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JP6361279B2 - Medium and high carbon steel - Google Patents

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JP6361279B2
JP6361279B2 JP2014102560A JP2014102560A JP6361279B2 JP 6361279 B2 JP6361279 B2 JP 6361279B2 JP 2014102560 A JP2014102560 A JP 2014102560A JP 2014102560 A JP2014102560 A JP 2014102560A JP 6361279 B2 JP6361279 B2 JP 6361279B2
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達雄 吉井
達雄 吉井
俊也 小深田
俊也 小深田
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  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

本発明は、中高炭素鋼材に関し、さらに詳しくは、高周波焼入れが実施される中高炭素鋼材に関する。   The present invention relates to a medium-high carbon steel material, and more particularly to a medium-high carbon steel material subjected to induction hardening.

中高炭素鋼材は、炭素(C)を0.30〜0.70質量%程度含有する。中高炭素鋼材はたとえば、トムソン刃に用いられる。トムソン刃は、帯状の打ち抜き刃である。トムソン刃は、ベニヤ板や段ボール、樹脂、紙、皮革等を所定の形状に打ち抜くために使用される。中高炭素鋼材は、打ち抜き形状に合わせて曲げ加工された後、トムソン刃として利用される。   The medium-high carbon steel material contains about 0.30 to 0.70 mass% of carbon (C). Medium and high carbon steel materials are used for Thomson blades, for example. The Thomson blade is a strip-shaped punching blade. The Thomson blade is used for punching plywood, cardboard, resin, paper, leather, etc. into a predetermined shape. The medium-high carbon steel material is used as a Thomson blade after being bent according to the punching shape.

中高炭素鋼材はさらに、自動車用の機械部品にも利用される。このような機械部品はたとえば、チェーン、ギア、クラッチ等である。   Medium and high carbon steel materials are also used in automotive machine parts. Such mechanical parts are, for example, chains, gears, clutches and the like.

トムソン刃の刃先部の耐摩耗性が低ければ、使用により刃先部が丸くなりやすく、切れ味が悪くなり、刃としての耐久性が低下する。したがって、トムソン刃の刃先は耐久性(耐摩耗性)が要求される。同様に、上記機械部品でも耐摩耗性が要求される。そのため、これらの用途に利用される中高炭素鋼材では、高周波焼入れが実施される。高周波焼入れは、鋼材の硬さを高める。その結果、鋼材の耐摩耗性が高まる。最近では、高周波焼入れが実施された中高炭素鋼材の耐摩耗性のさらなる向上が求められている。   If the wear resistance of the Thomson blade edge is low, the edge tends to be rounded by use, the sharpness is deteriorated, and the durability as a blade is lowered. Therefore, the cutting edge of the Thomson blade is required to have durability (wear resistance). Similarly, wear resistance is also required for the mechanical parts. Therefore, induction hardening is performed on medium and high carbon steel materials used for these applications. Induction hardening increases the hardness of the steel. As a result, the wear resistance of the steel material is increased. Recently, further improvement in wear resistance of medium and high carbon steel materials that have been subjected to induction hardening has been demanded.

特開2004−277801号公報(特許文献1)は、耐摩耗性に優れた打ち抜き刃用鋼を提案する。特許文献1に開示された鋼は、フェライト単相からなる厚さ5μm以上の脱炭表層を有する。表面からの深さが100μm以上の領域である基地部は、C:0.40〜0.80質量%を含有する。基地部はさらに、ベイナイト中に1体積%以上の球状炭化物を含む金属組織、又は、焼き戻しマルテンサイト中に1体積%以上の球状炭化物を含む金属組織を有する。ベイナイト又は焼き戻しマルテンサイトの組織中に一定量以上の球状炭化物を分散させれば、耐摩耗性が向上する、と記載されている。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-277801 (Patent Document 1) proposes a steel for a punching blade having excellent wear resistance. The steel disclosed in Patent Document 1 has a decarburized surface layer made of a ferrite single phase and having a thickness of 5 μm or more. The base part which is an area | region whose depth from the surface is 100 micrometers or more contains C: 0.40-0.80 mass%. The base portion further has a metal structure containing 1% by volume or more of spherical carbide in bainite or a metal structure containing 1% by volume or more of spherical carbide in tempered martensite. It is described that if a certain amount or more of spherical carbide is dispersed in the structure of bainite or tempered martensite, the wear resistance is improved.

特開2005−336567号公報(特許文献2)は、耐久性に優れた打ち抜き刃用鋼を提案する。特許文献2に開示された打ち抜き刃用鋼板は、板厚の1〜10%厚さの脱炭表層を両面に有する。脱炭の影響のない基地部は、質量%でC:0.4〜1.0%、Si:0.2〜2.0%、Mn:0.2〜2.0%、P:0.05%以下、S:0.05%以下、Cr:0.3〜1.6%、Mo:0〜1.0%、V:0〜0.5%を含有し、残部はFe及び不可避的不純物の化学組成を有する。基地部は、硬さ270〜350HVのフェライトと球状炭化物からなる組織である。脱炭表層を除いた部分をフェライト組織のままで一定以上の硬さにコントロールすることにより、打ち抜き刃として必要な耐久性が達成できる、と記載されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2005-336567 (Patent Document 2) proposes a steel for a punching blade excellent in durability. The steel sheet for punching blades disclosed in Patent Document 2 has a decarburized surface layer having a thickness of 1 to 10% of the thickness on both sides. Base parts not affected by decarburization are in mass% C: 0.4 to 1.0%, Si: 0.2 to 2.0%, Mn: 0.2 to 2.0%, P: 0.00. 05% or less, S: 0.05% or less, Cr: 0.3 to 1.6%, Mo: 0 to 1.0%, V: 0 to 0.5%, the balance being Fe and inevitable It has a chemical composition of impurities. The base portion is a structure made of ferrite having a hardness of 270 to 350 HV and a spherical carbide. It is described that the durability required as a punching blade can be achieved by controlling the hardness of the portion excluding the decarburized surface layer to a certain level of hardness or more while maintaining the ferrite structure.

特開2012−214887号公報(特許文献3)は、耐久性に優れた帯状打ち抜き刃用鋼板を提案する。特許文献3に開示された鋼板は、表面から200μmまでの深さ領域の表層部と、表層部よりも内部の基地部とを備える。基地部は、C:0.40〜0.80%、Nb:0.10〜0.50%を含有する化学組成を有する。基地部はさらに、ベイナイト中又は焼戻しマルテンサイト中にセメンタイトからなる球状炭化物が1.0体積%以上存在し、円相当径1.0μm以上のNb含有炭化物の存在密度が900μm2あたり10.0個以上である金属組織を有し、硬さが300〜400HVに調整されている。Nb含有炭化物を分散した金属組織の鋼板とすることにより、帯状打ち抜き刃の耐久性が改善される、と記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-214887 (Patent Document 3) proposes a steel sheet for a strip-shaped punching blade having excellent durability. The steel sheet disclosed in Patent Document 3 includes a surface layer portion in a depth region from the surface to 200 μm, and a base portion inside the surface layer portion. The base portion has a chemical composition containing C: 0.40 to 0.80% and Nb: 0.10 to 0.50%. Further, the base portion further includes 1.0% by volume or more of spherical carbides composed of cementite in bainite or tempered martensite, and the existence density of Nb-containing carbides having an equivalent circle diameter of 1.0 μm or more is 10.0 per 900 μm 2. It has the metal structure as described above, and the hardness is adjusted to 300 to 400 HV. It is described that the durability of the strip-shaped punching blade is improved by using a steel sheet having a metal structure in which Nb-containing carbides are dispersed.

特開2000−348330号公報(特許文献4)及び特開2000−348331(特許文献5)は、急速熱処理後の疲労特性の優れた鋼板を提案する。これらの特許文献に開示された鋼板は、自動車搭載用機械部品等において、成分の規定と共に、ミクロ組織と、表面粗さを調整する。これにより、高速熱処理性と熱処理後の疲労特性が改善できる、と記載されている。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-348330 (Patent Document 4) and Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-348331 (Patent Document 5) propose steel sheets having excellent fatigue characteristics after rapid thermal processing. The steel sheets disclosed in these patent documents adjust the microstructure and surface roughness together with the definition of components in machine parts for automobiles. This describes that the rapid heat treatment property and the fatigue characteristics after heat treatment can be improved.

特開2005−054204号公報(特許文献6)及び特開2007−321190(特許文献7)は、高周波焼入れ後、又は、高周波焼入れ及び焼戻し後の疲労特性に優れた鋼材について提案する。特許文献6に開示された鋼材は、成分規定と共に、母材組織が、ベイナイト組織及び/又はマルテンサイト組織であって、ベイナイト組織及びマルテンサイト組織の合計の組織分率が10%以上である。さらに、高周波焼入れ後の硬化層の旧オーステナイト粒径が硬化層全厚にわたり12μm以下である。さらに、オーステナイトの粒径分布を示す式が提示されており、それらを満足することによって高周波焼入れ後の疲労特性に優れた鋼材が得られる、と記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-054204 (Patent Document 6) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-321190 (Patent Document 7) propose a steel material having excellent fatigue characteristics after induction hardening or induction hardening and tempering. In the steel material disclosed in Patent Document 6, the base material structure is a bainite structure and / or a martensite structure together with the component definition, and the total structure fraction of the bainite structure and the martensite structure is 10% or more. Furthermore, the prior austenite grain size of the hardened layer after induction hardening is 12 μm or less over the entire thickness of the hardened layer. Furthermore, an equation showing the particle size distribution of austenite is presented, and it is described that a steel material excellent in fatigue characteristics after induction hardening can be obtained by satisfying these.

特許文献7では、成分規定と共に、母材組織が、ベイナイト組織及び/又はマルテンサイト組織であって、ベイナイト組織とマルテンサイト組織の合計の組織分率が10%以上である。さらに、高周波焼入れ後の硬化層の旧オーステナイト粒径が硬化層全厚にわたり12μm以下であり、高周波焼入れ及び焼き戻し後の表面残留応力が−700MPa以下である。これにより、高周波焼入れ、及び、焼戻し後の疲労特性に優れた鋼材が得られる、と記載されている。   In Patent Document 7, the matrix structure is a bainite structure and / or a martensite structure together with the component definition, and the total structure fraction of the bainite structure and the martensite structure is 10% or more. Furthermore, the prior austenite grain size of the hardened layer after induction hardening is 12 μm or less over the entire thickness of the hardened layer, and the surface residual stress after induction hardening and tempering is −700 MPa or less. Thereby, it is described that a steel material having excellent fatigue characteristics after induction hardening and tempering can be obtained.

特開2004−277801号公報JP 2004-277801 A 特開2005−336567号公報JP 2005-336567 A 特開2012−214887号公報JP 2012-214877 A 特開2000−348330号公報JP 2000-348330 A 特開2000−248331号公報JP 2000-248331 A 特開2005−054204号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-054204 特開2007−321190号公報JP 2007-321190 A

トムソン刃のような用途に対しては、上述のような特許が開示されている。しかしながら、特許文献1および2の打ち抜き刃用鋼では、表層部の脱炭による曲げ加工性能改善と刃先の焼入れ前の組織が限定されているだけで、刃先の焼入れ後の性能を改善するには至っていない。刃先焼入れ前の組織を限定したところで、刃先に、例えば、高周波焼入れを施したりすれば、その組織が変化してしまうのが自明の理で、刃先の焼入れ後の耐久性の改善に、明確にはつながらない。   For applications such as Thomson blades, patents as described above are disclosed. However, in the steel for punching blades of Patent Documents 1 and 2, in order to improve the performance after quenching of the cutting edge, only the bending performance improvement by decarburization of the surface layer portion and the structure of the cutting edge before quenching are limited. Not reached. When the structure before the cutting edge is limited, it is obvious that if the edge is subjected to induction hardening, for example, the structure will change, clearly improving the durability of the cutting edge after hardening. Not connected.

特許文献3では、刃先の耐久性改善策として、Nbを添加し、そのことによって発生するNb含有炭化物の粒径とその存在密度なるものを規定している。しかしながら、これも同様で、刃先の焼入れを行った後には、その熱処理条件の違いにより、充分な性能が確保できない場合が生じることは容易に推定できる。   In Patent Document 3, as a measure for improving the durability of the cutting edge, Nb is added, and the particle diameter of the Nb-containing carbide generated thereby and the density thereof are defined. However, this is also the same, and it can be easily estimated that sufficient performance may not be ensured due to the difference in the heat treatment conditions after quenching the blade edge.

一方、他の用途、たとえば自動車部品等を中心に高周波焼入れのような高温短時間の熱処理は数多く行われている。しかしながら、熱処理後の耐摩耗性について言及した特許文献は見当たらない。ほとんどは、高周波焼入れ等、高温短時間の熱処理に対応するべく、その熱処理が問題なく施されるようにするために素材の組織や炭化物粒径等の限定を図るものである。特許文献4、特許文献5、特許文献6、及び、特許文献7には、急速熱処理または高周波焼入れ、高周波焼入れ・焼戻し後の性能についての言及がある。しかしながら、これらはいずれも、耐疲労性を向上させることを目的としたもので、母材の組織や表面粗さを規定することで、その目的を達成しようとするものであり、これらの文献に記載されているような方法を用いても、耐久性や耐摩耗性を改善することはできない。   On the other hand, high temperature and short time heat treatment such as induction hardening is mainly performed for other uses such as automobile parts. However, there is no patent document that mentions the wear resistance after heat treatment. In most cases, in order to cope with heat treatment at high temperature and short time, such as induction hardening, the structure of the material and the grain size of carbide are limited in order to perform the heat treatment without any problems. Patent Document 4, Patent Document 5, Patent Document 6, and Patent Document 7 have references to performance after rapid thermal processing or induction quenching, induction quenching and tempering. However, these are all intended to improve fatigue resistance, and are intended to achieve that purpose by defining the structure and surface roughness of the base material. Durability and wear resistance cannot be improved by using the methods as described.

本発明の目的は、高周波焼入れ後の耐摩耗性に優れた中高炭素鋼材を提供することである。   An object of the present invention is to provide a medium-high carbon steel material excellent in wear resistance after induction hardening.

本発明による中高炭素鋼材は、質量%で、C:0.30〜0.70%、Si:1.0%以下、Mn:0.3〜1.5%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、sol.Al:0.1%以下、N:0.01%以下、Ti:0.1%以下、B:0〜0.005%、Cr:0〜0.5%、Ni;0〜0.5%、Mo:0〜0.5%、Cu:0〜0.5%、Ca:0〜0.0050%、及び、Nb:0〜0.05%を含有し、残部はFe及び不純物からなり、式(1)を満たす。
(48/14)×[N]+10(-7000/T+2.75)/[C]+0.001≦[Ti]≦0.1 (1)
ここで、[N]にはN含有量(質量%)、[C]にはC含有量(質量%)、[Ti]にはTi含有量、Tには高周波焼入れ時の加熱温度(K)が代入される。
The medium and high carbon steel materials according to the present invention are in mass%, C: 0.30 to 0.70%, Si: 1.0% or less, Mn: 0.3 to 1.5%, P: 0.03% or less, S: 0.03% or less, sol. Al: 0.1% or less, N: 0.01% or less, Ti: 0.1% or less, B: 0 to 0.005%, Cr: 0 to 0.5%, Ni; 0 to 0.5% , Mo: 0 to 0.5%, Cu: 0 to 0.5%, Ca: 0 to 0.0050%, and Nb: 0 to 0.05%, the balance being Fe and impurities, Equation (1) is satisfied.
(48/14) × [N] +10 ( −7000 / T + 2.75) / [C] + 0.001 ≦ [Ti] ≦ 0.1 (1)
Here, [N] is the N content (% by mass), [C] is the C content (% by mass), [Ti] is the Ti content, and T is the heating temperature (K) during induction hardening. Is substituted.

上記中高炭素鋼材は、B:0.0001〜0.005%、Cr:0.01〜0.5%、Ni;0.01〜0.5%、Mo:0.01〜0.5%、Cu:0.01〜0.5%、Ca:0.005〜0.0050%、及び、Nb:0.015〜0.05%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有してもよい。   The above medium and high carbon steel materials are B: 0.0001 to 0.005%, Cr: 0.01 to 0.5%, Ni; 0.01 to 0.5%, Mo: 0.01 to 0.5%, Cu: 0.01 to 0.5%, Ca: 0.005 to 0.0050%, and Nb: 0.015 to 0.05% containing one or more selected from the group May be.

本発明による中高炭素鋼材は、高周波焼入れ後の耐摩耗性に優れる。   The medium and high carbon steel material according to the present invention is excellent in wear resistance after induction hardening.

図1は、1100℃で高周波焼入れを実施した中高炭素鋼材中のC含有量(質量%)と、TiNではないTi含有量(質量%)と、耐久性との関係を示す図である。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the C content (mass%), the Ti content (mass%) that is not TiN, and the durability of medium- and high-carbon steel materials subjected to induction hardening at 1100 ° C. 図2は、950℃で高周波焼入れを実施した中高炭素C含有量(質量%)と、TiNではないTi含有量(質量%)と、耐摩耗性との関係を示す図である。FIG. 2 is a graph showing the relationship between medium and high carbon C content (mass%) subjected to induction hardening at 950 ° C., Ti content (mass%) that is not TiN, and wear resistance. 図3は、図2と異なる、950℃で高周波焼入れを実施した中高炭素C含有量(質量%)と、TiNではないTi含有量(質量%)と、耐摩耗性との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between medium and high carbon C content (mass%) subjected to induction hardening at 950 ° C., Ti content (mass%) which is not TiN, and wear resistance, which is different from FIG. is there. 図4Aは、大越式摩耗試験機の側面図である。FIG. 4A is a side view of the Ogoshi type abrasion tester. 図4Bは、大越式摩耗試験機の正面図である。FIG. 4B is a front view of the Ogoshi type abrasion tester.

以下、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

本発明者らは、中高炭素鋼材の高周波焼入れ後の耐摩耗性について調査及び検討を行い、次の知見を得た。   The present inventors investigated and examined the wear resistance after induction hardening of medium and high carbon steel materials, and obtained the following knowledge.

鋼材中にTiCを含有することにより、高周波焼入後の耐摩耗性が高まる。鋼材の製造工程において、Tiは溶鋼中でNと結合してTiNを形成する。そして、TiNとならなかった余ったTiがCと結合して、鋼材の耐摩耗性に寄与するTiCが生成される。したがって、Nと結合する以上のTi量が鋼材に含有されるのが好ましい。   By containing TiC in the steel material, the wear resistance after induction hardening is increased. In the steel manufacturing process, Ti combines with N in molten steel to form TiN. And the excess Ti which did not become TiN couple | bonds with C, and TiC which contributes to the abrasion resistance of steel materials is produced | generated. Therefore, it is preferable that the steel material contains a Ti amount more than that combined with N.

さらに、高周波焼入れの熱処理温度が高ければ、TiCは溶解する。高周波焼入れでは鋼材が熱処理温度まで加熱した後、急冷される。したがって、一度溶解したTiCは再析出しにくい。したがって、TiCの溶解度積を考慮して、高周波焼入れ処理において、鋼材が熱処理温度まで加熱されても、TiCが溶け残っている方が好ましい。   Furthermore, if the heat treatment temperature of induction hardening is high, TiC is dissolved. In induction hardening, a steel material is heated to a heat treatment temperature and then rapidly cooled. Therefore, once dissolved TiC is difficult to reprecipitate. Therefore, in consideration of the solubility product of TiC, it is preferable that the TiC remains undissolved even when the steel is heated to the heat treatment temperature in the induction hardening process.

ところで、Nと結合するTi以外のTi量Ti1は次の式(A)で示される。
Ti1=[Ti]−(48/14)×[N] (A)
ここで、[Ti]、及び[N]は、鋼材中のTi含有量(質量%)及びN含有量(質量%)である。
By the way, the Ti amount Ti1 other than Ti bonded to N is expressed by the following formula (A).
Ti1 = [Ti] − (48/14) × [N] (A)
Here, [Ti] and [N] are Ti content (% by mass) and N content (% by mass) in the steel material.

一方、TiCの溶解度積は次の式(B)で定義される。
log[Ti][C]=−7000/T+2.75 (B)
ここで、Tは高周波焼入れ処理での熱処理温度(K)である。[Ti]、及び[C]は、鋼材中のTi含有量(質量%)及びC含有量(質量%)である。
On the other hand, the solubility product of TiC is defined by the following formula (B).
log [Ti] [C] = − 7000 / T + 2.75 (B)
Here, T is a heat treatment temperature (K) in the induction hardening process. [Ti] and [C] are the Ti content (mass%) and C content (mass%) in the steel material.

したがって、TiCを生成するためのTi量Ti2は、次の式(C)で定義される。
Ti2=10(-7000/T+2.75)/[C] (C)
Therefore, the Ti amount Ti2 for generating TiC is defined by the following formula (C).
Ti2 = 10 (-7000 / T + 2.75) / [C] (C)

耐摩耗性を高めるTiCを十分に析出するためには、式(A)で定義されるTi量Ti1が、式(C)で定義されるTi量Ti2よりも多ければよい。具体的には、Ti1とTi2とが次の式(D)を満たせば、十分なTiCが析出して優れた耐摩耗性が得られる。
Ti1≧Ti2+0.001 (D)
In order to sufficiently deposit TiC that enhances the wear resistance, the Ti amount Ti1 defined by the formula (A) should be larger than the Ti amount Ti2 defined by the formula (C). Specifically, if Ti1 and Ti2 satisfy the following formula (D), sufficient TiC is precipitated and excellent wear resistance is obtained.
Ti1 ≧ Ti2 + 0.001 (D)

式(D)を展開すると、鋼材中のTi含有量[Ti]は次のとおりになる。
[Ti]≧(48/14)×[N]+10(-7000/T+2.75)/[C]+0.001 (E)
When formula (D) is developed, the Ti content [Ti] in the steel material is as follows.
[Ti] ≧ (48/14) × [N] +10 ( −7000 / T + 2.75) / [C] +0.001 (E)

(E)式に基づいて、鋼材中のTi含有量[Ti]は次の式(1)で定義される。
(48/14)×[N]+10(-7000/T+2.75)/[C]+0.001≦[Ti]≦0.1 (1)
ここで、[N]にはN含有量(質量%)、[C]にはC含有量(質量%)、[Ti]にはTi含有量、Tには高周波焼入れ時の加熱温度(K)が代入される。
Based on the equation (E), the Ti content [Ti] in the steel material is defined by the following equation (1).
(48/14) × [N] +10 ( −7000 / T + 2.75) / [C] + 0.001 ≦ [Ti] ≦ 0.1 (1)
Here, [N] is the N content (% by mass), [C] is the C content (% by mass), [Ti] is the Ti content, and T is the heating temperature (K) during induction hardening. Is substituted.

中高炭素鋼材のTi含有量が式(1)を満たせば、高周波焼入れ処理後の中高炭素鋼材においてTiCが十分に残存する。そのため、中高炭素鋼材の耐摩耗性が高まる。   If the Ti content of the medium and high carbon steel material satisfies the formula (1), TiC sufficiently remains in the medium and high carbon steel material after induction hardening. Therefore, the wear resistance of the medium and high carbon steel material is increased.

図1は、1100℃で高周波焼入れを実施した中高炭素鋼材中のC含有量(質量%)と、TiNではないTi含有量(質量%)と、刃先の摩耗による耐久性との関係を示す図である。図2及び図3は、950℃で高周波焼入れを実施した中高炭素C含有量(質量%)と、TiNではないTi含有量(質量%)と、耐摩耗性との関係を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the C content (mass%) in medium and high carbon steel materials subjected to induction hardening at 1100 ° C., the Ti content (mass%) that is not TiN, and the durability due to wear of the blade edge. It is. 2 and 3 are diagrams showing the relationship between medium and high carbon C content (mass%) subjected to induction hardening at 950 ° C., Ti content (mass%) that is not TiN, and wear resistance.

図1及び図2を参照して、縦軸は、式(A)で定義されるTi含有量Ti1である。図中の実線の曲線は、式(C)で示される溶解度積に基づくTi含有量Ti2であり、破線の曲線は、Ti2に0.001%を加算した曲線である。   With reference to FIG.1 and FIG.2, a vertical axis | shaft is Ti content Ti1 defined by Formula (A). The solid curve in the figure is the Ti content Ti2 based on the solubility product represented by the formula (C), and the broken curve is a curve obtained by adding 0.001% to Ti2.

図1中の「○」印は、後述の実施例1で耐久性に優れたことを意味する。「×」印は、実施例1で耐久性が低かったことを意味する。図2中の「○」印は、後述の実施例2で耐摩耗性に優れたことを意味する。「×」印は、実施例2で耐摩耗性が低かったことを意味する。図3中の「○」印は、後述の実施例3で耐摩耗性に優れたことを意味する。「×」印は、実施例3で耐摩耗性が低かったことを意味する。   A mark “◯” in FIG. 1 means that the durability was excellent in Example 1 described later. The “x” mark means that the durability was low in Example 1. The mark “◯” in FIG. 2 means excellent wear resistance in Example 2 described later. The “x” mark means that the abrasion resistance in Example 2 was low. A mark “◯” in FIG. 3 means excellent wear resistance in Example 3 described later. The “x” mark means that the abrasion resistance in Example 3 was low.

図1〜図3のいずれにおいても、Ti2に0.001%を加算した破線の曲線よりもTi1が多い場合、耐久性又は耐摩耗性に優れた。したがって、鋼材中のTi含有量が式(1)を満たせば、高周波焼入れ処理後の中高炭素鋼材の耐久性又は耐摩耗性が高まる。   In any of FIGS. 1 to 3, when Ti1 is more than the dashed curve obtained by adding 0.001% to Ti2, durability or wear resistance is excellent. Therefore, if the Ti content in the steel material satisfies the formula (1), the durability or wear resistance of the medium-high carbon steel material after induction hardening is increased.

以上の知見に基づいて、本実施形態による中高炭素鋼材は質量%で、C:0.30〜0.70%、Si:1.0%以下、Mn:0.3〜1.5%、P:0.03%以下、S:0.03%以下、sol.Al:0.1%以下、N:0.01%以下、Ti:0.1%以下、B:0〜0.005%、Cr:0〜0.5%、Ni;0〜0.5%、Mo:0〜0.5%、Cu:0〜0.5%、Ca:0〜0.0050%、及び、Nb:0〜0.05%を含有し、残部はFe及び不純物からなり、式(1)を満たす。
(48/14)×[N]+10(-7000/T+2.75)/[C]+0.001≦[Ti]≦0.1 (1)
ここで、[N]にはN含有量(質量%)、[C]にはC含有量(質量%)、[Ti]にはTi含有量、Tには高周波焼入れ時の加熱温度(K)が代入される。
Based on the above knowledge, the medium and high carbon steel materials according to the present embodiment are in mass%, C: 0.30 to 0.70%, Si: 1.0% or less, Mn: 0.3 to 1.5%, P : 0.03% or less, S: 0.03% or less, sol. Al: 0.1% or less, N: 0.01% or less, Ti: 0.1% or less, B: 0 to 0.005%, Cr: 0 to 0.5%, Ni; 0 to 0.5% , Mo: 0 to 0.5%, Cu: 0 to 0.5%, Ca: 0 to 0.0050%, and Nb: 0 to 0.05%, the balance being Fe and impurities, Equation (1) is satisfied.
(48/14) × [N] +10 ( −7000 / T + 2.75) / [C] + 0.001 ≦ [Ti] ≦ 0.1 (1)
Here, [N] is the N content (% by mass), [C] is the C content (% by mass), [Ti] is the Ti content, and T is the heating temperature (K) during induction hardening. Is substituted.

上記中高炭素鋼材は、B:0.0001〜0.005%、Cr:0.01〜0.5%、Ni;0.01〜0.5%、Mo:0.01〜0.5%、Cu:0.01〜0.5%、Ca:0.005〜0.0050%、及び、Nb:0.015〜0.05%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する。   The above medium and high carbon steel materials are B: 0.0001 to 0.005%, Cr: 0.01 to 0.5%, Ni; 0.01 to 0.5%, Mo: 0.01 to 0.5%, Cu: 0.01 to 0.5%, Ca: 0.005 to 0.0050%, and Nb: 0.015 to 0.05%, one or more selected from the group .

以下、本実施形態の中高炭素鋼材について詳述する。   Hereinafter, the medium and high carbon steel materials of this embodiment will be described in detail.

[化学組成]
本実施形態による中高炭素鋼材は、次の化学組成を有する。
[Chemical composition]
The medium-high carbon steel material according to the present embodiment has the following chemical composition.

C:0.30〜0.70%
炭素(C)は焼入れ後の鋼の強度を高める。C含有量が低すぎれば、この効果が有効に得られない。一方、C含有量が高すぎれば、焼入れ後の靭性が低下する。C含有量が高すぎればさらに、鋼中の炭化物の体積率が増大し、強度が過剰に高くなる。したがって、C含有量は0.30〜0.70%である。C含有量の好ましい下限は0.30%よりも高く、さらに好ましくは0.32%である。C含有量の好ましい上限は0.70%未満であり、さらに好ましくは0.68%である。
C: 0.30 to 0.70%
Carbon (C) increases the strength of the steel after quenching. If the C content is too low, this effect cannot be obtained effectively. On the other hand, if the C content is too high, the toughness after quenching decreases. If the C content is too high, the volume fraction of carbides in the steel further increases and the strength becomes excessively high. Therefore, the C content is 0.30 to 0.70%. The minimum with preferable C content is higher than 0.30%, More preferably, it is 0.32%. The upper limit with preferable C content is less than 0.70%, More preferably, it is 0.68%.

Si:1.0%以下
シリコン(Si)は不可避的に含有される。Siは鋼の焼入れ性を高める。しかしながら、Si含有量が高すぎれば、Ac3点が過剰に上昇してしまう。Si含有量が高すぎればさらに、熱間圧延時の表面きずの要因となる。したがって、Si含有量は1.0%以下である。Si含有量の好ましい上限は1.0%未満であり、さらに好ましくは0.5%であり、さらに好ましくは0.3%である。
Si: 1.0% or less Silicon (Si) is inevitably contained. Si increases the hardenability of the steel. However, if the Si content is too high, the Ac3 point will rise excessively. If the Si content is too high, it further becomes a cause of surface flaws during hot rolling. Therefore, the Si content is 1.0% or less. The upper limit with preferable Si content is less than 1.0%, More preferably, it is 0.5%, More preferably, it is 0.3%.

Mn:0.3〜1.5%
マンガン(Mn)はAc3点を低下し、鋼の焼入れ性を高める。Mn含有量が低すぎれば、この効果が有効に得られない。一方、Mn含有量が高すぎれば、鋼の強度が過剰に高くなる。Mn含有量が高すぎればさらに、Mnが偏析する。この場合、鋼はバンド状組織を形成しやすくなり、鋼の靭性が低下する。したがって、Mn含有量は0.3〜1.5%である。Mn含有量の好ましい下限は0.3%よりも高く、さらに好ましくは0.33%であり、さらに好ましくは0.35%である。Mn含有量の好ましい上限は1.5%未満であり、さらに好ましくは1.30%であり、さらに好ましくは1.0%である。
Mn: 0.3 to 1.5%
Manganese (Mn) lowers the A c3 point and increases the hardenability of the steel. If the Mn content is too low, this effect cannot be obtained effectively. On the other hand, if the Mn content is too high, the strength of the steel becomes excessively high. If the Mn content is too high, Mn is further segregated. In this case, the steel easily forms a band-like structure, and the toughness of the steel decreases. Therefore, the Mn content is 0.3 to 1.5%. The minimum with preferable Mn content is higher than 0.3%, More preferably, it is 0.33%, More preferably, it is 0.35%. The upper limit with preferable Mn content is less than 1.5%, More preferably, it is 1.30%, More preferably, it is 1.0%.

P:0.03%以下
燐(P)は不純物である。Pは焼入れ前の鋼の成形性及び焼入れ後の鋼の靭性を低下する。したがって、P含有量は0.03%以下である。好ましいP含有量は0.015%以下である。P含有量はなるべく低い方が好ましい。
P: 0.03% or less Phosphorus (P) is an impurity. P decreases the formability of the steel before quenching and the toughness of the steel after quenching. Therefore, the P content is 0.03% or less. A preferable P content is 0.015% or less. The P content is preferably as low as possible.

S:0.03%以下
硫黄(S)は不純物である。Sは焼入れ前の鋼の成形性及び焼入れ後の鋼の靭性を低下する。したがって、S含有量は0.03%以下である。好ましいS含有量は0.005%以下である。S含有量はなるべく低い方が好ましい。
S: 0.03% or less Sulfur (S) is an impurity. S decreases the formability of the steel before quenching and the toughness of the steel after quenching. Therefore, the S content is 0.03% or less. A preferable S content is 0.005% or less. The S content is preferably as low as possible.

sol.Al:0.1%以下
アルミニウム(Al)は不可避的に含有される。Alは鋼を脱酸する。しかしながら、Al含有量が高すぎれば、Ac3点が過剰に上昇する。Al含有量が高すぎればさらに、製造コストが高くなる。したがって、sol.Al含有量は0.1%以下である。清浄度をさらに高める場合、sol.Al含有量の好ましい下限は0.004%である。sol.Al含有量の好ましい上限は0.1%未満であり、さらに好ましくは0.07%であり、さらに好ましくは0.05%である。sol.Alはいわゆる酸可溶Alを意味する。
sol. Al: 0.1% or less Aluminum (Al) is inevitably contained. Al deoxidizes steel. However, if the Al content is too high, the Ac3 point will rise excessively. If the Al content is too high, the production cost further increases. Therefore, sol. Al content is 0.1% or less. When further increasing the cleanliness, sol. A preferred lower limit of the Al content is 0.004%. sol. The upper limit with preferable Al content is less than 0.1%, More preferably, it is 0.07%, More preferably, it is 0.05%. sol. Al means so-called acid-soluble Al.

N:0.01%以下
窒素(N)は不純物である。Nは焼入れ前の鋼の成形性を低下する。Nはさらに、Bが含有される場合、BNを形成して固溶B量を低減する。したがって、N含有量は0.01%以下である。好ましいN含有量は0.005%以下である。N含有量はなるべく低い方が好ましい。
N: 0.01% or less Nitrogen (N) is an impurity. N decreases the formability of the steel before quenching. When N further contains B, BN is formed to reduce the amount of dissolved B. Therefore, the N content is 0.01% or less. A preferable N content is 0.005% or less. The N content is preferably as low as possible.

Ti:0.1%以下
チタン(Ti)はTiNを形成してNを固定する。Tiはさらに、Cと結合して微細なTiCを形成する。中高炭素鋼材を刃物又は機械部品等に利用する場合、一部又は全体に対して高周波焼入れを実施する。この場合、高周波焼入れ後の鋼材の耐摩耗性(耐久性)を高めるため、高周波焼入れ時にTiCが溶けきらないようにTi含有量の下限が設定される。この点については、下記[式(1)について]で説明する。一方、Ti含有量が高すぎれば、TiCが過剰に析出し、焼入れ後の強度がかえって低下する。したがって、Ti含有量は0.1%以下である。Ti含有量の好ましい上限は0.1%未満であり、さらに好ましくは0.07%であり、さらに好ましくは0.05%である。
Ti: 0.1% or less Titanium (Ti) forms TiN and fixes N. Ti further combines with C to form fine TiC. When using medium and high carbon steel materials for blades or machine parts, induction hardening is performed on a part or the whole. In this case, in order to improve the wear resistance (durability) of the steel material after induction hardening, the lower limit of the Ti content is set so that TiC does not melt during induction hardening. This point will be described in the following [Equation (1)]. On the other hand, if the Ti content is too high, TiC is excessively precipitated and the strength after quenching is rather lowered. Therefore, the Ti content is 0.1% or less. The upper limit with preferable Ti content is less than 0.1%, More preferably, it is 0.07%, More preferably, it is 0.05%.

[式(1)について]
上述のとおり、Ti含有量はさらに、式(1)を満たす。
本実施形態の中高炭素鋼材は、式(1)を満たす。
(48/14)×[N]+10(-7000/T+2.75)/[C]+0.001≦[Ti]≦0.1 (1)
ここで、[N]にはN含有量(質量%)、[C]にはC含有量(質量%)、[Ti]にはTi含有量、Tには高周波焼入れ時の加熱温度(K)が代入される。
[Regarding Formula (1)]
As described above, the Ti content further satisfies the formula (1).
The medium-high carbon steel material of the present embodiment satisfies the formula (1).
(48/14) × [N] +10 ( −7000 / T + 2.75) / [C] + 0.001 ≦ [Ti] ≦ 0.1 (1)
Here, [N] is the N content (% by mass), [C] is the C content (% by mass), [Ti] is the Ti content, and T is the heating temperature (K) during induction hardening. Is substituted.

F1=(48/14)×[N]+10(-7000/T+2.75)/[C]+0.001と定義する。Ti含有量がF1以上であれば、鋼中のTiはNと結合してTiNを形成するだけでなく、Cと結合して十分な量のTiCを形成する。その結果、中高炭素鋼材の耐摩耗性が高まる。 It is defined as F1 = (48/14) × [N] +10 ( −7000 / T + 2.75) / [C] +0.001. If the Ti content is F1 or more, Ti in the steel not only bonds with N to form TiN but also bonds with C to form a sufficient amount of TiC. As a result, the wear resistance of the medium and high carbon steel material is increased.

本実施形態による中高炭素鋼材の残部は、Fe及び不純物である。ここで、不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、または製造環境などから混入されるものであって、本実施形態の中高炭素鋼材に悪影響を与えない範囲で許容されるものを意味する。   The balance of the medium-high carbon steel material according to the present embodiment is Fe and impurities. Here, the impurities are mixed from ore as a raw material, scrap, or production environment, etc. when industrially producing steel materials, and do not adversely affect the medium-high carbon steel materials of this embodiment. Means what is allowed.

本実施形態による中高炭素鋼材はさらに、Feの一部に代えて、B、Cr、Ni、Mo、及びNbからなる群から選択される1種又は2種以上を含有する。これらの元素は任意元素である。これらの元素はいずれも、鋼の焼入れ性を高める。   The medium-high carbon steel material according to the present embodiment further contains one or more selected from the group consisting of B, Cr, Ni, Mo, and Nb instead of a part of Fe. These elements are arbitrary elements. All of these elements increase the hardenability of the steel.

B:0〜0.005%
ボロン(B)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Bは鋼に固溶して鋼の焼入れ性及び耐衝撃性を高める。しかしながら、B含有量が高すぎれば、B化合物を生成し、上記効果が得られない。したがって、B含有量は0〜0.005%である。B含有量の好ましい下限は0.0001%であり、さらに好ましくは0.0003%であり、さらに好ましくは0.0005%である。B含有量の好ましい上限は0.005%未満であり、さらに好ましくは0.004%であり、さらに好ましくは0.0035%である。
B: 0 to 0.005%
Boron (B) is an optional element and may not be contained. When contained, B dissolves in the steel to enhance the hardenability and impact resistance of the steel. However, if the B content is too high, a B compound is produced and the above effect cannot be obtained. Therefore, the B content is 0 to 0.005%. The minimum with preferable B content is 0.0001%, More preferably, it is 0.0003%, More preferably, it is 0.0005%. The upper limit with preferable B content is less than 0.005%, More preferably, it is 0.004%, More preferably, it is 0.0035%.

Cr:0〜0.5%
クロム(Cr)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Crは鋼の焼入れ性を高める。しかしながら、Cr含有量が高すぎれば、鋼の成形性が低下する。Cr含有量が高すぎればさらに、炭化物中にCrが濃化する。この場合、炭化物の溶解が遅延し、焼入れ性がかえって低下する。したがって、Cr含有量は0〜0.5%である。Cr含有量の好ましい下限は0.01%である。Cr含有量の好ましい上限は0.5%未満であり、さらに好ましくは0.4%であり、さらに好ましくは0.3%である。
Cr: 0 to 0.5%
Chromium (Cr) is an optional element and may not be contained. When contained, Cr increases the hardenability of the steel. However, if the Cr content is too high, the formability of the steel decreases. If the Cr content is too high, Cr is further concentrated in the carbide. In this case, the dissolution of the carbide is delayed and the hardenability is rather lowered. Therefore, the Cr content is 0 to 0.5%. A preferable lower limit of the Cr content is 0.01%. The upper limit with preferable Cr content is less than 0.5%, More preferably, it is 0.4%, More preferably, it is 0.3%.

Ni:0〜0.5%
ニッケル(Ni)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Niは鋼の焼入れ性を高める。しかしながら、Ni含有量が高すぎれば、焼入れ前の鋼の成形性が低下する。したがって、Ni含有量は0〜0.5%である。Ni含有量の好ましい下限は0.01%である。Ni含有量の好ましい上限は0.5%未満であり、さらに好ましくは0.4%であり、さらに好ましくは0.3%である。
Ni: 0 to 0.5%
Nickel (Ni) is an optional element and may not be contained. When contained, Ni increases the hardenability of the steel. However, if the Ni content is too high, the formability of the steel before quenching decreases. Therefore, the Ni content is 0 to 0.5%. A preferable lower limit of the Ni content is 0.01%. The upper limit with preferable Ni content is less than 0.5%, More preferably, it is 0.4%, More preferably, it is 0.3%.

Mo:0〜0.5%
モリブデン(Mo)任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Moは鋼の焼入れ性を高める。しかしながら、Mo含有量が高すぎれば、焼入れ前の鋼の成形性が低下する。したがって、Mo含有量は0〜0.5%である。Mo含有量の好ましい下限は0.01%である。Mo含有量の好ましい上限は0.5%未満であり、さらに好ましくは0.45%であり、さらに好ましくは0.4%である。
Mo: 0 to 0.5%
Molybdenum (Mo) is an optional element and may not be contained. When contained, Mo increases the hardenability of the steel. However, if the Mo content is too high, the formability of the steel before quenching decreases. Therefore, the Mo content is 0 to 0.5%. A preferable lower limit of the Mo content is 0.01%. The upper limit with preferable Mo content is less than 0.5%, More preferably, it is 0.45%, More preferably, it is 0.4%.

Nb:0〜0.05%
ニオブ(Nb)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、NbはTiと同様に炭窒化物を形成し、高周波熱処理後の耐摩耗性を高め、熱処理後の鋼の靭性を高める。しかしながら、Nb含有量が高すぎれば、鋼の成形性が低下する。したがって、Nb含有量は0〜0.05%である。Nb含有量の好ましい下限は0.015%であり、さらに好ましくは0.02%であり、さらに好ましくは0.025%である。Nb含有量の好ましい上限は0.05%未満であり、さらに好ましくは0.049%であり、さらに好ましくは0.048%である。
Nb: 0 to 0.05%
Niobium (Nb) is an optional element and may not be contained. When Nb is contained, Nb forms a carbonitride similar to Ti, increases the wear resistance after the induction heat treatment, and increases the toughness of the steel after the heat treatment. However, if the Nb content is too high, the formability of the steel decreases. Therefore, the Nb content is 0 to 0.05%. The minimum with preferable Nb content is 0.015%, More preferably, it is 0.02%, More preferably, it is 0.025%. The upper limit with preferable Nb content is less than 0.05%, More preferably, it is 0.049%, More preferably, it is 0.048%.

本実施形態による中高炭素鋼材はさらに、Feの一部に代えて、Cuを含有してもよい。   The medium-high carbon steel material according to the present embodiment may further contain Cu instead of a part of Fe.

Cu:0〜0.5%
銅(Cu)は任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、Cuは、酸洗後の鋼の表面清浄度を高める。しかしながら、Cu含有量が高すぎれば、その効果は飽和する。したがって、Cu含有量は0〜0.5%である。Cu含有量の好ましい下限は0.01%である。Cu含有量の好ましい上限は0.5%未満であり、さらに好ましくは0.4%であり、さらに好ましくは0.3%である。
Cu: 0 to 0.5%
Copper (Cu) is an optional element and may not be contained. When contained, Cu increases the surface cleanliness of the steel after pickling. However, if the Cu content is too high, the effect is saturated. Therefore, the Cu content is 0 to 0.5%. A preferable lower limit of the Cu content is 0.01%. The upper limit with preferable Cu content is less than 0.5%, More preferably, it is 0.4%, More preferably, it is 0.3%.

本実施形態による中高炭素鋼材はさらに、Feの一部に代えて、Caを含有してもよい。
Ca:0〜0.0050%
カルシウム(Ca)は、任意元素であり、含有されなくてもよい。含有される場合、CaはSと結合して硫化物を形成する。これにより、圧延直角方向の鋼の靭性が高まる。しかしながら、Ca含有量が高すぎれば、鋼の清浄度が低下する。したがって、Ca含有量は0〜0.0050%である。Ca含有量の好ましい下限は0.0005%であり、さらに好ましくは0.0010%であり、さらに好ましくは0.0015%である。Ca含有量の好ましい上限は0.0050%未満であり、さらに好ましくは0.0030%であり、さらに好ましくは0.0025%である。
The medium-high carbon steel material according to the present embodiment may further contain Ca instead of a part of Fe.
Ca: 0 to 0.0050%
Calcium (Ca) is an optional element and may not be contained. When contained, Ca combines with S to form a sulfide. This increases the toughness of the steel in the direction perpendicular to the rolling. However, if the Ca content is too high, the cleanliness of the steel decreases. Therefore, the Ca content is 0 to 0.0050%. The minimum with preferable Ca content is 0.0005%, More preferably, it is 0.0010%, More preferably, it is 0.0015%. The upper limit with preferable Ca content is less than 0.0050%, More preferably, it is 0.0030%, More preferably, it is 0.0025%.

[鋼材のビッカース硬さ]
中高炭素鋼材において一部にのみ高周波焼入れが実施される場合、高周波焼入れが実施されていない部分のビッカース硬さは400HV未満である。ビッカース硬さはJIS Z2244に準拠して実施される。試験力は、板厚の薄い実施例1では49.03N、板厚の厚い実施例2及び3では、98.07Nとする。中高炭素鋼材のうち、高周波焼入れ処理が実施されていない部分のビッカース硬さが上記範囲である場合、帯状打ち抜き刃等に加工する際の曲げ加工性に優れる。上記部分のビッカース硬さの好ましい下限は290HVである。
[Vickers hardness of steel]
When induction hardening is performed on only a part of the medium-high carbon steel material, the Vickers hardness of the portion where induction hardening is not performed is less than 400 HV. Vickers hardness is implemented in accordance with JIS Z2244. The test force is 49.03 N in Example 1 with a small plate thickness and 98.07 N in Examples 2 and 3 with a large plate thickness. If the Vickers hardness of the medium-high carbon steel material that has not been subjected to induction hardening treatment is in the above range, the bending workability when processing into a strip-shaped punching blade or the like is excellent. A preferable lower limit of the Vickers hardness of the above portion is 290 HV.

[製造方法]
本実施形態の中高炭素鋼材の製造方法の一例を説明する。
[Production method]
An example of the manufacturing method of the medium-high carbon steel material of this embodiment is demonstrated.

上記化学組成を有する溶鋼を製造する。溶鋼を用いて連続鋳造法によりスラブを製造する。溶鋼を用いて造塊法によりインゴットを製造してもよい。インゴット及びスラブを熱間圧延してビレットを製造してもよい。   A molten steel having the above chemical composition is produced. Slabs are manufactured by continuous casting using molten steel. You may manufacture an ingot by the ingot-making method using molten steel. You may manufacture a billet by hot-rolling an ingot and a slab.

スラブ、インゴット又はビレットを用いて熱間圧延して熱延鋼板を製造する。熱間圧延条件は特に制限されない。好ましくは、圧延開始時の素材温度(圧延開始温度)は1000〜1300℃である。そして、好ましい仕上げ温度は850℃以上である。この場合、圧延工程においてパーライトが均一に生成しやすい。   A hot-rolled steel sheet is produced by hot rolling using a slab, ingot or billet. Hot rolling conditions are not particularly limited. Preferably, the raw material temperature (rolling start temperature) at the start of rolling is 1000 to 1300 ° C. And preferable finishing temperature is 850 degreeC or more. In this case, pearlite is easily generated uniformly in the rolling process.

好ましい巻取り温度は500〜650℃である。この場合、成形性を維持しつつ、スケール生成により歩留りが低下するのを抑制できる。熱延鋼板に対して脱スケール処理を実施する。脱スケール処理は例えば、酸洗である。   A preferable winding temperature is 500 to 650 ° C. In this case, it can suppress that a yield falls by scale production | generation, maintaining a moldability. A descaling process is performed on the hot-rolled steel sheet. The descaling process is, for example, pickling.

脱スケール後の熱延鋼板に対して球状化焼鈍を実施してもよい。球状化焼鈍は、脱スケール後に行ってもよいし、後述の冷間圧延後に実施してもよい。板厚及び硬度に応じて、球状化焼鈍の実施タイミングを調整できる。後述の冷間圧延と球状化焼鈍とを繰り返し実施してもよい。   Spheroidizing annealing may be performed on the hot-rolled steel sheet after descaling. Spheroidizing annealing may be performed after descaling or after cold rolling described later. The execution timing of the spheroidizing annealing can be adjusted according to the plate thickness and hardness. The cold rolling and spheroidizing annealing described later may be repeated.

脱スケール処理後又は球状化焼鈍後の熱延鋼板に対して、冷間圧延を実施して冷延鋼板を製造する。冷圧率が高すぎれば、球状化焼鈍後のフェライト粒径が小さくなり、製品の成形性が低下する。フェライト粒径が小さくなれば、高周波焼入れ性にも影響する。適切なフェライト粒径とするためには、冷間圧延後の仕上げ焼鈍時に、再結晶の粒成長が促進される方が好ましい。冷圧率が高すぎれば、粒成長が促進しにくい。したがって、冷圧率の好ましい上限は50%である。鋼材の平坦性を高めるために、冷圧率の好ましい下限は10%である。仕上げ焼鈍が省略される場合、冷圧率は特に制限されない。以上の工程により冷延鋼板が製造される。   Cold rolling is performed on the hot rolled steel sheet after descaling or spheroidizing annealing to produce a cold rolled steel sheet. If the cold pressure ratio is too high, the ferrite particle size after spheroidizing annealing becomes small, and the moldability of the product decreases. If the ferrite particle size is reduced, the induction hardenability is also affected. In order to obtain an appropriate ferrite grain size, it is preferable that recrystallization grain growth is promoted during finish annealing after cold rolling. If the cold pressure ratio is too high, it is difficult to promote grain growth. Therefore, the preferable upper limit of the cold pressure ratio is 50%. In order to improve the flatness of the steel material, the preferable lower limit of the cold pressure ratio is 10%. When the finish annealing is omitted, the cold pressure rate is not particularly limited. A cold-rolled steel sheet is manufactured by the above process.

冷延鋼板に対して、高周波焼入れを実施する。このとき、式(1)を満たすように、高周波焼入れの熱処理温度が決定される。以上の工程により、本実施形態の中高炭素鋼材が製造される。高周波焼入れ前に、冷延鋼板に対して焼入れ及び焼き戻しを1回又は複数回実施してもよい。   Induction hardening is performed on cold-rolled steel sheets. At this time, the heat treatment temperature of induction hardening is determined so as to satisfy the formula (1). The medium and high carbon steel material of this embodiment is manufactured by the above process. Prior to induction quenching, the cold-rolled steel sheet may be quenched and tempered one or more times.

表1に示す試験番号1〜27の化学組成を有する溶鋼を製造した。   The molten steel which has the chemical composition of the test numbers 1-27 shown in Table 1 was manufactured.

Figure 0006361279
Figure 0006361279

各試験番号の溶鋼からスラブを製造した。スラブに対して熱間圧延を実施して、板厚2.0mmの熱延鋼板を製造した。このときの仕上げ圧延温度は830〜860℃、巻取り温度は600〜650℃であった。熱延鋼板に対して酸洗を実施した後、冷間圧延を実施して板厚0.68mmの冷延鋼板を製造した。   Slabs were produced from molten steel of each test number. Hot rolling was performed on the slab to produce a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.0 mm. The finish rolling temperature at this time was 830-860 degreeC, and the coiling temperature was 600-650 degreeC. After pickling the hot rolled steel sheet, cold rolling was performed to produce a cold rolled steel sheet having a thickness of 0.68 mm.

冷延鋼板に対して球状化焼鈍を実施した。熱処理温度は690℃、焼鈍時間は24時間であった。球状化焼鈍後、さらに冷間圧延を実施して、厚さ0.44mmの硬引き鋼板を製造した。   Spheroidizing annealing was performed on the cold-rolled steel sheet. The heat treatment temperature was 690 ° C., and the annealing time was 24 hours. After spheroidizing annealing, cold rolling was further performed to produce a hardened steel sheet having a thickness of 0.44 mm.

[試験片の作製]
硬引き鋼板から、長手100mm、幅25mmの複数の試験片を切り出した。試験片の長手方向は、硬引き鋼板の圧延方向と平行にした。試験片の長手端部に対して、表裏両面からの切削を実施して刃先角度45°の刃付け加工を行った。
[Preparation of test piece]
A plurality of test pieces having a length of 100 mm and a width of 25 mm were cut out from the hard-drawn steel sheet. The longitudinal direction of the test piece was made parallel to the rolling direction of the hard-drawn steel sheet. Cutting from both the front and back surfaces was performed on the longitudinal end portion of the test piece to perform cutting with a blade edge angle of 45 °.

刃付け加工された試験片に対して、焼入れ処理及び焼き戻し処理を実施した。焼入れ処理における熱処理温度は860℃、保持時間は20分であった。焼き戻し処理の熱処理温度は350〜400℃、保持時間は40分であった。   Quenching and tempering treatments were performed on the test pieces that had been bladed. The heat treatment temperature in the quenching process was 860 ° C., and the holding time was 20 minutes. The heat treatment temperature of the tempering treatment was 350 to 400 ° C., and the holding time was 40 minutes.

焼入れ及び焼き戻し処理の後、試験片の刃先部に対して高周波焼入れ処理を実施した。高周波焼入れ処理の熱処理温度は1100℃であった。熱処理温度まで加熱した後、急冷を実施した。   After quenching and tempering treatment, induction hardening treatment was performed on the cutting edge portion of the test piece. The heat treatment temperature of the induction hardening treatment was 1100 ° C. After heating to the heat treatment temperature, rapid cooling was performed.

[ビッカース硬さ試験]
上記の製造工程で得られた試験片の刃先部及び胴部に対して、JIS Z2244に準拠したビッカース硬さ試験を実施した。具体的には、試験片の胴部の任意の3箇所に対して、試験力49.03Nでビッカース硬さ試験を実施した。得られた硬さの平均を、胴部の硬さ(HV)とした。胴部と同様に、高周波焼入れが実施された刃先部の任意の3箇所に対して、ビッカース硬さ試験を実施した。得られた硬さの平均を、刃先部の硬さ(HV)とした。
[Vickers hardness test]
The Vickers hardness test based on JIS Z2244 was implemented with respect to the blade edge | tip part and trunk | drum of the test piece obtained by said manufacturing process. Specifically, a Vickers hardness test was performed at a test force of 49.03 N on any three locations on the body of the test piece. The average of the obtained hardness was made into the hardness (HV) of the trunk | drum. The Vickers hardness test was implemented with respect to arbitrary 3 places of the blade edge | tip part in which induction hardening was implemented similarly to the trunk | drum. The average of the obtained hardness was made into the hardness (HV) of a blade edge | tip part.

[90°曲げ加工試験]
各試験片に対して、90°曲げ試験を実施した。具体的には、高周波焼入れ後の試験片について、先端半径0.25mm、先端角度90°のポンチによる突き曲げを実施した。突き曲げを実施した後、試験片の胴部を目視で観察した。胴部に割れが認められなかった場合、曲げ加工性が高いと判断し、割れが認められた場合、曲げ加工性が低いと判断した。
[90 ° bending test]
A 90 ° bending test was performed on each test piece. Specifically, the test piece after induction hardening was subjected to bending with a punch having a tip radius of 0.25 mm and a tip angle of 90 °. After carrying out the butt bending, the body part of the test piece was visually observed. When no crack was found in the body part, it was judged that the bending workability was high, and when the crack was found, it was judged that the bending workability was low.

[耐久性(耐摩耗性)試験]
各試験番号において、90°曲げ加工された2枚の試験片を組み合わせ、木型に埋め込んでポンチ型を作製した。ポンチ型を組み込んだプレス試験機を用いて段ボールに対して打ち抜き加工を実施した。段ボールが打ち抜きできなくなるまで打ち抜き加工を実施して、打ち抜き可能枚数を求めた。
[Durability (Abrasion Resistance) Test]
In each test number, two test pieces bent by 90 ° were combined and embedded in a wooden mold to produce a punch mold. A corrugated cardboard was punched using a press testing machine incorporating a punch die. Punching was performed until the cardboard could not be punched, and the number of punchable sheets was determined.

基準として、JIS規格のS50Cの試験片を用意して、同様にポンチ型を作製した。以下、このポンチ型を基準ポンチ型という。基準ポンチ型で上記と同じサイズ及び材質の段ボールに対して打ち抜き加工を実施した。段ボールが打ち抜きできなくなるまで打ち抜き加工を実施し、基準ポンチ型における段ボールの打ち抜き可能枚数(以下、基準枚数という)を求めた。各試験番号の打ち抜き可能枚数が、基準枚数よりも10%以上多かった場合、耐久性(耐摩耗性)が高いと判断した。   As a reference, a JIS standard S50C test piece was prepared, and a punch type was similarly prepared. Hereinafter, this punch type is referred to as a reference punch type. Punching was performed on a corrugated cardboard of the same size and material as described above with a standard punch type. Punching was performed until the cardboard could not be punched, and the number of cardboards that could be punched in the standard punch mold (hereinafter referred to as the standard number) was determined. When the number of punchable sheets for each test number was 10% or more than the reference number, it was judged that the durability (wear resistance) was high.

[試験結果]
試験結果を表2に示す。「曲げ加工性」欄の「○」印は、曲げ加工後の目視観察で割れが認められなかったことを示す。「×」印は、曲げ加工後の目視観察で割れが認められたことを示す。「耐久性評価」の「○」印は、打ち抜き可能枚数が、基準枚数よりも10%以上多かったことを示す。「×」印は、打ち抜き可能枚数が、基準枚数と比較して、10%未満であったことを示す。
[Test results]
The test results are shown in Table 2. A “◯” mark in the “bending workability” column indicates that no cracks were observed by visual observation after bending. The “x” mark indicates that cracking was observed by visual observation after bending. A “◯” mark in “Durability Evaluation” indicates that the number of punchable sheets is 10% or more than the reference number. The “x” mark indicates that the number of punchable sheets is less than 10% compared to the reference number.

Figure 0006361279
Figure 0006361279

表2を参照して、試験番号2、3、7、8、10、11、13、15、18、19、21〜23、25及び26の鋼材の化学組成は適正であり、式(1)を満たした。そのため、胴部の硬さは290HV以上400HV未満であり、曲げ加工性も良好であった。さらに、刃先部の耐久性も優れていた。   Referring to Table 2, the chemical compositions of the steel materials of test numbers 2, 3, 7, 8, 10, 11, 13, 15, 18, 19, 21, 23, 25, and 26 are appropriate, and the formula (1) Met. Therefore, the hardness of the trunk was 290 HV or more and less than 400 HV, and the bending workability was also good. Furthermore, the durability of the blade edge portion was also excellent.

一方、試験番号1のC含有量は低すぎた。そのため、胴部の硬さが290HV未満と低かった。試験番号4のC含有量は高すぎた。そのため、胴部の硬さが400HVを超え、曲げ加工性が低かった。試験番号5の化学組成は適切であったものの、式(1)を満たさなかった。そのため、耐久性が低かった。高周波焼入れ時にTiCが解けすぎたと考えられる。試験番号6のMn含有量は低すぎた。そのため、焼入れ性が低く、胴部の硬さが290HV未満と低すぎた。   On the other hand, the C content of Test No. 1 was too low. Therefore, the hardness of the trunk was as low as less than 290 HV. The C content of test number 4 was too high. Therefore, the hardness of the trunk portion exceeded 400 HV, and the bending workability was low. Although the chemical composition of Test No. 5 was appropriate, Formula (1) was not satisfied. Therefore, durability was low. It is thought that TiC was dissolved too much during induction hardening. The Mn content of test number 6 was too low. Therefore, the hardenability was low, and the hardness of the trunk was too low at less than 290 HV.

試験番号9のMn含有量は高すぎた。そのため、焼入れ後の胴部の硬さが400HVを超え、曲げ加工性が低かった。試験番号12の化学組成は適切であったものの、式(1)を満たさなかった。そのため、耐久性が低かった。試験番号14の化学組成は適切であったものの、式(1)を満たさなかった。そのため、耐久性が低かった。   The Mn content of test number 9 was too high. Therefore, the hardness of the barrel after quenching exceeded 400 HV, and the bending workability was low. Although the chemical composition of Test No. 12 was appropriate, Formula (1) was not satisfied. Therefore, durability was low. Although the chemical composition of the test number 14 was appropriate, the formula (1) was not satisfied. Therefore, durability was low.

試験番号16のTi含有量は高すぎた。そのため、焼入れ後の胴部の硬さが低すぎた。TiCが過剰に析出したため、硬さが低下したと考えられる。   The Ti content of test number 16 was too high. Therefore, the hardness of the trunk after quenching was too low. It is considered that the hardness decreased because TiC precipitated excessively.

試験番号17はSiが高すぎた。そのため、焼入れ後の胴部の硬さが400HVを超え、曲げ加工性が低かった。   In test number 17, Si was too high. Therefore, the hardness of the barrel after quenching exceeded 400 HV, and the bending workability was low.

試験番号20のCr含有量は高すぎた。そのため、焼入れ後の胴部の硬さが硬すぎ、曲げ加工性が低かった。   The Cr content of Test No. 20 was too high. Therefore, the hardness of the barrel after quenching was too hard and the bending workability was low.

試験番号24の化学組成はTiを含有せず、式(1)を満たさなかった。そのため、刃先部の耐久性が低かった。   The chemical composition of Test No. 24 did not contain Ti and did not satisfy the formula (1). Therefore, the durability of the blade edge portion was low.

試験番号27の各元素含有量は適切であったものの、式(1)を満たさなかった。そのため、耐久性が低かった。   Although each element content of the test number 27 was appropriate, the formula (1) was not satisfied. Therefore, durability was low.

表3に示す試験番号31〜48の化学組成を有する溶鋼を製造した。   The molten steel which has the chemical composition of the test numbers 31-48 shown in Table 3 was manufactured.

Figure 0006361279
Figure 0006361279

各試験番号の溶鋼からスラブを製造した。スラブに対して熱間圧延を実施して、板厚2.6mmの熱延鋼板を製造した。仕上げ圧延温度は830〜860℃、巻取り温度は600〜650℃であった。熱延鋼板に対して酸洗を実施した後、焼鈍処理を実施した。焼鈍処理の熱処理温度は750℃であり、保持時間は5時間であった。焼鈍後、調質圧延を実施して、鋼板を製造した。   Slabs were produced from molten steel of each test number. Hot rolling was performed on the slab to produce a hot-rolled steel plate having a thickness of 2.6 mm. The finish rolling temperature was 830 to 860 ° C, and the winding temperature was 600 to 650 ° C. After performing pickling on the hot-rolled steel sheet, an annealing treatment was performed. The heat treatment temperature for the annealing treatment was 750 ° C., and the holding time was 5 hours. After annealing, temper rolling was performed to produce a steel plate.

[試験片の作製]
鋼板から、長手100mm、幅25mmの複数の試験片を切り出した。試験片の長手方向は、鋼板の圧延方向と平行にした。この試験片に対して、高周波焼入れ処理を実施した。高周波焼入れ処理の熱処理温度は950℃であった。さらに、高周波焼き戻しを実施した。焼き戻し温度は200℃であった。高周波焼き戻しを実施して、各試験片のビッカース硬さを550±5HV(試験力は98.07N)とした。
[Preparation of test piece]
A plurality of test pieces having a length of 100 mm and a width of 25 mm were cut out from the steel plate. The longitudinal direction of the test piece was made parallel to the rolling direction of the steel plate. The test piece was subjected to induction hardening. The heat treatment temperature of the induction hardening treatment was 950 ° C. Furthermore, induction tempering was performed. The tempering temperature was 200 ° C. Induction tempering was performed, and the Vickers hardness of each test piece was set to 550 ± 5 HV (test force was 98.07 N).

[大越式摩耗試験機]
図4A及び図4Bに示す大越式摩耗試験機を用いて、作製された試験片に対して摩耗試験を実施した。図4A及び図4Bに示すとおり、回転板1の下に試験片10を配置した。回転板1の半径Rは30mmであり、幅Bは3.0mmであった。
[Ogoshi type wear tester]
Using the Ogoshi type abrasion tester shown in FIG. 4A and FIG. As shown in FIGS. 4A and 4B, the test piece 10 was disposed under the rotating plate 1. The radius R of the rotating plate 1 was 30 mm, and the width B was 3.0 mm.

試験片10に対して、試験前に、パフによる表面研磨を実施した。回転板1の下に試験片10を配置した後、回転板1を回転しながら、67Nの荷重Pを付与して、回転板1を試験片10に押し当てた。試験時の摩耗速度Vは0.76m/sであり、摩耗距離は400mであった。相手材である回転板1の素材はSCM415に相当する化学組成を有した。   The test piece 10 was subjected to surface polishing with a puff before the test. After placing the test piece 10 under the rotating plate 1, while rotating the rotating plate 1, a load P of 67 N was applied to press the rotating plate 1 against the test piece 10. The wear rate V during the test was 0.76 m / s, and the wear distance was 400 m. The material of the rotating plate 1 as the counterpart material had a chemical composition corresponding to SCM415.

試験後の摩耗量を測定した。さらに、基準試験片として、S35Cに相当する化学組成を有する試験片を準備し、上記と同じ条件で大越式摩耗試験を実施し、摩耗量を測定した。各試験番号の摩耗量が、基準試験片の摩耗量よりも少ない場合、耐摩耗性に優れると評価した。   The amount of wear after the test was measured. Furthermore, a test piece having a chemical composition corresponding to S35C was prepared as a reference test piece, and an Ogoshi-type wear test was performed under the same conditions as described above, and the amount of wear was measured. When the wear amount of each test number was smaller than the wear amount of the reference test piece, it was evaluated that the wear resistance was excellent.

[試験結果]
試験結果を表4に示す。表4中の「耐摩耗性評価」欄の「○」印は、対応する試験番号の試験片の摩耗量が、基準試験片の摩耗量よりも少なかったことを意味する。「×」印は、試験片の摩耗量が、基準試験片の摩耗量以上であったことを意味する。
[Test results]
The test results are shown in Table 4. “◯” mark in the “Abrasion Resistance Evaluation” column in Table 4 means that the wear amount of the test piece of the corresponding test number was smaller than the wear amount of the reference test piece. The “x” mark means that the wear amount of the test piece was equal to or greater than the wear amount of the reference test piece.

Figure 0006361279
Figure 0006361279

表4を参照して、試験番号33、35〜37、39、41、44、45及び47の化学組成は適切であり、式(1)を満たした。そのため、耐摩耗性に優れた。   Referring to Table 4, the chemical compositions of test numbers 33, 35-37, 39, 41, 44, 45 and 47 were appropriate and met formula (1). Therefore, it was excellent in wear resistance.

一方、試験番号31、32、34、40、42、43及び48の化学組成は適切であったものの、式(1)を満たさなかった。そのため、耐摩耗性が低かった。試験番号38及び46の化学組成はTiを含有しておらず、式(1)を満たさなかった。そのため、耐摩耗性が低かった。   On the other hand, although the chemical composition of the test numbers 31, 32, 34, 40, 42, 43, and 48 was appropriate, the formula (1) was not satisfied. Therefore, the wear resistance was low. The chemical compositions of test numbers 38 and 46 did not contain Ti and did not satisfy the formula (1). Therefore, the wear resistance was low.

表5に示す化学組成の溶鋼を製造した。   Molten steel having the chemical composition shown in Table 5 was produced.

Figure 0006361279
Figure 0006361279

表5中の試験番号51〜54の化学組成はJIS G3311で規定されるS45CMに相当した。試験番号55〜58の化学組成は、S55CMに相当した。試験番号59〜62の化学組成は、S65CMに相当した。   The chemical compositions of test numbers 51 to 54 in Table 5 corresponded to S45CM defined by JIS G3311. The chemical composition of test numbers 55-58 corresponded to S55CM. The chemical composition of test numbers 59-62 corresponded to S65CM.

各試験番号の溶鋼からスラブを製造した。スラブに対して熱間圧延を実施して、板厚4.5mmの熱延鋼板を製造した。仕上げ圧延温度は830〜860℃、巻取り温度は600〜650℃であった。熱延鋼板に対して酸洗を実施した後、焼鈍処理を実施した。焼鈍処理の熱処理温度は750℃であり、保持時間は5時間であった。焼鈍後、冷間圧延を実施して、厚さ2.3mmの冷延鋼板を製造した。その後、冷延鋼板に対して焼鈍処理を実施した。焼鈍処理の熱処理温度は690℃であり、保持時間は24時間であった。焼鈍後、調質圧延を実施して鋼板を製造した。   Slabs were produced from molten steel of each test number. Hot rolling was performed on the slab to produce a hot rolled steel sheet having a thickness of 4.5 mm. The finish rolling temperature was 830 to 860 ° C, and the winding temperature was 600 to 650 ° C. After performing pickling on the hot-rolled steel sheet, an annealing treatment was performed. The heat treatment temperature for the annealing treatment was 750 ° C., and the holding time was 5 hours. After annealing, cold rolling was performed to produce a cold rolled steel sheet having a thickness of 2.3 mm. Then, the annealing process was implemented with respect to the cold-rolled steel plate. The heat treatment temperature for the annealing treatment was 690 ° C., and the holding time was 24 hours. After annealing, temper rolling was performed to produce a steel plate.

[試験片の作製]
鋼板から、長手100mm、幅25mmの複数の試験片を切り出した。試験片の長手方向は、鋼板の圧延方向と平行にした。この試験片に対して、高周波焼入れ処理を実施した。高周波焼入れ処理の熱処理温度は950℃であった。さらに、高周波焼き戻しを実施した。焼き戻し温度は200〜400℃であった。高周波焼き戻しを実施して、各試験片のビッカース硬さを550±5HV(試験力は98.07N)とした。
[Preparation of test piece]
A plurality of test pieces having a length of 100 mm and a width of 25 mm were cut out from the steel plate. The longitudinal direction of the test piece was made parallel to the rolling direction of the steel plate. The test piece was subjected to induction hardening. The heat treatment temperature of the induction hardening treatment was 950 ° C. Furthermore, induction tempering was performed. The tempering temperature was 200 to 400 ° C. Induction tempering was performed, and the Vickers hardness of each test piece was set to 550 ± 5 HV (test force was 98.07 N).

[大越式摩耗試験機]
図4A及び図4Bに示す大越式摩耗試験機を用いて、作製された試験片に対して摩耗試験を実施した。図4A及び図4Bに示すとおり、回転板1の下に試験片10を配置した。回転板1の半径Rは30mmであり、幅Bは3.0mmであった。
[Ogoshi type wear tester]
Using the Ogoshi type abrasion tester shown in FIG. 4A and FIG. As shown in FIGS. 4A and 4B, the test piece 10 was disposed under the rotating plate 1. The radius R of the rotating plate 1 was 30 mm, and the width B was 3.0 mm.

試験片10に対して、試験前に、パフによる表面研磨を実施した。回転板1の下に試験片10を配置した後、回転板1を回転しながら、67Nの荷重Pを付与して、回転板1を試験片10に押し当てた。試験時の摩耗速度Vは0.76m/sであり、摩耗距離は400mであった。相手材である回転板1の素材はSCM415に相当する化学組成を有した。   The test piece 10 was subjected to surface polishing with a puff before the test. After placing the test piece 10 under the rotating plate 1, while rotating the rotating plate 1, a load P of 67 N was applied to press the rotating plate 1 against the test piece 10. The wear rate V during the test was 0.76 m / s, and the wear distance was 400 m. The material of the rotating plate 1 as the counterpart material had a chemical composition corresponding to SCM415.

試験後の摩耗量を測定した。さらに、基準試験片として、試験番号51〜54に対しては、S45Cに相当する化学組成を有する基準試験片を準備し、試験番号55〜58に対してはS55Cに相当する化学組成を有する基準試験片を準備し、試験番号59〜62に対しては、S65Cに相当する化学組成を有する基準試験片を準備した。各基準試験片に対して、上記と同じ条件で大越式摩耗試験を実施し、摩耗量を測定した。各試験番号の摩耗量が、対応する基準試験片の摩耗量よりも少ない場合、耐摩耗性に優れると評価した。   The amount of wear after the test was measured. Furthermore, as a standard test piece, a standard test piece having a chemical composition corresponding to S45C is prepared for test numbers 51 to 54, and a standard having a chemical composition corresponding to S55C for test numbers 55 to 58. A test piece was prepared, and for test numbers 59 to 62, a reference test piece having a chemical composition corresponding to S65C was prepared. The Ogoshi type wear test was performed on each reference specimen under the same conditions as above, and the wear amount was measured. When the wear amount of each test number was smaller than the wear amount of the corresponding standard test piece, it was evaluated that the wear resistance was excellent.

[試験結果]
試験結果を表6に示す。表6中の「耐摩耗性評価」欄の「○」印は、対応する試験番号の試験片の摩耗量が、対応する基準試験片の摩耗量よりも少なかったことを意味する。「×」印は、試験片の摩耗量が、対応する基準試験片の摩耗量以上であったことを意味する。
[Test results]
The test results are shown in Table 6. “◯” mark in the “Abrasion resistance evaluation” column in Table 6 means that the wear amount of the test piece of the corresponding test number is smaller than the wear amount of the corresponding reference test piece. The “x” mark means that the wear amount of the test piece was equal to or greater than the wear amount of the corresponding reference test piece.

Figure 0006361279
Figure 0006361279

表6を参照して、試験番号54、58及び62の化学組成は適切であり、式(1)を満たした。そのため、耐摩耗性に優れた。   Referring to Table 6, the chemical compositions of test numbers 54, 58 and 62 were appropriate and met formula (1). Therefore, it was excellent in wear resistance.

一方、試験番号51、55及び59の化学組成はTiを含有しておらず、式(1)を満たさなかった。そのため、耐摩耗性が低かった。試験番号52、53、56、57、60及び61の化学組成は適切であったものの、式(1)を満たさなかった。そのため、耐摩耗性が低かった。   On the other hand, the chemical compositions of the test numbers 51, 55 and 59 did not contain Ti and did not satisfy the formula (1). Therefore, the wear resistance was low. Although the chemical compositions of the test numbers 52, 53, 56, 57, 60 and 61 were appropriate, they did not satisfy the formula (1). Therefore, the wear resistance was low.

以上、本発明の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。したがって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above-described embodiment is merely an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately changing the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.

1 回転板
100 試験片
1 Rotating plate 100 Test piece

Claims (2)

質量%で、
C:0.30〜0.70%、
Si:1.0%以下、
Mn:0.3〜1.5%、
P:0.03%以下、
S:0.03%以下、
sol.Al:0.1%以下、
N:0.01%以下、
Ti:0.1%以下、
B:0〜0.005%、
Cr:0.01〜0.5%、
Ni0〜0.5%、
Mo:0〜0.5%、
Cu:0〜0.5%、
Ca:0〜0.0050%、及び、
Nb:0〜0.05%を含有し、残部はFe及び不純物からなり、
式(1)を満たす加熱温度Tで高周波焼入れされる用途に用いられる、中高炭素鋼
(48/14)×[N]+10(−7000/T+2.75)/[C]+0.001≦[Ti]≦0.1 (1)
ここで、[N]にはN含有量(質量%)、[C]にはC含有量(質量%)、[Ti]にはTi含有量、Tには高周波焼入れ時の加熱温度(K)が代入される。
% By mass
C: 0.30 to 0.70%,
Si: 1.0% or less,
Mn: 0.3 to 1.5%,
P: 0.03% or less,
S: 0.03% or less,
sol. Al: 0.1% or less,
N: 0.01% or less,
Ti: 0.1% or less,
B: 0 to 0.005%,
Cr: 0.01 to 0.5%,
Ni : 0 to 0.5%,
Mo: 0 to 0.5%,
Cu: 0 to 0.5%,
Ca: 0 to 0.0050%, and
Nb: 0 to 0.05% is contained, the balance consists of Fe and impurities,
Used in applications which are induction hardened at a heating temperature T satisfying the formula (1), medium and high carbon steel plate.
(48/14) × [N] +10 ( −7000 / T + 2.75) / [C] + 0.001 ≦ [Ti] ≦ 0.1 (1)
Here, [N] is the N content (% by mass), [C] is the C content (% by mass), [Ti] is the Ti content, and T is the heating temperature (K) during induction hardening. Is substituted.
請求項1に記載の中高炭素鋼であって、
B:0.0001〜0.005%
0.01〜0.5%、
Mo:0.01〜0.5%、
Cu:0.01〜0.5%、
Ca:0.0005〜0.0050%、及び、
Nb:0.015〜0.05%からなる群から選択される1種又は2種以上を含有する、中高炭素鋼
A medium and high carbon steel plate according to claim 1,
B: 0.0001~0.005%,
N i : 0.01 to 0.5%,
Mo: 0.01 to 0.5%,
Cu: 0.01 to 0.5%,
Ca: 0.0005 to 0.0050%, and
Nb: 1 kind selected from the group consisting of from 0.015 to 0.05 percent or containing two or more, middle and high carbon steel plate.
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