JPH076033B2

JPH076033B2 - 高周波焼入用非調質鋼

Info

Publication number: JPH076033B2
Application number: JP61243533A
Authority: JP
Inventors: 勝典高田; 憲二礒川
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1986-10-14
Filing date: 1986-10-14
Publication date: 1995-01-25
Anticipated expiration: 2010-01-25
Also published as: JPS63100157A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は非調質鋼に係り、特に高周波焼入用に好適な非
調質鋼に関する。

（従来の技術及び問題点）非調質鋼は、熱間加工後に熱処理を施して所望の強度、
靭性を得る調質鋼に比べ、圧延、鍛造等の熱間加工のま
ゝで供されるものであり、その製造コストを低減化でき
る利点がある。そのため、例えば、ステアリングナッ
ク、ピニオンやナックルアーム、ナックルスピンドル等
々の表面硬さと心部強度を必要とする機械部品は、非調
質鋼に高周波焼入を施して製造されることが多い。

従来、このような高周波焼入用の素材である非調質鋼
は、熱間鍛造等の熱間加工のまゝで製造されるので、フ
ェライト＋パーライト或いはフェライト＋パーライト＋
ベイナイトの混合組織を有し、これに高周波焼入を施す
と残留フェライトが出て硬化層深さが浅くなるという欠
点があった。そこで、これを防止するために高周波焼入
時間を長時間行う試みもあるが、硬化層深さは深くなる
ものの焼入歪が増大し、更には結晶粒が粗大化して心部
強度が低下するという問題がある。この点、調質鋼に高
周波焼入を施す方法によればこのような問題はないが、
逆に製造コストが高くなるという欠点がある。

（発明の目的）本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、所望の硬化層
深さが容易に得られ、靭性並びに心部強度を向上し得る
高周波焼入用非調質鋼を提供することを目的とするもの
である。

（発明の構成）上記目的を達成するため、本発明者は、非調質鋼の化学
成分、製造プロセス条件等に検討を加えた結果、添加元
素の調整と組織の改善によって可能にしたものであ。

すなわち、本発明に係る高周波焼入用非調質鋼は、C:0.
30〜0.60％、Si:0.03〜1.0％及びMn:0.5〜2.0％を含
み、更にMo:0.05〜0.5％及びNb:0.01〜0.3％の１種又は
２種を含み、また必要に応じてCr:0.2〜0.9％及びNi:0.
7〜1.6％の１種又は２種を含み、残余が実質的にFeから
なり、ベイナイトの占める体積率が75％以上である組織
を有することを特徴とするものである。

以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

まず、本発明鋼における化学成分の限定理由を示す。

Ｃは高周波焼入硬さを確保するために0.30％以上を必要
とするが、多すぎると高周波焼入時に焼割れを生じた
り、或いは靭性の劣化をまねくので、上限を0.60％とす
る。

Siは脱酸元素であり、0.03％以上を添加する必要がある
が、1.0％以下で脱酸効果は十分得られ、それより多量
に添加すると靭性が低下するので、0.03〜1.0％の範囲
とする。

Mnは心部強度を確保するために0.5％以上を添加する必
要があるが、多すぎると被削性が悪くなるので、2.0％
を上限とする。

Mo、Nbは熱間鍛造等の熱間加工後の冷却によって適当量
のベイナイト組織（後述）を得るために必要な元素であ
り、そのためには少なくともこれらの１種をMo:0.05〜
0.5％、Nb:0.01〜0.3％の範囲で添加する。なお、各元
素とも上限値を超えて多く添加すると靭性が低下すると
共に被削性が悪くなるので、好ましくない。

上記各元素を必須成分とするが、更に必要に応じてCr及
びNiの１種又は２種を添加することができる。Cr、Niは
強度向上に効果があるので、添加するときはCr:0.2〜0.
9％、Ni:0.7〜1.6％の範囲とする。なお、各元素とも上
限値を超えて多量に添加するとマルテンサイトを多量に
生ぜしめ、著しく硬化するので、好ましくない。

上記化学成分の本発明鋼は、従来の非調質鋼と同様、熱
間鍛造等の熱間加工のまゝで高周波焼入が施される。但
し、本発明においては、熱間加工材の組織として適量の
ベイナイトを有する組織を得ることが重要である。すな
わち、ベイナイトの占める体積率が75％未満のフェライ
ト＋パーライト組織又はフェライト＋パーライト＋ベイ
ナイト組織或いはベイナイト＋マルテンサイト組織で
は、高周波焼入によって残留フェライトが出てしまった
り或いはマルテンサイトが多すぎて硬化してしまうた
め、適度の硬化層深さ、心部強度等を得る高周波焼入用
として好ましくない。

そのためには、上記化学成分の本発明鋼を例えば、熱間
鍛造後に制御冷却することによって所定量のベイナイト
を得るのが望ましく、本発明者のの実験によれば、熱間
鍛造後の700〜300℃間の実質的冷却速度が150〜10℃/mi
nで冷却すれば、75％以上の体積率のベイナイトを有す
る組織を容易に得ることができる。勿論、他のベイナイ
トの出やすい方法によってもよいことは云うまでもな
い。

（実施例）次に本発明の実施例を示す。

実施例１第１表に示す化学成分（wt％）の供試鋼の丸棒32mmφを
25mmφに熱間鍛造し、第２表に示す種々の冷却速度で制
御冷却した。その結果、同表に示すように、冷却速度が
25.0℃/min以上の場合75％以上の体積率のベイナイトを
有する組織が得られたが、7.0℃/min以下の場合には従
来と同様にベイナイトが少ないフェライト＋パーライト
＋ベイナイト又はフェライト＋パーライトの混合組織で
あった。

次いで、各鍛造材を高周波焼入した後、焼もどし（160
×1hr、AC）を施して同表に示す表面硬さに調整し、硬
化層深さを調べたところ、冷却速度が大きい制御冷却で
ベイナイトが多い組織の本発明例は十分な硬化層深さで
あったのに対し、比較例は浅い硬化層深さであり、しか
も残留フェライトがみられた。

実施例２第３表に示す化学成分（wt％）の供試鋼の丸棒70mmφを
40mmφに熱間鍛造し、約25℃/minの冷却速度で制御冷却
した。得られた各鍛造材について組織定量を行った結
果、同表に示す組織を有することがわかった。これによ
り、実施例１に示す如く熱間鍛造後、冷却速度を大きく
して制御冷却しても、本発明範囲内の化学成分でなけれ
ば75％以上の体積率のベイナイトを有する組織が得られ
ないことがわかる。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、非調質鋼の化学
成分の調整と共に75％以上の体積率のベイナイトを有す
る組織にしたので、高周波焼入を行っても残留フェライ
トが出ることもなく、従来の調質鋼並みの硬化層深さ、
心部強度を短時間の高周波焼入で確保でき、低コストで
提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％（以下、同じ）、C:0.30〜0.60％、
Si:0.03〜1.0％及びMn:0.5〜2.0％を含み、更にMo:0.05
〜0.5％及びNb:0.01〜0.3％の１種又は２種を含み、残
余が実質的にFeからなり、ベイナイトの占める体積率が
75％以上である組織を有することを特徴とする高周波焼
入用非調質鋼。
【請求項２】C:0.30〜0.60％、Si:0.03〜1.0％及びMn:
0.5〜2.0％を含み、更にMo:0.05〜0.5％及びNb:0.01〜
0.3％の１種又は２種と、Cr:0.2〜0.9％及びNi:0.7〜1.
6％の１種又は２種を含み、残余が実質的にFeからな
り、ベイナイトの占める体積率が75％以上である組織を
有することを特徴とする高周波焼入用非調質鋼。