JPS642169B2 - - Google Patents
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- JPS642169B2 JPS642169B2 JP28457085A JP28457085A JPS642169B2 JP S642169 B2 JPS642169 B2 JP S642169B2 JP 28457085 A JP28457085 A JP 28457085A JP 28457085 A JP28457085 A JP 28457085A JP S642169 B2 JPS642169 B2 JP S642169B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は溶接性の良好な耐摩耗用鋼板の製造法
に関する。 ［従来技術］ パワーシヨベルやホイールローダのバケツトな
どの建設・運搬機器に用いられる鋼板は摩耗が著
しく、摩耗の減少を図るためには表面かたさの硬
い（Hv300以上）鋼板が要求される。また、パワ
ーシヨベルやバケツトなどには衝撃力がかかるた
めこれらに用いられる鋼板には高いじん性が求め
られる。さらに、パワーシヨベルやバケツトなど
は鋼板を曲げ加工するとともに溶接して製造する
ため、この鋼板は曲げ加工性及び溶接性に優れて
いなければならない。かかる要求に対して、Cr
およびMoが0.2〜2.0％あるいはＣが0.20％越える
Ｂ添加鋼に焼入焼戻を施したものが市販されてい
る。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、これらの鋼板は溶接施行の採用を可能
にしているものの、溶接性すなわち耐溶接割れ感
受性を阻害するＣ，Cr，Moを多量に含有してお
り、溶接割れを防ぐために溶接に先だつ予熱が必
要である。さらに、CrあるいはCr−Mo系のもの
はこの添加によりコスト高のものになつている。 ［問題点を解決するための手段］ 上記問題点は、Ｃ：0.10〜0.19％、Si：0.05〜
0.55％、Mn：0.90〜1.60％、を含有し、残部が
Feと不可避不純物から成り、かつ、Ceg（Ｃ＋1/2
４Si＋1/6Mn＋1/40Ni＋1/5Cr＋1/4Mo＋1/14Ｖ）
が、0.35〜0.44％の鋼を熱間圧延後、900〜950℃
に再加熱した後、あるいは熱間圧延後950〜850℃
の状態から焼入を施し、引続いて300〜500℃にて
焼きもどしを施すことを特徴とする溶接性の良好
な耐摩耗用鋼板の製造法によつて解決される。 また、上記問題点は、Ｃ：0.10〜0.19％、Si：
0.05〜0.55％、Mn：0.90〜1.60％を含有し、さら
に、Al：0.10％以下、Ｖ：0.10％以下、Nb：0.10
％以下のうち１種以上を含有し（ただし、Ｖと
Nbの合計は0.10％以下）、残部がFeと不可避不純
物から成り、かつ、Ceg（Ｃ＋1/24Si＋1/6Mn＋
１／４０Ni＋1/5Cr＋1/4Mo＋1/14Ｖ）が、0.35〜
0.44％の鋼を、熱間圧延後、950〜850℃の状態か
ら直接に、又は900〜950℃に再加熱した後に焼入
れを行ない、引続いて300〜500℃にて焼戻しを行
なうことを特徴とする溶接性の良好な耐摩耗用鋼
板の製造法によつて解決される。 まず、化学成分をこのように限定した理由を説
明する。 Ｃは焼入れ後の鋼板表面かたさを高める最も重
要な元素であり、焼入焼戻後において耐摩耗の特
性を得るための鋼板表面かたさにするためには
0.10％以上が必要であり、この値を下限とした。
また、Ｃはその反面、溶接性を著しく阻害する元
素であり、本発明の特徴とする良好な溶接性を確
保するには0.19％以下にする必要があり、この値
を上限とした。 Siは脱酸及びマトリツクスの強化に有効な0.05
％を下限とし、多量に含有させると溶接性の劣化
や非金属介在物を増加させるため、0.55％を上限
とした。 Mnは、焼入性の確保、また、マトリツクスの
強化に有効であり、十分な効果を得るには0.90％
以上必要なことから、この値を下限とした。ま
た、Mnを過剰に添加すると、溶接性が劣化する
とともに拡散性水素による内部欠陥が発生しやす
くなるので1.60％を上限とした。 なお、Ｖ，Nb，Alを選択的に添加してもよ
い。 ＶおよびNbは析出強化元素として知られてお
り、微量でこの効果が得られ、焼入硬化深さが、
小さくなる厚物には有効であり、溶接性に阻害を
与えない範囲すなわちＶおよびNbの１種あるい
は２種の添加量0.10％を上限とした。 Alは、切欠じん性の改善に有効であり、非金
属介在物が増加しない範囲として添加上限を0.10
％とした。 Cegは上述の含有量と不可避不純物として含有
されるNi，Cr，Moにも影響するが、本発明鋼の
特徴である溶接性の良好な耐摩耗鋼を得るには、
適度の焼入性と、溶接に先立つて実施する予熱を
フリーにするための抑制が必要であり、両者から
Cegの範囲を0.35〜0.44％とした。 熱間圧延後の焼入れは850〜900℃の状態から直
接行なつてもよく、また900〜950℃に再加熱して
行なつてもよい。 次に、焼入温度を限定した理由を説明する。 熱間圧延後に再加熱して焼入れる場合、一般的
にはAc3＋50℃近辺が好ましいと言われるが、本
成分系の鋼では脆化しない範囲で鋼板表面かたさ
がより高く、鋼板表面からの硬化深さを大きくす
るにはそれより高い（Ac3＋50）〜（Ac3＋105
℃）、具体的な温度としては900〜950℃にする必
要がある。第１図は、Ｃ：0.16、Si：0.37、
Mn：1.37、Ｖ：0.041の組成を持ち、Ac3点が845
℃の25mm板厚の鋼板につき、再加熱温度を変化さ
せて焼入れをした場合の再加熱焼入での加熱温度
と焼入れ後400℃で焼戻した場合の表面から１mm
と５mmのかたさと、衝撃遷移温度（vTrs）を示
したものであり、高硬度、高靭性が得られる範囲
は900〜950℃であり、930℃が最も好ましい。 また、熱間圧延後直接焼入する場合は、850〜
950℃の状態から行なう。第２図は、Ｃ：0.16、
Si：0.37、Mn：1.37、Ｖ：0.041の組成を持ち、
Ar3点が780℃の25mm板厚の鋼板につき、焼入開
始温度を変化させて焼入れをした場合の焼入開始
温度を焼入れ後400℃で焼戻した場合の表面から
１mmと５mmのかたさと衝撃遷移温度を示したもの
であるが、この場合は圧延前の加熱で十分析出物
が固溶している状態であり、高いかたさを得るに
はAr3以上の開始温度（鋼板表面を考慮すると
850℃以上）が必要であり、また、切欠じん性の
面から、結晶粒が粗大化しない温度、即ち、950
℃以下にすることが必要である。 さらに、焼戻し条件を限定した理由を説明す
る。 焼入条件の制御因子として、加熱温度が最も材
質を変化させ、これが高くなると、切欠じん性や
曲げ延性が改善するが、耐摩耗鋼の特徴であるか
たさが低下し、基本性能が消失する。第３図は、
Ｃ：0.16、Si：0.37、Mn：1.37、Ｖ：0.041の組
成を持ち、Ac3点が845℃の25mm板厚の鋼板につ
き、再加熱温度を変化させて焼入をした場合の本
発明鋼の焼戻温度とかたさ、衝撃遷移温度、曲げ
試験の結果を示したものであり、これから、耐摩
耗用鋼板に必要な鋼板表面かたさと切欠じん性、
曲げ延性を得るには焼戻し温度を300〜500℃とす
ることが必要であることがわかる。 次で、本発明にて製造した鋼板は、良好な溶接
性を有し、耐摩耗用鋼板に必要な鋼板表面のかた
さと適当な切欠じん性・曲げ延性を有しているこ
とを実施例をもつて説明する。 ［実施例］ 各種成分系の素材を1230℃に加熱し、板厚20〜
25mmに熱間圧延した後、直接焼入あるいは室温に
冷却・再加熱焼入し、次いで200〜500℃で焼戻し
を行ない、それぞれについて、かたさ、溶接性、
曲げ延性、切欠じん性を調査した結果を第１表に
示す。かたさはビツカース硬さにより、溶接性は
JISD8016相当LB−116被膜アーク溶接での拘束
隅肉溶接割れ試験によつた。曲げ延性はR1.5tで
180℃曲げにより、切欠じん性は、衝撃遷移温度
（vTrs）を基準とした。No.３，４，６〜８，10，
12〜14，22〜25は本発明鋼であり他は比較鋼であ
る。 No.１のCr−Mo−Ｖ−Ｂ系およびNo.２の高Ｃ−
Ｂ系は従来の耐摩耗用鋼板に類するものであり、
両者とも高い鋼板表面かたさが得られているが、
拘束隅肉溶接割れ試験で割れが発生しており、ま
た、No.２の衝撃遷移温度が55℃で、切欠じん性が
劣つている。 本発明鋼の化学成分のものは、いずれも上記の
溶接試験で割れは認められず良好な溶接性を示
し、また、耐摩耗用鋼板として有効な高い鋼板表
面かたさ（表面〜表面から５mmがHv≧300）を有
するとともに、良好な曲げ延性、切欠じん性を有
している。 また、No.15のＶ−Ｂ系は溶接性で劣り、No.16〜
No.21はMnあるいはＣ量が低いため十分な表面層
のかたさが得られない。 ［発明の効果］ 本発明は溶接性を阻害するＣ，Cr，Mo，Ｂを
低く抑え、一般的な焼入焼戻しの概念から異なる
条件を採用したので、耐摩耗性、切欠じん性及び
画期的な溶接性の良好な耐摩耗用鋼板を製造する
ことができる。 【表】
に関する。 ［従来技術］ パワーシヨベルやホイールローダのバケツトな
どの建設・運搬機器に用いられる鋼板は摩耗が著
しく、摩耗の減少を図るためには表面かたさの硬
い（Hv300以上）鋼板が要求される。また、パワ
ーシヨベルやバケツトなどには衝撃力がかかるた
めこれらに用いられる鋼板には高いじん性が求め
られる。さらに、パワーシヨベルやバケツトなど
は鋼板を曲げ加工するとともに溶接して製造する
ため、この鋼板は曲げ加工性及び溶接性に優れて
いなければならない。かかる要求に対して、Cr
およびMoが0.2〜2.0％あるいはＣが0.20％越える
Ｂ添加鋼に焼入焼戻を施したものが市販されてい
る。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、これらの鋼板は溶接施行の採用を可能
にしているものの、溶接性すなわち耐溶接割れ感
受性を阻害するＣ，Cr，Moを多量に含有してお
り、溶接割れを防ぐために溶接に先だつ予熱が必
要である。さらに、CrあるいはCr−Mo系のもの
はこの添加によりコスト高のものになつている。 ［問題点を解決するための手段］ 上記問題点は、Ｃ：0.10〜0.19％、Si：0.05〜
0.55％、Mn：0.90〜1.60％、を含有し、残部が
Feと不可避不純物から成り、かつ、Ceg（Ｃ＋1/2
４Si＋1/6Mn＋1/40Ni＋1/5Cr＋1/4Mo＋1/14Ｖ）
が、0.35〜0.44％の鋼を熱間圧延後、900〜950℃
に再加熱した後、あるいは熱間圧延後950〜850℃
の状態から焼入を施し、引続いて300〜500℃にて
焼きもどしを施すことを特徴とする溶接性の良好
な耐摩耗用鋼板の製造法によつて解決される。 また、上記問題点は、Ｃ：0.10〜0.19％、Si：
0.05〜0.55％、Mn：0.90〜1.60％を含有し、さら
に、Al：0.10％以下、Ｖ：0.10％以下、Nb：0.10
％以下のうち１種以上を含有し（ただし、Ｖと
Nbの合計は0.10％以下）、残部がFeと不可避不純
物から成り、かつ、Ceg（Ｃ＋1/24Si＋1/6Mn＋
１／４０Ni＋1/5Cr＋1/4Mo＋1/14Ｖ）が、0.35〜
0.44％の鋼を、熱間圧延後、950〜850℃の状態か
ら直接に、又は900〜950℃に再加熱した後に焼入
れを行ない、引続いて300〜500℃にて焼戻しを行
なうことを特徴とする溶接性の良好な耐摩耗用鋼
板の製造法によつて解決される。 まず、化学成分をこのように限定した理由を説
明する。 Ｃは焼入れ後の鋼板表面かたさを高める最も重
要な元素であり、焼入焼戻後において耐摩耗の特
性を得るための鋼板表面かたさにするためには
0.10％以上が必要であり、この値を下限とした。
また、Ｃはその反面、溶接性を著しく阻害する元
素であり、本発明の特徴とする良好な溶接性を確
保するには0.19％以下にする必要があり、この値
を上限とした。 Siは脱酸及びマトリツクスの強化に有効な0.05
％を下限とし、多量に含有させると溶接性の劣化
や非金属介在物を増加させるため、0.55％を上限
とした。 Mnは、焼入性の確保、また、マトリツクスの
強化に有効であり、十分な効果を得るには0.90％
以上必要なことから、この値を下限とした。ま
た、Mnを過剰に添加すると、溶接性が劣化する
とともに拡散性水素による内部欠陥が発生しやす
くなるので1.60％を上限とした。 なお、Ｖ，Nb，Alを選択的に添加してもよ
い。 ＶおよびNbは析出強化元素として知られてお
り、微量でこの効果が得られ、焼入硬化深さが、
小さくなる厚物には有効であり、溶接性に阻害を
与えない範囲すなわちＶおよびNbの１種あるい
は２種の添加量0.10％を上限とした。 Alは、切欠じん性の改善に有効であり、非金
属介在物が増加しない範囲として添加上限を0.10
％とした。 Cegは上述の含有量と不可避不純物として含有
されるNi，Cr，Moにも影響するが、本発明鋼の
特徴である溶接性の良好な耐摩耗鋼を得るには、
適度の焼入性と、溶接に先立つて実施する予熱を
フリーにするための抑制が必要であり、両者から
Cegの範囲を0.35〜0.44％とした。 熱間圧延後の焼入れは850〜900℃の状態から直
接行なつてもよく、また900〜950℃に再加熱して
行なつてもよい。 次に、焼入温度を限定した理由を説明する。 熱間圧延後に再加熱して焼入れる場合、一般的
にはAc3＋50℃近辺が好ましいと言われるが、本
成分系の鋼では脆化しない範囲で鋼板表面かたさ
がより高く、鋼板表面からの硬化深さを大きくす
るにはそれより高い（Ac3＋50）〜（Ac3＋105
℃）、具体的な温度としては900〜950℃にする必
要がある。第１図は、Ｃ：0.16、Si：0.37、
Mn：1.37、Ｖ：0.041の組成を持ち、Ac3点が845
℃の25mm板厚の鋼板につき、再加熱温度を変化さ
せて焼入れをした場合の再加熱焼入での加熱温度
と焼入れ後400℃で焼戻した場合の表面から１mm
と５mmのかたさと、衝撃遷移温度（vTrs）を示
したものであり、高硬度、高靭性が得られる範囲
は900〜950℃であり、930℃が最も好ましい。 また、熱間圧延後直接焼入する場合は、850〜
950℃の状態から行なう。第２図は、Ｃ：0.16、
Si：0.37、Mn：1.37、Ｖ：0.041の組成を持ち、
Ar3点が780℃の25mm板厚の鋼板につき、焼入開
始温度を変化させて焼入れをした場合の焼入開始
温度を焼入れ後400℃で焼戻した場合の表面から
１mmと５mmのかたさと衝撃遷移温度を示したもの
であるが、この場合は圧延前の加熱で十分析出物
が固溶している状態であり、高いかたさを得るに
はAr3以上の開始温度（鋼板表面を考慮すると
850℃以上）が必要であり、また、切欠じん性の
面から、結晶粒が粗大化しない温度、即ち、950
℃以下にすることが必要である。 さらに、焼戻し条件を限定した理由を説明す
る。 焼入条件の制御因子として、加熱温度が最も材
質を変化させ、これが高くなると、切欠じん性や
曲げ延性が改善するが、耐摩耗鋼の特徴であるか
たさが低下し、基本性能が消失する。第３図は、
Ｃ：0.16、Si：0.37、Mn：1.37、Ｖ：0.041の組
成を持ち、Ac3点が845℃の25mm板厚の鋼板につ
き、再加熱温度を変化させて焼入をした場合の本
発明鋼の焼戻温度とかたさ、衝撃遷移温度、曲げ
試験の結果を示したものであり、これから、耐摩
耗用鋼板に必要な鋼板表面かたさと切欠じん性、
曲げ延性を得るには焼戻し温度を300〜500℃とす
ることが必要であることがわかる。 次で、本発明にて製造した鋼板は、良好な溶接
性を有し、耐摩耗用鋼板に必要な鋼板表面のかた
さと適当な切欠じん性・曲げ延性を有しているこ
とを実施例をもつて説明する。 ［実施例］ 各種成分系の素材を1230℃に加熱し、板厚20〜
25mmに熱間圧延した後、直接焼入あるいは室温に
冷却・再加熱焼入し、次いで200〜500℃で焼戻し
を行ない、それぞれについて、かたさ、溶接性、
曲げ延性、切欠じん性を調査した結果を第１表に
示す。かたさはビツカース硬さにより、溶接性は
JISD8016相当LB−116被膜アーク溶接での拘束
隅肉溶接割れ試験によつた。曲げ延性はR1.5tで
180℃曲げにより、切欠じん性は、衝撃遷移温度
（vTrs）を基準とした。No.３，４，６〜８，10，
12〜14，22〜25は本発明鋼であり他は比較鋼であ
る。 No.１のCr−Mo−Ｖ−Ｂ系およびNo.２の高Ｃ−
Ｂ系は従来の耐摩耗用鋼板に類するものであり、
両者とも高い鋼板表面かたさが得られているが、
拘束隅肉溶接割れ試験で割れが発生しており、ま
た、No.２の衝撃遷移温度が55℃で、切欠じん性が
劣つている。 本発明鋼の化学成分のものは、いずれも上記の
溶接試験で割れは認められず良好な溶接性を示
し、また、耐摩耗用鋼板として有効な高い鋼板表
面かたさ（表面〜表面から５mmがHv≧300）を有
するとともに、良好な曲げ延性、切欠じん性を有
している。 また、No.15のＶ−Ｂ系は溶接性で劣り、No.16〜
No.21はMnあるいはＣ量が低いため十分な表面層
のかたさが得られない。 ［発明の効果］ 本発明は溶接性を阻害するＣ，Cr，Mo，Ｂを
低く抑え、一般的な焼入焼戻しの概念から異なる
条件を採用したので、耐摩耗性、切欠じん性及び
画期的な溶接性の良好な耐摩耗用鋼板を製造する
ことができる。 【表】
第１図は再加熱焼入での、加熱温度と焼入後
400℃で焼戻した場合のかたさ（Hv）と衝撃遷移
温度（vTrs）の関係を示したグラフ、第２図は
直接焼入での焼入開始温度と焼入後400℃で焼戻
した場合のかたさと衝撃遷移温度の関係を示した
グラフ、第３図は930℃の再加熱焼入後の焼戻温
度とかたさ、衝撃遷移温度、曲げ試験結果の関係
を示したグラフである。
400℃で焼戻した場合のかたさ（Hv）と衝撃遷移
温度（vTrs）の関係を示したグラフ、第２図は
直接焼入での焼入開始温度と焼入後400℃で焼戻
した場合のかたさと衝撃遷移温度の関係を示した
グラフ、第３図は930℃の再加熱焼入後の焼戻温
度とかたさ、衝撃遷移温度、曲げ試験結果の関係
を示したグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.10〜0.19％、Si：0.05〜0.55％、Mn：
0.90〜1.60％を含有し、残部がFeと不可避不純物
から成り、かつ、Ceg（Ｃ＋1/24Si＋1/6Mn＋1/4
０Ni＋1/5Cr＋1/4Mo＋1/14Ｖ）が、0.35〜0.44％
の鋼を、熱間圧延後、950〜850℃の状態から直接
に、又は900〜950℃に再加熱した後に焼入れを行
ない、引続いて300〜500℃にて焼戻しを行なうこ
とを特徴とする溶接性の良好な耐摩耗用鋼板の製
造法。 ２ Ｃ：0.10〜0.19％、Si：0.05〜0.55％、Mn：
0.90〜1.60％を含有し、さらに、Al：0.10％以下、
Ｖ：0.10％以下、Nb：0.10％以下のうち１種以上
を含有し（ただし、ＶとNbの合計は0.10％以
下）、残部がFeと不可避不純物から成り、かつ、
Ceg（Ｃ＋1/24Si＋1/6Mn＋1/40Ni＋1/5Cr＋1/4
Mo＋1/14Ｖ）が、0.35〜0.44％の鋼を、熱間圧
延後、950〜850℃の状態から直接に、又は900〜
950℃に再加熱した後に焼入れを行ない、引続い
て300〜500℃にて焼戻しを行なうことを特徴とす
る溶接性の良好な耐摩耗用鋼板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28457085A JPS62142726A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 溶接性の良好な耐摩耗用鋼板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28457085A JPS62142726A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 溶接性の良好な耐摩耗用鋼板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62142726A JPS62142726A (ja) | 1987-06-26 |
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Family
ID=17680174
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| JP (1) | JPS62142726A (ja) |
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-
1985
- 1985-12-18 JP JP28457085A patent/JPS62142726A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS62142726A (ja) | 1987-06-26 |
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