JP2000328189A - Steel for cold forging - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】球状化焼鈍や軟化焼鈍を施さずとも加工度70%
以下の冷間鍛造が可能で、鍛造後 950℃以下のオーステ
ナイト域へ再加熱しても結晶粒の粗大化や混粒を生ずる
ことがなく整細粒組織を呈する冷間鍛造用鋼を提供す
る。
【解決手段】C:0.15〜0.30%、Mn:0.60〜1.30%、Si
≦0.50%、P≦0.10%、S≦0.10%、Cu≦0.3%、Ni≦0.1
5%、Cr≦0.50%、Mo≦0.15%、Nb≦0.05%、Ti≦0.10
%、B≦0.010%、Al≦0.100%、N≦0.01%、Bi≦0.50
%、Pb≦0.50%、Te≦0.10%、Ca≦ 0.050%を含有し残
部はFeと不純物からなり、元素記号をその元素の含有量
として、C+0.2Si+0.5(Mn+Cr+Mo)−1.10≦0及び0.
5Al+0.3Ti+0.15Nb−N−0.02≧0を満足する冷間鍛造用
鋼。(57) [Abstract] [Problem] Workability of 70% without spheroidizing annealing or softening annealing
Provide cold forging steel that can perform the following cold forging and exhibit a fine-grained structure without causing coarsening and mixing of crystal grains even if reheated to austenite region of 950 ° C or less after forging. . [Solution] C: 0.15 to 0.30%, Mn: 0.60 to 1.30%, Si
≦ 0.50%, P ≦ 0.10%, S ≦ 0.10%, Cu ≦ 0.3%, Ni ≦ 0.1
5%, Cr ≦ 0.50%, Mo ≦ 0.15%, Nb ≦ 0.05%, Ti ≦ 0.10
%, B ≦ 0.010%, Al ≦ 0.100%, N ≦ 0.01%, Bi ≦ 0.50
%, Pb ≤ 0.50%, Te ≤ 0.10%, Ca ≤ 0.050%, and the balance consists of Fe and impurities, and the symbol of the element is C + 0.2Si + 0.5 (Mn + Cr + Mo) -1.10≤0 and 0.
5Al + 0.3Ti + 0.15Nb-N-0.02 ≧ 0 for cold forging steel.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は冷間鍛造用鋼に関
し、詳しくは、冷間鍛造時の加工度が70%以下の場合
には球状化焼鈍や軟化焼鈍を施さずとも冷間鍛造が可能
であり、しかも、冷間鍛造後に950℃以下のオーステ
ナイト域へ再加熱しても結晶粒の粗大化や混粒を生ずる
ことがない冷間鍛造用鋼に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steel for cold forging, and more particularly, to cold forging without a spheroidizing annealing or a softening annealing when the working ratio during cold forging is 70% or less. In addition, the present invention relates to a steel for cold forging that does not cause coarsening of crystal grains or mixed grains even when reheated to an austenite region of 950 ° C. or less after cold forging.
【0002】[0002]
【従来の技術】機械構造部品は、JIS規格の機械構造
用炭素鋼や合金鋼を素材鋼として、(a)熱間鍛造で所
定の形状に粗加工し、次いで、機械加工によって所望形
状に仕上げた後、焼入れと焼戻しの処理を施すか、
(b)熱間鍛造及び焼入れ焼戻しの処理を施した後、機
械加工によって所望形状に仕上げるのが一般的であっ
た。2. Description of the Related Art Mechanical structural parts are made of carbon steel or alloy steel for mechanical structure of JIS standard as raw material steel, and (a) rough-worked into a predetermined shape by hot forging, and then finished to a desired shape by machining. After quenching and tempering,
(B) After hot forging and quenching and tempering, it was general to finish to a desired shape by machining.
【0003】最近、冷間鍛造で所望の形状に極めて近い
状態に仕上げ、機械加工を省略したり、機械加工での加
工代を小さくしたりしてコストダウンを図ることが試み
られている。なお、冷間鍛造法の場合には鍛造加工を容
易にするために、加工を行う前に球状化焼鈍や軟化焼鈍
を施すことが一般的である。この球状化焼鈍や軟化焼鈍
は、冷間鍛造で加工した部品を焼入れのためにオーステ
ナイト域へ再加熱した場合の結晶粒の粗大化や混粒を防
ぎ、したがって、部品に大きな歪みが生ずることを防止
することもできる処理である。[0003] Recently, attempts have been made to reduce the cost by finishing by cold forging to a state very close to a desired shape, omitting machining, or reducing the machining allowance in machining. In the case of the cold forging method, spheroidizing annealing or softening annealing is generally performed before the working in order to facilitate forging. This spheroidizing annealing and softening annealing prevent the coarsening and mixing of crystal grains when a component processed by cold forging is reheated to the austenite region for quenching, and therefore, large distortion occurs in the component. This is a process that can be prevented.
【0004】しかし、前記の球状化焼鈍や軟化焼鈍が製
品コストに占める割合も小さくはないので、こうした処
理を省略でき、しかも冷間鍛造後の部品を焼入れのため
にオーステナイト域へ再加熱しても結晶粒の粗大化や混
粒が生じない冷間鍛造用鋼の開発に対する要望がある。
特に、自動車や産業機械などのスピンドル類、ピニオン
類、シャフト類といった冷間鍛造時の加工度が高々70
%程度の部品の場合に、前記の特性を有するとともに廉
価な冷間鍛造用鋼対する要望が極めて大きい。However, since the above-mentioned spheroidizing annealing or softening annealing does not make a small contribution to the product cost, such a treatment can be omitted, and the parts after cold forging are reheated to the austenite region for quenching. In addition, there is a demand for the development of a steel for cold forging which does not cause coarsening of grains or mixing of grains.
In particular, the working ratio at the time of cold forging such as spindles, pinions and shafts of automobiles and industrial machines is at most 70.
In the case of parts of about%, there is a great demand for an inexpensive cold-forging steel having the above characteristics.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑みなされたもので、その目的は、冷間鍛造時の加工度
が70%以下の場合には球状化焼鈍や軟化焼鈍を施さず
とも冷間鍛造が可能であり、しかも、冷間鍛造後に95
0℃以下のオーステナイト域へ再加熱しても結晶粒の粗
大化や混粒を生ずることがなく整細粒組織を呈する冷間
鍛造用鋼を提供することである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to perform no spheroidizing annealing or softening annealing when the working ratio during cold forging is 70% or less. Can be cold forged, and after cold forging
An object of the present invention is to provide a cold-forging steel which exhibits a fine-grained structure without causing coarsening and mixing of crystal grains even when reheated to an austenite region of 0 ° C. or lower.
【0006】ここで、「整細粒組織」とは、オーステナ
イト結晶粒度番号が5以上で、且つ、混粒を生じていな
い組織のことをいう。なお、「混粒」はJIS G 0551の規
定に従うものである。Here, the term "fine-grained structure" means a structure having an austenite grain size number of 5 or more and having no mixed grains. In addition, “mixed grain” complies with the provisions of JIS G 0551.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記に
示す冷間鍛造用鋼にある。The gist of the present invention resides in the following steel for cold forging.
【0008】すなわち、「重量%で、C:0.15〜
0.30%、Mn:0.60〜1.30%、Si:0.
50%以下、P:0.10%以下、S:0.10%以
下、Cu:0.3%以下、Ni:0.15%以下、C
r:0.50%以下、Mo:0.15%以下、Nb:
0.05%以下、Ti:0.10%以下、B:0.01
0%以下、Al:0.100%以下、N:0.01%以
下、Bi:0.50%以下、Pb:0.50%以下、T
e:0.10%以下、Ca:0.050%以下を含有
し、残部はFe及び不可避的不純物からなり、更に、下
記式で表されるfn1の値が0以下、下記式で表さ
れるfn2の値が0以上を満足する冷間鍛造用鋼。That is, “in weight%, C: 0.15
0.30%, Mn: 0.60 to 1.30%, Si: 0.
50% or less, P: 0.10% or less, S: 0.10% or less, Cu: 0.3% or less, Ni: 0.15% or less, C
r: 0.50% or less, Mo: 0.15% or less, Nb:
0.05% or less, Ti: 0.10% or less, B: 0.01
0% or less, Al: 0.100% or less, N: 0.01% or less, Bi: 0.50% or less, Pb: 0.50% or less, T
e: 0.10% or less, Ca: 0.050% or less, the balance consists of Fe and unavoidable impurities, and the value of fn1 represented by the following formula is 0 or less, represented by the following formula. A steel for cold forging wherein the value of fn2 satisfies 0 or more.
【0009】 fn1=C+0.2Si+0.5(Mn+Cr+Mo)−1.10・・・ fn2=0.5Al+0.3Ti+0.15Nb−N−0.02・・・ ここで、各式における元素記号はその元素の重量%での
含有量を示す。」である。Fn1 = C + 0.2Si + 0.5 (Mn + Cr + Mo) -1.10 fn2 = 0.5Al + 0.3Ti + 0.15Nb-N-0.02 ... Here, the element symbol in each formula is the symbol of the element. The content in% by weight is shown. ".
【0010】本発明者らは、前記した課題を解決するた
め種々検討を行った結果、下記の知見を得た。The present inventors have conducted various studies to solve the above-mentioned problems, and have obtained the following findings.
【0011】(a)冷間鍛造時の加工度が70%以下と
なる部品においては、素材鋼の成分元素の含有量を調整
した上で、前記式で表されるfn1の値を0以下とす
れば、球状化焼鈍や軟化焼鈍を施さずとも所望の形状に
冷間鍛造が可能である。(A) In a part having a workability of 70% or less during cold forging, the value of fn1 represented by the above equation is set to 0 or less after adjusting the content of the constituent elements of the base steel. Then, cold forging into a desired shape can be performed without performing spheroidizing annealing or softening annealing.
【0012】(b)冷間鍛造時の加工度が70%以下の
場合、成分元素の含有量を調整した上で、前記式で表
されるfn2の値を0以上とすれば、焼入れのために9
50℃以下のオーステナイト域へ再加熱しても結晶粒の
粗大化や混粒を生ずることがなく、整細粒組織が得られ
る。(B) When the working ratio at the time of cold forging is 70% or less, if the value of fn2 represented by the above formula is set to 0 or more after adjusting the content of the constituent elements, To 9
Even when reheated to an austenite region of 50 ° C. or less, a fine-grained structure can be obtained without causing coarsening or mixing of crystal grains.
【0013】本発明は上記の知見に基づいて完成された
ものである。The present invention has been completed based on the above findings.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の要件について詳し
く説明する。なお、各元素の含有量の「%」表示は「重
量%」を意味する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The requirements of the present invention will be described in detail below. In addition, "%" of the content of each element means "% by weight".
【0015】C:0.15〜0.30% Cは、強度を確保するのに有効な元素である。しかし、
その含有量が0.15%未満では添加効果に乏しい。一
方、0.30%を超えると冷間鍛造性が低下するので、
前記式で表されるfn1の値を0以下としても、冷間
での鍛造加工の前に球状化焼鈍や軟化焼鈍が必要となる
場合がある。したがって、C含有量を0.15〜0.3
0%とした。C: 0.15 to 0.30% C is an element effective for securing strength. But,
If the content is less than 0.15%, the effect of addition is poor. On the other hand, if it exceeds 0.30%, the cold forgeability decreases, so
Even if the value of fn1 represented by the above formula is set to 0 or less, spheroidizing annealing or softening annealing may be required before cold forging. Therefore, the C content is 0.15 to 0.3
0%.
【0016】Mn:0.60〜1.30% Mnは、脱酸及び焼入れ性を高めて強度を上昇させるの
に必要な元素であり、そのためには0.60以上の含有
量とすることが必要である。一方、1.30%を超えて
含有させると、冷間鍛造性の低下をもたらす。したがっ
て、Mn含有量を0.60〜1.30%とした。Mn: 0.60 to 1.30% Mn is an element necessary for enhancing the deoxidation and hardenability and increasing the strength. For this purpose, the content of Mn must be 0.60 or more. is necessary. On the other hand, when the content exceeds 1.30%, the cold forgeability is reduced. Therefore, the Mn content is set to 0.60 to 1.30%.
【0017】Si:0.50%以下 Siは添加しなくてもよい。添加すれば、脱酸作用や焼
入れ性を高めて強度を向上させる作用を有する。こうし
た効果を確実に得るには、Siは0.05%以上の含有
量とすることが好ましい。しかし、その含有量が0.5
0%を超えると、冷間鍛造性が著しく低下する。したが
って、Siの含有量を0.50%以下とした。Si: 0.50% or less Si need not be added. When added, it has the effect of increasing the deoxidizing action and hardenability to improve the strength. In order to surely obtain such an effect, the content of Si is preferably set to 0.05% or more. However, the content is 0.5
If it exceeds 0%, the cold forgeability is significantly reduced. Therefore, the content of Si is set to 0.50% or less.
【0018】P:0.10%以下 Pは含有させなくてもよい。含有させれば、疲労強度を
高める作用がある。この効果を確実に得るには、Pの含
有量は0.02%以上とすることが望ましい。しかし、
その含有量が0.10%を超えると、靱性が著しく低下
するとともに、却って疲労強度も低下するようになる。
したがって、P含有量を0.10%以下とした。P: 0.10% or less P may not be contained. If contained, it has the effect of increasing the fatigue strength. To ensure this effect, the P content is desirably 0.02% or more. But,
If the content exceeds 0.10%, the toughness is remarkably reduced and the fatigue strength is rather lowered.
Therefore, the P content is set to 0.10% or less.
【0019】S:0.10%以下 Sも含有させなくてもよい。含有させれば、被削性を高
める作用がある。この効果を確実に得るには、Sは0.
02%以上の含有量とすることが好ましい。しかし、そ
の含有量が0.10%を超えると衝撃特性が低下する。
したがって、Sの含有量を0.10%以下とした。S: 0.10% or less S may not be contained. If contained, it has the effect of enhancing machinability. In order to ensure this effect, S is set to 0.
The content is preferably at least 02%. However, if the content exceeds 0.10%, the impact characteristics deteriorate.
Therefore, the content of S is set to 0.10% or less.
【0020】Cu:0.3%以下 Cuは添加しなくてもよい。添加すれば、焼入れ性を高
めて強度を向上させる作用を有する。この効果を確実に
得るには、Cuの含有量は0.05%以上とすることが
望ましい。しかし、Cuの含有量が0.3%を超える
と、熱間加工性が低下する。したがって、Cuの含有量
を0.3%以下とした。Cu: 0.3% or less Cu need not be added. If added, it has the effect of increasing the hardenability and improving the strength. To ensure this effect, the Cu content is desirably 0.05% or more. However, when the Cu content exceeds 0.3%, the hot workability decreases. Therefore, the content of Cu is set to 0.3% or less.
【0021】Ni:0.15%以下 Niは添加しなくてもよい。添加すれば、強度と衝撃性
を高める作用を有する。こうした効果を確実に得るに
は、Niの含有量は0.05%以上とすることが好まし
い。しかし、その含有量が0.15%を超えると、切削
性が著しく低下する。又、経済性も損なわれる。したが
って、Niの含有量を0.15%以下とした。Ni: 0.15% or less Ni may not be added. If added, it has the effect of increasing strength and impact resistance. In order to surely obtain such an effect, the Ni content is preferably set to 0.05% or more. However, when the content exceeds 0.15%, the machinability is significantly reduced. In addition, economic efficiency is impaired. Therefore, the content of Ni is set to 0.15% or less.
【0022】Cr:0.50%以下 Crは添加しなくてもよい。添加すれば、強度と靱性を
高める作用を有する。この効果を確実に得るには、Cr
の含有量は0.10%以上とすることが好ましい。しか
し、その含有量が0.50%を超えると、冷間鍛造性が
低下してしまう。したがって、Cr含有量を0.50%
以下とした。Cr: 0.50% or less Cr need not be added. If added, it has the effect of increasing strength and toughness. To ensure this effect, Cr
Is preferably 0.10% or more. However, if the content exceeds 0.50%, the cold forgeability is reduced. Therefore, the Cr content is reduced to 0.50%
It was as follows.
【0023】Mo:0.15%以下 Moは添加しなくてもよい。添加すれば、強度、衝撃性
高める作用を有する。この効果を確実に得るには、Mo
の含有量は0.05%以上とすることが望ましい。しか
し、その含有量が0.15%を超えると、冷間鍛造性が
低下する。又、経済性も損なわれる。したがって、Mo
含有量を0.15%以下とした。Mo: 0.15% or less Mo may not be added. If added, it has the effect of increasing the strength and impact resistance. To ensure this effect, Mo
Is desirably 0.05% or more. However, when the content exceeds 0.15%, the cold forgeability decreases. In addition, economic efficiency is impaired. Therefore, Mo
The content was 0.15% or less.
【0024】Nb:0.05%以下 Nbも添加しなくてもよい。添加すれば、Nとともに窒
化物を形成し、オーステナイト結晶粒の粗大化を防止す
る作用がある。この効果を確実に得るには、Nbは0.
005%以上の含有量とすることが望ましい。しかし、
Nbを0.05%を超えて含有させても前記の効果は飽
和するので、コストが嵩むばかりである。したがって、
Nbの含有量を0.05%以下とした。Nb: 0.05% or less Nb may not be added. If added, it forms a nitride together with N and has the effect of preventing austenite crystal grains from becoming coarse. In order to ensure this effect, Nb should be set to 0.1.
It is desirable that the content is 005% or more. But,
Even if Nb is contained in an amount exceeding 0.05%, the above-mentioned effect is saturated, so that the cost is only increased. Therefore,
The content of Nb was set to 0.05% or less.
【0025】Ti:0.10%以下 Tiは添加しなくてもよい。添加すれば、C、Nととも
に炭窒化物を形成し、オーステナイト結晶粒の粗大化を
防止する作用がある。この効果を確実に得るには、Ti
の含有量は0.005%以上とすることが好ましい。し
かし、その含有量が0.10%を超えると熱間加工性が
低下する。したがって、Tiの含有量を0.10%以下
とする。Ti: 0.10% or less Ti need not be added. If added, it has the effect of forming carbonitrides with C and N and preventing the austenite crystal grains from becoming coarse. To ensure this effect, Ti
Is preferably 0.005% or more. However, when the content exceeds 0.10%, the hot workability decreases. Therefore, the content of Ti is set to 0.10% or less.
【0026】B:0.010%以下 Bは添加しなくてもよい。添加すれば、焼入れ性を高め
て強度を向上させる作用を有する。この効果を確実に得
るには、Bは0.0005%以上の含有量とすることが
望ましい。一方、Bを0.010%を超えて含有させて
も、前記の効果は飽和するので、経済性を損なうばかり
である。したがって、B含有量を0.010%以下とし
た。B: 0.010% or less B may not be added. If added, it has the effect of increasing the hardenability and improving the strength. In order to surely obtain this effect, the content of B is desirably 0.0005% or more. On the other hand, even if B is contained in an amount exceeding 0.010%, the above-mentioned effect is saturated, so that economic efficiency is only lost. Therefore, the B content is set to 0.010% or less.
【0027】Al:0.100%以下 Alは添加しなくてもよい。添加すれば窒化物や酸化物
となって、オーステナイト結晶粒の粗大化を防止する作
用がある。この効果を確実に得るには、Alの含有量は
0.010%以上とすることが好ましい。一方、その含
有量が0.100%を超えると、窒化物や酸化物が凝集
粗大化するので、却ってオーステナイト結晶粒が粗大化
することがある。したがって、Al含有量を0.100
%以下とした。Al: 0.100% or less Al may not be added. If added, they become nitrides or oxides, and have the effect of preventing the austenite crystal grains from becoming coarse. To ensure this effect, the Al content is preferably set to 0.010% or more. On the other hand, if the content exceeds 0.100%, the nitrides and oxides are agglomerated and coarse, so that the austenite crystal grains may be rather coarsened. Therefore, the Al content is 0.100
% Or less.
【0028】N:0.01%以下 Nは含有させなくてよい。含有させれば、窒化物を形成
してオーステナイト結晶粒の粗大化を防止する作用があ
る。この効果を確実に得るには、Nは0.0020%以
上の含有量とすることが望ましい。しかし、その含有量
が0.01%を超えると冷間鍛造性が低下するので、前
記式で表されるfn1の値を0以下としても、冷間で
の鍛造加工の前に球状化焼鈍や軟化焼鈍が必要となる場
合がある。したがって、Nの含有量を0.01%以下と
した。N: 0.01% or less N may not be contained. If it is contained, it has an effect of forming nitride and preventing coarsening of austenite crystal grains. To ensure this effect, it is desirable that the content of N be 0.0020% or more. However, if the content exceeds 0.01%, the cold forgeability is reduced. Therefore, even if the value of fn1 represented by the above formula is set to 0 or less, spheroidizing annealing and Softening annealing may be required. Therefore, the content of N is set to 0.01% or less.
【0029】Bi:0.50%以下 Biは添加しなくてもよい。添加すれば、切削性を高め
る作用を有する。この効果を確実に得るには、Biは
0.01%以上の含有量とすることが望ましい。しか
し、その含有量が0.50%を超えると熱間加工性が低
下する。したがって、Bi含有量を0.50%以下とす
る。Bi: 0.50% or less Bi may not be added. If added, it has the effect of improving machinability. To ensure this effect, it is desirable that the content of Bi be 0.01% or more. However, when the content exceeds 0.50%, the hot workability decreases. Therefore, the Bi content is set to 0.50% or less.
【0030】Pb:0.50%以下 Pbは添加しなくてもよい。添加すれば、切削性を高め
る作用を有する。この効果を確実に得るには、Pbは
0.05%以上の含有量とすることが望ましい。しか
し、その含有量が0.50%を超えると熱間加工性が低
下する。したがって、Pbの含有量を0.50%以下と
した。Pb: 0.50% or less Pb may not be added. If added, it has the effect of improving machinability. To ensure this effect, it is desirable that the content of Pb be 0.05% or more. However, when the content exceeds 0.50%, the hot workability decreases. Therefore, the content of Pb is set to 0.50% or less.
【0031】Te:0.10%以下 Teは添加しなくてもよい。添加すれば、切削性を高め
る作用を有する。この効果を確実に得るには、Teは
0.005%以上の含有量とすることが好ましい。しか
し、その含有量が0.10%を超えると熱間加工性が低
下する。したがって、Teの含有量を0.10%以下と
した。Te: 0.10% or less Te need not be added. If added, it has the effect of improving machinability. To ensure this effect, the content of Te is preferably 0.005% or more. However, when the content exceeds 0.10%, the hot workability decreases. Therefore, the content of Te is set to 0.10% or less.
【0032】Ca:0.050%以下 Caは添加しなくてもよい。添加すれば、切削性を高め
る作用を有する。この効果を確実に得るには、Caは
0.0005%以上の含有量とすることが好ましい。し
かし、Caを0.050%を超えて含有させても、その
効果は飽和するので経済性を損なうばかりである。した
がって、Caの含有量を0.050%以下とした。Ca: 0.050% or less Ca may not be added. If added, it has the effect of improving machinability. In order to surely obtain this effect, the content of Ca is preferably set to 0.0005% or more. However, even if Ca is contained in an amount exceeding 0.050%, the effect is saturated and the economic efficiency is only lost. Therefore, the content of Ca is set to 0.050% or less.
【0033】fn1:0以下 素材鋼の化学組成が上記CからCaの含有量の条件を満
足し、しかも前記式で表されるfn1の値が0以下の
場合、冷間鍛造時の加工度が70%以下となる部品にお
いては、球状化焼鈍や軟化焼鈍を施さずとも所望の形状
に冷間鍛造が可能である。したがって、前記式で表さ
れるfn1の値を0以下とした。なお、fn1の下限値
は、Cの含有量が0.15%、Mnの含有量が0.60
%でSi、Cr、Moを含まない(つまりこれらの元素
の含有量が0)場合の−0.65であっても構わない。Fn1: 0 or less When the chemical composition of the base steel satisfies the above condition of the content of C to Ca and the value of fn1 represented by the above formula is 0 or less, the workability during cold forging is reduced. In the case of 70% or less, cold forging into a desired shape can be performed without performing spheroidizing annealing or softening annealing. Therefore, the value of fn1 represented by the above equation is set to 0 or less. The lower limit of fn1 is such that the content of C is 0.15% and the content of Mn is 0.60%.
% May be -0.65 when Si, Cr and Mo are not contained (that is, the content of these elements is 0).
【0034】fn2:0以上 素材鋼の化学組成が上記CからCaの含有量の条件を満
足し、しかも前記式で表されるfn2の値が0以上の
場合、冷間鍛造時の加工度が70%以下の部品において
は、焼入れのために950℃以下のオーステナイト域へ
再加熱しても結晶粒の粗大化や混粒を生ずることがな
く、整細粒組織が得られる。したがって、前記式で表
されるfn2の値を0以上とした。なお、fn2の上限
値は、Alの含有量が0.100%、Tiの含有量が
0.10%、Nbの含有量が0.05%でNの含有量が
0に近い場合の0.0675であっても構わない。Fn2: 0 or more When the chemical composition of the base steel satisfies the above condition of the content of C to Ca and the value of fn2 represented by the above formula is 0 or more, the workability during cold forging is reduced. In a 70% or less part, even if reheated to an austenite region of 950 ° C. or less for quenching, a fine-grained structure can be obtained without causing coarsening or mixing of crystal grains. Therefore, the value of fn2 represented by the above equation is set to 0 or more. Note that the upper limit of fn2 is 0.1% when the Al content is 0.100%, the Ti content is 0.10%, the Nb content is 0.05%, and the N content is close to 0. 0675 may be used.
【0035】以下、実施例により本発明を説明する。Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
【0036】[0036]
【実施例】表1、表2に示す化学組成を有する鋼を15
0kg真空炉溶製した。表1における鋼1〜15は化学
組成が本発明で規定する範囲内にある本発明例の鋼、表
2における鋼16〜27は成分いずれかが本発明で規定
する含有量の範囲から外れた比較例の鋼である。比較例
の鋼のうち、鋼26と鋼27はそれぞれJISで規定さ
れたSCr440とSCM440に相当する鋼である。
なお、各元素の含有量の「−」表示は、分析可能な下限
値を下回ることを示し、fn1及びfn2の値の計算に
際しては「0(ゼロ)」とした。EXAMPLE Steel having the chemical composition shown in Tables 1 and 2 was used for 15 steels.
0 kg vacuum furnace was produced. Steels 1 to 15 in Table 1 are steels of the present invention whose chemical composition is within the range specified by the present invention, and steels 16 to 27 in Table 2 are any of the components out of the range of the content specified by the present invention. It is a steel of a comparative example. Among the steels of the comparative example, steels 26 and 27 are steels corresponding to SCr440 and SCM440 specified by JIS, respectively.
In addition, "-" of the content of each element indicates that the content is below the lower limit of analysis, and was set to "0 (zero)" when calculating the values of fn1 and fn2.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】[0038]
【表2】 [Table 2]
【0039】次いで、これらの鋼を通常の熱間鍛造によ
って直径30mmの丸棒とした後、直径が20mmで高
さが30mmの試験片を作製し、通常の方法で室温での
冷間鍛造を行った。なお、加工度は10%、50%、7
0%の3種類とし、各加工度について5個ずつ鍛造を行
った。Next, these steels were formed into a round bar having a diameter of 30 mm by ordinary hot forging, and then a test piece having a diameter of 20 mm and a height of 30 mm was prepared, and subjected to cold forging at room temperature by an ordinary method. went. The working ratio is 10%, 50%, 7%.
Three types of 0% were used, and five forgings were performed for each degree of working.
【0040】上記の冷間鍛造を施した試験片のうち、加
工度が70%の各試験片について目視で鍛造割れの有無
を調査し、冷間鍛造性の評価を行った。Of the test pieces subjected to the cold forging, each of the test pieces having a workability of 70% was visually inspected for forging cracks, and the cold forgeability was evaluated.
【0041】次いで、前記の冷間鍛造を施したすべての
試験片を950℃で30分加熱した後に水冷して焼入れ
し、横断面おけるオーステナイト結晶粒度を測定し、既
に述べた「整細粒組織」であるか否かを調査した。Next, all the test pieces subjected to the cold forging were heated at 950 ° C. for 30 minutes, then water-cooled and quenched, and the austenite grain size in the cross section was measured. Was investigated.
【0042】表3に前記した調査の結果をまとめて示
す。この表の「冷間鍛造性」の欄において、目視検査で
加工度が70%の5個の試験片のいずれにも鍛造割れが
認められなかった場合を○、5個の試験片の少なくとも
1個に鍛造割れが認められた場合を×とした。又、「整
細粒組織」の欄において、10%、50%、70%の3
種類の加工度で冷間鍛造した各条件5個ずつの試験片の
いずれもが整細粒組織であった場合に○、前記試験片の
少なくとも1個が整細粒組織でなかった場合に×とし
た。Table 3 summarizes the results of the above-mentioned investigation. In the column of "cold forgeability" in this table, a case where no forging crack was recognized in any of the five test specimens having a workability of 70% by visual inspection was evaluated as "good". The case where forging crack was recognized in the individual was evaluated as x. In the column of “fine-grained structure”, 3% of 10%, 50% and 70%
Each of the five test specimens cold forged at a different degree of processing had a fine-grained structure in each of the five test specimens, and x when at least one of the test specimens did not have a fine-grained microstructure. And
【0043】[0043]
【表3】 [Table 3]
【0044】表3から、本発明例の鋼の場合には球状化
焼鈍や軟化焼鈍を施さずに70%の加工度で冷間鍛造し
ても鍛造割れを生ずることがなく、しかも、950℃へ
再加熱しても整細粒組織を呈し、冷間鍛造性と所謂「耐
粗粒化特性」に優れていることが明らかである。As can be seen from Table 3, in the case of the steel of the present invention, forging cracks did not occur even when cold forging was performed at a working ratio of 70% without spheroidizing annealing or softening annealing, and at 950 ° C. It is clear that even if re-heated, it exhibits a fine-grained structure and is excellent in cold forgeability and so-called "coarse-graining resistance".
【0045】これに対して、比較例の鋼の場合には、冷
間鍛造性と所謂「耐粗粒化特性」の少なくともいずれか
が劣るものである。すなわち、C含有量、Si含有量、
Mn含有量、Cr含有量、Mo含有量、式で表される
fn1の値のいずれかが本発明で規定する範囲から外れ
た鋼(鋼16〜20、鋼22)は冷間鍛造性が劣ってい
る。Al含有量、式で表されるfn2の値のいずれか
が本発明で規定する範囲から外れた鋼(鋼21と鋼2
3)は「耐粗粒化特性」が劣るものである。鋼24はS
i含有量とfn1の値が本発明で規定する範囲から外れ
ているので冷間鍛造性が劣っている。更に、鋼25はf
n1の値とfn2の値のいずれもが本発明で規定する範
囲から外れているので冷間鍛造性と「耐粗粒化特性」の
両方が劣っている。又、JISで規定されたSCr44
0とSCM440に相当する鋼26と鋼27は、C含有
量、Cr含有量、fn1の値、fn2の値が本発明で規
定する範囲から外れているので、冷間鍛造性と「耐粗粒
化特性」の両方が劣っている。On the other hand, in the case of the steel of the comparative example, at least one of the cold forgeability and the so-called “coarse grain resistance” is inferior. That is, C content, Si content,
Steel (steel 16 to 20, steel 22) in which any of the Mn content, the Cr content, the Mo content, and the value of fn1 represented by the formula is out of the range specified in the present invention is inferior in cold forgeability. ing. Any one of the Al content and the value of fn2 represented by the formula is out of the range specified in the present invention (steel 21 and steel 2).
3) is inferior in "coarsening resistance". Steel 24 is S
Since the i content and the value of fn1 are out of the ranges specified in the present invention, the cold forgeability is inferior. Furthermore, steel 25 has f
Since both the value of n1 and the value of fn2 are out of the range specified in the present invention, both the cold forgeability and the “coarse grain resistance” are inferior. Also, SCr44 specified by JIS
In steels 26 and 27 corresponding to 0 and SCM440, the C content, the Cr content, the value of fn1, and the value of fn2 are out of the ranges specified in the present invention. Chemical properties "are inferior.
【0046】[0046]
【発明の効果】本発明の冷間鍛造用鋼は冷間鍛造時の加
工度が70%以下の場合には球状化焼鈍や軟化焼鈍を施
さずとも冷間鍛造が可能であり、しかも、冷間鍛造後に
950℃以下のオーステナイト域へ再加熱しても結晶粒
の粗大化や混粒を生ずることがないので自動車や産業機
械などのスピンドル類、ピニオン類、シャフト類の素材
鋼として利用することができる。The cold forging steel of the present invention can be cold forged without performing spheroidizing annealing or softening annealing when the working ratio during cold forging is 70% or less. Use as raw material for spindles, pinions, shafts, etc. of automobiles and industrial machines, because even after re-heating to an austenite region of 950 ° C or less after hot forging, crystal grains are not coarsened or mixed. Can be.
Claims (1)
n:0.60〜1.30%、Si:0.50%以下、
P:0.10%以下、S:0.10%以下、Cu:0.
3%以下、Ni:0.15%以下、Cr:0.50%以
下、Mo:0.15%以下、Nb:0.05%以下、T
i:0.10%以下、B:0.010%以下、Al:
0.100%以下、N:0.01%以下、Bi:0.5
0%以下、Pb:0.50%以下、Te:0.10%以
下、Ca:0.050%以下を含有し、残部はFe及び
不可避的不純物からなり、更に、下記式で表されるf
n1の値が0以下、下記式で表されるfn2の値が0
以上を満足する冷間鍛造用鋼。 fn1=C+0.2Si+0.5(Mn+Cr+Mo)−1.10・・・ fn2=0.5Al+0.3Ti+0.15Nb−N−0.02・・・ ここで、各式における元素記号はその元素の重量%での
含有量を示す。(1) C: 0.15 to 0.30% by weight, M
n: 0.60 to 1.30%, Si: 0.50% or less,
P: 0.10% or less, S: 0.10% or less, Cu: 0.
3% or less, Ni: 0.15% or less, Cr: 0.50% or less, Mo: 0.15% or less, Nb: 0.05% or less, T
i: 0.10% or less, B: 0.010% or less, Al:
0.100% or less, N: 0.01% or less, Bi: 0.5
0% or less, Pb: 0.50% or less, Te: 0.10% or less, Ca: 0.050% or less, the balance being Fe and inevitable impurities, and further represented by f represented by the following formula:
The value of n1 is 0 or less, and the value of fn2 represented by the following formula is 0
Steel for cold forging satisfying the above. fn1 = C + 0.2Si + 0.5 (Mn + Cr + Mo) -1.10 fn2 = 0.5Al + 0.3Ti + 0.15Nb-N-0.02 ... Here, the element symbol in each formula is the weight% of the element. Is shown.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11129737A JP2000328189A (en) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | Steel for cold forging |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000328189A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009046722A (en) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Kobe Steel Ltd | Steel for machine structure superior in strength-anisotropy and machinability, and component for machine structure |
| WO2018061101A1 (en) | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 新日鐵住金株式会社 | Steel |
-
1999
- 1999-05-11 JP JP11129737A patent/JP2000328189A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009046722A (en) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Kobe Steel Ltd | Steel for machine structure superior in strength-anisotropy and machinability, and component for machine structure |
| WO2018061101A1 (en) | 2016-09-28 | 2018-04-05 | 新日鐵住金株式会社 | Steel |
| KR20190041502A (en) | 2016-09-28 | 2019-04-22 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | River |
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