JPH02166229A - 非調質ボルト用鋼線材の製造方法 - Google Patents
非調質ボルト用鋼線材の製造方法Info
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- JPH02166229A JPH02166229A JP31936388A JP31936388A JPH02166229A JP H02166229 A JPH02166229 A JP H02166229A JP 31936388 A JP31936388 A JP 31936388A JP 31936388 A JP31936388 A JP 31936388A JP H02166229 A JPH02166229 A JP H02166229A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
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】
「発明の目的」
(産業上の利用分野)
この発明は非調質ボルト用鋼線材の製造方法に関するも
のである。
のである。
(従来の技術)
引張強度70 kgf/m2以上のボルトは、通常、5
WRCH45に等の冷間圧造用鋼をボルト成型し、後、
焼入れ焼戻し処理を行ない製造されてきた。更に高強度
のボルトには低合金鋼を軟化焼鈍等を行なった後、ボル
ト成型を行ない加熱し、焼入れ、焼戻しして製造してい
る。然し乍ら近年製造工程の合理化、コスト低減のため
前述したような焼入れ、焼戻し処理を省略する非調質ボ
ルト用鋼線材が開発されつつある。然し非調質ボルトに
ついては、未だ未解決の問題もあってその製造法が定着
するまでに至っていない。
WRCH45に等の冷間圧造用鋼をボルト成型し、後、
焼入れ焼戻し処理を行ない製造されてきた。更に高強度
のボルトには低合金鋼を軟化焼鈍等を行なった後、ボル
ト成型を行ない加熱し、焼入れ、焼戻しして製造してい
る。然し乍ら近年製造工程の合理化、コスト低減のため
前述したような焼入れ、焼戻し処理を省略する非調質ボ
ルト用鋼線材が開発されつつある。然し非調質ボルトに
ついては、未だ未解決の問題もあってその製造法が定着
するまでに至っていない。
非調質ボルトば、調質ポルトに比較すると、JIS−B
1051に規定されるくさび引張試験において、首下で
の破断が発生し易いと云う欠点がある。この解決のため
にはVやNbを添加した低C−高Mn@を用い低温圧延
により微細なフェライト+パーライト組織を得て延性を
向上せしめる特公昭62−209号等が提案されている
が、この鋼でも規格以上の厳しい条件での試験を行なう
と、調質ボルトよりも首下破断が発生し易いと云う結果
も明らかにされている。
1051に規定されるくさび引張試験において、首下で
の破断が発生し易いと云う欠点がある。この解決のため
にはVやNbを添加した低C−高Mn@を用い低温圧延
により微細なフェライト+パーライト組織を得て延性を
向上せしめる特公昭62−209号等が提案されている
が、この鋼でも規格以上の厳しい条件での試験を行なう
と、調質ボルトよりも首下破断が発生し易いと云う結果
も明らかにされている。
調質ボルトの場合には、軟化焼鈍を施した後ボルトへの
加工を行ない、焼入れ焼戻しにより所定の強度を持たせ
るが、非調質ボルトの場合は、予め所定の強度にした線
を加工するために一般には加工工具の寿命が短いと云う
欠点がある。この点は前述したV=Nb添加の低C−高
Mn1ilによっても何ら問題は解決していないと云う
のが実状である。
加工を行ない、焼入れ焼戻しにより所定の強度を持たせ
るが、非調質ボルトの場合は、予め所定の強度にした線
を加工するために一般には加工工具の寿命が短いと云う
欠点がある。この点は前述したV=Nb添加の低C−高
Mn1ilによっても何ら問題は解決していないと云う
のが実状である。
JIS−B1051には、強度区分8.8ボルトの場合
、保証荷重応力を15秒加えた後、荷重を除いた時のお
ねじ部分の永久伸びを調べ、この永久伸びが12.5μ
m以下であるべきことが規定されている。然し従来の非
調質ボルトは、加工ままでは降伏応力が低く永久伸びが
大きいので、この永久伸びを12.5μm以下に抑える
ために、ブルイングを施して降伏応ノコを増加させるこ
とが必須となっており、このための工程の煩雑さ、コス
トの上昇等が問題とされていた。
、保証荷重応力を15秒加えた後、荷重を除いた時のお
ねじ部分の永久伸びを調べ、この永久伸びが12.5μ
m以下であるべきことが規定されている。然し従来の非
調質ボルトは、加工ままでは降伏応力が低く永久伸びが
大きいので、この永久伸びを12.5μm以下に抑える
ために、ブルイングを施して降伏応ノコを増加させるこ
とが必須となっており、このための工程の煩雑さ、コス
トの上昇等が問題とされていた。
(発明が解決しようとする課題)
本発明は、前述したような非調質ボルト用鋼の現状に鑑
み創案されたものであり、所定の化学組成を有する鋼を
熱間圧延により線材となし、オンラインにおける冷却速
度を制御することにより、所望の強度を得ると共に高降
伏点、高延性を有し、変形抵抗、加工硬化およびへたり
性の小さい線材を提供することを目的とするものである
。
み創案されたものであり、所定の化学組成を有する鋼を
熱間圧延により線材となし、オンラインにおける冷却速
度を制御することにより、所望の強度を得ると共に高降
伏点、高延性を有し、変形抵抗、加工硬化およびへたり
性の小さい線材を提供することを目的とするものである
。
「発明の構成」
(課題を解決するだめの手段)
前述の目的を達成するために本発明者等は、+l)
重量%で、 C:0.03〜0.20%、St:0.10%以下、M
n : 0.7〜2.5%、V、Nb、Ti、のうち1
種もしくは2種以上の合計: 0.05〜0.30%、
B : 0. OO05〜0.0050%、を含有し、
残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼を、線材に熱
間圧延し、5℃/sec以上の冷却速度で冷却し、ベイ
ナイト組織を得ることを特徴とする非調質ボルト用鋼線
材の製造方法。
重量%で、 C:0.03〜0.20%、St:0.10%以下、M
n : 0.7〜2.5%、V、Nb、Ti、のうち1
種もしくは2種以上の合計: 0.05〜0.30%、
B : 0. OO05〜0.0050%、を含有し、
残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼を、線材に熱
間圧延し、5℃/sec以上の冷却速度で冷却し、ベイ
ナイト組織を得ることを特徴とする非調質ボルト用鋼線
材の製造方法。
(2) 重量%で、
C: 0.03〜0.20%、Si:0.10%以下、
Mn : 0.7〜2.5%、V、 Nb、Ti、のう
ち1種もしくは2種以上の合計: 0.05〜0.30
%、Bo0.0005〜0.0050%、を含有し、更
にCr0.05〜1.20%、MO0. 03〜0.2
5%のうち何れか1種もしくは双方を合計: 0.10
〜1.20%を含有し、残部鉄および不可避的不純物か
らなる鋼を、線材に熱間圧延し、5°C/sec以上の
冷却速度で冷却し、ベイナイト組織を得ることを特徴と
する非調質ボルト用鋼線材の製造方法。
Mn : 0.7〜2.5%、V、 Nb、Ti、のう
ち1種もしくは2種以上の合計: 0.05〜0.30
%、Bo0.0005〜0.0050%、を含有し、更
にCr0.05〜1.20%、MO0. 03〜0.2
5%のうち何れか1種もしくは双方を合計: 0.10
〜1.20%を含有し、残部鉄および不可避的不純物か
らなる鋼を、線材に熱間圧延し、5°C/sec以上の
冷却速度で冷却し、ベイナイト組織を得ることを特徴と
する非調質ボルト用鋼線材の製造方法。
を競に提案する。本発明方法による場合には、得られる
線材の組織が事実上ベイナイト組織となるために、冷間
鍛造性が良好で加工硬化、変形抵抗の小さい高降伏点、
高延性の線材を得ることができる。
線材の組織が事実上ベイナイト組織となるために、冷間
鍛造性が良好で加工硬化、変形抵抗の小さい高降伏点、
高延性の線材を得ることができる。
(作用)
高延性−低変形抵抗の非調質ボルト用鋼線材を研究中、
高Mn鋼をオフラインでパテンティングすると組織がフ
ェライト+パーライトからベイナイトに変化し著しく延
性が向上し、且つ、加工硬化、変形抵抗が小さくなると
いう知見を得た。
高Mn鋼をオフラインでパテンティングすると組織がフ
ェライト+パーライトからベイナイトに変化し著しく延
性が向上し、且つ、加工硬化、変形抵抗が小さくなると
いう知見を得た。
然し乍ら、オフラインにおけるパテンティングでは非調
質ボルト用鋼線材の工程の合理化とはならない。そこで
オンラインにおいて直接パテンティングを施してベイナ
イト組織を有するための諸条件について鋭意研究を進め
、オフラインパテンティング材より更に優れた特性を有
する非調質ボルト用鋼線材の製造方法を確立したもので
ある。
質ボルト用鋼線材の工程の合理化とはならない。そこで
オンラインにおいて直接パテンティングを施してベイナ
イト組織を有するための諸条件について鋭意研究を進め
、オフラインパテンティング材より更に優れた特性を有
する非調質ボルト用鋼線材の製造方法を確立したもので
ある。
本願の特許請求の範囲において記載した製造方法による
場合には、何れの場合でも引張り強さ60〜90 kg
f/+u2、降伏比(降伏応力/引張強さ)0.75以
上、絞り値70%以上の線材を製造することができる。
場合には、何れの場合でも引張り強さ60〜90 kg
f/+u2、降伏比(降伏応力/引張強さ)0.75以
上、絞り値70%以上の線材を製造することができる。
然し、発明の目的から考慮した場合、第1の請求項によ
る場合は主として10龍φ以下の線材を得るために使用
し、1011Ilψ以上のvA祠を得るためには第2の
請求項による製造法を採用することが好ましい。Crも
しくはMoを添加したのは大径化による冷却速度の低下
を補うためであり、高強度化するに必要な析出効果元素
の添加量を少なくして延性の低下を防くための処置であ
る。
る場合は主として10龍φ以下の線材を得るために使用
し、1011Ilψ以上のvA祠を得るためには第2の
請求項による製造法を採用することが好ましい。Crも
しくはMoを添加したのは大径化による冷却速度の低下
を補うためであり、高強度化するに必要な析出効果元素
の添加量を少なくして延性の低下を防くための処置であ
る。
先ず、本発明における化学的組成について各元素の機能
および数値限定の理由について説明する。
および数値限定の理由について説明する。
C: 0.03〜0.20%
鋼の強度を確保するために重要な元素である。
然し、0.03%未満では炭化物の生成量が少な過ぎて
所望の強度を確保するのが困難であり、一方0.20%
を超えると延性の低下が大きくなるので0.03〜0.
20%の範囲とした。
所望の強度を確保するのが困難であり、一方0.20%
を超えると延性の低下が大きくなるので0.03〜0.
20%の範囲とした。
Si:0.10%以下
Siはフェライトに固溶し、その延性を低下させると共
に変形抵抗を著しく増大せしめる性質がある。含有量が
0.10%を超えるとボルトの首下破断の危険性が大き
くなり、而も加工工具の寿命を短かくするので上限を0
.10%とした。
に変形抵抗を著しく増大せしめる性質がある。含有量が
0.10%を超えるとボルトの首下破断の危険性が大き
くなり、而も加工工具の寿命を短かくするので上限を0
.10%とした。
Mn:0.7−2.5%
鋼の焼入れ性を高め、靭性、強度を確保するのに重要な
元素である。0.7%未満では所望の強度を確保するの
が困難であり、2.5%を超えて添加すると延性の低下
が大きくなるので0.7〜2.5%の範囲とした。
元素である。0.7%未満では所望の強度を確保するの
が困難であり、2.5%を超えて添加すると延性の低下
が大きくなるので0.7〜2.5%の範囲とした。
V 、 Nb、 Tiの1種もしくは2種以上の合計二
0.05〜0.30% この3元素は鋼中でN化物を形成し、Bの焼入れ性向上
を確実なものとする性質がある。而も、微細な炭化物を
析出し、鋼の延性を大きく損なうことなく強度を増大せ
しめる働きがある。これらの目的を達成せしめるために
は、0.05%未満の添加ではその効果は小さく、一方
0.30%を超えて添加してもその効果は飽和すること
になり、延性を低下することになり、且つコスト高の原
因ともなるので0.05〜0.30%の範囲とした。
0.05〜0.30% この3元素は鋼中でN化物を形成し、Bの焼入れ性向上
を確実なものとする性質がある。而も、微細な炭化物を
析出し、鋼の延性を大きく損なうことなく強度を増大せ
しめる働きがある。これらの目的を達成せしめるために
は、0.05%未満の添加ではその効果は小さく、一方
0.30%を超えて添加してもその効果は飽和すること
になり、延性を低下することになり、且つコスト高の原
因ともなるので0.05〜0.30%の範囲とした。
B : 0.0005〜0.0050%微量の添加で鋼
の焼入れ性を大幅に向上せしめる働きがある。Bはオー
ステナイト粒界に偏析してフェライトの析出を抑制し、
Mn織をフェライト十パーライトからベイナイトへ変化
させる。この目的のためにはO,OO05%未満の添加
ではその効果はなく、一方0.0050%を超えて添加
しても効果は飽和するので、0.0005〜0.005
0%の範囲とした。
の焼入れ性を大幅に向上せしめる働きがある。Bはオー
ステナイト粒界に偏析してフェライトの析出を抑制し、
Mn織をフェライト十パーライトからベイナイトへ変化
させる。この目的のためにはO,OO05%未満の添加
ではその効果はなく、一方0.0050%を超えて添加
しても効果は飽和するので、0.0005〜0.005
0%の範囲とした。
Cry、 05〜1.20%、Mo0.03〜0.25
%のうち何れか1種もしくは双方の合計: 0.10〜
1.20% Crは鋼の焼入れ性を高め強度を確保するのに重要な元
素であるが、0.05%未満では強度を増加せしめる効
果は殆んど無く、一方1.20%を超えて添加する場合
には、Mnと同様に延性の低下をもたらすので、0.0
5〜1.20%の範囲とした。l’l。
%のうち何れか1種もしくは双方の合計: 0.10〜
1.20% Crは鋼の焼入れ性を高め強度を確保するのに重要な元
素であるが、0.05%未満では強度を増加せしめる効
果は殆んど無く、一方1.20%を超えて添加する場合
には、Mnと同様に延性の低下をもたらすので、0.0
5〜1.20%の範囲とした。l’l。
もMnもしくはCrと同様に焼入れ性を高め、強度を確
保するのに適しているが、0.03%未満ではその効果
は殆んどなく、一方多量に添加することはコストも上昇
し好ましくないので、添加量の上限は0.25%とした
。又、CrとMoは夫々代替して使用することができる
が、何れか1種もしくは双方を添加する場合に、その含
量は、0.10〜1.20%の範囲内とすべきである。
保するのに適しているが、0.03%未満ではその効果
は殆んどなく、一方多量に添加することはコストも上昇
し好ましくないので、添加量の上限は0.25%とした
。又、CrとMoは夫々代替して使用することができる
が、何れか1種もしくは双方を添加する場合に、その含
量は、0.10〜1.20%の範囲内とすべきである。
含量が0.10%未満では強度の増加が少なく、1.2
0%を超えて添加すると延性は低下し、コストアンプに
つながるので0.10〜1.20%の範囲とした。尚、
10龍φ以下の線材では冷却速度の制御が比較的容易で
ありCr、 Moの添加は必要としない。
0%を超えて添加すると延性は低下し、コストアンプに
つながるので0.10〜1.20%の範囲とした。尚、
10龍φ以下の線材では冷却速度の制御が比較的容易で
ありCr、 Moの添加は必要としない。
以上主要な元素について記載したが、鋼材には通常これ
らの他に不可避的な不純物として、微量のP、、S、
Cu、 Niおよび脱酸剤として使用されるへβ等が含
まれている。
らの他に不可避的な不純物として、微量のP、、S、
Cu、 Niおよび脱酸剤として使用されるへβ等が含
まれている。
Niを焼入れ性向上の目的のために添加してもよいが、
効果の割には高価なため特に本文中では規定をしなかっ
た。
効果の割には高価なため特に本文中では規定をしなかっ
た。
又、通常は■、Nb、 Tiの析出硬化を大きくするた
めに、Nを高めに規定することが多いが、本発明ではB
の焼入性効果を最大限に利用するため、BがN化物を形
成することのないよう、Nは可能な限り低く押えた方が
好ましく、Bは固溶Bとして留まらせる必要がある。
めに、Nを高めに規定することが多いが、本発明ではB
の焼入性効果を最大限に利用するため、BがN化物を形
成することのないよう、Nは可能な限り低く押えた方が
好ましく、Bは固溶Bとして留まらせる必要がある。
次いで重要な熱処理工程について記載する。
熱間圧延後の冷却速度=5°C/sec以上熱間圧延後
の冷却速度が5℃/sec未満では、所望の強度の線材
を得るのに多量の合金元素の添加を必要とすることにな
り、コスト高は避けられないので、5°C/sec以上
とした。冷却速度の上限については、マルテンサイトが
発生するMs点以下にさえ冷却しなければよいので、特
に上限は規定しなかった。例えばlOO℃/secで冷
却した場合でも、M’s点より稍高い温度に保持するこ
とにより、ベイナイト組織を得ることができる。
の冷却速度が5℃/sec未満では、所望の強度の線材
を得るのに多量の合金元素の添加を必要とすることにな
り、コスト高は避けられないので、5°C/sec以上
とした。冷却速度の上限については、マルテンサイトが
発生するMs点以下にさえ冷却しなければよいので、特
に上限は規定しなかった。例えばlOO℃/secで冷
却した場合でも、M’s点より稍高い温度に保持するこ
とにより、ベイナイト組織を得ることができる。
本発明方法により得られた非調質ボルト用鋼線材の特徴
は、 ■ 線材の組織:ヘイナイI・ フェライト+パーライト組織の鋼は、パーライト中の炭
化物が粗大であり、ラメラ−間隔も大きく、強度の加工
を加えた時にはパーライトから微細な割れが発生し延性
に欠けるが、ベイナイト組織の場合には、炭化物は微細
に分散してパーライトのように局部的に応力集中を受け
ることが無くなり極めて延性に優れ、冷間鍛造性が良好
で、加工硬化、変形抵抗が小さいので、本発明において
は得られる組織は事実上へイナイトとなるように諸条件
が設定されている。然し、微量の場合には、フェライト
が混在しても特に問題はない。
は、 ■ 線材の組織:ヘイナイI・ フェライト+パーライト組織の鋼は、パーライト中の炭
化物が粗大であり、ラメラ−間隔も大きく、強度の加工
を加えた時にはパーライトから微細な割れが発生し延性
に欠けるが、ベイナイト組織の場合には、炭化物は微細
に分散してパーライトのように局部的に応力集中を受け
ることが無くなり極めて延性に優れ、冷間鍛造性が良好
で、加工硬化、変形抵抗が小さいので、本発明において
は得られる組織は事実上へイナイトとなるように諸条件
が設定されている。然し、微量の場合には、フェライト
が混在しても特に問題はない。
■ 線材の引張強さコロ0〜90 kgf/w260
kgf/mu2未満では伸線により所望の強度の線を得
るために、減面率を大きくする必要があり、伸線ダイス
の摩耗が大きくなり、一方90 kgf/mm2を超え
る強度とする場合には、変形抵抗の増大が著しく、鍛造
用工具の寿命を短くすることとなるので、製品の強度設
定を60〜90 kgf/mu2の範囲としている。
kgf/mu2未満では伸線により所望の強度の線を得
るために、減面率を大きくする必要があり、伸線ダイス
の摩耗が大きくなり、一方90 kgf/mm2を超え
る強度とする場合には、変形抵抗の増大が著しく、鍛造
用工具の寿命を短くすることとなるので、製品の強度設
定を60〜90 kgf/mu2の範囲としている。
■ 降伏比(降伏応力/引張強さ):0.75以上0.
75未満の降伏比の線材では、転位密度が低く、伸線に
よって高転位密度としても可動転位が残存することにな
り、耐へたり性を低下せしめ、ボルトの永久伸びを大き
くする原因となる。この可動転位を不動転位とするには
、ブルーイング処理を必要とする。降伏点0.75未満
の線材では伸線ままでブルーイング材と同等の降伏応力
を有する線を得ることができずブルーイングを省略する
ことが不可能なため、0.75以上の降伏比のものが得
られる製品設計となっている。
75未満の降伏比の線材では、転位密度が低く、伸線に
よって高転位密度としても可動転位が残存することにな
り、耐へたり性を低下せしめ、ボルトの永久伸びを大き
くする原因となる。この可動転位を不動転位とするには
、ブルーイング処理を必要とする。降伏点0.75未満
の線材では伸線ままでブルーイング材と同等の降伏応力
を有する線を得ることができずブルーイングを省略する
ことが不可能なため、0.75以上の降伏比のものが得
られる製品設計となっている。
■ 線材の絞り値=70%以上
70%未満の絞り値では冷間鍛造時にボルト頭部に割れ
が発生し易くなり、くさび引張試験における首下破断の
危険性が増大するので70%以上の絞り値が得られる製
品設計となっている。
が発生し易くなり、くさび引張試験における首下破断の
危険性が増大するので70%以上の絞り値が得られる製
品設計となっている。
以上詳述した化学組成、添加範囲並びに冷却条件を遵守
することにより、■〜■の特性を有する非調質ボルト用
鋼線材の安定した生産が可能となる。
することにより、■〜■の特性を有する非調質ボルト用
鋼線材の安定した生産が可能となる。
(実施例)
第1表に供試鋼としての本発明鋼(本発明の方法により
得られた鋼)並びに比較鋼(化学組成の何れか又は冷却
条件が本発明と異なる鋼)の化学的組成を示す。
得られた鋼)並びに比較鋼(化学組成の何れか又は冷却
条件が本発明と異なる鋼)の化学的組成を示す。
N0. 1〜M4は本発明鋼の内、特許請求筒1の請求
項に相当する発明であり、N115〜N[L7は第2の
請求項に相当する発明である。歯8〜l1h13は前述
の第1の請求項に類似する比較鋼、陽414〜15は第
2の請求項に類似する比較鋼の組成を示している。
項に相当する発明であり、N115〜N[L7は第2の
請求項に相当する発明である。歯8〜l1h13は前述
の第1の請求項に類似する比較鋼、陽414〜15は第
2の請求項に類似する比較鋼の組成を示している。
これらの鋼の8顛φ線材の機械的性質を第2表に示す。
熱処理条件はN0.10およびN017を除いて、熱間
圧延後衝風により8°C/secで冷却した。
圧延後衝風により8°C/secで冷却した。
寛10は熱間圧延後衝風を停止して1℃/secの放冷
を行なったものであり、Na17はオフラインで400
℃のツル1〜によりパテンティングしたものである。表
中Fはフェライト、Pはパーライト、Bはへイナイトを
示す。
を行なったものであり、Na17はオフラインで400
℃のツル1〜によりパテンティングしたものである。表
中Fはフェライト、Pはパーライト、Bはへイナイトを
示す。
σ0.2、T、S =kgf/w” 、E、L−%
N(1,Iは、比較鋼N0. 10と同一組成の鋼を衝
風により冷却した場合を示すものであるが、得られる組
織はへイナイトであり、N0.10よりも降伏応力が著
しく増加し、引張強さ、伸び、絞り値とも高く良好な値
を示している。N0. 2は、0.18%VB鋼の例で
あり、析出硬化元素はVのみの例であり、■をN010
より多く添加した分だけ降伏応力、強度が高くなってい
る。歯3は、析出効果元素としてTiのみを使用した例
であり、良好な組織および機械的性質を示している。1
Vk1.4は、Cを低くし、Mnを2.05%に高めて
■、Nb、、Tiを合計で0.21%添加した例であっ
て、良好な組織、機械的性質が得られている。N0.5
は比較鋼階10にCrを0.30%を添加した例であり
、N0.10に比較して絞り値が低下することなく、降
伏応力、強度が数kg f / vhva ”増加した
例を示す。11i11.6はMn1.12%と低めで、
Crが0.90%と高めとしたNbB111iの例であ
り、良好な組織、機械的性質を示している。
風により冷却した場合を示すものであるが、得られる組
織はへイナイトであり、N0.10よりも降伏応力が著
しく増加し、引張強さ、伸び、絞り値とも高く良好な値
を示している。N0. 2は、0.18%VB鋼の例で
あり、析出硬化元素はVのみの例であり、■をN010
より多く添加した分だけ降伏応力、強度が高くなってい
る。歯3は、析出効果元素としてTiのみを使用した例
であり、良好な組織および機械的性質を示している。1
Vk1.4は、Cを低くし、Mnを2.05%に高めて
■、Nb、、Tiを合計で0.21%添加した例であっ
て、良好な組織、機械的性質が得られている。N0.5
は比較鋼階10にCrを0.30%を添加した例であり
、N0.10に比較して絞り値が低下することなく、降
伏応力、強度が数kg f / vhva ”増加した
例を示す。11i11.6はMn1.12%と低めで、
Crが0.90%と高めとしたNbB111iの例であ
り、良好な組織、機械的性質を示している。
歯7はMoを0.16%添加したNb−V−Bliil
の例を示すもので、良好な組織、機械的性質が示されて
いる。次いでNL18〜嵐15のBその他の添加元素を
含む比較鋼と、lt、16〜N0.17のAl5115
24相当鋼を対象とした比較鋼について機械的性質等に
ついて述べる。
の例を示すもので、良好な組織、機械的性質が示されて
いる。次いでNL18〜嵐15のBその他の添加元素を
含む比較鋼と、lt、16〜N0.17のAl5115
24相当鋼を対象とした比較鋼について機械的性質等に
ついて述べる。
陥8は0.12%C−低5i−1.58%Mnをベース
として、これに0.12%■、0.02%Tiを添加し
た鋼であるが、熱間圧延後、衝風を吹き付けて冷却した
例であり、得られた組織はフェライト十パーライトであ
り、降伏応)j、降伏比が低い。冷却速度が遅いこと原
因となっている。N[L9は、■、Tiを添加し更にB
も添加した例であるが、析出効果元素としてV、Tiの
添加量の少ないことが原因して充分な強度ができていな
い。歯10は、階9よりVの添加量を増加した例である
が、衝風を吹きつけないで放冷したために、組織がフェ
ライト十パーライトであり、降伏応力、降伏比が低くな
っている。N0.14は、更にVを0.37%と高くし
たB添加鋼の例であるが、■が高過ぎるため、強度が高
過ぎ、伸び絞り値が低くなっている。
として、これに0.12%■、0.02%Tiを添加し
た鋼であるが、熱間圧延後、衝風を吹き付けて冷却した
例であり、得られた組織はフェライト十パーライトであ
り、降伏応)j、降伏比が低い。冷却速度が遅いこと原
因となっている。N[L9は、■、Tiを添加し更にB
も添加した例であるが、析出効果元素としてV、Tiの
添加量の少ないことが原因して充分な強度ができていな
い。歯10は、階9よりVの添加量を増加した例である
が、衝風を吹きつけないで放冷したために、組織がフェ
ライト十パーライトであり、降伏応力、降伏比が低くな
っている。N0.14は、更にVを0.37%と高くし
たB添加鋼の例であるが、■が高過ぎるため、強度が高
過ぎ、伸び絞り値が低くなっている。
N1112は、Si0.34%を含む例であり、Siが
高いため伸び、絞り値が低くなっている。N0. 13
は、Cが0.23%と高い例であり絞り値が低くなって
いる。隔14は、0.64%Mn −1,40%Crと
低Mn高Cr1ilの例あるが、Mnの低下に伴なう焼
入れ性低下を補うため高Crとしているので、絞り値が
低くなっている。N0.15は、Mn2.70と高い鋼
の例であるが、Mnが高過ぎるため伸び、絞り値が低い
。
高いため伸び、絞り値が低くなっている。N0. 13
は、Cが0.23%と高い例であり絞り値が低くなって
いる。隔14は、0.64%Mn −1,40%Crと
低Mn高Cr1ilの例あるが、Mnの低下に伴なう焼
入れ性低下を補うため高Crとしているので、絞り値が
低くなっている。N0.15は、Mn2.70と高い鋼
の例であるが、Mnが高過ぎるため伸び、絞り値が低い
。
N0.16は、Al511524相当鋼の圧延まま材の
例であるが、圧延ままでは降伏応力、絞り値が低い。こ
れをオフラインでパテンティングした陽17は、降伏応
力、絞り値が著しく増大しており、冷却速度の重要な点
がうかがえる。
例であるが、圧延ままでは降伏応力、絞り値が低い。こ
れをオフラインでパテンティングした陽17は、降伏応
力、絞り値が著しく増大しており、冷却速度の重要な点
がうかがえる。
第3表には7.15 amφに伸線した本発明@南1、
隘5並びに比較鋼1110. 8、N017の伸線まま
材の機械的性質を示す。比較鋼は何れも本発明鋼より降
伏応力が低く、又降伏比、絞り値も低い。伸線による強
度増加ΔTSは比較鋼の方が大きくなっていることが判
る。線の割れ発生の度合を示す限界圧縮率は、側面にV
aを付けた試料を用いて調べたものである。N0. 8
の限界圧縮率が低いのは組織がフェライト十パーライト
であり、パーライトを起点に割れが発生し易いことを示
している。ベイナイト組織を有する本発明鋼は炭化物が
微細に分散して局部的な応力集中を起しにくいので比較
鋼より約10%も限界圧縮率が高い。ベイナイト組織で
あるNa17が低いのはC量が高いことに起因している
ものである。
隘5並びに比較鋼1110. 8、N017の伸線まま
材の機械的性質を示す。比較鋼は何れも本発明鋼より降
伏応力が低く、又降伏比、絞り値も低い。伸線による強
度増加ΔTSは比較鋼の方が大きくなっていることが判
る。線の割れ発生の度合を示す限界圧縮率は、側面にV
aを付けた試料を用いて調べたものである。N0. 8
の限界圧縮率が低いのは組織がフェライト十パーライト
であり、パーライトを起点に割れが発生し易いことを示
している。ベイナイト組織を有する本発明鋼は炭化物が
微細に分散して局部的な応力集中を起しにくいので比較
鋼より約10%も限界圧縮率が高い。ベイナイト組織で
あるNa17が低いのはC量が高いことに起因している
ものである。
線に45.5 kgf/x■2の初期荷重を掛けて10
時間後のりラクセーションを測定した結果では本発明が
2%台の値であるのに対して、比較例は3%台の値であ
る。これは比較例が降伏応力が低いことに起因する。ま
たボルトの保証荷重試験に於ける永久伸びも本発明は充
分12.5μmをクリヤーする値であるが、比較例は規
格値を上回る。本発明の良好なりラクセーション特性、
永久伸びはV等の微細炭化物により転位を動き難くして
いること、組織のベイナイト化により初期の転位密度を
多くして、伸線によりフェライト+パーライト組織のも
のより高転位密度として転位の不動化を図っていること
による。
時間後のりラクセーションを測定した結果では本発明が
2%台の値であるのに対して、比較例は3%台の値であ
る。これは比較例が降伏応力が低いことに起因する。ま
たボルトの保証荷重試験に於ける永久伸びも本発明は充
分12.5μmをクリヤーする値であるが、比較例は規
格値を上回る。本発明の良好なりラクセーション特性、
永久伸びはV等の微細炭化物により転位を動き難くして
いること、組織のベイナイト化により初期の転位密度を
多くして、伸線によりフェライト+パーライト組織のも
のより高転位密度として転位の不動化を図っていること
による。
更にボルトの首下のR部を0.1 mm、くさび角度を
15°と厳しくしてくさび引張試験を行ない首下破断の
発生率を測定したところ、本発明鋼では首下破断は発生
しなかったが、比較鋼階8で、30%、N0.17で1
5%の発生がみられている。
15°と厳しくしてくさび引張試験を行ない首下破断の
発生率を測定したところ、本発明鋼では首下破断は発生
しなかったが、比較鋼階8で、30%、N0.17で1
5%の発生がみられている。
比較鋼は首下R部の局部的な加工硬化により首下破断が
発生し易いのに対して、本発明鋼は首下R部においても
加工硬化が小さいため首下破断が発生していない。従来
はこの首下の加工硬化部の応力除去のためにもブルーイ
ングを必要としていたものである。
発生し易いのに対して、本発明鋼は首下R部においても
加工硬化が小さいため首下破断が発生していない。従来
はこの首下の加工硬化部の応力除去のためにもブルーイ
ングを必要としていたものである。
第1図にMl、5.8.17の8111φがら7、15
11Iφに伸線した線の電子顕微鏡組織を示す。
11Iφに伸線した線の電子顕微鏡組織を示す。
N0. 1.5の本発明鋼は全体がベイナイトであり、
白い炭化物が均一微細に分布していることが判る。
白い炭化物が均一微細に分布していることが判る。
隅8においては黒いフェライトの中にパーライトが島状
に分布して全体がごろごろした感じであり、オフライン
パテンティングの歯17は、ベイナイト組織ではあるが
Cが陽1.5より高いため炭化物量が多く、而も炭化物
の大きさが本発明鋼のものより稍大きくなっている。
に分布して全体がごろごろした感じであり、オフライン
パテンティングの歯17は、ベイナイト組織ではあるが
Cが陽1.5より高いため炭化物量が多く、而も炭化物
の大きさが本発明鋼のものより稍大きくなっている。
第2図に伸線によるT、S、R,Aの変化を表示したが
、本発明鋼はT、Sの上がりが少なく、加工硬化の小さ
いことが明示されている。同−成分系の患8にBを添加
した本発明鋼の方が、組織もベイナイト化され、T、S
の上がりも少なく加工硬化が小さくなっていることが判
る。又、隘8に比較しでベイナイト組織のN0. 1の
方が絞り値も高く、伸線による低下も少ないことが明示
されている。
、本発明鋼はT、Sの上がりが少なく、加工硬化の小さ
いことが明示されている。同−成分系の患8にBを添加
した本発明鋼の方が、組織もベイナイト化され、T、S
の上がりも少なく加工硬化が小さくなっていることが判
る。又、隘8に比較しでベイナイト組織のN0. 1の
方が絞り値も高く、伸線による低下も少ないことが明示
されている。
第3図には7.15mmφ線のブルーイングにょる降伏
応力並びに絞り値の変化を示した。比較鋼は250 ’
C1350℃のブルーイングで降伏力が大きく増加して
いるが本発明鋼においてはこの温度では伸線ままと殆ん
ど変らない。
応力並びに絞り値の変化を示した。比較鋼は250 ’
C1350℃のブルーイングで降伏力が大きく増加して
いるが本発明鋼においてはこの温度では伸線ままと殆ん
ど変らない。
本発明鋼においては伸線ままで既にブルーイング材と同
等の高い降伏応力を有しており、このためブルーイング
の工程を省略することができる。
等の高い降伏応力を有しており、このためブルーイング
の工程を省略することができる。
絞り値は本発明鋼の場合ブルーイングしても低下するこ
となくむしろ増大する傾向にある。
となくむしろ増大する傾向にある。
勿論ブルーイング処理をした鋼を使用しても差し支えな
いことは云うまでもない。
いことは云うまでもない。
第4図は圧縮試験による7、 15 鶴φ線の変形抵抗
を測定した例を示すものである。フェライト+パーライ
ト組織を有する歯8に対し、同等の強度でベイナイト組
織を有する本発明鋼階1は格段に変形抵抗が小さい。同
様に階5と阻17を比較しても□本発明鋼の変形抵抗の
小さいのが判る。
を測定した例を示すものである。フェライト+パーライ
ト組織を有する歯8に対し、同等の強度でベイナイト組
織を有する本発明鋼階1は格段に変形抵抗が小さい。同
様に階5と阻17を比較しても□本発明鋼の変形抵抗の
小さいのが判る。
第5図はくさび引張試験の要期を示す図。第6図はボル
トの加工工程を示す図であり、(a)は調質ボルトの加
工工程、(b)は従来の非調質ボルトの加工工程、(C
)は本発明の加工工程である。(図中のFはフェライト
、Pはパーライト、Bはベイナイトを、またαはくさび
角度を示す。) 「発明の効果J 以上比較鋼との対比で本発明方法により得られた鋼の特
徴、利点を述べてきたように、本発明方法により得られ
た線材は従来のものと比較して高延性、低加工硬化性を
有しているため、ボルト首下破断の危険もなく、而も低
い変形抵抗性を有しているから、冷間鍛造工具の寿命を
延長せしめることになる。又、ブルーイング材と同等の
降伏応力、低い永久伸び特性を備えているから、調質ボ
ルトの加工工程に対しては、軟化焼鈍、焼入れ焼戻しの
省略が可能であり、従来の非調質ボルトの加工工程に対
しては、ブルーイングが不要となる等全ての熱処理工程
を省略することができるから、産業界に寄与するところ
は頗る大きいものがある。
トの加工工程を示す図であり、(a)は調質ボルトの加
工工程、(b)は従来の非調質ボルトの加工工程、(C
)は本発明の加工工程である。(図中のFはフェライト
、Pはパーライト、Bはベイナイトを、またαはくさび
角度を示す。) 「発明の効果J 以上比較鋼との対比で本発明方法により得られた鋼の特
徴、利点を述べてきたように、本発明方法により得られ
た線材は従来のものと比較して高延性、低加工硬化性を
有しているため、ボルト首下破断の危険もなく、而も低
い変形抵抗性を有しているから、冷間鍛造工具の寿命を
延長せしめることになる。又、ブルーイング材と同等の
降伏応力、低い永久伸び特性を備えているから、調質ボ
ルトの加工工程に対しては、軟化焼鈍、焼入れ焼戻しの
省略が可能であり、従来の非調質ボルトの加工工程に対
しては、ブルーイングが不要となる等全ての熱処理工程
を省略することができるから、産業界に寄与するところ
は頗る大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は本発明鋼と比較鋼の対比を示すもので、第
1図は電子顕微鏡組織、第2図はT、 SもしくはR,
Aと伸線減面率の関係、第3図はσ0.2もしくはR,
Aとブルーイング温度との関係、第4図は変形抵抗と圧
縮眞歪みの関係を示し、第5図はくさび引張試験の要領
を示す図、第6図はボルトの加工工程を示す図であり、
(a)は調質ボルトの加工工程、(kllは従来の非調
質ボルトの加工工程、(C)は本発明の加工工程である
。(図中Fはフェライト、Pはパーライト、Bはへイナ
イトを、またαは(さび角度を示す。) 特許出願人 トーテ・スチール株式会社発 明 者 江 口 豊 明 同 佐 藤 謙 同 大 鈴 弘 忠 一 O 0,5 圧神真歪叱 1、S 2.0 電 >1> 圓 亨 (α) cb) (c)
1図は電子顕微鏡組織、第2図はT、 SもしくはR,
Aと伸線減面率の関係、第3図はσ0.2もしくはR,
Aとブルーイング温度との関係、第4図は変形抵抗と圧
縮眞歪みの関係を示し、第5図はくさび引張試験の要領
を示す図、第6図はボルトの加工工程を示す図であり、
(a)は調質ボルトの加工工程、(kllは従来の非調
質ボルトの加工工程、(C)は本発明の加工工程である
。(図中Fはフェライト、Pはパーライト、Bはへイナ
イトを、またαは(さび角度を示す。) 特許出願人 トーテ・スチール株式会社発 明 者 江 口 豊 明 同 佐 藤 謙 同 大 鈴 弘 忠 一 O 0,5 圧神真歪叱 1、S 2.0 電 >1> 圓 亨 (α) cb) (c)
Claims (2)
- (1)重量%で、 C:0.03〜0.20%、Si:0.10%以下、M
n:0.7〜2.5%、V、Nb、Ti、のうち1種も
しくは2種以上の合計:0.05〜0.30%、B:0
.0005〜0.0050%、 を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼を
、線材に熱間圧延し、5℃/sec以上の冷却速度で冷
却し、ベイナイト組織を得ることを特徴とする非調質ボ
ルト用鋼線材の製造方法。 - (2)重量%で、 C:0.03〜0.20%、Si;0.10%以下、M
n:0.7〜2.5%、V、Nb、Ti、のうち1種も
しくは2種以上の合計:0.05〜0.30%、B:0
.0005〜0.0050%、を含有し、更にCr0.
05〜1.20%、Mo0.03〜0.25%のうち何
れか1種もしくは双方の合計:0.10〜1.20%を
含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる鋼を、線
材に熱間圧延し、5℃/sec以上の冷却速度で冷却し
、ベイナイト組織を得ることを特徴とする非調質ボルト
用鋼線材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63319363A JP2731797B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 非調質ボルト用鋼線材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63319363A JP2731797B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 非調質ボルト用鋼線材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02166229A true JPH02166229A (ja) | 1990-06-26 |
| JP2731797B2 JP2731797B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=18109316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63319363A Expired - Fee Related JP2731797B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 非調質ボルト用鋼線材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2731797B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5342700A (en) * | 1989-12-22 | 1994-08-30 | Compagnie Generale Des Establissements Michelin-Michelin & Cie | Steel wire having a structure of a strain-hardened lower bainite type and method for producing such wire |
| WO2005059193A1 (de) * | 2003-12-18 | 2005-06-30 | Ejot Gmbh & Co. Kg | Durch kaltwalzen geformte befestigungsschraube mit selbstfurchendem gewinde |
| DE102009016079A1 (de) * | 2009-04-03 | 2010-10-14 | Kruse, Jochen, Dr. | Kugelzapfen aus einem Stahl mit bainitischem Gefüge und Verfahren zur Herstellung derartiger Kugelzapfen |
| WO2013051513A1 (ja) | 2011-10-07 | 2013-04-11 | 株式会社神戸製鋼所 | ボルト用鋼線及びボルト、並びにその製造方法 |
| WO2016121820A1 (ja) * | 2015-01-27 | 2016-08-04 | 新日鐵住金株式会社 | 非調質機械部品用線材、非調質機械部品用鋼線、及び、非調質機械部品 |
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