない。
モータグレーダのカッティングエツジの温度上昇(除雪
作業時に於ける氷やアスファルトの摩擦によって発生す
る熱1cLる)全把握するために、除雪作業時について
、カッティングエツジ先端の最高温度を測定した。第1
図にその結果の一例を示すように除雪作業に於いては先
端の最高温度が560〜580℃を超える高温に曝れる
ことか明らかになった。また、炭化物を微細に析出させ
ることにエフ焼戻軟化抵抗が向上し、高温に発熱しても
硬さ低下が少ないとともに粗大なセメンタイトに比べ常
温の硬さが低(ても耐摩耗性が優れる知見が得られた。
作業時に於ける氷やアスファルトの摩擦によって発生す
る熱1cLる)全把握するために、除雪作業時について
、カッティングエツジ先端の最高温度を測定した。第1
図にその結果の一例を示すように除雪作業に於いては先
端の最高温度が560〜580℃を超える高温に曝れる
ことか明らかになった。また、炭化物を微細に析出させ
ることにエフ焼戻軟化抵抗が向上し、高温に発熱しても
硬さ低下が少ないとともに粗大なセメンタイトに比べ常
温の硬さが低(ても耐摩耗性が優れる知見が得られた。
以上の結果より高い硬さを得るために350〜450℃
で焼戻を実施している従来のカッティングエツジ劇は初
期の硬さか高<”C%、一度運転されれば発熱によって
軟化し耐摩耗性を著しく低下することが明らかである。
で焼戻を実施している従来のカッティングエツジ劇は初
期の硬さか高<”C%、一度運転されれば発熱によって
軟化し耐摩耗性を著しく低下することが明らかである。
このような事情及び従来のものの欠点をふまえ、以下に
記す条件を満足する耐摩耗性の優れた鋼を開発すること
が本発明の目的である。
記す条件を満足する耐摩耗性の優れた鋼を開発すること
が本発明の目的である。
(1) 焼戻軟化抵抗が大で少くても640℃の焼戻
温度Vc工っても高硬度全維持し耐摩耗性が優れること
。
温度Vc工っても高硬度全維持し耐摩耗性が優れること
。
(2) 靭性が優れること。
(31安価であること。
すなわち1本発明は。
(1100,,45〜0.65%(N量%、以下同じ)
。
。
Si 1.8 % 2.5%、 Mn O,8ヘ1.6
%、 Or 0.8〜1.5%、 Nb O,1〜0
.5%、残部Fe及び不可避的不純物からなることケ特
徴とする焼戻軟化抵抗が大きい高靭性耐摩耗鋼。
%、 Or 0.8〜1.5%、 Nb O,1〜0
.5%、残部Fe及び不可避的不純物からなることケ特
徴とする焼戻軟化抵抗が大きい高靭性耐摩耗鋼。
+21 G O,45〜0.65%(基量%、以下同
じ)。
じ)。
Si 1.8〜2.5%、 Mn 0.8〜1.6%、
cr 0.8〜1.5 %、 Nb O81”−0,5
%、B O,01%以下。
cr 0.8〜1.5 %、 Nb O81”−0,5
%、B O,01%以下。
残部Fe 及び不可避的不純物からなることを特徴と
する焼戻軟化抵抗が大きい高靭性耐摩耗鋼。
する焼戻軟化抵抗が大きい高靭性耐摩耗鋼。
である。
本発明は、600℃以上の焼戻温度に工って高硬度で耐
摩耗性を有し、従来のものの欠点である600℃に近い
条件下で使用された場合の耐摩耗性低下全改善した特に
カッティングエツジ相に好適な高靭性耐摩耗鋼である。
摩耗性を有し、従来のものの欠点である600℃に近い
条件下で使用された場合の耐摩耗性低下全改善した特に
カッティングエツジ相に好適な高靭性耐摩耗鋼である。
本発明における化学組成の限定理由を以下に詳記する。
なお、以下の%はすべて重量%である。
[G O,45〜0.65%とした限定理由〕Cは、耐
摩耗性を維持するための硬さおよび靭性に大きな影響を
与える重要な成分であり。
摩耗性を維持するための硬さおよび靭性に大きな影響を
与える重要な成分であり。
耐摩耗性の自走になるHRc 45以上の硬さを得るた
めには、0.45%以上を含有することが必要である。
めには、0.45%以上を含有することが必要である。
しかし、 0.65%Gを越えると本発明合金の特徴で
あるNb との相互作用にも関連するが、組織中の炭
化物が粗大化し硬さは増加するが靭性値を低下させると
共に塊状の炭化物の脱落によって摩耗が進むLうになり
、逆に耐摩耗性を低下させる。
あるNb との相互作用にも関連するが、組織中の炭
化物が粗大化し硬さは増加するが靭性値を低下させると
共に塊状の炭化物の脱落によって摩耗が進むLうになり
、逆に耐摩耗性を低下させる。
(Si j、B〜2.5%とした限定理由〕Siは、C
と同様基地の硬さを高めるとともに。
と同様基地の硬さを高めるとともに。
焼戻時に当って炭化物を微細に析出し、靭性。
耐摩耗性向上に有効である。しかし、一方では。
焼入性全阻害するのでカッティング拐の焼入性を確保す
るには、他のOr、Mn量を高める必要が出て来ると共
に、靭性の低下及び焼割れ感受性が高(なるので本発明
組成の範囲内で効果が顕著である1、8〜2.5%に限
定した。
るには、他のOr、Mn量を高める必要が出て来ると共
に、靭性の低下及び焼割れ感受性が高(なるので本発明
組成の範囲内で効果が顕著である1、8〜2.5%に限
定した。
[Mn 0.8〜1.6%とした限定理由]MnはC及
びOrと共に本発明合金の焼入性を維持するに重要な元
素でMn量が0.8〜より少ないと、他元素とのかねあ
いにより焼入後の硬さが低下し600℃以上の焼戻によ
って充分な硬さが得られない。また1Mn が増加する
と結晶粒が粗大化し靭性が低下すると共に、焼入性に対
する寄与もC,Orとのかねあいにより飽和するので、
上限を1.6%とする。
びOrと共に本発明合金の焼入性を維持するに重要な元
素でMn量が0.8〜より少ないと、他元素とのかねあ
いにより焼入後の硬さが低下し600℃以上の焼戻によ
って充分な硬さが得られない。また1Mn が増加する
と結晶粒が粗大化し靭性が低下すると共に、焼入性に対
する寄与もC,Orとのかねあいにより飽和するので、
上限を1.6%とする。
[Or 0.8 ヘ1.5%とした限定理由]Orは焼
入性を向上し、焼入後の硬さを高めると共に、炭化物を
形成し焼戻軟化抵抗全高める作用ヲ有し、この効果を得
るには0.8〜以上の含有全必要とする。また、 Or
量が多くなるとマルテンサイト中の微細炭化物の粗大化
傾向により靭性が低下すると共に1.5%を越えても焼
入性については飽和するので上限は1.5%とした。
入性を向上し、焼入後の硬さを高めると共に、炭化物を
形成し焼戻軟化抵抗全高める作用ヲ有し、この効果を得
るには0.8〜以上の含有全必要とする。また、 Or
量が多くなるとマルテンサイト中の微細炭化物の粗大化
傾向により靭性が低下すると共に1.5%を越えても焼
入性については飽和するので上限は1.5%とした。
〔Nb001〜0.5%とした限定理由〕Nl)は、耐
摩耗性に非常に有効な微細炭化物の生成を促進する元素
であり、マルテンサイト中に微細な(Fe、0r)3C
i k析出させ焼戻軟化抵抗全向上させる。しかし、過
剰な添加は、炭化物を粗大化し、耐摩耗性の低下、靭性
の低下をもたらす。本発明において、靭性にすぐれ、耐
摩耗性の向上が顕著に認められた範囲である0、1〜0
.5%とする。
摩耗性に非常に有効な微細炭化物の生成を促進する元素
であり、マルテンサイト中に微細な(Fe、0r)3C
i k析出させ焼戻軟化抵抗全向上させる。しかし、過
剰な添加は、炭化物を粗大化し、耐摩耗性の低下、靭性
の低下をもたらす。本発明において、靭性にすぐれ、耐
摩耗性の向上が顕著に認められた範囲である0、1〜0
.5%とする。
[s O,o O1%以下とした限定理由]本発明の第
2発明に含有されるBは微量の添加で著しく靭性及び焼
入硬さを高める。従って同−硬さを得るための焼戻温度
を高めることができるので靭性向上と耐摩耗性向上が図
れる。
2発明に含有されるBは微量の添加で著しく靭性及び焼
入硬さを高める。従って同−硬さを得るための焼戻温度
を高めることができるので靭性向上と耐摩耗性向上が図
れる。
しかし0.001%を越える過剰添加は粒界にボロン化
合物を析出させ靭性上低下させる。尚微量の添加である
ため溶湯中に於ける酸化、窒化によって有効なボロン量
が減少するので、著しい効果を得るためにはo、o o
o s%以上の添加が好ヱしい。
合物を析出させ靭性上低下させる。尚微量の添加である
ため溶湯中に於ける酸化、窒化によって有効なボロン量
が減少するので、著しい効果を得るためにはo、o o
o s%以上の添加が好ヱしい。
以上本発明における化学組成の限定理由を説明したが、
さらに、本発明の実施例を従来合金及び実験材と対比し
てあげ1本発明をより詳細に説明する。
さらに、本発明の実施例を従来合金及び実験材と対比し
てあげ1本発明をより詳細に説明する。
本発明のカッティングエツジ材は所定の組成に溶解、精
錬し造塊した後、1501El巾X15囚厚さの断面形
状に熱間圧延した。熱処理は1025℃で拡散焼鈍後、
875℃で焼ならし。
錬し造塊した後、1501El巾X15囚厚さの断面形
状に熱間圧延した。熱処理は1025℃で拡散焼鈍後、
875℃で焼ならし。
した後925℃で油焼入し各種の温度で焼戻しだ。
第1表に示す組成の17種の鋼について、従来材は第2
表に示す所定の温度で、実験材及び本発明は640℃で
焼戻したものの常温硬さくHRc) 、衝撃値[zbu
ノツチ常温]及び摩耗試験全実施し比較した。その結果
全第2表に示す。
表に示す所定の温度で、実験材及び本発明は640℃で
焼戻したものの常温硬さくHRc) 、衝撃値[zbu
ノツチ常温]及び摩耗試験全実施し比較した。その結果
全第2表に示す。
また、摩耗試験は150關巾×15臥厚の試験片を土木
用コンクリート(圧縮強度450 k2/算2.粗骨拐
最大2011/IB、スランプ値80g)に15 kl
/(’m2の荷重で押し付け、走行速度3.4km/H
rで34km走行後の摩耗量を求めて比較した。尚1本
試験の試験片先端温度は最高585℃に達した。
用コンクリート(圧縮強度450 k2/算2.粗骨拐
最大2011/IB、スランプ値80g)に15 kl
/(’m2の荷重で押し付け、走行速度3.4km/H
rで34km走行後の摩耗量を求めて比較した。尚1本
試験の試験片先端温度は最高585℃に達した。
第 1 表
第 2 表
第2表から明らかなように、従来合金1〜2に比べ本発
明材は、焼戻温度が高いにもかかわらず、硬さが人で、
靭性、耐摩耗性に著しく優れている。
明材は、焼戻温度が高いにもかかわらず、硬さが人で、
靭性、耐摩耗性に著しく優れている。
実験劇1〜2は1本発明材1〜2との比較に於いてC量
の影響を示すものでC量が低い場合は、靭性には、優れ
るが、硬さが低いため耐摩耗性に劣る。また、C量が多
い場合は硬さは高くなるが、靭性に劣り炭化物が粗大化
する傾向にあるため耐摩耗性の改善が少ない。
の影響を示すものでC量が低い場合は、靭性には、優れ
るが、硬さが低いため耐摩耗性に劣る。また、C量が多
い場合は硬さは高くなるが、靭性に劣り炭化物が粗大化
する傾向にあるため耐摩耗性の改善が少ない。
実験劇5〜4は本発明材1〜2との比較に於いてSlの
影響金示すものでSi量が低い場合はSlによる硬化作
用と炭化物の微細析出作用が充分でないため硬さ及び耐
摩耗性共に改善が少ない。また、 Si量が多い場合に
は靭性が低下し脆化傾向にある。
影響金示すものでSi量が低い場合はSlによる硬化作
用と炭化物の微細析出作用が充分でないため硬さ及び耐
摩耗性共に改善が少ない。また、 Si量が多い場合に
は靭性が低下し脆化傾向にある。
実験材5〜6.は本発明材1〜2との比較においてMn
量の影響金示すものでMn量が多い場合。
量の影響金示すものでMn量が多い場合。
硬さは増加するが結晶粒が粗大化し靭性が低下する。ま
た、 Mnが低い場合には、不完全焼入になるため硬さ
、靭性が低く、耐摩耗性も低下する。
た、 Mnが低い場合には、不完全焼入になるため硬さ
、靭性が低く、耐摩耗性も低下する。
実験材7〜8は本発明材1〜2との比較においてOr量
の影響?示すものでGriが多い場合には靭性が低下し
cr:rtが低い場合には焼入が不完全で硬さ、靭性及
び耐摩耗性共に低下する。
の影響?示すものでGriが多い場合には靭性が低下し
cr:rtが低い場合には焼入が不完全で硬さ、靭性及
び耐摩耗性共に低下する。
実験劇9〜10は1本発明に於いてNbの影響を示すも
ので、 Nbの添加が少ない場合には、炭化物の生成が
不充分のため本発明材に比較して硬さが低(耐摩耗性が
低下している。またNbが多い場合には、靭性が低下し
モータグレーダに必要な衝撃値を下廻っている。
ので、 Nbの添加が少ない場合には、炭化物の生成が
不充分のため本発明材に比較して硬さが低(耐摩耗性が
低下している。またNbが多い場合には、靭性が低下し
モータグレーダに必要な衝撃値を下廻っている。
実験劇11は1本発明材1〜4の比較においてBi金含
有る第2発明の特徴全庁すもので。
有る第2発明の特徴全庁すもので。
Bを含有さセることによって焼入硬さが高まり640℃
焼戻でも充分な硬度t−! L、優れた靭性と耐摩耗性
上*す。尚8の添加量が少ない場合には硬さ及び耐摩耗
性の向上がなく、多い場合には靭性が著しく低下してい
る。
焼戻でも充分な硬度t−! L、優れた靭性と耐摩耗性
上*す。尚8の添加量が少ない場合には硬さ及び耐摩耗
性の向上がなく、多い場合には靭性が著しく低下してい
る。
第2図に従来合金及び本発明材の焼戻性能曲線會示す。
この図から明らかなように、従来合金(第1表中の従来
合金1及び2)では、焼戻軟化抵抗が低(,600℃程
度の温度範囲で使用する場合、著しく硬さが低下するが
1本発明材(第1表中の本発明材1及び6)では、焼戻
軟化抵抗が大で、少(ても640℃の焼戻温度によって
も高硬度を維持するものである。
合金1及び2)では、焼戻軟化抵抗が低(,600℃程
度の温度範囲で使用する場合、著しく硬さが低下するが
1本発明材(第1表中の本発明材1及び6)では、焼戻
軟化抵抗が大で、少(ても640℃の焼戻温度によって
も高硬度を維持するものである。
また、第5図に従来合金及び本発明材の高温硬さ曲線全
庁す。この図からみても、上記第2図の場合と同様な結
果が得られる。
庁す。この図からみても、上記第2図の場合と同様な結
果が得られる。
本発明は1以上詳記したように、焼戻軟化抵抗が大で、
少くとも640℃の焼戻温度によっても高硬度を維持す
るものであり、しかも、耐摩耗性に優れており、さらに
は、靭性に優れ。
少くとも640℃の焼戻温度によっても高硬度を維持す
るものであり、しかも、耐摩耗性に優れており、さらに
は、靭性に優れ。
安価なものである効果が生ずるものである。
第1図はモーターグレーダの除雪作業時に於けるカッテ
ィングエツジ先端の最高温度測定例ヲホす。第2図は従
来材と本発明材の焼戻性能曲線、第3図は従来材と本発
明材の高温硬さ曲線を示す。 復代理人 内 1) 明 復代理人 萩 原 亮 − 窪 O 硬 さ (HRC) i
藻
ィングエツジ先端の最高温度測定例ヲホす。第2図は従
来材と本発明材の焼戻性能曲線、第3図は従来材と本発
明材の高温硬さ曲線を示す。 復代理人 内 1) 明 復代理人 萩 原 亮 − 窪 O 硬 さ (HRC) i
藻
Claims (2)
- (1)C0.45〜0.65%(重量%、以下同じ)、
Si1.8〜2.5%、Mn0.8〜1.6%、Cr0
.8〜1.5%、Nb0.1〜0.5%、残部Fe及び
不可避的不純物からなることを特徴とする焼戻軟化抵抗
が大きい高靭性耐摩耗鋼。 - (2)C0.45〜0.65%(重量%、以下同じ)。 Si1.8〜2.5%、Mn0.8〜1.6%、Cr0
.8〜1.5%、Nb0.1〜0.5%、B0.001
%以下、残部Fe及び不可避的不純物からなることを特
徴とする焼戻軟化抵抗が大きい高靭性耐摩耗鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13301484A JPS6112851A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 高靭性耐摩耗鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13301484A JPS6112851A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 高靭性耐摩耗鋼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6112851A true JPS6112851A (ja) | 1986-01-21 |
Family
ID=15094776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13301484A Pending JPS6112851A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 高靭性耐摩耗鋼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6112851A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7432180B2 (en) | 2006-01-17 | 2008-10-07 | Fujitsu Limited | Method of fabricating a nickel silicide layer by conducting a thermal annealing process in a silane gas |
CN103966519A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-06 | 晋城市宏创源耐磨材料有限公司 | 一种CrMnSi耐磨铸钢衬板及其制备方法 |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP13301484A patent/JPS6112851A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7432180B2 (en) | 2006-01-17 | 2008-10-07 | Fujitsu Limited | Method of fabricating a nickel silicide layer by conducting a thermal annealing process in a silane gas |
CN103966519A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-08-06 | 晋城市宏创源耐磨材料有限公司 | 一种CrMnSi耐磨铸钢衬板及其制备方法 |
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