热处理用钢制造技术

本发明专利技术提供一种热处理用钢，即使在后面的工序中以例行的条件进行淬火和回火等热处理，仍具有高强度和高韧性。本发明专利技术的热处理用钢，其特征在于，含有Ｃ：０．１０～０．７０质量％、Ｍｎ：０．１～３．０质量％、Ａｌ：０．００５～２．０质量％、Ｐ：０．０５０质量％以下、Ｓ：０．５０质量％以下、Ｏ：０．００３０质量％以下和Ｎ：０．０２００质量％以下，含有从Ｔｉ：０．３０质量％以下和Ｎｂ：０．３０质量％以下构成的群中选出的一种以上，余量由Ｆｅ和不可避免的杂质构成，根据ＴＨ＝（｛Ｔｉ｝／４８＋｛Ｎｂ｝／９３）×１０４计算的值ＴＨ为１．０以上，晶粒直径为１０μｍ以下。其中，在上式１中，｛Ｔｉ｝和｛Ｎｂ｝表示在５～１００ｎｍ的析出物中所含的Ｔｉ和Ｎｂ的含量（质量％），表示由各自的萃取残渣测量的量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造在实施了淬火和回火等热处理后被用于汽车等运输机械和 工业机械等的结构材料的热处理用钢，特别是涉及在实施了所述热处理后仍具有高强度且 高韧性的热处理钢。
技术介绍
历来，汽车等的运输机械和工业机械等所使用的结构材料的强度韧性，都是通过 对于从炼钢厂获取的热处理用钢进行挤压成形而成形为既定的形状后，再进行淬火和回火 等热处理，由此加以确保。特别是要求高强度、高韧性时，提出要将旧奥氏体(Y)粒径控制 在5μ 以下。例如在专利文献1中记述有一种高强度钢构件，其含有C 0. 25 0. 35质量％、 Si :0. 5质量％以下、Mn 0. 2 1. 0质量％、P :0. 01质量％以下、S :0.01质量％以下、Al 0. 01 0. 1质量％、N :0. 002 0. 01质量％、Ni 7 12质量％，余量由Fe和不可避免的 杂质构成，或者含有C 0. 25 0. 35质量％、Si :0. 5质量％以下、Mn :0. 2 1. 0质量％、P 0. 01质量％以下、S 0. 01质量％以下、Al 0. 01 0. 1质量％、N :0. 002 0. 01质量％、 Ni 7 12 质量％，还含有 Cr :0. 1 1. 0 质量％、Mo :0. 01 1 质量％、Ti :0. 01 0. 05 质量％、Nb 0. 01 0. 05质量％、B 0. 0003 0. 005质量％之中的一种或两种以上，余量 由!^e和不可避免的杂质构成。该高强度钢构件具有5μπι以下的旧奥氏体粒径的微细粒， 抗拉强度在HOOMPa以上，耐延迟断裂性能优异。而且在专利文献1中还记述有如下工序将钢从850°C加热至1000°C而进行热加 工，在700°C以下、Ms点以上的温度域进行减面率20 50质量％的精加工，并立即进行冷 却的工序；通过之后的热处理急速加热到Ac3点以上、900°C以下，并立即进行冷却的工序。另外，例如在专利文献2中记述有一种耐延迟断裂性优异的高强度钢，其有特定 的成分组成，并以特定条件进行淬火和回火，奥氏体粒度以ASTM No.计为8. 5以上。而且在专利文献2中还记述有如下要旨加热至Ac3点以上后进行淬火，其后以 580°C且Acl点以下的温度，以满足Pm彡16. 8 X IO3的条件进行回火。而且例如在专利文献3中记述有一种弹簧用钢线，其主要具有利用特定的成分组 成进行淬火回火而得到的回火马氏体组织，该马氏体晶内的碳化物形状以平均长宽比计为 3. 0以上。而且在专利文献3中记述的要旨是，以50 2000°C /s的升温速度进行淬火时和 回火时的加热，以0. 5 30s的保持时间进行。先行技术文献专利文献专利文献1 日本公开专利公报11-80903专利文献2 日本公开专利公报61-223168专利文献3 日本公开专利公报2002-194496然而专利文献1所述的技术，因为热处理用钢需要增加合金元素的添加量，所以 具有成本高、制造工艺复杂这样的问题。专利文献2所述的技术，因为必须以特定条件进行拉丝、冷轧、冷锻等加工以及淬 火和回火，所以具有制造工艺复杂这样的问题。专利文献3所述的技术，因为需要加快升温速度，缩短保持时间，所以具有制造工 艺复杂这样的问题。而且专利文献1 3所述的技术均需要在结束热轧后再进行特定条件的淬火和回 火。即，需要缴纳给顾客后，在顾客的工厂进行这种特定条件的淬火和因火，因此存在制造 具有高强度且高韧性的热处理用钢困难这样的问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于前述问题而做，本专利技术的目的在于，提供一种热处理用钢，即使以简单 的制造工艺，不用增加合金元素的添加量，在后面的工序中以例行的条件进行淬火和回火 等热处理，旧奥氏体粒径也在5 μ m以下，具有高强度且具有高韧性。本专利技术者们发现，通过使淬火前组织微细化，增加奥氏体(Y)的逆相变核生成， 并且预先使微细稳定的析出物析出，从而可以抑制Y相变后的晶粒的生长，完成了本发 明。(1)解决了前述课题的本专利技术的热处理用钢，其特征在于，含有C :0. 10 0.70质 fi%,Mn :0. 1 3. 0 质量％、A1 :0. 005 2. 0 质量％、P :0. 050 质量％ 以下、S :0. 50 质量％ 以下、0 0. 0030质量％以下和N 0. 0200质量％以下，含有从Ti :0. 30质量％以下和Nb 0. 30质量％以下构成的群中选出的一种以上，余量由！^和不可避免的杂质构成，根据下式 1计算的值TH为1. 0以上，晶粒直径为10 μ m以下。TH= ({Ti}/48+{Nb}/93) XlO4 ...(式 1)(其中，在上式1中，{Ti}和{Nb}表示在5 IOOnm的析出物中所含的Ti和Nb 的含量(质量％)，表示由各自的萃取残渣测量的量。)本专利技术的热处理用钢，如此具有特定的合金组成和特定尺寸以下的晶粒直径，并 且满足特定的关系式，预先使微细稳定的析出物析出，由此能够使淬火前的组织微细化。由 此，能够增多奥氏体(Y)的逆相变核生成，并且预先使微细稳定的析出物析出，可以抑制 Y相变后的Y晶粒的生长。即，因为可以使Y晶粒保持微细的状态，所以能够使其难以成 为破坏的起点。其结果是，即使在以后工序中以例行的条件进行热处理，也可以得到具有高强度 且具有高韧性的热处理用钢。还有，在本专利技术中，所谓高强度是抗拉强度在1. 2Gpa以上，所 谓高韧性是延性脆性转变温度(vTrs)为_80°C以下。(2)本专利技术的热处理用钢，优选含有从Ni :3.0质量％以下和Cu :3.0质量％以下 所构成的群中选出的至少一种。这些元素能够进一步提高强度和韧性，另外还能够提高耐 腐蚀性。(3)本专利技术的热处理用钢，优选含有从Ca :0. 0050质量％以下、Mg :0. 0050质量％ 以下和REM :0. 020质量％以下所构成的群中选出的至少一种。这些元素与S结合而形成硫 化物，能够防止MnS的伸长，因此能够进一步提高韧性。(4)本专利技术的热处理用钢，优选含有从V :1.0质量％以下、Zr :0. 10质量％以下、 Ta 0. 10质量％以下和Hf :0. 10质量％以下所构成的群中选出的至少一种。这些元素与C 或N结合而形成碳化物、氮化物和/或碳氮化物，能够减小γ粒径，可以使最终的组织微细 化，因此能够进一步提高韧性。(5)本专利技术的热处理用钢，优选含有Si :3.0质量％以下。该元素使回火时析出的 渗碳体微细化，能够进一步提高韧性。(6)本专利技术的热处理用钢，优选含有从Mo :2.0质量％以下和B :0. 0150质量％以 下所构成的群中选出的至少一种。这些元素能够提高淬火性，提高强度。(7)本专利技术的热处理用钢，优选硬度为Hv450以下。如果如此，则热处理用钢不会 太硬，因此，即使在进行淬火和回火等热处理前进行拉丝、冷轧、冷锻等时，也可以防止金属 模具的短寿命化。根据本专利技术的热处理用钢，通过满足特定的合金组成、晶粒直径和关系式，可以抑 制Y相变后的晶粒的生长。因此，即使在后面的工序中以例行的条件进行热处理，也能够 得到抗拉强度在1. 2Gpa以上，且延性脆性转变温度(VTrs)为_80°C以下的高韧性且高强度 的热处理用钢。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热处理用钢，其特征在于，含有Ｃ：０．１０～０．７０质量％、Ｍｎ：０．１～３．０质量％、Ａｌ：０．００５～２．０质量％、Ｐ：０．０５０质量％以下、Ｓ：０．５０质量％以下、Ｏ：０．００３０质量％以下和Ｎ：０．０２００质量％以下，　　并含有从Ｔｉ：０．３０质量％以下和Ｎｂ：０．３０质量％以下中选出的一种以上的元素，　　余量为Ｆｅ和不可避免的杂质，　　根据下式１计算的值ＴＨ为１．０以上，　　晶粒直径为１０μｍ以下，　　ＴＨ＝（｛Ｔｉ｝／４８＋｛Ｎｂ｝／９３）×１０↑［４］　…（式１）　　其中，在所述式１中，｛Ｔｉ｝和｛Ｎｂ｝表示在５～１００ｎｍ的析出物中所含的Ｔｉ和Ｎｂ的质量百分比含量，表示由各自的萃取残渣测量的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：畑野等，高知琢哉，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]