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公開番号2025155827
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2025007101
出願日2025-01-17
発明の名称ボルト用鋼
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人個人,個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20251002BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】軟化焼鈍を省略しても十分に低い硬さを得て、この結果、十分に高い冷間鍛造性を有するボルト用鋼を提供する。
【解決手段】所定の化学組成を有するとともに、金属組織が、フェライトおよびパーライトを含み、その合計が95.0面積%以上であり、且つ前記フェライトの面積率が54.0面積%以上であり、下記の式(1)および式(2)を満足するボルト用鋼である。
Hvf≦200 ・・・(1)
Hvp×(1-Vf/100)<-0.7358×Hvf×Vf/100+200.79 ・・・(2)
ここで、Hvfはフェライトのビッカース硬さであり、Hvpはパーライトのビッカース硬さであり、Vfはフェライトの面積率である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ｃ：０．１５～０．３５質量％、
Ｓｉ：０．３０質量％未満（０質量％を含む）、
Ｍｎ：０．３０～１．５０質量％、
Ｐ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｓ：０．０３０質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｒ：０．０５～０．８０質量％、
Ｔｉ：０．０１～０．０８質量％、
Ｂ：０．０００５～０．００３０質量％、
Ａｌ：０．０１０～０．０５０質量％、および
Ｎ：０．０１００質量％以下（０質量％を含む）、
を含み、残部がＦｅおよび不可避不純物からなり、
金属組織が、フェライトおよびパーライトを含み、その合計が９５．０面積％以上であり、且つ前記フェライトの面積率が５４．０面積％以上であり、
下記の式（１）および式（２）を満足するボルト用鋼。
Ｈｖｆ≦２００・・・（１）
Ｈｖｐ×（１－Ｖｆ／１００）＜－０．７３５８×Ｈｖｆ×Ｖｆ／１００＋２００．７９・・・（２）
ここで、Ｈｖｆはフェライトのビッカース硬さであり、Ｈｖｐはパーライトのビッカース硬さであり、Ｖｆはフェライトの面積率である。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
平均硬さがビッカース硬さで１９５ＨＶ以下である請求項１に記載のボルト用鋼。
【請求項３】
Ｍｏ：０．１５質量％以下（０質量％を含まず）およびＶ：０．１０質量％以下（０質量％を含まず）、Ｃｕ：０．５５質量％以下（０質量％を含まず）、Ｎｉ：０．５５質量％以下（０質量％を含まず）およびＳｎ：０．５５質量％以下（０質量％を含まず）からなる群から選択される１つ以上を更に含有する請求項１または２に記載のボルト用鋼。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ボルト用鋼、とりわけ冷間鍛造性に優れたボルト用鋼に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ボルトは、ボルト用鋼の圧延線材に加工性を向上させることを目的とした軟化焼鈍を施し、伸線加工を行い、所定の線径にした後、さらに冷間鍛造により頭部を形成し、ネジ山形成等の加工を行い、焼入焼戻処理を行ってボルトとして必要な所望の強度を得ている。
【０００３】
ボルト用鋼の冷間鍛造性を向上させるために種々の手法が提案されている。
特許文献１には、変形抵抗を低減し、冷間鍛造性等の冷間加工性を向上することを目的の１つとして、全セメンタイト数に対するフェライト粒界に存在するセメンタイトの割合を多くした鋼線が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、圧延材の金属組織の初析フェライト面積率を高くし、パーライトブロックを微細化することで、軟化焼鈍(球状化焼鈍)の時間を短縮しても優れた冷間加工性を確保できる冷間加工用機械構造用鋼が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、パーライトの粒径、ラメラー間隔およびフェライト結晶粒を制御した、冷間鍛造性と切削性に優れた機械構造用鋼が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、成分とオーステナイト結晶粒径とによって決まるＤＩ値を所定の範囲内とすることで、焼入れ性を確保しつつ、圧延材強度を低下させ、冷間鍛造性等の冷間加工性と耐衝撃特性を確保した高周波焼入用高強度線材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１８－４４２３５号公報
特開２０１８－３１０６号公報
特開２００６－２９１２３７号公報
特開２００５－１３３１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通常、ボルト製造時に、圧延材等の形態のボルト用鋼に軟化焼鈍(球状化焼鈍、ＳＡ)を実施し強度を低下させることにより、冷間鍛造性を向上させた後、冷間鍛造（ヘッディング加工）が行われている。
【０００９】
近年、カーボンニュートラルの要求が高まり、軟化焼鈍を省略したいとの要望が強まっている。しかし、従来のボルト用鋼において軟化処理を省略すると、強度が高い状態で伸線工程を実施することになり、さらに伸線加工により加工硬化することから鍛造時の強度が過大となり冷間鍛造性が低下してしまうという問題がある。
このような問題を回避し、軟化焼鈍を省略しても十分な冷間鍛造性を確保するためには、例えば圧延材の形態である伸線前の状態での硬さを十分に低く、具体的には平均硬さＨｖａをビッカース硬さで１９５Ｈｖ以下とする必要がある。
【００１０】
特許文献１に記載の鋼線および特許文献２に記載の冷間加工用機械構造用鋼は、何れも軟化焼鈍を実施してから鍛造等の冷間加工を行う態様しか開示されておらず、軟化焼鈍を省略すると伸線後の強度が過大となり冷間鍛造性を確保できない蓋然性が高い。
また、特許文献３に記載の機械構造用鋼では軟化焼鈍省略についての言及はあるものの、切削性改善にある程度の重きをおいていることもあり、軟化焼鈍を省略すると伸線前の状態の平均硬さＨｖａをビッカース硬さで１９５Ｈｖ以下とすることができず十分な冷間鍛造性を確保できない虞がある。
特許文献４に記載の高周波焼入用高強度線材でも軟化焼鈍省略についての言及はあるものの、ＤＩ値を所定の範囲内にするためにオーステナイト粒径を粒度番号で１０～１４とかなり微細になるように制御しているため、平均硬さＨｖａをビッカース硬さで１９５Ｈｖ以下まで低下させることができず十分な冷間鍛造性を確保できない虞がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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