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公開番号2024141173
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023052666
出願日2023-03-29
発明の名称棒状部材
出願人日本製鉄株式会社
代理人個人,個人
主分類B22D 11/16 20060101AFI20241003BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】曲がり変形が抑制された棒状部材を提供する。
【解決手段】棒状部材は、機械構造用鋼材からなる棒状部材であって、棒状部材内のミクロ偏析が延びる方向と、棒状部材の長手方向とが所定の角度を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
機械構造用鋼材からなる棒状部材であって、前記棒状部材内のミクロ偏析が延びる方向と、前記棒状部材の長手方向とが所定の角度を有する、棒状部材。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
請求項１に記載の棒状部材であって、前記棒状部材内のミクロ偏析が延びる方向と、前記棒状部材の長手方向とのなす角度が５～１５°である、棒状部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の棒状部材であって、長手方向に垂直な断面形状が、長手方向に平行な軸の周りに対称ではない、棒状部材。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の棒状部材であって、長手方向に垂直な方向の寸法に対する長手方向の寸法の比が５以上である、棒状部材。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の棒状部材であって、少なくとも表層に焼入れ硬化層を有する、棒状部材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状部材に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車や産業機械に使用される歯車やシャフト等、高応力に繰り返し曝される鋼部材には、優れた耐疲労特性及び耐摩耗性が要求されるため、焼入れを施した肌焼鋼が広く用いられている。一方、鋼部材に焼入れを施すと、冷却工程において鋼部材の表面と内部との温度差に起因する熱応力、及び相変態に伴う体積変化による変態応力が発生する。これらの応力によって、鋼部材に歪が生じる場合がある。
【０００３】
この歪は鋼部材の変寸等の問題につながることから、この歪を低減する多数の試みが行われている。例として、機械研削によって歪を修正する方法がある。しかし、機械研削による歪の修正は、製造工程が増えることによって生産性が大幅に低下し製造コストが増加することに加えて、表面硬さや残留応力にむらが生じるため、品質上からも好ましくない。
【０００４】
特許第３４０９２７５号公報には、熱処理歪の少ない肌焼鋼が開示されている。この肌焼鋼は、棒状圧延材の横断面において等軸晶の占める領域が面積率で３０％以下であり、かつ等軸晶の中心と横断面の中心との距離をｂ、圧延材の直径をＤとするとき、ｂ／Ｄが０．０５以下である。
【０００５】
特開平１１－３４２４５４号公報には、定歪加工部品の製造方法が開示されている。この製造方法は、連続鋳造を実施して鋳片を製造した後、この鋳片に塑性加工を施して所定形状の加工部品を得るのに際して、鋳型として型内面が円形の丸形鋳型を用いること、及び、軸心と直角方向の横断面形状が軸心を中心として実質的に対称形状となるように塑性加工を行うこと、を特徴とする。
【０００６】
特開２０２１－１５６６８６号公報には、偏析が存在する部材の熱処理による挙動を精度よく解析するための熱処理シミュレーション方法が開示されている。この熱処理シミュレーション方法は、解析対象の部材を複数の要素で表したモデルデータを読み込む工程と、相変態に起因する歪の異方性を示す異方性パラメータを設定する工程と、複数の要素の各々の節点の温度を計算する工程と、複数の要素の各々の積分点の歪を、温度及び時間変化の少なくとも一方に応じて決定される組織分率と異方性パラメータとを用いて計算する工程と、解析結果を出力する工程とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第３４０９２７５号公報
特開平１１－３４２４５４号公報
特開２０２１－１５６６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許第３４０９２７５号公報の技術は、鋼の鋳造時に発生する鋳造組織に着目したものであり、等軸晶の面積率を小さくすること、及び等軸晶の中心を圧延材の中心に近づけることで、熱処理歪を小さくすることを図ったものである。これを実現する具体的な手段として、比較的大きな速度で冷却を施しながら鋳造を行うこと、鋳造の際に電磁攪拌を極力制限すること等が記載されている。
【０００９】
特許第３４０９２７５号公報にはまた、鋳造の最終段階で生成する中心偏析帯の中心を圧延材の中心に近づけることについても記載されている。これを実現するための具体的な手段として、冷却速度を比較的大きくすること、鋳片の全周から均一に冷却すること等が記載されている。
【００１０】
一方、鋼部材の焼入れは一般的に、部材を最終形状に近い形状に加工した段階で行われる。そのため、部材内の組織や化学成分の分布が等方的であっても、部材の形状によっては焼入れ時に部材内の温度分布が非対称な形状となり、これによって部材に歪が生じる場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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