JP2864960B2 - 加工性および溶接性に優れた耐磨耗鋼 - Google Patents
加工性および溶接性に優れた耐磨耗鋼Info
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Description
れた耐磨耗鋼に係わり、産業機械、鉱山関連装置、鉱石
質スラリー、石炭質スラリーの如きスラリー状物質の輸
送など磨耗の激しい部位での用途に適する耐磨耗鋼に関
する。
昇させることで向上する。このため従来の耐磨耗鋼はC
をはじめ多量の合金元素を含む鋼を焼入処理して製造す
ることが多い。このような耐磨耗鋼では、その高硬度の
ため加工性が劣り、また炭素当量が必然的に高くなるた
め溶接性が劣るという欠点を有していた。
以下のような技術が開示されている。その一つは、比較
的炭素当量の低い鋼を用いて熱間圧延の後焼入処理する
ことにより耐磨耗鋼を製造する方法で、特公昭56−1
4127、特開昭57−89426、特開昭61−76
615などに開示されている。しかしこれらはいずれも
硬さを硬くして耐磨耗性を向上させるものであって本発
明のように耐磨耗性に優れた金属組織をつくることによ
って耐磨耗性を向上させるものではない。そのため、本
発明に比較して不必要に高い硬さが必要となっており耐
磨耗性を得るための効率が悪く、また溶接時に割れが懸
念されるなどの問題が依然として残っている。
重ね合わせた複合鋼板を用いて、耐磨耗性は表面に位置
する硬さの高い鋼板で確保し溶接性は内部に位置する硬
さの低い鋼板に持たせるような耐磨耗用複合鋼板が特開
平3−227233に開示されている。しかし、複合鋼
板では硬化層である硬さの高い鋼板の厚みは薄いことか
ら、磨耗により硬化層が薄くなる環境では長期間使用で
きないという問題点がある。
イト系ないし二相系ステンレス鋼を用いた耐磨耗鋼管の
製造方法が特開昭51−13361に開示されている。
しかし、これらは高価なNi、Crを多量含む必要があ
り結果的に高価なものになってしまうという問題点があ
る。
性に優れ、安価でかつ優れた耐磨耗性を有する鋼を提供
することを目的とする。
に、発明者らはステンレス鋼よりも安価な炭素鋼の成分
組成を基本として、成分組成および熱処理条件など研究
検討した結果、マルテンサイトを地組織中に分散させた
鋼は従来鋼の硬さと耐磨耗性能との関係から予想される
よりも良好な耐磨耗性を有することを見出した。
に多量の合金元素を含有させる必要もないことがわかっ
た。本発明はこのような知見に基いてなされたものでそ
れは以下に示す如くである。
−0.20%、Al:0.02−2.00%、Mn:
0.50−2.50%を含有し残部がFeおよび不可避
不純物からなる鋼で、地組織中にマルテンサイトを含
み、マルテンサイトの面積分率が5%以上50%以下で
ある耐磨耗鋼である。
20%、Al:0.02−2.00%、Mn:0.50
−2.50%を含有し、かつ、Si:0.50−2.0
0%、Cu:0.05−1.00%、Ni:0.05−
2.00%、Cr:0.05−2.00%、Mo:0.
005−1.00%、Nb:0.005−0.10%、
V:0.005−0.10%、Ti:0.005−0.
10%、B:0.0003−0.0020%のうち1種
以上を含有し残部がFeおよび不可避不純物からなる鋼
で、地組織中にマルテンサイトを含み、マルテンサイト
の面積分率が5%以上50%以下である耐磨耗鋼であ
る。
イト単独相と島状マルテンサイトとの少なくともいずれ
か一方を含み、マルテンサイトの面積分率はマルテンサ
イト単独相と島状マルテンサイトの面積分率の合計であ
る請求項1ないし3のいずれかの耐磨耗鋼である。
びCからなる耐磨耗性向上に極めて効果のある金属組織
で、マルテンサイトが本発明鋼の地組織中に5%以上で
あれば、マルテンサイトが5%未満のものに比べ硬さが
同じであっても耐磨耗性が著しく向上する。しかしその
面積分率が5%未満では耐磨耗性の向上に大きな効果は
なく、一方、50%を超えると耐磨耗性は優れるものの
加工時に割れたり溶接ができないなどの不都合が現れ
る。従って、マルテンサイトの面積分率は5%以上50
%以下とする。ここで、本発明鋼における地組織はフェ
ライトーパーライトまたはフェライトーベイナイト組織
となっているのが一般で、柔らかいフェライトが存在す
るため加工性、溶接性がよいものとなっている。
組織をいったんオーステナイト化し、それを急冷するこ
とによりオーステナイトの一部がマルテンサイトにな
る。マルテンサイト化した部分を詳細に観察すると、二
通りの形態が存在する。その一つはマルテンサイト単独
相であるが、いま一つはマルテンサイトとマルテンサイ
ト化できずオーステナイトのままで残った部分(残留オ
ーステナイトと呼ぶ)とが混在して一つの島状組織とな
った形態である。島状マルテンサイトは上に説明したよ
うにマルテンサイトと残留オーステナイトとが微細に混
合した島状組織と定義され、マルテンサイトの範疇には
入るがマルテンサイト単独相とは異なる。耐磨耗性を向
上させるマルテンサイトとしては、マルテンサイト単独
相であっても島状マルテンサイトであっても構わない。
従って、マルテンサイトはマルテンサイト単独相と島状
マルテンサイトとの少なくともいずれか一方とする。
%以下にするための方法は特に限定しないが、熱間圧延
した鋼をその鋼のAc3とAc1の間のフェライトーオ
ーステナイト2相域温度に加熱した後急冷する方法があ
る。
よび溶接性に優れた耐磨耗鋼を得るための成分範囲の限
定理由を以下に述べる。 (2)C:0.05−0.20% Cは耐磨耗性を向上させるマルテンサイトの面積分率を
上昇させるため、Cの含有は必須である。含有量が0.
05%未満ではこの効果が小さいので含有量の下限は
0.05%とする。含有量が0.20%を超えると溶接
性の劣化を招くので含有量の上限は0.20%とする。
に有効であるのでMnの含有は必須である。含有量が
0.50%未満ではこの効果が小さく、2.50%を超
えると溶接性の劣化を招くので含有量は0.50−2.
50% (4)Al:0.02−2.00% Al含有量が0.02−2.00%と従来の耐磨耗鋼よ
りも高い含有量であることが本発明の特徴の一つであ
る。すなわち、Al含有量を高めることにより耐磨耗性
を向上されるマルテンサイトを必要量生成させ、その結
果、硬さが従来の耐磨耗鋼より低いにもかかわらず、そ
れと同程度の耐磨耗性を発揮させるという効果を持つ。
分な量のマルテンサイトを生成させることにより良好な
耐磨耗性を発揮するが、0.02%未満だと、耐磨耗性
に対し効果がない。そのためAl含有量の下限は0.0
2%とする。一方、2.00%を越えて含有させると鋼
板の熱間延性の劣化、溶接性の劣化を招くので上限は
2.00%とする。
素の含有量および範囲限定理由は以下のとおりである。 (5)Si、Cu、Ni、Cr、Mo、Nb、V、T
i、B これらはマルテンサイト量を増加させ、あるいは地組織
の硬さを上昇させることにより耐磨耗性を向上させるに
有効な成分で、これらの1種以上を下記の範囲内で添加
してもよい。含有量の下限はいずれも上記効果を発揮す
るに最低限必要な量で、その上限は溶接性を劣化させず
にその効果を発揮する上限値である。 Si:0.50 −2.00% Cu:0.05 −1.00% Ni:0.05 −2.00% Cr:0.05 −2.00% Mo:0.05 −1.00% Nb:0.005 −0.10% V :0.005 −0.10% Ti:0.005 −0.10% B :0.0003−0.002% なお、不可避的不純物はP,Sを含み、それらには通
常、P:0.03%以下、S:0.03%以下の範囲で
含有するが、これらの含有量は耐磨耗性に本質的に影響
を与えるものではない。本発明鋼の製造は、鋼の成分組
成を本発明の範囲に調整し熱間圧延により鋼板にしたの
ち、例えば上に説明した熱処理を施せばよい。
溶接性および加工性はいずれも一般の構造用鋼として用
いられるものと同等で価格も同等と考えられる。表1の
鋼より熱間圧延により鋼板を製造し、種々の熱処理を施
したものを試験に供した。
法、マルテンサイトの面積分率および耐磨耗性試験の結
果を示す。表2は本発明鋼、表3は比較鋼の結果で、図
1に耐磨耗性試験結果、硬さ、マルテンサイト面積分率
の関係を図示した。耐磨耗性試験としては、水と珪砂を
混合した環境で試験片回転型の磨耗試験をおこない、そ
れぞれの磨耗試験片の磨耗減量をJIS SS400の
磨耗減量で除した値(磨耗量比率と呼ぶ)で評価した。
磨耗量比率が小さいほど耐磨耗性は良好と評価される。
試験装置の概略は図2に示すもので、(a)はその断面
図を示したもので、試験槽1には水と珪砂の混合液が満
たされている。磨耗試験片3は回転軸2から150mm
の間隔をとってを取り付けられており、水と珪砂の混合
液の中で回転させることにより磨耗が生じる。(b)は
磨耗試験片3の寸法を示しており、直径10mm、長さ
60mmである。磨耗試験片は鋼板厚み中央部からそれ
ぞれ丸棒を削り出して得た。
ことにより耐磨耗性が著しく向上していることが明らか
である。すなわち、本発明鋼の成分組成で、しかもマル
テンサイト面積分率が5%以上の鋼では磨耗量比率が
0.7以下と良好な耐磨耗性が得られている。
S−1、T−1、U−1、V−1、W−1は十分な量の
マルテンサイトが生成せず、その結果磨耗量比率が0.
8以上となり耐磨耗性が不十分なことがわかる。また、
本発明鋼の成分組成であっても熱処理条件が不適当など
の理由によりマルテンサイト面積分率が5%未満の場合
(鋼C−3、C−4)は、耐磨耗性としては不十分であ
ることがわかった。
は、鋼の組織を制御することで良好な耐磨耗性を発揮
し、かつ、加工性および溶接性に優れた鋼を的確に製造
することができ、工業的に効果の大きい発明である。
耗性に及ぼす影響を示す図。
Claims (3)
- 【請求項1】重量%でC:0.05−0.20%、M
n:0.50−2.50%、Al:0.02−2.00
%を含有し残部がFeおよび不可避不純物からなる鋼
で、地組織中にマルテンサイトを含みマルテンサイトの
面積分率が5%以上50%以下である加工性および溶接
性に優れた耐磨耗鋼。 - 【請求項2】重量%でC:0.05−0.20%、M
n:0.50−2.50%、Al:0.02−2.00
%を含有し、かつ、Si:0.50−2.00%、C
u:0.05−1.00%、Ni:0.05−2.00
%、Cr:0.05−2.00%、Mo:0.005−
1.00%、Nb:0.005−0.10%、V:0.
005−0.10%、Ti:0.005−0.10%、
B:0.0003−0.0020%のうち1種以上を含
有し残部がFeおよび不可避不純物からなる鋼で、地組
織中にマルテンサイトを含みマルテンサイトの面積分率
が5%以上50%以下である加工性および溶接性に優れ
た耐磨耗鋼。 - 【請求項3】マルテンサイトはマルテンサイト単独相と
島状マルテンサイトの少なくとも一方からなり、マルテ
ンサイトの面積分率はマルテンサイト単独相と島状マル
テンサイトの面積分率の合計である請求項1ないし3の
いずれかの耐磨耗鋼。
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---|---|---|---|
JP22708693A JP2864960B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | 加工性および溶接性に優れた耐磨耗鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0790477A JPH0790477A (ja) | 1995-04-04 |
JP2864960B2 true JP2864960B2 (ja) | 1999-03-08 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220088030A (ko) | 2020-12-18 | 2022-06-27 | 주식회사 포스코 | 용접액화취성균열 저항성이 우수한 용융아연도금강판, 및 이의 제조 방법 |
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ES2455222T5 (es) * | 2010-07-02 | 2018-03-05 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Acero de resistencia superior, conformable en frío y producto plano de acero compuesto de un acero de este tipo |
CN115667562A (zh) | 2020-05-28 | 2023-01-31 | 杰富意钢铁株式会社 | 耐磨损钢板和耐磨损钢板的制造方法 |
US20230175091A1 (en) | 2020-05-28 | 2023-06-08 | Jfe Steel Corporation | Abrasion-resistant steel plate and method of producing abrasion-resistant steel plate |
MX2022014803A (es) | 2020-05-28 | 2023-01-18 | Jfe Steel Corp | Placa de acero resistente a la abrasion y metodo de produccion de placa resistente a la abrasion. |
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1993
- 1993-09-13 JP JP22708693A patent/JP2864960B2/ja not_active Expired - Fee Related
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