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公開番号2024135704
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023046519
出願日2023-03-23
発明の名称鋼材の製造方法
出願人株式会社プロテリアル
代理人
主分類C21D 8/00 20060101AFI20240927BHJP(鉄冶金)
要約【課題】
直接焼入れを施しても粗粒化や靭性値の低下を抑制することができる鋼材の製造方法を提供する。
【解決手段】質量%でC:0.50～0.60%、Si:0.10～0.40%、Mn:0.60～1.00%、Cr:0.80～1.40%、Ni:1.30～2.00%、Mo:0.20～0.55%、V:0.05～0.20%、残部:Fe及び不可避的不純物でなる熱間加工用素材を準備する準備工程と、前記熱間加工用素材を開始温度1170～1300℃で熱間加工して、中間熱間加工材を得る第一熱間加工工程と、前記中間熱間加工材を開始温度1000～1150℃で熱間加工して、熱間加工材を得る第二熱間加工工程と、前記熱間加工材を直接焼入れして鋼材を得る直接焼入れ工程を有する、鋼材の製造方法。

【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
質量％でＣ：０．５０～０．６０％、Ｓｉ：０．１０～０．４０％、Ｍｎ：０．６０～１．００％、Ｃｒ：０．８０～１．４０％、Ｎｉ：１．３０～２．００％、Ｍｏ：０．２０～０．５５％、Ｖ：０．０５～０．２０％、残部：Ｆｅ及び不可避的不純物でなる熱間加工用素材を準備する準備工程と、
前記熱間加工用素材を熱間加工開始温度１１７０～１３００℃で熱間加工して、中間熱間加工材を得る第一熱間加工工程と、
前記中間熱間加工材を熱間加工開始温度１０００～１１５０℃で熱間加工して、熱間加工材を得る第二熱間加工工程と、
前記熱間加工材を、直接焼入れして鋼材を得る直接焼入れ工程を有する、鋼材の製造方法。
続きを表示（約 67 文字）【請求項２】
前記直接焼入れ工程後の鋼材に焼戻しを行う、焼戻し工程をさらに実施する、請求項１に記載の鋼材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ＪＩＳＧ４４０４にて規定されるＳＫＴ４およびその相当材は、高靭性かつ良好な耐摩耗特性を有した熱間金型用鋼として、鍛造金型などの用途に適用されている。このようなＳＫＴ４材のような熱間金型用鋼の熱間加工方法としては、鋼塊に熱間鍛造を施した後、鍛造材を再度加熱し、焼入れ焼戻し処理を行う等の調質処理を施して、所望の機械特性を得る方法が知られている。例えば特許文献１には、鋳塊を１２００～１２８０℃に加熱して熱間鍛造する工程を有する、熱間工具の製造方法が開示されている。
【０００３】
一方で上述した製法は熱処理工程が多く高コストであることから、熱処理工程を簡略化して熱処理コストを下げる製法として、熱間鍛造終了後の温度から再加熱を施さずに焼入れを実施する、直接焼入れ工程（ダイレクトクエンチ）も知られている。例えば特許文献２には、ＳＭｎ４４３圧延材を１０５０℃に加熱後、直接焼入れする方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５７４４３００号公報
特開昭６０－７７９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１にも記載されているように直接焼入れは熱処理コストを低下させるために有効な技術であるが、焼入れ冷却時の割れの発生が懸念された。また、焼入れ焼戻し後の製品における靭性が低い場合もあった。
よって本発明の目的は、直接焼入れを施しても焼入れ時割れや焼入れ焼戻し後の製品における靭性の低下を抑制することが可能な、鋼材の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものである。
すなわち本発明は、
質量％でＣ：０．０．５０～０．６０％、Ｓｉ：０．１０～０．４０％、Ｍｎ：０．６０～１．００％、Ｃｒ：０．８０～１．４０％、Ｎｉ：１．３０～２．００％、Ｍｏ：０．２０～０．５５％、Ｖ：０．０５～０．２０％、残部：Ｆｅ及び不可避的不純物でなる熱間加工用素材を準備する準備工程と、前記熱間加工用素材を熱間加工開始温度１１７０～１３００℃で熱間加工して、中間熱間加工材を得る第一熱間加工工程と、前記中間熱間加工材を熱間加工開始温度１０００～１１５０℃で熱間加工して、熱間加工材を得る第二熱間加工工程と、前記熱間加工材を、直接焼入れして鋼材を得る直接焼入れ工程を有する、鋼材の製造方法である。
好ましくは、前記直接焼入れ工程後の鋼材に焼戻しを行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、直接焼入れを施しても焼入れ時割れや、焼入れ焼戻し後の製品における靭性の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について説明する。
＜準備工程＞
まず本実施形態では、ＪＩＳＧ４４０４にて規定されるＳＫＴ４の相当材および改良材組成を有する熱間加工用素材を準備する（準備工程）。具体的には、質量％でＣ：０．０．５０～０．６０％、Ｓｉ：０．１０～０．４０％、Ｍｎ：０．６０～１．００％、Ｃｒ：０．８０～１．４０％、Ｎｉ：１．３０～２．００％、Ｍｏ：０．２０～０．５５％、Ｖ：０．０５～０．２０％、残部：Ｆｅ及び不可避的不純物でなる組成を有する熱間加工用素材を準備する。以下に本発明の成分の限定理由について述べる（以下、質量％は単に％と記載する）。
【０００９】
Ｃ：０．５０～０．６０％
Ｃは、一部が基地中に固溶して強度を付与し、一部は炭化物を形成することで耐摩耗性や耐焼付き性を高める、熱間工具鋼に重要な必須元素である。一方で過度の添加は靭性の添加や熱間強度の低下を招くため、Ｃは０．５０～０．６０％とする。
【００１０】
Ｓｉ：０．１０～０．４０％
Ｓｉは、製鋼時の脱酸剤であるとともに、素材の被削性を高める元素である。但し、多過ぎるとフェライトの生成をまねくので、本発明では０．１０～０．４０％とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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